一种获取逆变桥母线电流值的方法及装置与流程

本发明涉及驱动电路技术领域，具体而言，涉及一种获取逆变桥母线电流值的方法及装置。

背景技术：

电动摩托车、电动自行车、电动汽车驱动器等由动力电池供电，受限于电池的输出能力，需要对驱动器输入电流即电池输出电流进行限制，防止电流过度放电导致电池受损，因此得到驱动器当前的输入电流是必须的。电池输出(驱动器输入)为直流电，驱动器输出交流电到电机侧，整个驱动器是一个逆变桥，驱动器的输入电流也是逆变桥的母线电流。

现有需要加装额外的母线电流传感器、需要布局额外的硬件滤波电路，并且dsp中也需要定义母线电流采样ad端口，以得到母线电流的瞬时值，增加额外的物料成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种获取逆变桥母线电流值的方法及装置。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种获取逆变桥母线电流值的方法，包括：

获取第n周期内的第一有效时长和第二有效时长；其中，所述第一有效时长为所述控制器输出第一组有效脉冲信号的时长，所述第二有效时长为所述控制器输出第二组有效脉冲信号的时长，所述第一组有效脉冲信号和所述第二组有效脉冲信号不一致，且当所述控制器输出所述第一组有效脉冲信号或所述第二组有效脉冲信号时，所述逆变桥的输入电流不为0；

依据所述第一组有效脉冲信号获取第一电流值；

依据所述第二组有效脉冲信号获取第二电流值；

依据所述第一电流值、所述第二电流值、所述第一有效时长以及所述第二有效时长计算所述第n周期内母线电流值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种获取逆变桥母线电流值的装置，包括：

获取模块，用于获取第n周期内的第一有效时长和第二有效时长；其中，所述第一有效时长为所述控制器输出第一组有效脉冲信号的时长，所述第二有效时长为所述控制器输出第二组有效脉冲信号的时长，所述第一组有效脉冲信号和所述第二组有效脉冲信号不一致，且当所述控制器输出所述第一组有效脉冲信号或所述第二组有效脉冲信号时，所述逆变桥的输入电流不为0；

所述获取模块还用于依据所述第一组有效脉冲信号获取第一电流值；

所述获取模块还用于依据所述第二组有效脉冲信号获取第二电流值；

计算模块，用于依据所述第一电流值、所述第二电流值、所述第一有效时长以及所述第二有效时长计算所述第n周期内母线电流值。

本发明实施例提供的获取逆变桥母线电流值的方法及装置的有益效果：控制器通过获知发送的第一组有效脉冲信号的第一有效时长和发送第二组有效脉冲信号的第二有效时长，再结合第一组有效脉冲信号、第二组有效脉冲信号以及三个相电流传感器传输的电流值分析得到第一电流值和第二电流值，依据第一电流值、第二电流值、第一有效时长以及第二有效时长计算第n周期内母线电流值，避免了现有技术中需要添加母线电流传感器，增加成本的问题，从而节省物质资源。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的现有的驱动电路的框图；

图2示出了本发明实施例提供的第n周期的时间分布示意图；

图3示出了本发明实施例提供的应用环境示意图；

图4示出了本发明实施例提供的获取逆变桥母线电流值的方法的流程示意图；

图5示出了本发明实施例提供的s102和s103的子步骤的流程示意图；

图6示出了本发明实施例提供的获取逆变桥母线电流值的方法的另一种可实现的流程示意图；

图7示出了本发明实施例提供的获取逆变桥母线电流值的装置的功能单元框图。

图标：101-控制器；102-直流电源；105-母线电流传感器；106-电机；201-获取模块；202-计算模块；203-统计模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

图1示出了目前驱动电路的框图，其中，h1、h2以及h3为固设的相电流传感器。h1、h2以及h3均与控制器101电连接。n1、n2、n3、n4、n5、n6均为功率管。n1、n4组成a桥臂；n2、n5组成b桥臂；n3、n6组成a桥臂。h1、h2以及h3分别安装在与逆变桥的a桥臂、b桥臂、c桥臂于电机106之间。n1、n2、n3、n4、n5、n6均与控制器101电连接。控制器101依据空间电压矢量调制(spacevectorpulsewidthmodulation，svpwm)算法，发送脉冲宽度调制信号(pulsewidthmodulation，pwm)控制n1、n2、n3、n4、n5以及n6的开通状态，从而切换各个桥臂为上导通状态或下导通状态。举例说明，a桥臂上导通时，n1为开通状态、n4为关断状态。具体地，控制n1、n2、n3、n4、n5以及n6各个功率管开通、关断、开通多长时间以及关断多长时间。n1、n2、n3、n4、n5以及n6组成的逆变桥在控制器101的控制下将直流电源102输入的直流电转换为交流电给到电机106。

在一种可实现的方式中，控制器101按照预设的周期向各个功率管发送pwm信号。第n周期内的时间分布如图2所示，第n周期的时长等于t0、t1、t2的和。继续参阅图2，在t0时间内，逆变桥3个桥臂同时上导通或同时下导通，此时母线电流值为零。在t1时间内，c桥臂上导通，a桥臂和b桥臂下导通，参阅图1，此时母线电流传感器105和相电流传感器h3所检测得到的电流值相等。在t2时间内，b桥臂和c桥臂上导通，a桥臂下导通，参阅图1，此时母线电流传感器105和相电流传感器h1所检测得到的电流值相等。在其他的周期的t1时间和t2时间内，各个桥臂的导通关系不以此作为限定，由控制器101调控实现。

目前通过电路中安装母线电流传感器105来获取逆变桥的母线电流。在一种可实现的方式中，还需要在母线电流传感器105和控制器101之间安装滤波电路和ad转换器，增加了不必要的物料成本，浪费资源。

本发明实施例提供了一种获取逆变桥母线电流值的方法，应用环境如图3所示，控制器101分别与n1、n2、n3、n4、n5、n6、h1、h2以及h3电连接。

h1、h2以及h3用于将检测到的电流值传输给控制器101。

控制器101用于通过发送脉冲宽度调制信号(pulsewidthmodulation，pwm)控制n1、n2、n3、n4、n5以及n6的开通状态，从而切换各个桥臂为上导通状态或下导通状态。n1、n2、n3、n4、n5以及n6组成的逆变桥在控制器101的控制下将直流电源102输入的直流电转换为交流电给到电机106。控制器101通过运行与存储的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，如本发明实施例提供的获取逆变桥母线电流值的方法。

下面给出一种应用于上述控制器101的获取逆变桥母线电流值的方法，步骤流程如图4所示：

s101：获取第n周期内的第一有效时长和第二有效时长。

具体地，第一有效时长为控制器101输出第一组有效脉冲信号的时长，第二有效时长为控制器101输出第二组有效脉冲信号的时长，第一组有效脉冲信号和第二组有效脉冲信号不一致，且当控制器101输出第一组有效脉冲信号或第二组有效脉冲信号时，逆变桥的输入电流不为0。例如，控制器101输出第一组有效脉冲信号时，c桥臂上导通，b桥臂和a桥臂下导通；控制器101输出第二组有效脉冲信号时，a桥臂和c桥臂下导通，b桥臂上导通。继续参阅图2，此时的第一有效时长为t1、第二有效时长为t2。在可能实现的方式中，不同的周期的t1时间对应的第一组有效脉冲信号彼此不同和t2时间内对应的第二组有效脉冲信号彼此不同。

s102：依据第一组有效脉冲信号获取第一电流值。

具体地，依据第一组有效脉冲信号分析出，当控制器101输出第一组有效脉冲信号时，与母线电流传感器105输出的电流值相等的相电流传感器，从而获取此相电流传感器所传输的电流值，详细请见下文。

s103：依据第二组有效脉冲信号获取第二电流值。

具体地，依据第二组有效脉冲信号分析出，当控制器101输出第二组有效脉冲信号时，与母线电流传感器105输出的电流值相等的相电流传感器，从而获取此相电流传感器所传输的电流值，详细请见下文。

s104：依据第一电流值、第二电流值、第一有效时长以及第二有效时长计算第n周期内母线电流值。

具体地，依据第一电流值、第二电流值、第一有效时长以及第二有效时长计算第n周期内母线电流值，其中母线电流值的表达式为：

其中，idc代表母线电流值；i1代表第一电流值；i2代表第二电流值；t1代表第一有效时长；t2代表第二有效时长。

本实施例还提供了一种可实现的方式，用于依据第一电流值、第二电流值、第一有效时长以及第二有效时长判断第n周期内母线电流值的正负。具体地，比较表达式1：与0的大小关系，其中，sign(i1)表征i1的正负、sign(i2)表征i2的正负。继续参见图1，在一种可能的实现方式中，在第一有效时长内，当正常驱动情况下，即直流电源102供电的情况下，sign(i1)、sign(i2)为正；在电机106发电的情况下，sign(i1)、sign(i2)为负。

当表达式1小于0时，母线电流值为负；当表达式1大于0时，母线电流值为正。

本实施例提供的获取逆变桥母线电流值的方法中，控制器101通过svpwm算法获知发送的第一组有效脉冲信号的第一有效时长和发送第二组有效脉冲信号的第二有效时长。在结合第一组有效脉冲信号、第二组有效脉冲信号以及h1、h2、h3三个相电流传感器传输的电流值分析得到第一电流值和第二电流值。依据第一电流值、第二电流值、第一有效时长以及第二有效时长计算第n周期内母线电流值。避免了现有技术中需要添加母线电流传感器105，增加成本的问题，从而节省物质资源。

在图4的基础上，对于s102中“依据第一组有效脉冲信号获取第一电流值”和s103中“依据第二组有效脉冲信号获取第二电流值”，下面给出一种可能的实现方式，具体的，参见图5，图5中的s102具体包括：

s1021：依据第一组有效脉冲信号分析出第一目标桥臂。

具体地，当控制器101输出第一组有效脉冲信号时，第一目标桥臂的上功率管与另外两个桥臂上的上功率管所接收到的脉冲信号不同。例如，当控制器101输出第一组有效脉冲信号时，第一目标桥臂上导通，另外两个桥臂下导通，或者，当控制器101输出第一组有效脉冲信号时，第一目标桥臂下导通，另外两个桥臂上导通。通过分析第一组有效脉冲信号可以得到，当控制器101输出第一组有效脉冲信号时a桥臂、b桥臂以及c桥臂的导通情况，从而得到第一目标桥臂。

s1022：获取第一电流传感器在控制器输出第一组有效脉冲信号时第一电流值。

具体地，第一电流传感器与第一目标桥臂电连接。例如，当a桥臂为第一目标桥臂时，则第一电流传感器是h1。获取h1在控制器101输出第一组有效脉冲信号时传输的电流值，即第一电流值。

图5中的s103的一种可实现的流程：

s1031：依据第二组有效脉冲信号分析出第二目标桥臂。

具体地与，控制器101输出第二组有效脉冲信号时，第二目标桥臂的上功率管与另外两个桥臂上的上功率管所接收到的脉冲信号不同，与s1021同理。

s1032：获取第二电流传感器在控制器输出第二组有效脉冲信号时第二电流值。

具体地，第二电流传感器与第二目标桥臂电连接，与s1022同理。

在图4的基础上，本发明实施例还提供了一种可实现的获取逆变桥母线电流值的方法，如图6所示：

s105：统计第m时间段内母线电流值。

具体地，第m时间段包括至少两个第n周期。在一种可能的实现的方式中，第m时间段在10毫秒的范围内，第n周期在100微秒的范围内。统计第m时间段内的母线电流值，为了贴合目前电流传感器检测的频率，方便用户观察。

以下方式，可以统计第m时间段内母线电流值：

第一种：统计第m时间段内各个第n周期内母线电流值的平均值。例如，第m时间段内包括10个第n周期，则计算以上10第n周期内的有效值的平均值。

第二种：依据第m时间段内的内各母线电流值进行滤波运算，以得到第m时间段对应的总有效值。

具体地，可以依据算式：yk＝k1*x+k1*yk-1计算第m时间段内的内母线电流的总有效值；其中yk为总有效值，x是当前周期母线电流有效值，yk-于为上次滤波计算出来的前总有效值。

请参阅图7，图7为本发明实施例提供的一种获取逆变桥母线电流有效值的装置，可选的，该获取逆变桥母线电流有效值的装置可以采用电子终端100的实现方式。需要说明的是，本实施例所提供的获取逆变桥母线电流有效值的装置，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

获取逆变桥母线电流有效值的装置包括：获取模块201、计算模块202以及统计模块203。

获取模块201用于获取第n周期内的第一有效时长和第二有效时长；其中，第一有效时长为控制器101输出第一组有效脉冲信号的时长，第二有效时长为控制器101输出第二组有效脉冲信号的时长，第一组有效脉冲信号和第二组有效脉冲信号不一致，且当控制器101输出第一组有效脉冲信号或第二组有效脉冲信号时，逆变桥的输入电流不为0。具体地，获取模块201可以执行s101。

获取模块201还用于依据第一组有效脉冲信号获取第一电流值。具体地，获取模块201可以执行s102。

获取模块201具体用于依据第一组有效脉冲信号分析出第一目标桥臂，其中，当控制器101输出第一组有效脉冲信号，第一目标桥臂的上功率管与另外两个桥臂上的上功率管所接收到的脉冲信号不同。具体地，获取模块201可以执行s1021。

获取模块201具体用于获取第一电流传感器在控制器输出第一组有效脉冲信号时第一电流值；其中，第一电流传感器与第一目标桥臂电连接。具体地，获取模块201可以执行s1022。

获取模块201还用于依据第二组有效脉冲信号获取第二电流值。具体地，获取模块201可以执行s103。

获取模块201具体用于依据第二组有效脉冲信号分析出第二目标桥臂；其中，当控制器101输出第二组有效脉冲信号时，第二目标桥臂的上功率管与另外两个桥臂上的上功率管所接收到的脉冲信号不同。具体地，获取模块201可以执行s1031。

获取模块201具体用于获取第二电流传感器在控制器101输出第二组有效脉冲信号时第二电流值；其中，第二电流传感器与第二目标桥臂电连接。具体地，获取模块201可以执行s1032。

计算模块202，用于依据第一电流值、第二电流值、第一有效时长以及第二有效时长计算第n周期内母线电流值。具体地，计算模块202可以执行s104。

具体地，母线电流值的表达式为：

其中，idc代表母线电流值；i1代表第一电流值；i2代表第二电流值；t1代表第一有效时长；t2代表第二有效时长。

统计模块203，用于统计第m时间段内各母线电流值，其中，第m时间段包括至少两个第n周期。具体地，统计模块203可由执行s105。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。