[发明专利]逆变器和用于测量电机中的相电流的方法

说明书

本公开涉及逆变器和用于测量电机中的相电流的方法。三相负载由具有单个分流拓扑的PWM(例如，SVPWM)驱动的DC‑AC逆变器供电。在每个SVPWM扇区的第二时段期间测量逆变器的分流电压和支路电压(跨待校准晶体管)，并且计算校准晶体管的漏极到源极电阻。在每个SVPWM扇区的第四时段期间，再次测量支路电压，并且测量跨另一晶体管的另一支路电压。使用校准晶体管的漏极到源极电阻和在第四时段期间所测量的跨校准晶体管的电压，计算通过校准晶体管的相电流。使用在第四时段期间所测量的另一支路电压和其对应晶体管的漏极到源极电阻，计算通过该晶体管的相电流。从两个所计算的相电流，可以计算另一相电流。

技术领域

本公开总体上涉及用于驱动三相电机的逆变器，并且具体地涉及使用单个共用分流电阻器来确实地测量由逆变器供应给电机的相电流的方法。

背景技术

可以使用脉宽调制(PWM)信号来控制三相电机的相绕组。为了使用诸如电池等DC功率源为三相电机供电，PWM控制信号被施加到三相逆变器，该三相逆变器又为三相电机供电。三相逆变器的晶体管将电机的相绕组抽头连接到正或负电源电压轨和接地。

为了获取用于控制电机的反馈知识，确定流过每个相绕组的电流。相电流测量被提供给控制器，该控制器生成控制三相逆变器的晶体管的PWM驱动信号。传统上，可以通过感测与每个相绕组串联的不同电阻器上的电压降来获得相电流信息。在一些设计中，鉴于流过相绕组的所有电流之和将为零的事实，可以仅对三个相绕组中的两个执行相电流感测，并且因此通过感测流过两个相绕组的电流，可以计算流过第三相绕组的电流。

已经基于连接在DC电源与逆变器之间的单个共用分流电阻器的使用而开发了一些技术。这样的技术可以涉及对逆变器的晶体管的漏极到源极电压的测量。取决于逆变器的晶体管的状态，可以在单个共用分流电阻器上感测三个相绕组中的两个的电流。

使用单个共用分流电阻器来测量相电流的这些技术已经证明是不精确的，因为无法同时感测两个感测电流，并且因为对晶体管的漏极到源极电压的测量受到晶体管的非线性的影响。然而，为了节省成本，仍然希望使用单个共用分流电阻器来测量相电流。因此，需要进一步的发展。

发明内容

本文中公开了一种用以耦合到电机的三个相绕组的DC-AC逆变器系统。该逆变器系统包括：耦合在DC电源电压节点与中间节点之间的第一开关支路，第一开关支路具有用以耦合到电机的第一相绕组的第一端子；耦合在DC电源电压节点与中间节点之间的第二开关支路，第二开关支路具有用以耦合到电机的第二相绕组的第二端子；耦合在DC电源电压节点与中间节点之间的第三开关支路，第三开关支路具有用以耦合到电机的第三相绕组的第三端子；耦合在中间节点与接地之间的分流电阻器；以及控制电路。

控制电路被配置为根据空间矢量脉宽调制(SVPWM)方案向第一开关支路、第二开关支路和第三开关支路施加控制信号，以使得逆变器利用三相AC功率信号驱动电机的第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组。

SVPWM方案被划分为六个扇区，其中每个扇区被划分为多个时段(period)。

控制电路被配置为在SVPWM方案的至少一些扇区期间：

在第二时段期间：测量跨分流电阻器的分流电压；以及测量第一校准晶体管的漏极到源极电压，第一校准晶体管是给定开关支路的晶体管；以及

在第四时段期间：测量第一校准晶体管的漏极到源极电压；以及测量被测量晶体管的漏极到源极电压，被测量晶体管是下一开关支路的晶体管；

根据分流电阻器的电阻、在第二时段期间测量的第一校准晶体管的漏极到源极电压、以及在第二时段期间测量的分流电压来确定第一校准晶体管的漏极到源极电阻；

根据在第四时段期间测量的第一校准晶体管的漏极到源极电压、以及第一校准晶体管的漏极到源极电阻来确定耦合到给定开关支路的给定相绕组的相电流；