v、Tw均代表此意。若MCU使用的計(jì)數(shù)頻率為fi,三角波 的載波頻率為:?2,貝11:1'11 = 1:11*;1^1,1\^=1^*;1^1,丁》=七》*;^1,1'〇 = ;1^1/(1^2*2),1:。=1/(2*1^2)。例如,當(dāng) tu= 100us,fi= 48MHz時(shí),Tu = 4800,當(dāng)f2 = 4000Hz時(shí),tc= 125us,TC= 6000。
[0043] 在實(shí)際應(yīng)用中,在對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制過程中所涉及的PWM波的波形由MCU內(nèi)部的硬件 構(gòu)造所決定,用戶無法改變,只能據(jù)此選擇設(shè)計(jì)控制方法。
[0044] 可選的,pmi波中的死區(qū)插入方式可以包括第一插入方式和第二插入方式。其中, 第一插入方式為PWM波的死區(qū)在三角波的上升沿分別與三個(gè)相電流的每個(gè)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng) 相等之后插入,第二插入方式為PWM波的死區(qū)在三角波的上升沿分別與三個(gè)相電流的每個(gè) 高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的值相等之前插入。
[0045]如圖3所示,在三角波的調(diào)制作用下,Μ⑶自動(dòng)產(chǎn)生三相互補(bǔ)的ΠΜ波,此時(shí)可確定 電機(jī)的三個(gè)相電流在PWM波中的高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng),三個(gè)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值的大 小為TU>TV>TW。當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值TCNT分別與Tu、Tv、Tw相等時(shí),U+、V+及W+將分別從高電平跳 變?yōu)榈碗娖?。圖中位于PWM波下方且與PWM波對(duì)應(yīng)的曲線代表單電阻上的電流信號(hào)(即1〇)在 PWM波的一個(gè)周期內(nèi)的變化情況,其中,Tc^SlGBT的開通時(shí)長(zhǎng),為IGBT的關(guān)斷時(shí)長(zhǎng),TringS IGBT所在的智能功率模塊(IntelligentPowerModule,IPM)的信號(hào)振鈴時(shí)長(zhǎng)。
[0046] 由圖3可知,其死區(qū)插入在TCNT與Iw相等之后,達(dá)到TV、TU之前,即使用的是本發(fā)明 實(shí)施例中PWM波中死區(qū)插入方式中的第一插入方式。
[0047] 在實(shí)際應(yīng)用中,結(jié)合圖1及圖3中單電阻上的電流信號(hào)Ιο可知,在tl時(shí)間內(nèi),U+、V+ 為高電平,W-為高電平,電流同時(shí)從U相及V相流入,從W相流出,因此在11時(shí)間內(nèi)能夠采樣到 W相的電流Iw,此時(shí),Iw的值應(yīng)為負(fù),在12時(shí)間內(nèi),由于U+為高電平,V-與W-也為高電平,電流 從U相流入V相和W相,因此在t2時(shí)間內(nèi)能夠采樣到U相的電流Iu,根據(jù)Iu+Iv+Iw=0,可以計(jì)算 出Iv??梢姡趩坞娮桦娏鞑蓸舆^程中,采用分時(shí)采樣電流的方法,能夠同時(shí)獲取電機(jī)的三 相電流。
[0048]同理,如圖4所示,電機(jī)的三相對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值的大小為TU>TV>TW,當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值TCNT分別與Tu、TV、Tw相等時(shí),U-、V-及W-將分別從低電平跳變?yōu)楦唠娖?。圖4中位于PWM波下 方且與PWM波對(duì)應(yīng)的曲線代表單電阻上的電流信號(hào)(S卩Ii)在PWM波的一個(gè)周期內(nèi)的變化,對(duì) 比圖3可知,電流信號(hào)1:的波形與1〇的波形相似,即在tl和t2內(nèi)可以得到較為準(zhǔn)確的電流。由 圖4可知,其死區(qū)插入在TCNT與Tw相等之前,即使用的是如前所述的死區(qū)的第二插入方式。
[0049] 可選的,MCU可以對(duì)三個(gè)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的值進(jìn)行排序,確定高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的值 為中間值的第一高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。例如,若三個(gè)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的tu、tv、U三個(gè)值中的 tv為中間值,則第一高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)即為tv,那么,tv對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值為Τν即為三個(gè)高電平持 續(xù)時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值Tu、IV、Tw中的中間值。
[0050] 在實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)死區(qū)插入方式設(shè)置采樣點(diǎn)的方式如下。
[0051] 方式一:當(dāng)PWM波中的死區(qū)插入方式為第一插入方式時(shí),則按照公式(1)及公式(2) 設(shè)置相應(yīng)的采樣點(diǎn)。其中,公式(1)為:
[0052] sampl=Ti+T〇f-Tdeiay-Tsh-Twt(1)
[0053]公式⑵為:
[0054]samp2=Ti+Td+T〇n+Tring-Twt(2)
[0055] 以上公式中,sampl為第一采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,samp2為第二采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,Ti 為第一高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)(即tv),Twt為MCU進(jìn)行模擬/數(shù)字(Analog/Digital,A/D)采樣的等待 時(shí)長(zhǎng),Tsh為Μ⑶進(jìn)行A/D采樣的持續(xù)時(shí)長(zhǎng),Td為Μ⑶要求的死區(qū)時(shí)長(zhǎng),Tcm為IGBT的開通時(shí)長(zhǎng), Tof為IGBT的關(guān)斷時(shí)長(zhǎng),TringSIGBT所在的IPM的信號(hào)振鈴時(shí)長(zhǎng)。
[0056] 方式二:當(dāng)PWM波中的死區(qū)插入方式為第二插入方式時(shí),則按照公式(3)及公式(4) 設(shè)置相應(yīng)的采樣點(diǎn)。其中,公式(3)為:
[0057] sampl=Ti-Td+T〇f-Tdeiay_Tsh_Twt(3)
[0058]公式(4)為:
[0059]samp2=Ti+T〇n+Tring-Twt(4)
[0060] 其中,sampl為第一采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,samp2為第二采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,Ti為第一 高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)(即tv),Twt為MCU進(jìn)行A/D采樣的等待時(shí)長(zhǎng),Tsh為MCU進(jìn)行A/D采樣的持續(xù)時(shí) 長(zhǎng),Td為MCU要求的死區(qū)時(shí)長(zhǎng),Ton為IGBT的開通時(shí)長(zhǎng),T〇f為IGBT的關(guān)斷時(shí)長(zhǎng),Tring為IGBT所在 的IPM的信號(hào)振鈴時(shí)長(zhǎng)。
[0061] 本發(fā)明實(shí)施例中,IGBT的關(guān)斷時(shí)長(zhǎng)、開通時(shí)長(zhǎng)及IPM的信號(hào)振鈴時(shí)長(zhǎng)可以通過查詢 IGBT或者IPM獲知,在根據(jù)上述公式確定第一采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻及第二采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻 后,可以計(jì)算采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值。
[0062]需要說明的是,公式(1)-公式(4)中主要通過時(shí)長(zhǎng)來表述采樣點(diǎn)的設(shè)置方式,但由 于計(jì)算各時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值的方法相同,因此,采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值與相關(guān)的時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的 計(jì)數(shù)值之間也滿足公式(1)-公式(4)。
[0063]在實(shí)際應(yīng)用中,由于隨著電機(jī)三相電流的變化,其對(duì)應(yīng)的Tu、TV、Tw會(huì)隨著變化,設(shè) 置的第一采樣點(diǎn)及第二采樣點(diǎn)在寄存器中對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值也會(huì)隨之變化。
[0064]由采樣點(diǎn)的計(jì)算公式可知,第一采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻在第二采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻之 前,即第一采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值小于第二采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值。故在實(shí)際應(yīng)用中,在第一采 樣點(diǎn)得到的第一采樣電流的值的相反數(shù)即為三個(gè)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)中高電平持續(xù)最短的W相 對(duì)應(yīng)的相電流的值,而第二采樣點(diǎn)得到的第二采樣電流即為高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)的U相對(duì) 應(yīng)的相電流,進(jìn)而,根據(jù)三相為零的原則可以確定另一相(即V相)對(duì)應(yīng)的相電流,故在進(jìn)行 第η次采樣時(shí),可以是根據(jù)第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)對(duì)單電阻采樣電路中的單電阻上的電 流進(jìn)行米樣,以確定電機(jī)的二個(gè)相電流。
[0065]例如,若PWM波的死區(qū)插入方式為圖3所示的第一插入方式,電機(jī)的三個(gè)高電平持 續(xù)時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值的大小關(guān)系為:TU>TV>TW。根據(jù)公式(1)和公式(2)設(shè)置了采樣點(diǎn)1和采 樣點(diǎn)2,如圖5所示,其中,采樣點(diǎn)1位于11時(shí)間段內(nèi),采樣點(diǎn)2位于12時(shí)間段內(nèi)。則在采樣點(diǎn)1 通過觸發(fā)A/D采樣獲得第一采樣電流時(shí),第一采樣電流的值的相反數(shù)即為第二高電平持續(xù) 時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的W相對(duì)應(yīng)的相電流Iw(此時(shí),Iw的值為負(fù)),而通過采樣點(diǎn)2獲取的第二采樣電流即 為第三高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的U相對(duì)應(yīng)的相電流Iu,進(jìn)而,由三相電流之和為零可確定V相 對(duì)應(yīng)的相電流。
[0066]可選的,在對(duì)通過設(shè)置的采樣點(diǎn)得到的采樣電流進(jìn)行判斷前,還可以根據(jù)PWM波中 死區(qū)的插入方式及IGBT上的電流延遲時(shí)長(zhǎng),確定第一閾值和第二閾值,該第一閾值和第二 閾值可以用于判斷單電阻采樣電路是否能通過第一采樣點(diǎn)及第二采樣點(diǎn)在PWM波的當(dāng)前周 期結(jié)束之前完成對(duì)單電阻上電流的A/D采樣及A/D轉(zhuǎn)換。
[0067]具體來說,在設(shè)置第一閾值時(shí),可以根據(jù)PWM波中死區(qū)的插入方式及IGBT上的電流 延遲時(shí)長(zhǎng)來確定。其中,若PWM波的死區(qū)插入方式為第一插入方式,則按照公式(5)計(jì)算第一 閾值,即
[0068] Q1=Td+T〇n+Tring+Tsh+Tcon(5)
[0069] 若PWM波的死區(qū)插入方式為第二插入方式,則按照公式(6)計(jì)算第一閾值,即:
[0070] Q1=T〇n+Tring+Tsh+Tcon(6)
[0071]同時(shí),并按照公式(7)設(shè)置第二閾值,即
[0072]Q2 =Td+T〇n+Tring-T〇f+Tsh (7)
[0073]其中,其中,Q1為所述第一閾值對(duì)應(yīng)的時(shí)長(zhǎng),Q2為第二閾值對(duì)應(yīng)的時(shí)長(zhǎng),Td為Μ⑶規(guī) 定的死區(qū)時(shí)長(zhǎng),IW^IGBT的開通時(shí)長(zhǎng),TringSlPM中信號(hào)振鈴時(shí)長(zhǎng),Tsh為MCU進(jìn)行模擬/數(shù)字 A/D采樣的持續(xù)時(shí)長(zhǎng),T_SA/D轉(zhuǎn)換的時(shí)長(zhǎng),Trf為IGBT的關(guān)斷時(shí)長(zhǎng)。
[0074]本發(fā)明實(shí)施例中,S12的過程可以包括兩個(gè)子過程。
[0075]第一子過程:根據(jù)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)及第一閾值,判斷第一采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一采樣 電流是否為有效電流。
[0076]該子過程具體可以為:確定三個(gè)相電流對(duì)應(yīng)的三個(gè)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)中第一高電平 持續(xù)時(shí)長(zhǎng)與第二高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)之間的第一時(shí)長(zhǎng)差,并判斷第一時(shí)長(zhǎng)差的值是否大于所述 第二閾值;其中,第一高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的值為三個(gè)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的中間值,第二高電平持 續(xù)時(shí)長(zhǎng)的值為三個(gè)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的最小值。
[0077]其中,若確定第一時(shí)長(zhǎng)差的值大于第二閾值,則表明在第一采樣點(diǎn)能夠完成對(duì)電 流的采樣,即通過第一采樣點(diǎn)得到的第一采樣電流為有效電流,否則,確定第一采樣電流為 無效電流。
[0078]第二子過程:根據(jù)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)與所述第一閾值和所述第二閾值,判斷第二采 樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二采樣電流是否為有效電流。
[0079]該子過程具體可以為:確定第一高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)與第三高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)之間的第 二時(shí)長(zhǎng)差,及調(diào)制波周期的一半時(shí)長(zhǎng)與第三高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)之間的第三時(shí)長(zhǎng)差,并判斷第 二時(shí)長(zhǎng)差是否大于第二閾值,且第三時(shí)長(zhǎng)是否差大于第一閾值,其中,第三高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng) 的值為三個(gè)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)中的最大值。
[0080] 若確定第二時(shí)長(zhǎng)差的值大于第二閾值,且第三時(shí)長(zhǎng)差大于第一閾值,則確定單電 阻電流米樣電流能夠在二角波的波峰中斷前完成