[发明专利]相电压检测电路

说明书

本发明相电压检测电路应用于三相电机，三相电机的三相绕组的第一端相接，相电压检测电路包括：将三相绕组的第二端相对于高压地HVGND的高压侧电压转换为低压侧电压的三组比例运算电路，每一比例运算电路均设有第一输入端、第二输入端和输出端，三组比例运算电路的第一输入端分别连接于高压地HVGND，三组比例运算电路的第二输入端分别连接于三相绕组的第二端；用于采样低压侧电压、根据低压侧电压判断电机状态类型、根据低压侧电压和比例运算电路的放大系数计算电机相电压的控制模块，控制模块连接于三组比例运算电路的输出端。本发明避开了高压侧走线交错，而且保留了信号的绝对值，从而可以识别出系统的安全状态。

技术领域

本发明涉及车用电机控制器领域，具体涉及一种相电压检测电路。

背景技术

在车用电机控制器领域，电机驱动拓扑如图1所示，为满足越来越严格的汽车行驶安全要求以及ISO26262标准，常常需要检测相电压和相电流做扭矩估算，扭矩估算电路监测到扭矩异常后，可以通过桥臂使电机进入上主动短路或者下主动短路两种安全状态。一般相电流检测通过有磁芯的霍尔电流传感器(以LEM为代表)或无磁芯的霍尔电流传感器(以Allegro，Infineon为代表)，而相电压检测由于系统中没有引出电机的虚拟中性点。Y型绕组的中间点是相电压值的参考点，3相电压分别为Y型绕组的3个端点对中间点的电压，但是由于中间点在绕组内部，无法引出，因此必须通过一种间接的方式将相电压的信息从绕组中传递出来通常使用U，V，W三路开关中点电压重构虚拟电压中性点，然后再将开关中点电压与虚拟电压中性点做差分放大，然而这种实现方式存在两个问题：

(1)U，V，W三路开关中点电压均为高频高压的PWM信号，由于重构虚拟中性点，需要在三相之间做交错走线，使得布局布线较为复杂，需要小心控制；

(2)无法检测到扭矩异常后，系统进入了上主动短路或者下主动短路中的哪种安全状态。

(3)由于Y型绕组位于高压母线侧，而进行相电压解析控制的控制核心在低压侧，因此相电压检测电路必须具备一定的绝缘电阻，满足高低压侧绝缘要求。

因此，有必要针对上述缺陷提出一种方案，解决布局布线复杂、无法检测安全状态类型的缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中布局布线复杂、无法检测安全状态类型的缺陷，本发明提供了一种相电压检测电路。

本发明相电压检测电路，应用于三相电机，所述三相电机的三相绕组的第一端相接，所述相电压检测电路包括：

将三相绕组的第二端相对于高压地HVGND的高压侧电压转换为低压侧电压的三组比例运算电路，每一所述比例运算电路均设有第一输入端、第二输入端和输出端，三组所述比例运算电路的第一输入端分别连接于所述高压地HVGND，三组所述比例运算电路的第二输入端分别连接于所述三相绕组的第二端；

用于采样所述低压侧电压、根据所述低压侧电压判断电机状态类型、根据所述低压侧电压和所述比例运算电路的放大系数计算电机相电压的控制模块，所述控制模块连接于三组所述比例运算电路的输出端。

本发明将高压侧的三路开关中点电压分别通过差分放大进入低压侧，然后采样并获取每路信号的绝对值，在控制模块内部即可得到线电压值，从而反算出相电压值，通过这种实现方式避开了高压侧走线交错，而且保留了信号的绝对值，从而可以识别出系统的安全状态。

本发明相电压检测电路的进一步改进在于，所述控制模块包括用于采样所述低压侧电压、对所述低压侧电压进行模数转换的模数转换单元，所述模数转换单元的输入端连接于所述比例运算电路的输出端。

本发明相电压检测电路的更进一步改进在于，所述控制模块还包括连接于所述模数转换单元的输出端、根据模数转换后的低压侧电压判断电机主动短路安全状态类型的第一控制单元，所述主动短路安全状态类型包括上主动短路状态和下主动短路状态。