[发明专利]电机驱动电路的无盲区电流采样方法和电路

说明书

本申请涉及电机控制技术领域的一种电机驱动电路的无盲区电流采样方法和电路。该方法包括：监测测量相线电流的两相桥臂的对应PWM驱动信号的占空比，确定下个周期该两相桥臂的下管导通时间；将下管导通时间与满足可靠采样需求的预设MOS管最小导通时间进行比较，当比较结果为大于时，则将下管的电压降作为电流采样对象；当比较结果为小于时，则将上管的电压降作为电流采样对象；通过对电流采样对象进行采样，得到第一相、第二相电流；根据电机三相电流的数学关系重构得到第三相电流。采用本法可实现无盲区地采样每周期的电流，采样的电流更准确，FOC效果电机噪音、效率都有提升，减小了软件在电流采样部分的运算量，降低成本。

技术领域

本申请涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种电机驱动电路的无盲区电流采样方法和电路。

背景技术

在电机矢量控制过程中电流的采样是非常重要的。在低成本应用场合，采用MOSFET导通电阻的电流采样方法具有竞争优势。

当MOSFET功率开关流过通态电流时，由于通态导通电阻的存在，在其导通沟道上有一定的压降，又因器件的导通电阻基本稳定，该压降与器件的通态电流成正比。所以，检测出MOSFET开关器件的通态压降也就检测到流过器件的电流大小。

基于MOSFET内阻的电流采样原理如图1所示，定义三相上桥臂的开关管状态分别为Sa、Sb、Sc，导通时定义为状态“1”，关断时定义为状态“0”。可形成8个空间电压矢量，其中6个非零空间电压矢量为V100、V110、V010、V011、V001、V101，2个零矢量为V000、V111将空间电压矢量平面分为6个扇区。

如图2所示，以第一扇区为例参考电压矢量V由V110和V100两个基本矢量合成，作用有效时间分别为和。电压矢量V经调制的PWM波形如图3所示。其中在基本矢量V100作用的时间内逆变器上桥臂只有A相桥臂导通，B、C相下桥臂导通，形成回路。此时，通过采样B、C相下桥臂MOSFET的导通压降，而获得B、C相的相电流。依此类推，得到不同扇区可以检测的相电流。

在一个PWM周期内，1个基本电压矢量（1相上桥臂导通，2相下桥臂导通）作用时，通过采样2相下桥臂MOSFET的导通压降，获得2相的相电流，通过计算得到全部的相电流信息。

根据前面所述的基于MOSFET内阻电流采样的原理，在每个PWM周期中电流采样触发1次。由于在开关管开通和关断的时候电流产生较大的脉动，所以采样时刻设在1个基本电压矢量的中间时刻。根据上面分析的重构原理得到电机的三相电流。

上述电流采样方案中电流采样和电流重构的成功实施必须满足一个最基本的条件，即当非零空间电压矢量作用时电流采样要有足够的采样窗口，其作用时间应大于完成一次电流采样所需的最短时间，即：

其中，为逆变器的死区时间；为A/D采样和保持时间；为采样电流完全建立需要的稳定时间。而当相电压在PWM周期处于低电平状态的时间不够长时就不能满足上述条件。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电机驱动电路的无盲区电流采样方法和电路。

一种电机驱动电路的无盲区电流采样方法，所述电机驱动电路包括由六个MOS管构成的三相全桥逆变器，所述方法包括：

将电机驱动电路的任意两相桥臂作为测量相线电流的两相桥臂。

监测测量相线电流的两相桥臂的对应PWM驱动信号的占空比，确定所述PWM驱动信号下个周期测量相线电流的两相桥臂的下MOS管导通时间。

将下MOS管导通时间与满足可靠采样需求的预设MOS管最小导通时间进行比较，得到比较结果。