一种PWM控制方法和装置与流程

一种pwm控制方法和装置
技术领域
1.本技术涉及电力电子技术领域，并且具体地，涉及一种脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)控制方法和装置。


背景技术：

2.对于应用逆变电路的系统，当逆变电路的调制比、输出功率因数或输出频率较小时，逆变电路中的电流可以看作是直流，会出现逆变电路中的部分功率半导体器件持续承担该电流的情况。承担该电流的功率半导体器件损耗会比较大，而不承担该电流的功率半导体器件损耗几乎为0。也就是说，逆变电路中的功率损耗非常不均匀。这样，有可能会导致个别功率半导体器件损耗超标，进而导致功率半导体器件结温过高，引起功率半导体器件损坏，影响系统的安全。


技术实现要素：

3.本技术提供一种pwm控制方法和装置，能够调整逆变电路中功率半导体器件的导通占空比，可以实现合理分配逆变电路中功率半导体器件的损耗，有助于降低功率半导体器件损坏的概率，从而提高系统的安全性。
4.第一方面，本技术提供了一种pwm控制方法，所述方法可以由pwm控制装置执行，该pwm控制装置可以是独立设置的模块或单元，也可以与其他装置集成在一起，本技术不予限制。
5.所述方法包括：
6.获取逆变电路中n个功率半导体器件的结温，n为大于1的整数；
7.当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于第一阈值时，向调制波注入共模电压，所述调制波用于生成控制所述n个功率半导体器件中至少部分功率半导体器件的开通或者关断的信号，所述共模电压用于减小所述m个功率半导体器件中k个功率半导体器件的导通占空比，k为大于0且小于或者等于m的整数，m为大于0且小于或者等于n的整数；
8.根据注入共模电压后的所述调制波，发出控制信号，所述控制信号用于控制所述至少部分功率半导体器件的开通或者关断。
9.本技术的逆变电路中的功率半导体器件可以包括以下至少一个：绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)、金氧半场效晶体管(metal
‑
oxide
‑
semiconductor field
‑
effect transistor，mosfet)和二极管等。上述n个功率半导体器件中至少部分功率半导体器件可以包括以下至少一个：igbt和mosfet等。
10.在上述技术方案中，通过在调制波中注入共模电压，可以合理分配逆变电路中功率半导体器件的导通占空比，从而使得逆变电路中功率半导体器件的损耗分配更加合理，有助于降低功率半导体器件损坏的概率，从而提高系统的安全性。此外，由于可以通过在调制波中注入共模电压，实现分配逆变电路中功率半导体器件的导通占空比，因此逆变电路
中可以采用较小电流等级的功率半导体器件，有助于降低逆变电路的成本。
11.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述共模电压在减小所述k个功率半导体器件的导通占空比的同时还可能会引起所述n功率半导体器件中除所述m个功率半导体器件以外的功率半导体器件的导通占空比的变化。
12.例如，所述共模电压用于减小所述k个功率半导体器件的导通占空比的同时还用于增大p个功率半导体器件的导通占空比，所述p个功率半导体器件属于所述n功率半导体器件中除所述m个功率半导体器件以外的功率半导体器件，p为大于0的整数。可以理解为，所述共模电压用于调整所述k个功率半导体器件与所述p个功率半导体器件的导通占空比，使得所述p个功率半导体器件分担部分应由所述k个功率半导体器件承担的电流，从而减小所述k个功率半导体器件的损耗，降低所述k个功率半导体器件的结温。
13.又例如，所述共模电压用于减小所述k个功率半导体器件的导通占空比的同时还用于增大p个功率半导体器件的导通占空比，此外所述共模电压还用于减小r个功率半导体器件的导通占空比，所述r个功率半导体器件的结温未超过第一阈值，且所述r个功率半导体器件属于所述n个功率半导体器件但不属于所述k个功率半导体器件和所述p个功率半导体器件。可以理解为，共模电压在使所述k个功率半导体器件的导通占空比减小、所述p个功率半导体器件的导通占空比增大的同时还可以使一个或多个结温未超过第一阈值的功率半导体器件的导通占空比发生变化。
14.结合第一方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，所述当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于第一阈值时，向调制波注入共模电压，包括：当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的调制比低于第二阈值时，向所述调制波注入所述共模电压；或者，当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的输出功率因数低于第三阈值时，向所述调制波注入所述共模电压；或者，当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的输出频率低于第四阈值时，向所述调制波注入所述共模电压。
15.也就是说，在逆变电路的调制比、逆变电路的输出功率因数、或逆变电路的输出频率较低的情况下，pwm控制装置才会向调制波注入共模电压，从而避免正常工况下共模电压对系统产生影响。
16.结合第一方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，所述n个功率半导体器件一一对应于n个所述第一阈值，所述m个功率半导体器件中的每个功率半导体器件的结温大于所述功率半导体器件对应的第一阈值。换句话说，m个功率半导体器件的结温大于第一阈值，可以理解为，m个功率半导体器件的结温分别大于该功率半导体器件对应的第一阈值。
17.上述n个第一阈值可以相同，也可以不同。例如，同型号的功率半导体器件的第一阈值可以相同，不同类型或不同型号的功率半导体器件的第一阈值可以不同。
18.结合第一方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，所述逆变电路为单相或多相逆变电路。
19.结合第一方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，所述逆变电路采用两电平拓扑结构或多电平拓扑结构。
20.结合第一方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，所述多电平拓扑结构包括中点钳位(neutral point clamped，npc)三电平拓扑结构。
21.其中，npc三电平拓扑结构可以包括i型三电平拓扑结构、t型三电平拓扑结构以及有源中点钳位(active neutral point clamped，anpc)三电平拓扑结构等。
22.结合第一方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，当所述逆变电路采用i型三电平拓扑结构或t型三电平拓扑结构时，所述共模电压的幅值为所述逆变电路的直流输入电压的四分之一。这样可以实现合理分配n个功率半导体器件的损耗。
23.第二方面，本技术提供了一种pwm控制装置，该pwm控制装置与第一方面的pwm控制方法相对应，因此也可以实现如第一方面的pwm控制方法类似的有益效果，对于pwm控制装置详细的描述可以参考第一方面。
24.所述装置包括：
25.获取单元，用于获取逆变电路中n个功率半导体器件的结温，n为大于1的整数；
26.处理单元，用于当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于第一阈值时，向调制波注入共模电压，所述调制波用于生成控制所述n个功率半导体器件中至少部分功率半导体器件的开通或者关断的信号，所述共模电压用于减小所述m个功率半导体器件中k个功率半导体器件的导通占空比，k为大于0且小于或者等于m的整数，m为大于0且小于或者等于n的整数；
27.所述处理单元，还用于根据注入共模电压后的所述调制波，发出控制信号，所述控制信号用于控制所述至少部分功率半导体器件的开通或者关断。
28.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述共模电压还用于增大p个功率半导体器件的导通占空比，所述p个功率半导体器件属于所述n功率半导体器件中除所述m个功率半导体器件以外的功率半导体器件，p为大于0的整数。
29.结合第二方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于：当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的调制比低于第二阈值时，向所述调制波注入所述共模电压；或者，当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的输出功率因数低于第三阈值时，向所述调制波注入所述共模电压；或者，当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的输出频率低于第四阈值时，向所述调制波注入所述共模电压。
30.结合第二方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，所述n个功率半导体器件一一对应于n个所述第一阈值，所述m个功率半导体器件中的每个功率半导体器件的结温大于所述功率半导体器件对应的第一阈值。换句话说，m个功率半导体器件的结温大于第一阈值，可以理解为，m个功率半导体器件的结温分别大于该功率半导体器件对应的第一阈值。
31.上述n个第一阈值可以相同，也可以不同。例如，同型号的功率半导体器件的第一阈值可以相同，不同类型或不同型号的功率半导体器件的第一阈值可以不同。
32.结合第二方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，所述逆变电路为单相或多相逆变电路。
33.结合第二方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，所述逆
变电路采用两电平拓扑结构或多电平拓扑结构。
34.结合第二方面或其任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，当所述逆变电路采用i型三电平拓扑结构或t型三电平拓扑结构时，所述共模电压的幅值为所述逆变电路的直流输入电压的四分之一。
35.第三方面，本技术提供了一种pwm控制装置，所述pwm控制装置包括处理器和接口电路，所述接口电路用于接收来自所述pwm控制装置之外的其它装置的信号并传输至所述处理器或将来自所述处理器的信号发送给所述pwm控制装置之外的其它装置，所述处理器通过逻辑电路或执行代码指令用于实现第一方面或其任意可能的实现方式所述的方法。
36.第四方面，本技术提供了一种pwm控制装置，所述pwm控制装置包括处理器，用于执行存储器中存储的计算机指令，以使得所述装置执行第一方面或其任意可能的实现方式所述的方法。
37.第五方面，本技术提供了一种电机控制器，包括第二方面、第三方面、第四方面、或其任意可能的实现方式所述的pwm控制装置。
38.第六方面，本技术提供了一种芯片，所述芯片包括处理器，所述处理器与存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述芯片执行第一方面或其任意可能的实现方式所述的方法。
39.第七方面，本技术提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被计算机执行时，可以实现第一方面或其任意可能的实现方式所述的方法。
40.第八方面，本技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被计算机执行时，可以实现第一方面或其任意可能的实现方式所述的方法。
41.第九方面，本技术提供了一种电驱动系统，所述系统包括第二方面、第三方面、第四方面、或其任意可能的实现方式所述的pwm控制装置，或者包括第五方面所述的电机控制器，或者包括第六方面所述的芯片。
附图说明
42.图1是可以应用本技术的技术方案的电驱动系统100的结构框图。
43.图2是本技术提供的pwm控制方法200的示意性流程图。
44.图3是两电平拓扑结构的示意图。
45.图4是s1和d4的导通占空比的示意图。
46.图5是两电平逆变器调制波注入共模电压的仿真波形。
47.图6是npc三电平拓扑结构的示意图。
48.图7是s1、s2、d
p1
、d3和d4的导通占空比的示意图。
49.图8是t型三电平拓扑结构的示意图。
50.图9是s1、s3、d2和d4的导通占空比的示意图。
51.图10是本技术的实施例提供的装置的结构示意图。
52.图11是本技术的实施例提供的装置的另一结构示意图。
具体实施方式
53.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
54.本技术将围绕包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是，各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等，并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外，还可以使用这些方案的组合。
55.另外，在本技术实施例中，“示例的”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。
56.本技术实施例中，“相应的(corresponding，relevant)”和“对应的(corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。
57.本技术实施例描述的场景是为了更加清楚地说明本技术实施例的技术方案，并不构成对于本技术实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着场景的演变和新业务场景的出现，本技术实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
58.除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
59.本技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：包括单独存在a，同时存在a和b，以及单独存在b的情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a
‑
b，a
‑
c，b
‑
c，或a
‑
b
‑
c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
60.对于应用逆变电路的系统，当逆变电路的调制比、输出功率因数或输出频率较小时，逆变电路中的电流可以看作是直流，会出现逆变电路中的部分功率半导体器件持续承担该电流的情况。承担该电流的功率半导体器件损耗会比较大，而不承担该电流的功率半导体器件损耗几乎为0。也就是说，逆变电路中的功率损耗非常不均匀。这样，有可能会导致个别功率半导体器件损耗超标，进而导致功率半导体器件结温过高，引起功率半导体器件损坏，影响系统的安全。
61.针对上述问题，能够调整逆变电路中功率半导体器件的导通占空比，可以实现合理分配逆变电路中功率半导体器件的损耗，有助于降低功率半导体器件损坏的概率，从而提高系统的安全性。
62.需要说明的是，本技术的技术方案可以应用于各种应用逆变电路的系统，本技术
不予限制。作为一个示例，本技术的技术方案可应用于电驱动系统，例如，车辆的电驱动系统等。为了描述方便，下面将结合电驱动系统对本技术的技术方案进行描述。
63.图1是可以应用本技术的技术方案的电驱动系统100的结构框图。
64.如图1所示，系统100包括逆变电路、电机、以及电机控制器，其中，逆变电路分别与直流电压、电机以及电机控制器连接。逆变电路，也可以称为逆变器，用于把直流电(例如，电池和蓄电瓶等)转变成交流电的转换器。电机是一种用来实现电能和机械能相互转换的装置。电机控制器，也可以称为电机控制单元(motor control unit，mcu)，用于根据接收到的信号波和载波控制逆变电路中部分功率半导体器件的导通或关断。在系统100中，通过电机控制器根据信号波和载波控制逆变电路中部分功率半导体器件的导通或关断，实现输入逆变电路的直流电转换为交流电，交流电输入电机后由电磁感应转换成电机转动的机械能。
65.需要说明的是，本技术并不限定逆变电路的具体拓扑结构，例如，逆变电路可以采用两电平拓扑结构或多电平拓扑结构。其中，多电平拓扑结构可以包括npc三电平拓扑结构等。本技术也不限定逆变电路的相数，例如，逆变电路可以为单相或多相逆变电路。
66.应理解，电机控制器和逆变电路可以集成在一个设备中，或者也可以独立的两个设备，本技术对此不做具体限定。在其它示例中，系统100可包括更多、更少或不同的系统，并且每个系统可包括更多、更少或不同的组件。此外，示出的系统和组件可以按任意种的方式进行组合或划分。
67.在驱动电机转动的过程中，可能会出现电机无法启动或停止转动的现象，即发生电机堵转。电机堵转是电机在转速为0转时仍然输出扭矩的一种情况，一般都是机械的或者人为的。例如，电机负载过大、拖动的机械故障、或轴承损坏扫膛等均有可能会导致电机堵转。当电机堵转运行时，会出现上文所述的逆变电路中的功率损耗不均匀的问题。类似地，电机的低速运行可以看成是不同角度较短时间的堵转工况拼接而成，同样存在上述问题。
68.下面结合附图2至图8对本技术提供的pwm控制方法进行描述。
69.图2是本技术提供的pwm控制方法200的示意性流程图。方法200可以应用于图1所示的系统100。方法200可以由pwm控制装置执行，该pwm控制装置可以是独立设置的模块或单元，也可以与其他装置(例如，图1所示的电机控制器)集成在一起，本技术不予限制。
70.步骤210，pwm控制装置获取逆变电路中n个功率半导体器件的结温。其中，n为大于1的整数。
71.本技术不限定逆变电路的具体拓扑结构。例如，逆变电路可以采用两电平拓扑结构或多电平拓扑结构。其中，多电平拓扑结构可以包括npc三电平拓扑结构等。npc三电平拓扑结构可以包括i型三电平拓扑结构、t型三电平拓扑结构以及anpc三电平拓扑结构等。
72.本技术也不限定逆变电路的相数。例如，逆变电路可以为单相或多相逆变电路。
73.本技术不限制pwm控制装置获取所述n个功率半导体器件的结温的方式。
74.在一些实现方式中，pwm控制装置可以获取调制波的电压，根据调制波的电压确定所述n个功率半导体器件的导通占空比，进而根据所述n个功率半导体器件的导通占空比，确定所述n个功率半导体器件的损耗，进一步根据所述n个功率半导体器件的损耗，确定所述n个功率半导体器件的结温，其中，调制波为用于生成控制所述n个功率半导体器件中至少部分功率半导体器件的开通或者关断的信号，调制波可以对应于图1所示的信号波。以逆
变电路为三相逆变电路为例，pwm控制装置可以获取a、b和c三相调制波的相电压，根据a、b和c三相调制波的相电压确定所述n个功率半导体器件的导通占空比，进而根据所述n个功率半导体器件的导通占空比，确定所述n个功率半导体器件的损耗，进一步根据所述n个功率半导体器件的损耗，确定所述n个功率半导体器件的结温。本技术不限制pwm控制装置获取调制波的电压的方式，例如可以是现有方法或将来出现的方法中的任意一种。
75.在另一实现方式中，pwm控制装置也可以直接获取所述n个功率半导体器件的结温。
76.可以理解地，pwm控制装置获取所述n个功率半导体器件的结温的方式也可以是其他传统方法或将来出现的方法中的任意一种。
77.本技术的逆变电路中的功率半导体器件可以包括以下至少一个：igbt、mosfet和二极管等。上述n个功率半导体器件中至少部分功率半导体器件可以包括：igbt和/或mosfet。
78.步骤220，当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于第一阈值时，向调制波注入共模电压。其中，所述共模电压用于减小所述m个功率半导体器件中k个功率半导体器件的导通占空比，k为大于0且小于或者等于m的整数，m为大于0且小于或者等于n的整数。
79.n个功率半导体器件一一对应于n个第一阈值，n个第一阈值可以相同，也可以不同。例如，同型号的功率半导体器件的第一阈值可以相同，不同类型或不同型号的功率半导体器件的第一阈值可以不同。m个功率半导体器件的结温大于第一阈值，可以理解为，m个功率半导体器件的结温分别大于该功率半导体器件对应的第一阈值。
80.由于电机和逆变电路中的电流取决于输入的差模电压，共模电压对于电流没有贡献，而共模电压的高低可以决定逆变电路的功率半导体器件的导通占空比，因而可以通过调整共模电压来调整逆变电路的功率半导体器件的导通占空比，从而实现对逆变电路的功率半导体器件的损耗的调整。
81.可选地，所述共模电压在减小所述k个功率半导体器件的导通占空比的同时还可能会引起所述n功率半导体器件中除所述m个功率半导体器件以外的功率半导体器件的导通占空比的变化。
82.例如，所述共模电压用于减小所述k个功率半导体器件的导通占空比的同时还用于增大p个功率半导体器件的导通占空比，所述p个功率半导体器件属于所述n功率半导体器件中除所述m个功率半导体器件以外的功率半导体器件，p为大于0的整数。可以理解为，所述共模电压用于调整所述k个功率半导体器件与所述p个功率半导体器件的导通占空比，使得所述p个功率半导体器件分担部分应由所述k个功率半导体器件承担的电流，从而减小所述k个功率半导体器件的损耗，降低所述k个功率半导体器件的结温。
83.又例如，所述共模电压用于减小所述k个功率半导体器件的导通占空比的同时还用于增大p个功率半导体器件的导通占空比，此外所述共模电压还用于减小r个功率半导体器件的导通占空比，所述r个功率半导体器件的结温未超过第一阈值，且所述r个功率半导体器件属于所述n个功率半导体器件但不属于所述k个功率半导体器件和所述p个功率半导体器件。可以理解为，共模电压在使所述k个功率半导体器件的导通占空比减小、所述p个功率半导体器件的导通占空比增大的同时还可以使一个或多个结温未超过第一阈值的功率
半导体器件的导通占空比发生变化。
84.可选地，在一些实现方式中，pwm控制装置也可以直接根据n个功率半导体器件的损耗，确定是否需要进行导通占空比的调整。
85.可选地，当所述逆变电路采用i型三电平拓扑结构或t型三电平拓扑结构时，所述共模电压的幅值可以为所述逆变电路的直流输入电压的四分之一。这样可以实现合理分配n个功率半导体器件的损耗。
86.在一些实现方式中，在向所述调制波注入所述共模电压之前，pwm控制装置还可以确定所述逆变电路的调制比低于第二阈值，或者确定所述逆变电路的输出功率因数低于第三阈值，或者确定所述逆变电路的输出频率低于第四阈值，即当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的调制比低于第二阈值时，或者，当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的输出功率因数低于第三阈值时，或者，当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的输出频率低于第四阈值时，向所述调制波注入所述共模电压。也就是说，在所述逆变电路的调制比、所述逆变电路的输出功率因数或所述逆变电路的输出频率较低时，pwm控制装置才会向调制波注入共模电压，以便调整所述逆变电路中的部分功率半导体器件的导通占空比。例如，在电机处于堵转工况或低频大扭矩的工况下，pwm控制装置向调制波注入共模电压，从而避免正常工况下共模电压对系统产生影响。
87.步骤230，根据注入共模电压后的所述调制波，发出控制信号，所述控制信号用于控制所述n个功率半导体器件中至少部分功率半导体器件的开通或者关断，例如，所述控制信号控制逆变电路中的igbt和/或mosfet的开通或关断。
88.根据注入共模电压后的所述调制波发出控制信号可以使得n个功率半导体器件中的部分功率半导体器件的导通占空比发生变化，从而可以实现合理分配n个功率半导体器件的损耗。
89.这样，上述技术方案通过在调制波中注入共模电压，可以合理分配逆变电路中功率半导体器件的导通占空比，从而使得逆变电路中功率半导体器件的损耗分配更加合理，有助于降低功率半导体器件损坏的概率，从而提高系统的安全性。此外，由于可以通过在调制波中注入共模电压，实现分配逆变电路中功率半导体器件的导通占空比，因此逆变电路中可以采用较小电流等级的功率半导体器件，有助于降低逆变电路的成本。
90.下面结合具体的示例，对本技术的pwm控制方法进行描述。
91.示例1
92.假设逆变电路采用如图3所示的两电平拓扑结构。当电机堵转的角度为90度时，a相电流i
a
最大，b相和c相两相电流相等，且i
b
＝i
c
＝
‑
1/2i
a
。在此情况下，a相的s1和d4承担a相电流，a相的s2和d1不通过电流，损耗接近为0。
93.图4是s1和d4的导通占空比的示意图。
94.当电机发生堵转时，若不进行导通占空比调整，如图4的(a)图所示，s1和d4的导通占空比约为0.5。
95.若pwm控制装置确定d4的结温过高且s1的结温还有余量，则pwm控制装置可以向a、b和c三相调制波注入正的共模电压(例如，v
dc
/4)，如图4的(b)图所示，s1的导通占空比增
大，d4的导通占空比减小。
96.若pwm控制装置确定s1的结温过高且d4的结温还有余量，则pwm控制装置可以向a、b和c三相调制波注入负的共模电压(例如，
‑
vdc/4)，如图4的(c)图所示，s1的导通占空比减小，d4的导通占空比增大。
97.在示例1中，对于三相两电平拓扑结构，注入的共模电压只改变s1和d4的导通占空比，并没有利用s1和d4以外的功率半导体器件承担a相的电流。
98.图4仅以a相为例进行说明，b相和c相的导通占空比调整类似，在此不再赘述。
99.图5是两电平逆变器调制波注入共模电压的仿真波形。图5示出了为两电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation，svpwm)调制信号注入共模电压从而改变功率半导体器件导通占空比的示意图。图5的(a)图中，在0～0.02s时，逆变器三相调制波为常规的svpwm调制波，可以理解为此时注入的共模信号为零；0.02s时刻，共模电压信号由0跳变至0.3v，三相调制波整体上移。图(b)为a相桥臂调制波与三角载波进行比较的示意图，二者比较产生a相桥臂的驱动信号；对于a相桥臂上管来说，调制波vca大于三角载波vcarr时，上管导通，调制波vca小于三角载波vcarr时上管截止。图(c)为图(b)中调制波与载波比较产生的a相上管驱动信号，可见0.02s前后，a相上管的导通占空比发生了明显的变化。
100.示例2
101.假设逆变电路采用如图6所示的npc三电平拓扑结构。若电机发生堵转时逆变电路的输出电流为正、输出电压也为正，逆变电路中的电流由s1、s2和d
p1
承担。
102.图7是s1、s2、d
p1
、d3和d4的导通占空比的示意图。
103.当电机发生堵转时，若不进行导通占空比调整，如图7的(a)图所示，s1的导通占空比较小，s2常通导通占空比很大，d
p1
导通占空比也很大，d3和d4不通过电流，因此s2和d
p1
损耗会比较大。
104.若pwm控制装置确定s2和/或d
p1
的结温过高，则pwm控制装置可以向调制波注入正的共模电压(例如，v
dc
/4)，如图7的(b)图所示，d
p1
的导通占空比减小，s1的导通占空比增大，d
p1
和s1两者导通占空比变到0.5附近，s2仍为常通。这样，可以由s1承担d
p1
的部分电流。
105.若pwm控制装置确定s2和/或d
p1
的结温过高，则pwm控制装置还可以向调制波注入负的共模电压(例如，
‑
v
dc
/4)，如图7的(c)图所示，s1不通过电流，d
p1
1和s2的导通占空比减小，d3和d4的导通占空比增大，d
p1
、s2、d3和d4的导通占空比均变到0.5附近。这样，可以由d3和d4承担d
p1
1、s2和s1的部分电流。
106.图6和图7仅以一相为例进行说明，若逆变电路还包括更多的相数，其他相的导通占空比调整类似，在此不再赘述。
107.示例3
108.假设逆变电路采用如图8所示的t型三电平拓扑结构。若电机发生堵转时逆变电路的输出电流为正、输出电压也为正，逆变电路中的电流由s1、s3和d4承担。
109.图9是s1、s3、d2和d4的导通占空比的示意图。
110.当电机发生堵转时，若不进行导通占空比调整，如图9的(a)图所示，s1的导通占空比较小，s3和d4占空也很大，d2不通过电流，因此s3和d4损耗会比较大。
111.若pwm控制装置确定s3和/或d4的结温过高，则pwm控制装置可以向调制波注入正
的共模电压(例如，v
dc
/4)，如图9的(b)图所示，s3和d4的导通占空比减小，s1的导通占空比增大，s1、s3和d4的导通占空比变到0.5附近，d2不通过电流。这样，可以由s1承担s3和d4的部分电流。
112.若pwm控制装置确定s3和/或d4的结温过高，则pwm控制装置还可以向调制波注入负的共模电压(例如，
‑
v
dc
/4)，如图9的(c)图所示，s1不通过电流，s3和d4的导通占空比减小，d2的导通占空比增大，s3、d2和d4的导通占空比均变到0.5附近。这样，可以由d2承担s1、s3和d4的部分电流。
113.图8和图9仅以一相为例进行说明，若逆变电路还包括更多的相数，其他相的导通占空比调整类似，在此不再赘述。上文结合图2至图9，详细描述了本技术提供的pwm控制方法，下面将结合图10和图11，详细描述本技术的装置实施例。可以理解的是，为了实现上述实施例中功能，图10或图11中的装置包括了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本技术中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，本技术能够以硬件或硬件和计算机软件相结合的形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用场景和设计约束条件。
114.图10和图11为本技术的实施例提供的可能的装置的结构示意图。这些装置可以用于实现上述方法实施例中pwm控制装置的功能，因此也能实现上述方法实施例所具备的有益效果。
115.如图10所示，装置900包括获取单元910和处理单元920。
116.获取单元910，用于获取逆变电路中n个功率半导体器件的结温，n为大于1的整数。
117.处理单元920，用于当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于第一阈值时，向调制波注入共模电压，所述调制波用于生成控制所述n个功率半导体器件中至少部分功率半导体器件的开通或者关断的信号，所述共模电压用于减小所述m个功率半导体器件中k个功率半导体器件的导通占空比，k为大于0且小于或者等于m的整数，m为大于0且小于或者等于n的整数。
118.所述处理单元920，还用于根据注入共模电压后的所述调制波，发出控制信号，所述控制信号用于控制所述至少部分功率半导体器件的开通或者关断。
119.可选地，所述共模电压还用于增大p个功率半导体器件的导通占空比，所述p个功率半导体器件属于所述n功率半导体器件中除所述m个功率半导体器件以外的功率半导体器件，p为大于0的整数。
120.可选地，所述处理单元920还用于：当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的调制比低于第二阈值时，向所述调制波注入所述共模电压；或者，当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的输出功率因数低于第三阈值时，向所述调制波注入所述共模电压；或者，当所述n个功率半导体器件中m个功率半导体器件的结温大于所述第一阈值且所述逆变电路的输出频率低于第四阈值时，向所述调制波注入所述共模电压。
121.可选地，所述n个功率半导体器件一一对应于n个所述第一阈值，所述m个功率半导体器件中的每个功率半导体器件的结温大于所述功率半导体器件对应的第一阈值。换句话说，m个功率半导体器件的结温大于第一阈值，可以理解为，m个功率半导体器件的结温分别
大于该功率半导体器件对应的第一阈值。上述n个第一阈值可以相同，也可以不同。例如，同型号的功率半导体器件的第一阈值可以相同，不同类型或不同型号的功率半导体器件的第一阈值可以不同。
122.可选地，所述逆变电路为单相或多相逆变电路。
123.可选地，所述逆变电路采用两电平拓扑结构或多电平拓扑结构。
124.可选地，当所述逆变电路采用i型三电平拓扑结构或t型三电平拓扑结构时，所述共模电压的幅值为所述逆变电路的直流输入电压的四分之一。
125.有关上述获取单元910和处理单元920更详细的描述可以直接参考上述方法实施例中相关描述直接得到，这里不加赘述。
126.如图11示，装置1000包括处理器1010和接口电路1020。处理器1010和接口电路1020之间相互耦合。可以理解的是，接口电路1020可以为收发器或输入输出接口。可选地，装置1000还可以包括存储器1030，用于存储处理器1010执行的指令或存储处理器1010运行指令所需要的输入数据或存储处理器1010运行指令后产生的数据。
127.当装置1000用于实现上文所述的方法时，处理器1010用于实现上述处理单元920的功能，接口电路1020用于实现上述获取单元910的功能。
128.本技术实施例还提供一种电机控制器，包括上述任意一种pwm控制装置。
129.本技术实施例还提供一种芯片，该芯片获取指令并执行该指令来实现上述的方法。
130.可选地，作为一种实现方式，该芯片包括处理器与数据接口，该处理器通过该数据接口读取存储器上存储的指令，执行上述方法。
131.可选地，作为一种实现方式，该芯片还可以包括存储器，该存储器中存储有指令，该处理器用于执行该存储器上存储的指令，当该指令被执行时，该处理器用于执行上述方法。
132.本技术实施例还提供一种电驱动系统，包括上述任意一种pwm控制装置，或者包括上述任意一种电机控制器，或者包括上述任意一种芯片。
133.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有指令，该指令用于上述方法实施例中的方法。
134.本技术实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，该指令用于实现上述方法实施例中的方法。
135.可以理解的是，本技术的实施例中的处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其它可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器。
136.本技术的实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read
‑
only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪
存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的随机存取存储器(random access memory，ram)可用，例如静态随机存取存储器(static ram，sram)、动态随机存取存储器(dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，ddr sdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，dr ram)。
137.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
138.可以理解的是，在本技术的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本技术的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。
139.除非另有说明，本技术实施例所使用的所有技术和科学术语与本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本技术中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本技术的范围。应理解，上述为举例说明，上文的例子仅仅是为了帮助本领域技术人员理解本技术实施例，而非要将申请实施例限制于所示例的具体数值或具体场景。本领域技术人员根据上文所给出的例子，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改和变化也落入本技术实施例的范围内。
140.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
141.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
142.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
143.所述功能如果以软件功能单元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，本技术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)执行本技术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(read
‑
only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
144.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。