本實(shí)用新型屬于電機(jī)控制器
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種用于電機(jī)控制器的功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：目前，電機(jī)控制器被廣泛應(yīng)用于各種需要采用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，電機(jī)控制器中常用的功率器件主要有MOSFET和IGBT兩種。通常而言，電動(dòng)自行車、平衡車、滑板車等低壓系統(tǒng)在電機(jī)控制器中采用MOSFET，高速電動(dòng)汽車、高鐵、空調(diào)等高壓系統(tǒng)采用IGBT。在使用功率器件時(shí)需要關(guān)注的參數(shù)較多，其中，最大漏源電流是限制電機(jī)控制器和電機(jī)性能的一個(gè)重要參數(shù)。所謂最大漏源電流是指場效應(yīng)管正常工作時(shí)，漏極和源極間所允許通過的最大電流，廠家針對功率器件所發(fā)布的規(guī)格書對該值有明確的限制，最大漏源電流在功率器件的溫度處于常規(guī)工作溫度以下時(shí)是固定值，而最大漏源電流在功率器件的溫度處于常規(guī)工作溫度以上時(shí)則呈現(xiàn)為一條隨溫度升高而減小的曲線。由于功率器件的工作溫度很難準(zhǔn)確獲取，通常是通過在功率器件的封裝外表面布置溫度傳感器來近似采集，但這存在溫度采集不準(zhǔn)確、不可靠且增加成本的問題。所以現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用功率器件時(shí)，通常是恒定地取該曲線中最大值的80％作為最大漏源電流。然而，該種做法卻存在以下弊端：一是沒有充分利用功率器件在常規(guī)工作溫度以下的通流能力，二是功率器件在長期高溫工作時(shí)容易損壞。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)在電機(jī)控制器工作時(shí)將功率器件的最大漏源電流確定為固定值，從而導(dǎo)致在常規(guī)工作溫度以下無法充分利用功率器件的通流能力以實(shí)現(xiàn)更大的輸出功率，且在常規(guī)工作溫度以上使功率器件因繼續(xù)以原功率輸出且長期高溫運(yùn)行而易受損壞。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于電機(jī)控制器的功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的在電機(jī)控制器工作時(shí)將功率器件的最大漏源電流確定為固定值，從而導(dǎo)致在常規(guī)工作溫度以下無法充分利用功率器件的通流能力以實(shí)現(xiàn)更大的輸出功率，且在常規(guī)工作溫度以上使功率器件因繼續(xù)以原功率輸出且長期高溫運(yùn)行而易受損壞的問題。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種用于電機(jī)控制器的功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)，所述電機(jī)控制器包括兩電平逆變器、母線電壓采集單元、矢量控制單元和轉(zhuǎn)速采樣單元，所述母線電壓采集單元采集所述兩電平逆變器的母線電壓并輸出母線電壓信號(hào)給所述矢量控制單元，所述轉(zhuǎn)速采樣單元采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速并輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)給所述矢量控制單元，所述矢量控制單元用于對所述兩電平逆變器中每相橋臂上的開關(guān)管進(jìn)行控制。所述功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)包括：電流模塊，輸入端連接所述兩電平逆變器的母線電流輸出端和所述矢量控制單元的開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)輸出端，根據(jù)所述兩電平逆變器的母線電流和所述矢量控制單元輸出的開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)輸出相應(yīng)的三相電流信號(hào)。電壓模塊，輸入端連接所述兩電平逆變器的三相電壓輸出端和所述矢量控制單元的開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)輸出端，根據(jù)所述兩電平逆變器的三相電壓輸出相應(yīng)的三相下橋臂導(dǎo)通電壓信號(hào)?？刂颇K，輸入端連接所述電流模塊的輸出端和所述電壓模塊的輸出端，輸出端連接所述矢量控制單元的輸入端，根據(jù)所述三相電流信號(hào)和所述三相下橋臂導(dǎo)通電壓信號(hào)獲取所述功率器件的內(nèi)阻，并根據(jù)所述功率器件的內(nèi)阻得到功率器件的最大漏源電流，且輸出最大漏源電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述矢量控制單元相應(yīng)地控制功率器件的工作狀態(tài)。所述功率器件的內(nèi)阻與所述功率器件的工作溫度正相關(guān)，所述功率器件的最大漏源電流與所述功率器件的工作溫度負(fù)相關(guān)。本實(shí)用新型通過功率器件導(dǎo)通電壓及導(dǎo)通時(shí)流經(jīng)的真實(shí)電流獲取功率器件的內(nèi)阻，再得到最大漏源電流驅(qū)動(dòng)矢量控制單元相應(yīng)地控制功率器件的工作狀態(tài)，最大漏源電流與功率器件的工作溫度負(fù)相關(guān)。實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制器功率器件在常規(guī)工作溫度以下，隨溫度降低加大最大漏源電流限制，以充分利用MOSFET等功率器件的通流能力，提升控制器轉(zhuǎn)矩輸出；在常規(guī)工作溫度以上，隨溫度升高減小最大漏源電流限制，降低輸出功率，防止長期高溫運(yùn)行損壞功率器件，降低其損壞的概率，從而充分利用功率器件特性，提升電機(jī)控制器運(yùn)行范圍，提高產(chǎn)品可靠性。附圖說明圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的用于電機(jī)控制器的功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的用于電機(jī)控制器的功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的母線電流采集單元的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的三相下橋臂電壓采樣單元的電路結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的功率器件工作溫度與內(nèi)阻的分段線性擬合曲線圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的功率器件工作溫度與最大漏源電流的分段溫升降流曲線圖。具體實(shí)施方式為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于電機(jī)控制器的功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于電機(jī)控制器的功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)，其中，電機(jī)控制器包括兩電平逆變器100、母線電壓采集單元200、矢量控制單元300和轉(zhuǎn)速采樣單元400，母線電壓采集單元200采集兩電平逆變器100的母線電壓并輸出母線電壓信號(hào)給矢量控制單元300，轉(zhuǎn)速采樣單元400采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速并輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)給矢量控制單元300，矢量控制單元300用于對兩電平逆變器100中每相橋臂上的開關(guān)管進(jìn)行控制。功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)包括：電流模塊500，輸入端連接兩電平逆變器100的母線電流輸出端和矢量控制單元300的開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)輸出端，用于根據(jù)兩電平逆變器100的母線電流和矢量控制單元300輸出的開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)輸出相應(yīng)的三相電流信號(hào)。電壓模塊700，輸入端連接兩電平逆變器100的三相電壓輸出端和矢量控制單元300的開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)輸出端，用于根據(jù)兩電平逆變器100的三相電壓輸出相應(yīng)的三相下橋臂導(dǎo)通電壓信號(hào)。控制模塊600，輸入端連接電流模塊500的輸出端和電壓模塊700的輸出端，輸出端連接矢量控制單元300的輸入端，用于根據(jù)所述三相電流信號(hào)和所述三相下橋臂導(dǎo)通電壓信號(hào)獲取所述功率器件的內(nèi)阻，并根據(jù)所述功率器件的內(nèi)阻得到功率器件的最大漏源電流，且輸出最大漏源電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)矢量控制單元300相應(yīng)地控制功率器件的工作狀態(tài)。上述功率器件的內(nèi)阻與功率器件的工作溫度正相關(guān)，功率器件的最大漏源電流與功率器件的工作溫度負(fù)相關(guān)。如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于電機(jī)控制器的功率器件控制與過溫保護(hù)系統(tǒng)，其中，電流模塊500包括母線電流采集單元510和三相電流重構(gòu)單元520，電壓模塊700包括三相下橋臂電壓采集單元710和導(dǎo)通電壓計(jì)算單元720，控制模塊600包括功率器件內(nèi)阻計(jì)算單元620和功率器件電流限制單元610。在圖2中，母線電流采集單元510的輸入端并聯(lián)在兩電平逆變器100的三相下橋臂公共端與地線之間的電阻RCu兩端；母線電流采集單元510用于采集兩電平逆變器100的母線電流。具體的，母線電流采集單元510的第一輸入端和第二輸入端分別連接在兩電平逆變器100的三相下橋臂公共端與地線之間的電阻RCu兩端，對圖2中HO兩點(diǎn)之間電壓進(jìn)行采樣處理得到母線電流，電阻RCu一般采用精度較高的無感電阻。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，圖3示出了母線電流采集單元510的電路結(jié)構(gòu)，母線電流采集單元510包括運(yùn)算放大電路511、電流模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元512及電流比例放大子單元513。電流模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元512可采用通用的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，其對輸入信號(hào)的大小有限制，超過限定范圍的輸入信號(hào)無法正確完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。電流比例放大子單元513可采用CPU、微控制器及可編程邏輯器件等能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理的器件。具體連接關(guān)系如下：運(yùn)算放大電路511的第一輸入端和第二輸入端分別為母線電流采集單元510的第一輸入端和第二輸入端，電流模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元512的輸入端連接運(yùn)算放大電路511的輸出端，電流比例放大子單元513的輸入端連接電流模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元512的輸出端，電流比例放大子單元513的輸出端為母線電流采集單元510的輸出端。運(yùn)算放大電路511采集兩電平逆變器100的母線電流輸出母線電流模擬信號(hào)，母線電流模擬信號(hào)在電流模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元512限定的輸入信號(hào)范圍內(nèi)，電流模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元512將母線電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為母線電流數(shù)字信號(hào)，電流比例放大子單元513根據(jù)母線電流數(shù)字信號(hào)獲取母線電流的電流值。如圖3所示，運(yùn)算放大電路511包括電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、濾波電容C11、濾波電容C12及運(yùn)算放大器U1，電阻R11的第一端為運(yùn)算放大電路511的第一輸入端，電阻R11的第二端連接運(yùn)算放大器U1的同相端，電阻R12的第一端連接直流電壓，電阻R12的第二端連接運(yùn)算放大器U1的同相端，濾波電容C11的第一端連接運(yùn)算放大器U1的同相端，濾波電容C11的第二端為運(yùn)算放大電路511的第二輸入端，電阻R13的第一端連接運(yùn)算放大器U1的反相端，電阻R13的第二端同時(shí)連接濾波電容C11的第二端和地線，電阻R14的第一端連接運(yùn)算放大器U1的反相端，電阻R14的第二端連接運(yùn)算放大器U1的輸出端，電阻R15的第一端連接運(yùn)算放大器U1的輸出端，電阻R15的第二端為運(yùn)算放大電路511的輸出端，濾波電容C12的第一端連接電阻R15的第二端，濾波電容C12的第二端連接濾波電容C11的第二端。在運(yùn)算放大電路511中，電阻R11與濾波電容C11組成低通濾波電路，但電阻R11偏小，為了降低運(yùn)算放大器U1的同相端輸入電流，加上拉電阻R12和直流電壓Vcc，R12>>R11，故運(yùn)算放大器U1的同相端電壓約等于H點(diǎn)的電壓，電阻R15和濾波電容C12組成低通濾波電路，濾除高頻干擾信號(hào)。綜上可知，運(yùn)算放大電路511的放大系數(shù)為(R13+R14)/R13。電流模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元512用于實(shí)現(xiàn)12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換處理功能，其參考電壓也是直流電壓Vcc，則其轉(zhuǎn)換系數(shù)為(212-1)/Vcc＝4095/Vcc。電流比例放大子單元513根據(jù)電流模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元512輸出的母線電流數(shù)字信號(hào)Vs1獲取與母線電流Idc的電流值相等的母線電流數(shù)據(jù)，具體采用以下算式：在圖2中，三相電流重構(gòu)單元520的輸入端連接母線電流采集單元510的輸出端和矢量控制單元300的開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)輸出端；三相電流重構(gòu)單元520用于根據(jù)兩電平逆變器100的母線電流和矢量控制單元300的開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)之間的預(yù)設(shè)邏輯狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系，采用相電流重構(gòu)算法獲取兩電平逆變器100的三相電流。三相電流重構(gòu)單元520可采用CPU、微控制器及可編程邏輯器件等能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理的器件。具體地，三相電流重構(gòu)單元520根據(jù)母線電流Idc以及當(dāng)前功率器件開關(guān)狀態(tài)重構(gòu)得出三相電流。其中三相電流與母線電流之間的關(guān)系如表1所示。通過表1中的預(yù)設(shè)邏輯狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系，可分別計(jì)算出永磁同步電機(jī)的三相電流IA、IB、IC。表1開關(guān)管狀態(tài)母線電流Idc開關(guān)管狀態(tài)母線電流Idc0000100IA001IC101-IB010IB110-IC011-IA1110如圖2所示的兩電平逆變器100中的3個(gè)橋臂的6個(gè)功率器件共形成8種開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)3個(gè)橋臂處于不同的導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，三相電流與母線電流存在確定關(guān)系，如表1所示。表1開關(guān)管狀態(tài)一欄中的三位二進(jìn)制數(shù)，其定義為：第一位表示A相上橋臂功率器件的開關(guān)狀態(tài)，第二位表示B相上橋臂功率器件的開關(guān)狀態(tài)，第三位表示C相上橋臂功率器件的開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通記為“1”，斷開記為“0”。表1中IA為三相電流中A相的電流，IB為三相電流中B相的電流，IC為三相電流中C相的電流。在圖2中，三相下橋臂電壓采集單元710的輸入端為電壓模塊700的輸入端；三相下橋臂電壓采集單元710用于采集兩電平逆變器100的三相下橋臂電壓。具體的，三相下橋臂電壓采集單元710的第一輸入端連接A相橋臂的中點(diǎn)即A點(diǎn)，第二輸入端連接B相橋臂的中點(diǎn)即B點(diǎn)，第三輸入端連接C相橋臂的中點(diǎn)即C點(diǎn)，第四輸入端連接三相下橋臂的公共端即H點(diǎn)，三相下橋臂電壓采集單元710用于采集圖2中AH間的A相下橋臂電壓、BH間的B相下橋臂電壓及CH間的C相下橋臂電壓。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，圖4示出了三相下橋臂電壓采集單元710的電路結(jié)構(gòu)，其中，三相下橋臂電壓采集單元710包括分壓電路7101、第一差分放大電路7102、第二差分放大電路7103、第三差分放大電路7104、第一電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7105、第二電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7106、第三電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7107、第一電壓比例放大子單元7108、第二電壓比例放大子單元7109及第三電壓比例放大子單元7110。第一電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7105、第二電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7106及第三電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7107均可采用通用的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，其對輸入信號(hào)的大小有限制，超過限定范圍的輸入信號(hào)無法正確完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。第一電壓比例放大子單元7108、第二電壓比例放大子單元7109及第三電壓比例放大子單元7110均可采用CPU、微控制器及可編程邏輯器件等能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理的器件。如圖4所示，具體連接關(guān)系如下：分壓電路7101的輸出端連接第一差分放大電路7102的第三輸入端，第一差分放大電路7102的輸出端連接第一電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7105的輸入端，第一電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7105的輸出端連接第一電壓比例放大子單元7108的輸入端。分壓電路7101的輸出端連接第二差分放大電路7103的第三輸入端，第二差分放大電路7103的輸出端連接第二電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7106的輸入端，第二電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7106的輸出端連接第二電壓比例放大子單元7109的輸入端。分壓電路7101的輸出端連接第三差分放大電路7104的第三輸入端，第三差分放大電路7104的輸出端連接第三電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7107的輸入端，第三電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7107的輸出端連接第三電壓比例放大子單元7110的輸入端。其中，分壓電路7101包括分壓電阻R241、分壓電阻R242、濾波電容C24及運(yùn)算放大器U2；分壓電阻R241的第一端為分壓電路7101的輸入端，分壓電阻R241的第一端連接分壓電阻R242的第一端、濾波電容C24的第一端及運(yùn)算放大器U2的反相端，分壓電阻R242的第二端和濾波電容C24的第二端共同接地，運(yùn)算放大器U2的同相端連接運(yùn)算放大器U2的輸出端，運(yùn)算放大器U2的輸出端為分壓電路7101的輸出端。第一差分放大電路7102、第二差分放大電路7103及第三差分放大電路7104為結(jié)構(gòu)相同的差分放大電路，差分放大電路包括：電阻R201、電阻R202、電阻R203、電阻R204、電阻R205、電阻R206、二極管D21、電容C21及運(yùn)算放大器U3；電阻R201的第一端為差分放大電路的第一輸入端，電阻R204的第一端為差分放大電路的第二輸入端，電阻R201的第二端連接電阻R202的第一端，電阻R202的第二端連接電阻R203的第一端、二極管D21的正極及運(yùn)算放大器U3的同相端，電阻R203的第二端和二極管D21的負(fù)極連接分壓電路7101的輸出端，電阻R204的第二端連接電阻R205的第一端，電阻R205的第二端連接運(yùn)算放大器U3的反相端和電阻R206的第一端，電阻R206的第二端連接運(yùn)算放大器U3的輸出端，運(yùn)算放大器U3的輸出端連接電容C21的第一端，電容C21的第二端連接地線，運(yùn)算放大器U3的輸出端為差分放大電路的輸出端。第一差分放大電路7102采集A相下橋臂電壓并輸出與A相下橋臂電壓成比例放大的A相電壓模擬信號(hào)，A相電壓模擬信號(hào)的大小在12位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片限定的范圍內(nèi)。如圖4所示，其電路中，R203/(R201+R202)＝R206/(R204+R205)，則其放大系數(shù)為R206/(R204+R205)。第一電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7105將A相電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為A相電壓數(shù)字信號(hào)V21，轉(zhuǎn)換系數(shù)為4095/Vcc。第一電壓比例放大子單元7108根據(jù)A相電壓數(shù)字信號(hào)V21獲取A相下橋臂電壓UAH的電壓值，具體采用以下算式：同理，第二差分放大電路7103采集B相下橋臂電壓并輸出與B相下橋臂電壓成比例放大的B相電壓模擬信號(hào)，第二電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7106將B相電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為B相電壓數(shù)字信號(hào)V22，第二電壓比例放大子單元7109根據(jù)B相電壓數(shù)字信號(hào)V22得到B相下橋臂電壓UBH的電壓值。第三差分放大電路7104采集B相下橋臂電壓并輸出與C相下橋臂電壓成比例放大的C相電壓模擬信號(hào)，第三電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換子單元7107將C相電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為C相電壓數(shù)字信號(hào)V23，第三電壓比例放大子單元7110根據(jù)C相電壓數(shù)字信號(hào)V23得到C相下橋臂電壓UCH的電壓值。具體采用以下算式：在圖2中，導(dǎo)通電壓計(jì)算單元720的輸入端連接三相下橋臂電壓采集單元710的輸出端和矢量控制單元300的開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)輸出端，導(dǎo)通電壓計(jì)算單元720的輸出端為電壓模塊700的輸出端；導(dǎo)通電壓計(jì)算單元720用于根據(jù)兩電平逆變器100的三相下橋臂電壓和所述開關(guān)管狀態(tài)信號(hào)之間的預(yù)設(shè)邏輯狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系獲取三相下橋臂導(dǎo)通電壓。導(dǎo)通電壓計(jì)算單元720可采用CPU、微控制器及可編程邏輯器件等能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理的器件。其中三相下橋臂導(dǎo)通電壓(UA_ON、UB_ON和UC_ON)與三相下橋臂電壓(UAH、UBH和UCH)之間的預(yù)設(shè)邏輯狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系如表2所示。表2為提高導(dǎo)通電壓計(jì)算單元720的可采樣區(qū)域，矢量控制單元300采用最小相調(diào)制的五段式脈寬調(diào)制算法，此時(shí)至少有一個(gè)下橋臂一直導(dǎo)通，保證可獲取三相下橋臂導(dǎo)通電壓。在圖2中，功率器件內(nèi)阻計(jì)算單元620的輸入端為控制模塊600的輸入端；功率器件內(nèi)阻計(jì)算單元620用于根據(jù)所述三相電流信號(hào)和所述三相下橋臂導(dǎo)通電壓信號(hào)，按照以下算式獲取功率器件的內(nèi)阻：首先根據(jù)流經(jīng)功率器件的三相電流和三相下橋臂導(dǎo)通電壓，得出功率器件的三相內(nèi)阻。然后，由于電路分布及結(jié)構(gòu)不對稱、不同橋臂器件散熱不一致等原因，導(dǎo)致功率器件導(dǎo)通內(nèi)阻不一樣，采用三相內(nèi)阻的最大內(nèi)阻作為功率器件的內(nèi)阻。Rmos＝max{Rmos_A,Rmos_B,Rmos_C}(1.5)在(1.4)式和(1.5)式中，UA_ON為所述三相下橋臂導(dǎo)通電壓中A相的電壓，UB_ON為所述三相下橋臂導(dǎo)通電壓中B相的電壓，UC_ON為所述三相下橋臂導(dǎo)通電壓中C相的電壓，IA為所述三相電流信號(hào)中A相的電流，IB為所述三相電流信號(hào)中B相的電流，IC為所述三相電流信號(hào)中C相的電流，RMOS_A為所述功率器件A相的內(nèi)阻，RMOS_B為所述功率器件B相的內(nèi)阻，RMOS_C為所述功率器件C相的內(nèi)阻，RMOS為所述功率器件的內(nèi)阻。功率器件內(nèi)阻計(jì)算單元620可采用CPU、微控制器及可編程邏輯器件等能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理的器件。在圖2中，功率器件電流限制單元610的輸入端連接功率器件內(nèi)阻計(jì)算單元620的輸出端，功率器件電流限制單元610的輸出端為控制模塊600的輸出端；功率器件電流限制單元610用于根據(jù)所述功率器件的內(nèi)阻，按照以下算式獲取功率器件的最大漏源電流：在(1.6)式中，Imax為功率器件的最大漏源電流，k1為第一系數(shù)，k2為第二系數(shù)，b1為第一常數(shù)，b2為第二常數(shù)，R1為預(yù)設(shè)第一參考點(diǎn)的內(nèi)阻，R2為預(yù)設(shè)第二參考點(diǎn)的內(nèi)阻，R3為預(yù)設(shè)第三參考點(diǎn)的內(nèi)阻，I1為預(yù)設(shè)第一參考點(diǎn)的最大漏源電流，I2為預(yù)設(shè)第二參考點(diǎn)的最大漏源電流，I3為預(yù)設(shè)第三參考點(diǎn)的最大漏源電流，并且R1<R2<R3，I1>I2>I3。功率器件電流限制單元610可采用CPU、微控制器及可編程邏輯器件等能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理的器件。推導(dǎo)出(1.6)式的具體過程為：以MOSFET場效應(yīng)晶體管為例，其工作溫度與內(nèi)阻的分段線性擬合曲線如圖5所示，其中實(shí)線L1為MOSFET器件規(guī)格書中的工作溫度與內(nèi)阻關(guān)系曲線，虛線L2為預(yù)設(shè)的工作溫度與內(nèi)阻的分段線性等效擬合曲線。L2的構(gòu)造過程是在L1上選取三個(gè)參考點(diǎn)，此三點(diǎn)的連線即為L2。根據(jù)MOSFET場效應(yīng)晶體管的特性，在L1上取室溫T1(20℃)、常用工作溫度T2(100℃)和最大溫度T3(160℃)這三個(gè)參考點(diǎn)，用這三個(gè)參考點(diǎn)之間的連線來代替原L1曲線，可得到誤差很小的等效關(guān)系曲線。所以，根據(jù)構(gòu)造的L2曲線，可得到內(nèi)阻Rmos和工作溫度Tj的對應(yīng)關(guān)系式為：在(1.7)式中，T1為預(yù)設(shè)第一參考點(diǎn)的工作溫度，T2為預(yù)設(shè)第二參考點(diǎn)的工作溫度，T3為預(yù)設(shè)第三參考點(diǎn)的工作溫度，R1為預(yù)設(shè)第一參考點(diǎn)的內(nèi)阻，R2為預(yù)設(shè)第二參考點(diǎn)的內(nèi)阻，R3為預(yù)設(shè)第三參考點(diǎn)的內(nèi)阻。圖6示出了MOSFET場效應(yīng)晶體管的工作溫度與最大漏源電流的分段溫升降流曲線，其中，曲線l1為MOSFET器件規(guī)格書中限定的最大漏源電流曲線。曲線l2為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)控制器制定的最大漏源電流限制線，為一條直線，一般取曲線l1最大值的80％，為恒定值。曲線l3為本實(shí)用新型實(shí)施例構(gòu)造的最大漏源電流曲線，是一條溫升降流曲線，曲線l3以(T2，I2)為分界點(diǎn)分成兩段，(T2，I2)點(diǎn)也在曲線l2上，取室溫T1(20℃)、常用工作溫度T2(100℃)和最大溫度T3(160℃)三個(gè)參考點(diǎn)，這三個(gè)參考點(diǎn)的連線即為l3。所以，根據(jù)構(gòu)造的曲線l3，可得到最大漏源電流Imax和工作溫度Tj的對應(yīng)關(guān)系式為：在(1.8)式中I1為預(yù)設(shè)第一參考點(diǎn)的最大漏源電流，I2為預(yù)設(shè)第二參考點(diǎn)的最大漏源電流，I3為預(yù)設(shè)第三參考點(diǎn)的最大漏源電流。結(jié)合(1.7)式和(1.8)式即可得到(1.6)式?？梢娮罱K計(jì)算的Imax只與器件內(nèi)阻Rmos有關(guān)，與結(jié)溫Tj無關(guān)，這是因?yàn)橥ㄟ^巧妙的選點(diǎn)使得圖5與圖6中的兩段曲線L2和l3之間的點(diǎn)存在線性對應(yīng)關(guān)系；但是事先要根據(jù)圖5與圖6中的曲線，選好T1、T2、T3對應(yīng)的R1、R2、R3，以及I1、I2、I3，以離線計(jì)算出式(1.6)所需的系數(shù)k1、k2、b1、b2，存儲(chǔ)在芯片內(nèi)存里作為參數(shù)調(diào)用，即不必實(shí)時(shí)計(jì)算這四個(gè)系數(shù)，減少系統(tǒng)計(jì)算時(shí)間與占用的空間。本實(shí)用新型實(shí)施例可適用于電動(dòng)自行車、平衡車及電動(dòng)汽車等電機(jī)控制器產(chǎn)品，可提高產(chǎn)品的可靠性和性能。根據(jù)功率器件導(dǎo)通電壓及導(dǎo)通時(shí)流經(jīng)的真實(shí)電流獲取功率器件的內(nèi)阻，再得到最大漏源電流驅(qū)動(dòng)矢量控制單元相應(yīng)地控制功率器件的工作狀態(tài)，最大漏源電流與功率器件的工作溫度負(fù)相關(guān)。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制器功率器件在常規(guī)工作溫度以下，隨溫度降低加大最大漏源電流限制，以充分利用MOSFET等功率器件的通流能力，提升控制器轉(zhuǎn)矩輸出，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)自行車等交通工具在正常行駛工作溫度以下時(shí)提升爬坡和起步力度；在常規(guī)工作溫度以上，隨溫度升高減小最大漏源電流限制，降低輸出功率，防止長期高溫運(yùn)行損壞功率器件，降低其損壞的概率。從而充分利用功率器件特性，提升電機(jī)控制器運(yùn)行范圍，提高產(chǎn)品可靠性和性能。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3