变速驱动器的制作方法

1.本发明涉及变速驱动器以及用于监测变速驱动器的组件的状态的方法。


背景技术：

2.连接到电网的许多三相电动机由变速驱动器驱动。变速驱动器允许修改由电网提供的电信号的频率、幅度和/或相位，以便控制电动机。
3.驱动三相电动机的变速驱动器包括使用脉冲宽度调制pwm功能控制的六个开关。开关的组件可能疲劳，并且可能导致开关故障和电动机控制的劣化。
4.本发明旨在减轻这些问题。


技术实现要素：

5.因此，本公开的目的是提出一种用于驱动三相电动机的变速驱动器，该变速驱动器包括逆变器、适于用显著连续的电压供应逆变器的dc链路、中断控制器、调节级、硬件阈值检测器单元、触发器单元和中断使能单元，由此：
6.该逆变器包括连接到电动机的三个相的三个支路，
7.每个支路在一侧连接到显著连续的电压的正总线，并且在另一侧连接到所述显著连续的电压的负总线，每个支路包括顶部开关和底部开关；由此
8.每个开关包括两个组件，第一组件是由pwm控制器控制的绝缘栅双极型晶体管igbt，并且第二组件是与igbt并联连接的续流二极管fd；
9.该调节级包括连接到逆变器的特定开关的集电极的输入电阻和连接到该输入电阻的运算放大器opa；
10.由此，该调节级适于将该opa的输入电压钳位在opa电源电压；
11.该硬件阈值检测器单元连接到调节级的opa的输出，该阈值检测器单元包括特定比较器；
12.由此，该特定比较器适于将特定开关的组件中的特定组件两端的电压和与该特定组件相关联的预定电压阈值进行比较，并且该特定比较器适于基于该比较将逻辑边沿发送到触发器单元的特定同步触发器；
13.由此，该特定同步触发器适于从中断使能单元接收中断使能信号，并且该特定同步触发器适于在接收到该逻辑边沿时基于该中断使能信号的逻辑电平将高逻辑电平发送到中断控制器的中断端口；以及
14.该中断使能信号的逻辑电平基于开关的换向信息来确定。
15.包括上述特性的变速驱动器允许检测电压何时越过变速驱动器的开关的特定组件(续流二极管或igbt)两端的预定电压阈值。考虑到当特定组件“关断”时，特定组件支持高电压，而当这样的特定组件“导通”时，特定组件支持低电压，该越过的检测在技术上是复杂的。因此，允许检测越过的电子组件应当适于精确地在低电压和高电压下工作，同时被保护免受大且快速的电压波动。预定电压阈值的这样的越过可以用于基于专用参数(例如基
于特定组件的结温或连接到特定组件的支路的电动机的相中的电流)来监测特定组件的状态。
16.包括上述特性的变速驱动器还允许在检测预定电压阈值的越过时考虑由开关的换向引起的电压扰动。实际上，电压扰动可能导致特定组件两端的电压不期望地越过预定电压阈值。具体地，当特定组件与具有很少或不具有由于开关的换向引起的外部电压干扰的专用电压相关联时，可以确定这样的组件的专用参数，例如与参考参数进行比较以便确定特定组件的状态。
17.可选地，开关的换向信息包括特定组件的组件通过状态和igbt组件换向之后的时间段。这样的选项允许在特定组件的导通状态期间、在特定组件两端的电压具有减小的或可忽略的由换向引起的电压干扰并且要比较的电压应该稳定的时间段期间使能中断协议。
18.可选地，特定同步触发器适于在中断使能信号的高逻辑电平期间将高逻辑电平发送到中断控制器的中断端口，以及中断使能信号的高逻辑电平在以下情况时被确定：
[0019]-特定组件的组件通过状态为“导通”，
[0020]-特定开关的换向之后的时间段大于特定开关延迟，以及
[0021]-开关的换向之后的时间段大于开关延迟。该选项允许当由于开关的换向引起的特定组件两端的电压干扰减小或可忽略时发送中断使能信号。这还允许在要被比较的电压(在opa的输出处)稳定时发送中断使能信号。具体地，这样的选项允许考虑两个不同的延迟。特定开关延迟链接到与特定组件相关联的特定开关的换向。这样的特定开关延迟可以允许等待在特定开关换向时跟随电容器负载的要比较的电压变得更稳定。开关延迟与任何开关的换向相关联，并且可以允许等待特定组件两端的电压中的由开关的换向引起的电压干扰减小或变得可忽略。
[0022]
可选地，特定开关的特定组件是特定开关的igbt，特定比较器是与特定开关的igbt相关联的igbt比较器，特定同步触发器是与特定开关的igbt相关联并连接到igbt比较器的输出的igbt同步触发器；该阈值检测器单元包括与特定开关的fd相关联的fd比较器；以及该触发器单元包括与特定开关的fd相关联的fd同步触发器，该fd同步触发器连接到fd比较器的输出，并且适于在接收到fd比较器的逻辑边沿时基于专用中断使能信号的逻辑电平将高逻辑电平发送到中断控制器的中断端口。这样的选项允许检测特定开关的续流二极管和igbt组件两者两端的相应预定电压阈值的越过。这样的选项还允许在特定开关的两个组件之间共享公共调节级。共享公共调节级允许避免调节级的电子组件的复制，并因此减少了用于检测预定电压的越过的成本，减少了维护操作的成本并减少了组件更换的成本。
[0023]
可选地，触发器单元包括or逻辑门，该or逻辑门在一侧连接到fd和igbt触发器，并且在另一侧连接到中断控制器的中断端口。对于特定开关的两个组件(续流二极管和igbt)，or逻辑门例如允许触发同一中断协议，以便确定同一专用参数，例如同一相中的电流。
[0024]
可选地，变速驱动器的每个支路包括相应的调节级、相应的阈值检测器单元和相应的触发器单元，其中，与相应的支路相关联的每个相应的触发器单元适于在接收到其相应的特定比较器的逻辑边沿时将相应的高逻辑电平发送到中断控制器的相应的特定中断端口。这允许基于中断控制器的专用中断协议来监测与电动机的相位相关联的专用参数。
[0025]
可选地，变速驱动器包括用于每个开关的相应的调节级、相应的阈值检测器单元
和相应的触发器单元。这允许在越过相应的预定电压阈值时为电动机的开关的每个组件确定相应的专用参数。
[0026]
可选地，中断使能单元包括与开关相关联的定时器。这允许例如基于已经包括开关的换向信息的pwm控制器的现有定时器来实现中断使能单元。
[0027]
可选地，特定开关与特定开关定时器和另一开关定时器相关联，特定开关定时器适于在特定开关的第一次切换时开始计数时间，并且适于在特定开关的第二次切换时重置计数，该特定开关的第二次切换直接在特定开关的第一次切换之后，以及另一开关定时器适于在任何开关的第一次切换时开始计数时间，并且适于在任何开关的第二次切换时重置计数，该任何开关的第二次切换直接在任何开关的第一次切换之后。该选项允许驱动与特定开关相关联的定时器，以便当由换向引起的特定组件两端的电压扰动减小或可忽略时并且当要比较的电压稳定时，将中断使能信号发送到特定触发器。
[0028]
可选地，中断使能单元包括and逻辑门，该and逻辑门在一侧连接到特定开关的特定开关定时器和另一开关定时器，并且在另一侧连接到特定触发器。这样的and逻辑门允许在由这样的换向引起的电压扰动中考虑与特定开关相关联的换向之后的时间延迟和与开关相关联的换向之后的时间延迟之间的差异。
[0029]
可选地，变速驱动器包括电流测量部件，该电流测量部件适于测量电动机的相两端的电流。这允许例如在由中断控制器实施的中断协议期间测量连接到特定组件的电动机的相的电流。这样的电流测量可以用于确定特定组件的状态。这样的测量可以例如与结温一起使用以确定特定组件是经受(submitted)引线接合剥离还是经受焊料分层。
[0030]
可选地，变速驱动器包括适于测量开关的组件的结温的温度测量部件。特定开关的结温可以例如用于确定这样的特定组件的状态。这样的测量可以例如与电流测量一起使用以确定特定组件是经受引线接合剥离还是经受焊料分层。
[0031]
可选地，变速驱动器包括警报单元。警报单元可以例如适于基于电动机的特定相的电流测量来触发警报。警报单元允许例如警告操作者变速驱动器的特定开关的特定组件的状态。
[0032]
本公开还呈现了一种用于监测如以上不同选项中所呈现的变速驱动器的开关的组件的状态的方法；该方法包括：
[0033]
由中断使能单元递送中断使能信号，该中断使能信号的逻辑电平基于开关中的至少一个开关的换向信息来确定；
[0034]
由特定比较器监测特定支路的特定开关的特定组件两端的电压；
[0035]
当特定开关的特定组件两端的电压越过与特定组件相关联的预定电压而中断使能信号处于预定逻辑电平时，测量电动机的相中的与特定支路相关联的电流；
[0036]
基于所测量的电流、特定组件的结温以及与特定组件相关联的预定电压阈值来确定特定组件的状态；以及
[0037]
触发警报。
[0038]
因此，该方法允许基于在与特定组件的支路相关联的电动机的相中测量的电流并且基于组件的结温来检测特定组件的状态。具体地，该方法可以允许通过实时测量与预定电压阈值相关联的电流来检测特定组件是经受引线接合剥离还是经受焊料分层。
[0039]
可选地，触发警报包括发送警报消息、播放警报歌曲和显示警报图标中的至少一
个。这种类型的警报允许例如使操作者意识到变速驱动器处的潜在问题、增加安全性或者防止或减少对变速驱动器或对电动机的损坏。这种类型的警报还允许例如使制造商意识到变速驱动器健康状况或特定组件健康状况，以用于生成统计数据，以便识别特定组件或特定生产线上的默认(default)。
[0040]
本公开还描述了一种包括指令的计算机可读存储介质，该指令在由至少一个控制器执行时使至少一个控制器执行在此描述的方法中的任一个的方法。
[0041]
本公开还公开了一种包括指令的计算机程序产品，当该程序由计算机执行时，该指令使计算机执行在此描述的方法中的任一个。
附图说明
[0042]
图1示出了包括用于控制电动机的变速驱动器的架构的示例。
[0043]
图2a示出了流过开关的igbt组件的电流(y轴)取决于igbt组件两端的电压(x轴)和与这样的igbt组件相关联的结温的示例演变。
[0044]
图2b示出了流过开关的fd组件的电流(y轴)取决于fd组件两端的电压(x轴)和与这样的fd组件相关联的结温的示例演变。
[0045]
图3示出了允许变速驱动器检测特定组件两端的电压何时越过预定电压阈值的架构的示例。
[0046]
图4a示出了允许变速驱动器检测特定组件两端的电压何时越过预定电压阈值的电路的第一示例。
[0047]
图4b示出了允许变速驱动器检测特定组件两端的电压何时越过预定电压阈值的电路的第二示例。
[0048]
图4c示出了允许变速驱动器检测特定组件两端的电压何时越过预定电压阈值的电路的第三示例。
[0049]
图5示出了用于监测变速驱动器的开关的组件的状态的方法的示例。
具体实施方式
[0050]
参考图1，示出了用于驱动三相电动机2的变速驱动器1。在本公开中，变速驱动器1应当被理解为至少部分地以硬件(例如电子地)实现的用于电动机的控制单元。变速驱动器也可以部分虚拟地实现或通过软件实现。
[0051]
在本公开中，三相电动机2应当被理解为可以由变速驱动器驱动的任何种类的电动机。电动机可以是由交流电压控制的马达，例如感应马达。在一些示例中，电动机可以是同步电动机或异步电动机。
[0052]
变速驱动器1包括逆变器13和连接到逆变器13的直接功率总线dc链路12。dc链路12适于用显著连续的电压供应逆变器，并且包括正总线和负总线。显著连续的电压可以被理解为与交流电压相比具有减小的波动的电压。这样的交流电压可以例如由电源3提供。与由电源3提供的交流电源相比，波动可以例如减小至少70％，并且优选地减小至少90％。
[0053]
因此，dc链路连接到电源3。电源可以例如对应于交流电源。在一些示例中，电源可以对应于两相或三相电网。在一些其他示例中，电源3可以例如对应于电池，并且可以是连续电源。
[0054]
在电源3是交流电源的示例中，变速驱动器还包括整流器11，该整流器11旨在将由交流电源供应的交流电压转换成直流电压。在一些示例中，整流器可以是半波整流器。
[0055]
逆变器13旨在将由dc链路供应的直流电压切断成可变电压以控制三相电动机2。逆变器13包括分别连接并关联到电动机的三个相的三个支路。每个支路在一侧连接到dc链路的正总线，并且在另一侧连接到dc链路的负总线。
[0056]
在该示例中，逆变器还包括6个开关130。逆变器的每个支路包括顶部开关130t和底部开关130b。如图1所示，支路和电动机的相之间的连接位于顶部开关和底部开关之间。这里使用顶部和底部来区分所示示例中的两个开关，并不一定暗示这样的开关实际上是顶部/底部配置。
[0057]
每个开关包括两个组件，第一组件是绝缘栅双极型晶体管igbt，第二组件是与igbt并联连接的续流二极管fd。
[0058]
开关130的组件(igbt和fd)可能疲劳，这可能导致电动机的控制的劣化。具体地，在这样的组件上可能发生两种电源默认(mains defaults)，引线接合剥离和焊料分层。本公开所呈现的变速驱动器尤其允许确定这些默认中的至少一个发生在开关的特定组件上，并且更一般地发生在特定开关的若干组件上或甚至在每个组件上。
[0059]
具体地，已经发现，当这样的组件“导通”时，组件的引线接合剥离导致组件的内阻(在下文中称为导通内阻ron)与这样的内阻的线端值或标称值相比增加。发明人还发现，可以基于特定组件的热阻rth来确定组件的焊料分层。组件的线端值或标称值对应于在生产线末端(即，当组件显著新时)为组件确定的值。
[0060]
可以基于流过组件的电流、组件两端的电压和组件的结温在给定时刻估计组件的热阻rth和导通内阻ron两者。因此，可以在给定时刻基于这些参数来确定组件的状态。
[0061]
具体地，组件的导通内阻ron对应于当这样的组件处于导通状态时该组件两端的电压(对于igbt，下文中称为vce，并且对于fd，下文中称为vf)除以流过这样的组件的电流(下文中称为ic)(对于igbt，ron＝vce/ic，并且对于fd，ron＝vf/ic)。
[0062]
组件的热阻rth对应于组件的温度(下文中称为tc)与环境温度(下文中称为ta)之间的差除以组件两端的电压与流过这样的组件的电流的乘积(对于igbt，rth＝(tc-ta)/(vce
×
ic)，并且对于fd，rth＝(tc-ta)/(vf
×
ic))。组件的温度tc与环境温度ta之间的差(tc-ta)对应于结温(下文中称为tj)。
[0063]
图2a中示出了表示流过开关的igbt组件的电流ic(y轴)取决于igbt组件两端的电压vce(x轴)和与这样的igbt组件相关联的结温tj的演变的曲线的示例。曲线25c对应于当与igbt组件相关联的结温tj被确定为25℃时的电流曲线。曲线125c对应于当与igbt组件相关联的结温tj被确定为125℃时的电流曲线。曲线150c对应于当与igbt组件相关联的结温tj被确定为150℃时的电流曲线。曲线wblo25c对应于当与igbt组件相关联的结温tj被确定为25℃时以及当igbt组件经受引线接合剥离时的电流曲线。25c、125c和150c曲线是可以基于线端值的测量而生成的曲线。
[0064]
如我们从图中可以观察到的，与曲线25c相比，电流曲线wblo25c向右偏移。因此，对于在同一结温tj下igbt组件两端的同一电压vce，流过经受引线接合剥离的igbt组件的电流ic将小于流过线端中的igbt组件的电流。换句话说，对于同一电压和对于同一结温，经受引线接合剥离的igbt组件的导通内阻ron大于线端中的igbt组件的导通内阻ron。
[0065]
我们还可以从不同的曲线中观察到流过igbt组件的电流ic取决于这样的组件的结温。具体地，当igbt组件两端的电压小于igbt电压交叉点cpigbt(图1中约1.2v)时，对于igbt组件两端的同一电压vce，更高的结温tj对应于流过igbt组件的更高的电流ic。相比之下，当igbt组件两端的电压大于igbt电压交叉点cpigbt时，对于igbt组件两端的同一电压vce，更高的结温tj对应于流过igbt组件的更小的电流ic。组件的交叉点对应于流过这样的组件的电流与结温无关的电压。
[0066]
因此，当igbt组件两端的电压小于igbt电压交叉点cpigbt时，与经受焊料分层的igbt组件相关联的热阻rth将大于与线端中的igbt组件相关联的热阻rth。相比之下，当igbt组件两端的电压大于igbt电压交叉点cpigbt时，与经受焊料分层的igbt组件相关联的热阻rth将小于与线端中的igbt组件相关联的热阻rth。这意味着当igbt组件两端的电压小于igbt电压交叉点cpigbt时，流过经受焊料分层的igbt组件的电流ic将大于流过线端中的igbt组件的电流。这也意味着当igbt组件两端的电压大于igbt电压交叉点cpigbt时，流过经受焊料分层的igbt组件的电流ic将小于流过线端中的igbt组件的电流。
[0067]
因此，我们可以观察到：
[0068]-对于igbt组件的同一结温，无论igbt组件两端的电压如何，流过经受引线接合剥离的igbt组件的电流ic小于流过线端的igbt组件的电流，
[0069]-对于igbt组件两端的同一电压，当igbt组件两端的这样的同一电压小于igbt电压交叉点cpigbt时，流过经受焊料分层的igbt组件的电流大于流过线端的igbt组件的电流，以及
[0070]-对于igbt组件两端的同一电压，当igbt组件两端的这样的同一电压大于igbt电压交叉点cpigbt时，流过经受焊料分层的igbt组件的电流低于流过线端的igbt组件的电流。
[0071]
图2b中示出了表示流过开关的fd组件的电流ic(y轴)取决于fd组件两端的电压vf(x轴)和与这样的fd组件相关联的结温tj的演变的曲线的示例。具有与图2a的曲线相同的附图标记的图2b的曲线对应于与等效特性相关联的曲线。
[0072]
除了fd电压交叉点(图中未示出)大于igbt电压交叉点之外，可以对fd组件和igbt组件进行等效观察。
[0073]
因此，我们可以观察到：
[0074]-对于fd组件的同一结温，无论fd组件两端的电压如何，流过经受引线接合剥离的fd组件的电流ic小于流过线端的fd组件的电流，
[0075]-对于fd组件两端的同一电压，当igbt组件两端的电压小于fd电压交叉点时，流过经受焊料分层的fd组件的电流大于流过线端的fd组件的电流，以及
[0076]-对于fd组件两端的同一电压，当igbt组件两端的电压大于fd电压交叉点时，流过经受焊料分层的fd组件的电流低于流过线端的fd组件的电流。
[0077]
因此，我们能够基于特定组件的结温并基于在给定电压下流过这样的组件的电流来检测这样的组件的状态。
[0078]
因此，本公开提出检测变速驱动器1的开关的特定组件两端的电压的特定值，以便实时地确定与电压的特定值相关联的专用参数。具体地，变速驱动器适于在特定开关的特定组件“导通”时检测这样的特定组件两端的电压何时越过预定电压阈值。
[0079]
在一些示例中，专用参数可以对应于流过与特定组件相关联的特定开关的电流以及对应于特定组件的结温。电流和结温可用于确定特定组件的状态。具体地，电流和温度实时演变，因此，为了获取与预定电压阈值相链接的电流和温度的准确值，应当在越过预定电压阈值之后快速地实现这些值的获取。
[0080]
因此，本文公开的示例变速驱动器1适于在特定开关130s的特定组件(igbt或fd)“导通”时实时地检测这样的特定组件两端的电压越过预定电压阈值。
[0081]
变速驱动器1包括适于测量电动机2的相两端的电流的电流测量部件4。在一些示例中，电流测量部件可以包括分流器、检流计或霍尔效应电流传感器。
[0082]
变速驱动器1包括适于测量环境温度ta和开关的组件的组件温度tc的温度测量部件5。这种温度测量部件5可以例如包括热敏电阻、热电偶传感器或电阻温度检测器(rtd)。
[0083]
变速驱动器1包括适于触发警报的警报单元6。可以基于由电流测量部件测量的电流测量来触发这种警报。警报单元6可以例如适于基于针对电动机的特定相测量的电流来触发警报。在一些示例中，警报单元6可以适于发送警报消息、播放警报歌曲或显示警报图标。
[0084]
在一些示例中，变速驱动器包括处理和控制单元，该处理和控制单元旨在通过考虑例如在马达的正常操作期间要应用于电动机的输入速度设定点以及要应用于逆变器级以便获得这些输出电压的控制指令来实施控制律(control law)。控制律可以是矢量或标量类型。
[0085]
变速驱动器包括pwm控制器，例如处理器proc或微控制器。pwm控制器包括pwm功能pwmf，其控制开关的igbt组件以应用从由dc总线提供的直流电压到受控交流电压的转换。pwm控制器可以包括由操作系统管理的用于计算的电子电路。在一些示例中，pwm控制器对应于数字信号处理器dsp或数字信号控制器dsc。
[0086]
在一些示例中，pwm控制器可以被配置为至少部分地操作下面参考图5呈现的用于监测变速驱动器的开关的组件的状态的方法。
[0087]
变速驱动器1可以包括非暂时性机器可读或计算机可读存储介质，诸如例如存储器或存储单元mem，由此非暂时性机器可读存储介质编码有可由控制器(诸如pwm控制器)执行的指令。机器可读存储介质可以包括用于操作pwm控制器或另一控制器以实现用于监测开关的组件的状态的方法的指令。根据本公开的计算机可读存储装置(storage)可以是存储可执行指令的任何电子、磁性、光学或其他物理存储设备。计算机可读存储装置可以是例如随机存取存储器(ram)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、存储驱动器和光盘等。如在此所描述的，计算机可读存储装置可以编码有根据操作用于监测变速驱动器的开关的组件的状态的方法的可执行指令。存储装置或存储器可以包括存储如本文所述的可执行指令的任何电子、磁性、光学或其他物理存储设备。
[0088]
参考图3和图4a，下面描述了允许变速驱动器1检测特定组件两端的电压vin何时越过预定电压阈值的电路的示例。电路的一些示例，例如图4b和图4c中所示的电路的示例，还允许检测特定开关130s的两个组件(igbt和fd)两端的电压何时越过相应的预定电压阈值(其对于igbt和fd可以是不同的)。应当注意，下面针对一个开关呈现的电路的示例可以针对其他开关并且优选地针对变速驱动器1的六个开关中的每一个被复制。
[0089]
如前所述，这里描述的变速驱动器的示例的目的之一包括检测特定组件两端的电
压何时越过预定电压阈值。预定电压阈值的检测因此在变速驱动器的操作期间的给定时刻提供特定组件的参数的已知指示。这种已知指示可以与其他参数相关，以便在给定时刻获取关于系统的信息。如上所述，在应用中，为了确定这种特定开关的状态，已知指示(在给定时刻特定组件两端的电压)可以与特定开关的电流和结温相关。
[0090]
然而，应当注意，特定组件两端的电压在诸如其他参数的时间期间演变，例如随着流过特定组件的电流和这种特定组件的结温。因此，为了在组件两端的电压显著演变之前的给定时刻访问已知指示，可以使用电子或电气组件实时地完成对预定电压阈值的越过的检测。因此，上面呈现的电路的示例至少部分地是用于实时检测预定阈值的越过的硬件。
[0091]
这种实时检测还可以允许触发一些参数确定，例如使用中断协议，以在从这种检测开始的减少的时间内确定与预定电压阈值相关的参数，即，在这样的参数的值与其在给定的越过时刻的相应值相比还没有显著演变的时间期间。因此，可以忽略或补偿给定的越过时刻处的参数的值与有效地获取这样的参数的时刻处的参数的值之间的差。
[0092]
具体地，使用预定电压阈值的检测来触发流过特定组件的电流的确定并确定这种特定组件的结温允许确定特定组件在越过时刻的状态。
[0093]
然而，应当注意，预定电压阈值的检测可以用于触发对其他参数的确定，以便获取关于变速驱动器的信息或者获取关于包括变速驱动器的更大系统的信息而不是关于特定组件的信息。
[0094]
因此，下面呈现的变速驱动器的示例电路允许在其中特定组件两端的电压越过预定电压阈值的给定时刻获取参数的值，从而获得在这样的给定时刻的系统的估计图片。
[0095]
如图3所示，变速驱动器1包括电路，该电路包括调节级7、硬件阈值检测器单元8、触发器单元9、中断使能单元10和中断控制器iproc。
[0096]
调节级7在一侧连接到特定开关130，并且在另一侧连接到硬件阈值检测器单元8。硬件阈值检测器单元8在一侧连接到调节级7，并且在另一侧连接到触发器单元9。触发器单元9在一侧连接到硬件阈值检测器单元8，并且在另一侧连接到中断控制器iproc。
[0097]
调节级7是电子或电气级，用于将电流和电压限制到可接受的值，以由电路的另外的电子或电气元件(如硬件阈值检测器单元8)处理。实际上，并且如上所述，特定组件两端的电压在低电压(例如0和
±
3v之间，当这种特定组件“导通”时)与高电压(例如
±
几百伏，当这种特定组件“关断”时)之间交替。此外，特定开关的组件两端的低电压和高电压之间的波动快速跟随igbt组件的换向频率。在一些示例中，igbt组件的换向频率可以大于1khz并且可以包括在2和16khz之间。因此，可以钳位电路的不同元件的组件两端的电压和电流，以防止组件受到电损坏。
[0098]
因此，调节级7包括连接到特定开关130的集电极的输入电阻ir。输入电阻ir适于限制流过电路的电流。可以基于流过特定开关的集电极的最大电流来确定输入电阻ir的值。因此，可以基于电源3的特性来确定输入电阻ir的值。
[0099]
调节级7还包括连接到输入电阻ir的运算放大器opa。opa适于例如使用其内部二极管(未示出)来钳位opa电源(未示出)处的特定组件两端的电压vin。使用opa的内部二极管可以通过避免漏电流和温度偏差来精确测量电气值。因此，当特定组件“关断”时，opa保护电路的电子元件免受高电压的影响。
[0100]
如图4a、图4b和图4c所示，opa包括对应于opa的输出和地之间的电压的输出电压
vout。opa包括在opa的输出和opa的负输入之间的反馈回路。opa包括两个功率引脚(未示出)，它们中的至少一个连接到opa的电源。
[0101]
opa电源可以是单极的或双极的。图4b中示出了包括由单极电源供电的opa的电路的示例。图4c中示出了包括由双极电源供电的opa的电路的示例。
[0102]
opa电源的电压被选择为在特定组件“关断”时保护电路免受高电压的影响，并且在这样的组件“导通”时避免电压饱和。实际上，如上所述，本公开的目的之一是检测变速驱动器的特定组件两端的电压vin何时(当这样的特定组件“导通”时)越过预定电压阈值。因此，如果供应到opa的电力弱于特定组件两端的电压vin，那么这样的输入电压vin将被钳位为适合于opa电源，且特定组件两端的电压vin的信息将至少部分地丢失。
[0103]
在一些示例中，opa是单极的，并且电源连接到opa的功率引脚。在这样的示例中，电源向功率引脚提供至少2v并且优选地至少5v。在一些其他示例中，opa是双极的，并且第一电源向opa的正功率引脚提供至少2v并且优选地至少5v，而第二电源向opa的负功率引脚提供小于-2v并且优选地小于-5v。
[0104]
在opa包括单极电源的一些示例中，调节级可以包括适于将偏移电压添加到特定组件两端的电压vin的移位分支。偏移电压被确定为使得当与特定组件130相关联的特定开关的fd为“导通”时，opa的输出电压vout为正。实际上，当fd“导通”时，这样的fd两端的fd电压vf为负，因此，由单极电源供应的opa将负电压钳位到0v，并且因此将丢失关于fd两端的fd电压vf的信息。
[0105]
在一些示例中并且如图4a和图4b所示，移位分支包括提供电力供应的移位电源vopa和连接到opa的正输入的移位电阻ropa。移位电源vopa、移位电阻ropa和输入电阻rin可以被确定为使得当与特定组件130相关联的特定开关的fd为“导通”时，opa的输出为正。因此，可以基于输入电阻ir、移位电阻ropa、移位电源vopa和特定组件130s两端的电压vin来确定opa的传递函数。在本公开中，opa的传递函数对应于基于特定组件两端的输入电压vin给出opa的输出电压vout的函数。
[0106]
在说明性实施例中，当电源vopa向opa递送4v时，输入电阻ir和移位电阻ropa对应于相同的值。在这样的示例中，opa的传递函数对应于以下：
[0107][0108]
在一些替代示例中且如图4c中所示，opa包括双极电源。在这样的示例中，可以移除移位分支，因为fd两端的负电压的信息包括在opa的负电源中。因此，在图4b的所示示例中，opa的传递函数对应于以下：
[0109]
vout＝vin
[0110]
变速驱动器1包括硬件阈值检测器单元8。硬件阈值检测器单元8包括适于将特定组件130s两端的电压vin与预定电压阈值进行比较的电气或电子组件。硬件阈值检测器单元8的输出对应于逻辑边沿le。
[0111]
硬件阈值检测器单元8包括特定比较器scomp，该特定比较器scomp在一侧连接到opa的输出电压vout，并且在另一侧连接到触发器单元9的特定同步触发器sff。
[0112]
特定比较器scomp适于将opa的输出电压vout与比较器电压阈值vth进行比较，并基于这样的比较将逻辑边沿le发送到特定同步触发器sff。发送到特定同步触发器sff的逻
辑边沿le对应于指示特定组件130s两端的电压vin是否大于预定电压阈值的电压信号。
[0113]
应当注意，由于opa的输出电压vout是从特定组件130s两端的电压vin获得的，因此可以使用这样的输出电压vout将特定组件两端的这样的电压vin与预定阈值进行比较。
[0114]
在一些示例中，通过特定比较器scomp将opa的输出电压vout与比较器电压阈值vth进行比较。比较器电压阈值vth基于opa的传递函数和与特定组件130s相关联的预定电压阈值来确定。实际上，预定电压阈值对应于要与特定组件130s两端的电压vin进行比较的电压。然而，这样的电压vin可能在opa的输出处不可用(由于opa的传递函数)，因此，要与opa的输出电压vout进行比较的比较器电压阈值vth应该考虑该传递函数，以有效地将特定组件130s两端的电压vin与预定电压进行比较。
[0115]
在一些示例中，特定比较器scomp包括充当比较器的opa。这样的示例在图4a、图4b和图4c中示出。在这样的示例中，opa的输出电压vout可施加在opa的第一输入上，而比较器电压阈值vth可施加在opa的第二输入上。
[0116]
因此，可以基于与特定比较器scomp相关联的参考电源vref来实现比较器电压阈值vth。在一些示例中，比较器电压阈值vth可以基于分压器来实现，例如基于电阻桥式分压器，如图4a、图4b和图4c所示。
[0117]
在调节级7包括移位分支的一些示例中，可以基于对应于与移位电源vopa相同的电源的参考电源vref来实现比较器电压阈值vth。这允许减小移位电源vopa的潜在电压偏差对比较的影响。
[0118]
在调节级7的opa由正单极电源供应的一些示例中，充当比较器的硬件阈值检测器单元8的opa可以由正单极电源供应，例如与供应调节级7的opa的电源相同的正单极电源。
[0119]
应当注意，比较器电压阈值vth可以与链接到特定开关的专用组件的比较器相关联。实际上，如图4b和图4c所示，硬件阈值检测器单元8可以包括两个比较器，fd比较器fdcomp和igbt比较器igbtcomp分别与特定开关的fd组件和igbt组件相关联。与fd组件相关联的预定电压阈值可以不同于与igbt组件相关联的预定电压阈值。因此，与fd比较器fdcomp相关联的电压阈值vth和与igbt比较器igbtcomp相关联的电压阈值vth可以不同。
[0120]
在所示的示例中，与fd组件相关联的电压阈值被标注为vfth(或-vfth，取决于电路的极化)，而与igbt组件相关联的电压阈值被标注为vceth。
[0121]
在其中硬件阈值检测器单元8包括igbt比较器并且其中调节级7的opa由正单极电源供应的一些示例中，igbt比较器可以是单极电源供应的。当igbt组件“导通”时，并且当opa的输出电压vout大于与igbt比较器相关联的电压阈值vceth时，这样的示例允许在igbt比较器的输出中获得正电压(即，正饱和电压)。
[0122]
在其中硬件阈值检测器单元包括fd比较器、其中调节级的opa由正单极电源供应并且其中调节级还包括移位分支的一些示例中，fd比较器可以是单极电源供应的。当fd组件“导通”时，并且当opa的输出电压vout大于与igbt比较器相关联的电压阈值vfth时，这样的示例允许在fd比较器的输出中获得正电压(即，正饱和电压)。
[0123]
在其中硬件阈值检测器单元包括fd比较器并且其中调节级的opa由双极电源供电的一些示例中，fd比较器也可以由双极电源供电。在这样的示例中，fd电压阈值可以是施加在fd比较器的正输入上的负电压阈值-vfth，如图4c中所示。当fd组件“导通”时，并且当与fd比较器相关联的电压阈值-vfth大于opa的输出电压vout时，这样的示例允许在fd比较器
的输出中获得正电压(即，正饱和电压)。
[0124]
如上所述，特定比较器scomp适于将逻辑边沿le发送到特定同步触发器sff。在本公开中，同步触发器ff应当被理解为触发器，由此在触发器的输入中接收到的逻辑边沿在同步信号的预定逻辑电平期间在触发器的输出中生成高逻辑电平。无论触发器接收到什么输入，只要同步信号的逻辑电平处于预定逻辑电平，就可以在触发器的输出中保持高逻辑电平。当同步信号的逻辑电平被修改时，触发器的输出可以被重置(即，设置在低逻辑电平)。
[0125]
在一些示例中，同步触发器ff对应于d触发器。
[0126]
同步触发器ff包括在触发器单元9中。触发器单元9适于接收来自硬件阈值检测器单元8的逻辑边沿le作为输入，并且适于根据中断使能信号ies将高逻辑电平ls作为输出发送到中断控制器iproc的中断端口。中断使能信号ies对应于驱动特定同步触发器sff的同步信号。
[0127]
因此，当特定组件两端的电压越过预定电压阈值时，上升沿可以从特定比较器scomp发送到特定同步触发器sff。当驱动特定同步触发器sff的中断使能信号ies处于预定逻辑电平时，如果特定触发器sff接收到上升沿，则高逻辑电平ls可以被发送到中断控制器iproc的中断端口。在一些示例中，预定逻辑电平对应于高逻辑电平。
[0128]
将高逻辑电平ls发送到中断协议的中断控制器iproc的中断端口可以触发中断协议。中断控制器iproc可以对应于pwm控制器或适于实现中断协议或中断例程的另一控制器。在一些示例中，中断控制器对应于微控制器。
[0129]
因此，取决于中断使能信号ies的逻辑电平，当特定组件两端的电压越过预定阈值时，可以触发中断控制器iproc的中断端口的中断协议。因此，使用电子和电气组件触发的这样的中断协议几乎是瞬时的，例如小于1μs。
[0130]
在硬件阈值检测器单元包括fd比较器fdcomp和igbt比较器igbtcomp的示例中，触发器单元9可以包括两个同步触发器ff。硬件阈值检测器单元8可以包括连接到fd比较器fdcomp并与fd相关联的fd触发器fdff，以及连接到igbt比较器igbtcomp并与igbt相关联的igbt触发器igbtff。
[0131]
在这样的示例中，触发器单元9可以包括or逻辑门，该or逻辑门在一侧连接到fd和igbt触发器，并且在另一侧连接到中断控制器的中断端口。换句话说，同一开关的两个组件(fd或igbt)可以触发同一中断协议。这样的示例在图4b和图4c中示出，其中由igbt比较器igbtcomp发送到igbt触发器igbtff的逻辑边沿对应于leigbt边沿，而由fd比较器fdcomp发送到fd触发器fdff的逻辑边沿对应于lefd边沿。
[0132]
fd触发器和igbt触发器都由不同的中断使能信号ies驱动，使得当它们各自的中断使能信号ies对应于预定逻辑电平时，它们各自触发器的输出中的它们各自的高逻辑电平可以被发送到中断控制器iproc的中断端口。具体地，在图4b和图4c中，驱动fd触发器的中断使能信号ies被标记为iesfd，而驱动igbt触发器的中断使能信号ies被标记为iesigbt。
[0133]
中断使能信号ies由中断使能单元10提供给特定触发器sff。针对特定触发器sff的这种中断使能信号ies的逻辑电平基于开关的换向信息来确定。
[0134]
具体地，开关的换向引起开关的组件两端并且具体地是特定组件两端的电压扰
动。通过开关的换向，在此指定与这种开关相关联的igbt组件的换向。实际上，当与特定组件相关联的特定开关换向时，特定组件两端的电压在达到更稳定的值之前逐渐增加(跟随电容器负载)。关于其他开关，当这样的其他开关换向时，它们可能由于寄生耦合而在特定组件两端的电压上引起电压尖峰。因此，电压扰动可能导致特定组件两端的电压vin越过其相关联的预定电压阈值，从而可能导致触发不期望的中断协议。为了提供对特定组件的预定电压阈值的越过的准确检测，中断使能信号可以使特定触发器能够在一段时间期间在接收到从特定比较器接收的逻辑边沿时发送高逻辑电平，由此这样的特定组件两端的电压扰动应当是可忽略的，并且由此特定组件两端的电压应当趋于稳定。
[0135]
因此，允许特定触发器sff在接收到逻辑边沿时将高逻辑电平发送到中断控制器的中断端口的中断使能信号ies的逻辑电平可以在这样的特定组件两端的电压应当是稳定的时间段期间被发送。
[0136]
应当注意，当特定组件两端的电压越过预定电压阈值时，逻辑边沿因此从特定比较器scomp快速发送到特定同步触发器sff。类似地，当中断使能信号ies处于预定逻辑电平时，在接收到逻辑边沿时，高逻辑电平ls因此从特定同步触发器sff快速发送到中断控制器iproc的中断端口。换句话说，当特定组件两端的电压在ies处于预定逻辑电平的时间段期间越过其相关联的预定电压阈值时，中断控制器iproc对这种越过的检测几乎是瞬时的，例如低于1μs。
[0137]
在一些示例中，允许触发器将高逻辑电平ls发送到中断控制器的中断端口的中断使能信号ies的逻辑电平可对应于高逻辑电平。换言之，在这样的示例中，同步触发器适于在中断使能信号ies的高逻辑电平期间将高逻辑电平ls发送到中断控制器的中断端口。
[0138]
在一些示例中，确定旨在用于特定触发器的中断使能信号ies的逻辑电平的开关的换向信息包括特定组件(对应于与特定触发器相关联的特定组件)的组件通过状态和igbt组件的换向之后的时间段。
[0139]
在一些示例中，与特定组件相关联的特定触发器sff的中断信号ies的高逻辑电平可以在以下情况时被确定：
[0140]-特定组件的组件通过状态为“导通”。
[0141]-特定开关的换向之后的时间段大于特定开关延迟，以及
[0142]-开关的换向之后的时间段大于开关延迟。
[0143]
特定组件的组件通过状态为“导通”的条件允许避免在这样的组件“关断”时触发中断协议。这样的条件由中断使能单元10的on框示出。
[0144]
开关的换向之后的时间段应大于开关延迟的条件允许等待开关延迟以减少由开关的换向引起的对特定组件两端的电压vin的电压扰动。
[0145]
特定开关的换向之后的时间段的条件允许等待特定开关延迟，在特定开关延迟期间，特定组件两端的电压vin逐渐增加以达到更稳定的值。
[0146]
在一些示例中，中断使能单元10包括与开关相关联的定时器。这样的定时器可以被配置用于对开关延迟或特定开关延迟进行计数。应当注意，对延迟进行计数的定时器可以对这种延迟进行向上计数或向下计数。
[0147]
在一些示例中，特定开关与特定开关定时器sst和另一开关定时器st相关联。
[0148]
特定开关定时器sst可以适于在特定开关的第一次切换时开始计数时间，并且可
以适于在特定开关的第二次切换时重置计数，该特定开关的第二次切换直接在特定开关的第一次切换之后。因此，特定开关定时器sst可以适于对特定开关延迟进行计数。
[0149]
另一开关定时器st可以适于在任何开关的第一次切换时开始计数时间，并且适于在任何开关的第二次切换时重置计数，该任何开关的第二次切换直接在任何开关的第一次切换之后。因此，另一切换定时器st可以适于对切换延迟进行计数。
[0150]
在这样的示例中并且如图4a、图4b和图4c所示，中断使能单元10可以包括and逻辑门，该and逻辑门在一侧连接到特定开关的特定开关定时器sst和另一开关定时器st，并且在另一侧连接到特定触发器sff。因此，特定开关的第一组件和特定开关的第二组件的中断使能信号ies之间的差异可以驻留在组件的组件通过状态(导通或关断)中。在一些示例中且如图中所示，and门还可连接到特定开关的组件通过状态(框on)。
[0151]
在一些示例中，定时器由pwm控制器(例如，如图4a、图4b和图4c所示的其处理器proc)驱动，使得与开关相关的换向信息已经由这种pwm控制器包含。这允许避免将这种换向信息发送到另一控制器，并且还允许在pwm控制器中实现中断使能单元10。
[0152]
在一些示例中，变速驱动器的每个支路包括相应的调节级、相应的硬件阈值检测器单元和相应的触发器单元。这样的示例允许检测每个支路的开关的组件两端的电压何时越过相关联的预定电压阈值。
[0153]
在一些示例中，与相应支路相关联的每个相应触发器单元可适于在接收到从其相应硬件阈值检测器单元接收的逻辑边沿le时将相应高逻辑电平ls发送到中断控制器iproc的相应特定中断端口。这样的示例允许针对变速驱动器的每个支路实现不同的中断协议。
[0154]
在一些示例中，变速驱动器包括用于每个开关的相应调节级、相应阈值检测器单元和相应触发器单元。这样的示例允许检测每个开关的组件两端的电压何时越过相关联的预定电压阈值。
[0155]
在一些示例中，变速驱动器包括用于每个开关的每个组件的相应比较器和相应触发器。在这样的示例中，变速驱动器包括用于每个相应触发器的相应中断使能信号。
[0156]
在一些示例中，中断使能单元10可至少部分地在不同触发器之间共享。
[0157]
在一些示例中，每个开关可以与相应的特定开关定时器和相应的其他开关定时器相关联，以用于对相应的特定开关延迟和相应的开关延迟进行计数。
[0158]
在该阶段，我们理解，调节级7、硬件阈值检测器8、触发器单元9和中断控制器iproc的组合允许变速驱动器在这种变速驱动器的特定开关的特定组件(fd或igbt组件)两端的电压越过预定电压阈值(其可以根据目标组件和目标开关而不同)时检测并触发中断协议。
[0159]
这种检测在技术上是复杂的，因为驱动器的开关的组件两端的电压根据组件的通过状态在低电压和高电压之间交替，并且考虑到驱动电动机的变速驱动器通常涉及高电流(几十安培)和高电压(几百伏特)。因此，检测应该是准确的，同时保护实现这种检测的不同元件免受由高电压和高电流引起的电损坏。
[0160]
为了提供对用于触发中断协议的这种预定阈值的越过的准确检测，变速驱动器还包括中断使能单元10，该中断使能单元10允许减少由特定组件两端的电压vin上的开关的换向引起的电压扰动和波动。
[0161]
具体地，触发中断协议的特定组件两端的预定电压的越过的检测可以允许确定与
这样的特定组件和这样的预定阈值相关联的专用参数，例如监测特定组件的状态。然而，应当注意，基于电压越过预定阈值的检测来监测特定组件的状态对应于可以基于包括参考图3、图4a、图4b和图4c描述的电路的示例的变速驱动器来实现的应用的示例。这种应用示例不是限制性示例，并且变速驱动器在其开关中的一个的特定组件两端的电压越过预定阈值时实时触发中断协议的能力可以用于其他应用。
[0162]
参考图5，下面呈现了用于监测变速驱动器的开关的组件的状态的示例方法200。基于根据本公开的变速驱动器的示例来实现示例方法。因此，在示例方法200中实现的元件等同于具有上面呈现的相同名称的元件。
[0163]
应当注意，示例方法200是针对开关的单个组件呈现的，但是开关的多个组件或开关的每个组件可以通过使用上述电路的示例的等效方法并行监测。因此，示例方法可以由至少一个控制器控制，例如由中断控制器iproc或由另一控制器控制。
[0164]
如框210所示，方法200包括由中断使能单元10递送210中断使能信号ies。可以基于开关的换向信息来确定中断使能信号ies的逻辑电平。上面已经定义了换向信息的示例。在监测多个组件的情况下，中断使能信号ies根据如上所述的组件而不同。
[0165]
如框220所示，方法200包括由特定比较器scomp监测特定支路的特定开关130s的特定组件两端的电压vin。在一些示例中，监测特定组件两端的电压vin对应于由中断控制器iproc监测与特定支路相关联的中断端口上的高逻辑电平ls。
[0166]
如框230所示，当特定开关130s的特定组件两端的电压越过与特定组件相关联的预定电压阈值而中断使能信号ies处于预定逻辑电平时，方法200包括测量与特定支路相关联的电动机2的相中的电流。
[0167]
在一些示例中，通过与特定支路相关联的中断控制器iproc的中断端口上的高逻辑电平ls来检测特定开关130s的特定组件两端的电压越过预定电压阈值。
[0168]
在一些示例中，在与中断控制器iproc的中断端口相关联的中断协议期间实现测量与特定支路相关联的电动机2的相中的电流。在一些示例中，测量电流由电流测量部件4实现。
[0169]
在一些示例中，中断使能信号ies的预定逻辑电平对应于高逻辑电平。
[0170]
如框240所示，该方法包括基于所测量的电流、特定组件的结温以及与特定组件相关联的预定电压阈值来确定特定组件的状态。
[0171]
特定组件的结温的确定：
[0172]
在一些示例中，基于温度测量部件5，例如通过测量特定组件的温度和环境温度来确定特定组件的结温。在一些示例中，在中断控制器iproc的中断协议期间确定结温。
[0173]
基于比较电流和参考电流的特定组件的状态的确定：
[0174]
在一些示例中，基于所测量的电流、结温和预定电压阈值来确定特定组件的状态可以包括将比较电流与参考电流进行比较。参考电流包括在与特定组件相关联的参考表中。参考表可以例如存储在与中断控制器iproc相关联的存储器中。
[0175]
比较电流的确定：
[0176]
基于在框230期间测量的电流来确定比较电流。
[0177]
在一些示例中，比较电流可以对应于在框230期间测量的电流的绝对值。
[0178]
在一些其他示例中，在框230期间测量的电流的绝对值可以与预定电压阈值一起
存储在特定比较表中。特定比较表与特定组件相关联。在这样的示例中，比较电流可以对应于平均测量电流，该平均测量电流被确定为与比较表的相同预定电压阈值相关联的测量电流的平均。在一些示例中，比较表被实现为先进先出方法(fifo方法)。
[0179]
在一些示例中，所确定的结温也与所测量的电流和预定电压阈值一起存储在比较表中。
[0180]
在一些示例中，当与特定组件相关联的中断使能信号ies在所测量的电流的获取结束时处于低电平时，丢弃在框230期间所测量的电流。也就是说，这种测量的电流不能在比较电流的确定中。实际上，电流测量部件对电流的获取不是瞬时的，因此，在这种转换期间可能出现换向，并且可能破坏所测量的电流。具体地，通过电流测量部件的电流获取时间可以对应于使用模数转换器adc的斜率架构的几ms，或者可以对应于使用逐次逼近adc的几十μs。在一些示例中，当特定触发器sff的输出处于低电平时，与特定组件相关联的中断使能信号ies可由中断控制器iproc检测到处于低电平。
[0181]
基于参考表的参考电流的确定：
[0182]
在一些示例中，参考表将参考电流与参考电压阈值和参考结温相关联。参考表的值可以例如基于在一个或多个参考电压阈值处的特定组件的电流和温度的线端测量来确定。
[0183]
在一些示例中，要比较的参考表的参考电流对应于与和预定电压阈值相比最接近的参考电压阈值相关联的参考电流。
[0184]
在一些替代示例中，可基于参考表的值应用线性内插以确定要比较的参考电流。在这样的示例中，要比较的参考电流可以对应于与通过线性内插获得的参考电压阈值相关联的参考电流，其中参考电压阈值对应于预定电压阈值。
[0185]
在一些示例中，存储器包括两个参考表。第一参考表对应于fd参考表并且与fd组件相关联。第二参考表对应于ibgt参考表并且与igbt组件相关联。在这样的示例中，包括要比较的参考电流的参考表对应于与该方法中涉及的特定组件相关联的参考表。在并行监测若干组件的示例中，每个被监测的组件可以与特定参考表相关联，或者同一类型(igbt或fd)的每个组件可以与同一参考表相关联。与特定组件相关联的参考表可以例如基于在一个或多个参考电压阈值处的特定组件的线端测量或基于同一类型的组件的线端测量来确定。
[0186]
为了确定该方法中涉及的特定开关的特定组件，示例方法可以使用所测量的电流的符号。在一些示例中，当所测量的电流为负时，特定组件对应于fd，而当所测量的电流为正时，特定组件对应于igbt。因此，当在框230期间测量的电流为负时，在fd参考表上选择要比较的参考电流。相比之下，当在框230期间测量的电流为正时，在igbt参考表上选择要比较的参考电流。因此，测量的电流的符号因此可以允许确定足够的参考表。
[0187]
在并行监测若干组件的示例中，与被监测组件相关联的每个开关可以与专用中断端口相关联，使得触发特定中断端口的中断协议导致确定哪个开关已经触发了这种中断协议，而测量的电流的符号导致确定监测开关的哪个组件。
[0188]
特定组件的状态：
[0189]
在一些示例中，特定组件的状态可以对应于故障状态或工作状态。在一些示例中，特定组件的故障状态可以对应于引线接合剥离状态或焊料分层状态。
[0190]
在一些示例中，当比较电流与参考电流之间的差的绝对值大于故障阈值时，特定组件的状态被确定为故障状态。相反，当比较电流与参考电流之间的差的绝对值低于故障阈值时，特定组件的状态被确定为工作状态。故障阈值可以例如大于参考电流的2％，并且可以例如包括在参考电流的3％和7％之间。
[0191]
igbt的引线接合剥离的识别：
[0192]
在一些示例中，其中：
[0193]-特定组件是igbt组件；
[0194]-预定电压阈值低于igbt电压交叉点cpigbt；以及
[0195]-参考电流与比较电流之间的差大于故障阈值；
[0196]
示例方法可以包括确定与特定组件相关联的引线接合剥离状态。
[0197]
在一些示例中，其中：
[0198]-特定组件是igbt组件；
[0199]-预定电压阈值大于igbt电压交叉点cpigbt；
[0200]-参考电流与比较电流之间的差大于故障阈值；以及
[0201]-所确定的结温低于工作温度阈值；
[0202]
示例方法可以包括确定与特定组件相关联的引线接合剥离状态。
[0203]
igbt的焊料分层的识别：
[0204]
在一些示例中，其中：
[0205]-特定组件是igbt组件；
[0206]-预定电压阈值低于igbt电压交叉点cpigbt；以及
[0207]-比较电流与参考电流之间的差大于与预定电压阈值相关联的故障阈值；
[0208]
示例方法可以包括确定与特定组件相关联的焊料分层状态。
[0209]
在一些示例中，其中：
[0210]-特定组件是igbt组件；
[0211]-预定电压阈值大于igbt电压交叉点cpigbt；
[0212]-参考电流与比较电流之间的差大于故障阈值；以及
[0213]-所确定的结温大于与预定电压阈值相关联的工作温度阈值；
[0214]
示例方法可以包括确定与特定组件相关联的焊料分层状态。
[0215]
fd的引线接合剥离的识别：
[0216]
在一些示例中，其中：
[0217]-特定组件是fd组件；
[0218]-预定电压阈值低于fd电压交叉点；以及
[0219]-参考电流与比较电流之间的差大于故障阈值；
[0220]
示例方法可以包括确定与特定组件相关联的引线接合剥离状态。
[0221]
在一些示例中，其中：
[0222]-特定组件是fd组件；
[0223]-预定电压阈值大于fd电压交叉点；
[0224]-参考电流与比较电流之间的差大于故障阈值；以及
[0225]-所确定的结温低于与预定电压阈值相关联的工作温度阈值；
[0226]
示例方法可以包括确定与特定组件相关联的引线接合剥离状态。
[0227]
fd的焊料分层的识别：
[0228]
在一些示例中，其中：
[0229]-特定组件是fd组件；
[0230]-预定电压阈值低于fd电压交叉点；以及
[0231]-比较电流与参考电流之间的差大于故障阈值；
[0232]
示例方法可以包括确定与特定组件相关联的焊料分层状态。
[0233]
在一些示例中，其中：
[0234]-特定组件是fd组件；
[0235]-预定电压阈值低于fd电压交叉点；
[0236]-参考电流与比较电流之间的差大于故障阈值；以及
[0237]-所确定的结温大于与预定电压阈值相关联的工作温度阈值；
[0238]
示例方法可以包括确定与特定组件相关联的焊料分层状态。
[0239]
在一些示例中，当特定组件两端的电压越过预定电压阈值时，基于特定部件的原始结温来获得工作温度阈值。当特定组件两端的电压越过预定电压阈值时，原始结温对应于线端中的特定组件的结温。
[0240]
工作温度阈值允许辨别焊料分层或引线接合剥离中的哪一个影响电流，当这种电流的偏差感测单独不允许这种辨别时。实际上，我们在上面参考图2a和图2b已经看到，当特定组件两端的电压vin大于这种特定组件的交叉点时，引线接合剥离和焊料分层都影响同一方向上的电流(即，与线端中的特定组件相比，通过减少流过特定组件的电流)。然而，引线接合剥离不影响特定组件的结温，而焊料分层影响特定组件的结温。因此，通过基于特定组件的原始结温确定工作温度阈值，示例方法在潜在的焊料分层之前访问特定组件在预定电压阈值下的结温的起始值。然后，通过将所确定的结温与这样的工作温度阈值进行比较，示例方法能够确定结温是否已经显著改变，并且因此确定焊料分层或引线接合剥离中的哪一个通过减少电流流动来影响电流。
[0241]
如框250所示，示例方法包括触发警报。警报可以由警报单元6触发。
[0242]
在一些示例中，当特定组件的状态被确定为故障状态时触发警报。因此，当特定组件的状态被确定为引线接合剥离状态或焊料分层状态时，可以触发警报。
[0243]
在一些示例中，警报包括发送警报消息、播放警报歌曲和显示警报图标中的至少一个。发送警报消息可以例如允许警告操作者、制造商或感兴趣的人确定特定组件上的默认。因此，对于制造商，这种警告可以例如用于创建统计数据，例如与开关的组件相关联的寿命统计数据。播放警报歌曲并显示警报图标可以允许例如警告位于系统附近的操作者。在一些示例中，vsd可以包括联网模块，并且警报可以通过网络发送到远程位置或从多个vsd收集这样的信息的服务器。
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因此，我们理解，上面呈现的允许变速驱动器检测特定组件两端的预定电压阈值的电路的示例可以导致测量给出关于特定组件的信息的参数，例如以基于流过该组件的电流来确定这样的组件的状态。
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实际上，通过将与对应于特定组件的预定电压阈值的参考电压阈值相关联的参考电流与基于在这样的预定电压阈值处测量的电流确定的比较电流进行比较，示例方法能够
检测在专用电压下的比较电流和参考电流之间的偏差。如参考图2a和图2b所解释的，取决于这种预定电压阈值的值和电流的偏差感测，在预定电压阈值处的电流的偏差允许确定特定组件是经受引线接合剥离还是经受焊料分层。实际上，并且如上所述，在预定电压下确定与特定组件相关联的结温值和电流值两者并将这些值与对应于与特定组件相关联的线端值的参考值进行比较可以允许检测特定组件的引线接合剥离或焊料分层。引线接合剥离和焊料分层都代表fd和igbt组件的最经常出现的问题。因此，根据本公开的示例方法和变速驱动器允许预测开关的组件的引线接合剥离或焊料分层，并且可以例如允许在开关故障之前更换这样的组件。因此，示例方法增加了操作者的安全性并且减少了对变速驱动器和受控电动机的潜在损坏。换句话说，所提出的方法基于对开关的组件两端的电压越过预定电压阈值的实时检测以及基于电流和温度测量，允许保护系统(变速驱动器和电动机)和不同的操作者，因此通过确定组件是否经受引线接合剥离或焊料分层来减少这种系统的维护成本。
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然而，应当注意，特定组件的状态的确定，特别是引线接合剥离或焊料分层的确定，对应于通过实时检测特定组件两端的电压越过预定阈值并通过触发中断协议而使得可能的应用的示例。因此，参考图3、图4a和图4b呈现的不同电路可以用于在组件两端的电压被检测到处于预定值时，通过触发中断协议来实时确定与特定组件或通常与系统相关联的其他参数。此外，本公开所描述的电路的示例还考虑了由开关的换向引起的不同电压扰动，以确保越过预定阈值的具有减小的电压扰动的电压的检测。