一种桥臂故障自适应检测保护方法技术

本发明专利技术涉及一种桥臂故障自适应检测保护方法，该方法包括：获取桥臂导通时的VDS电压；将VDS电压分别输入至低压判断模块和高压判断模块，并分别输出EN1信号和EN2信号；由MCU根据EN1信号和EN2信号判断MOSEFT驱动电平的高低变化，以确认MOSEFT的实际通断状态。本发明专利技术的检测保护电路及相应检测方法能够消除MOSFET开通关断过程中上升延迟及下降延迟对于桥臂故障检测电路的干扰影响；同时能够在不同驱动阻值情况下，自动识别上升沿和下降沿，以在不调节硬件保护参数的前提下，实现桥臂故障的自适应保护。适应保护。适应保护。

【技术实现步骤摘要】
一种桥臂故障自适应检测保护方法


[0001]本专利技术涉及电子电力变换
，尤其涉及一种桥臂故障自适应检测保护方法。

技术介绍

[0002]电机控制器功率级常采用桥臂中点电压以及驱动电平进行判断，但由于驱动电平存在一定的延迟现象，需要做延迟补偿以及判断电路信号时序性，在不同的驱动环境下，补偿参数不同，硬件电路参数不同，带来不稳定性。
[0003]CN109861177A公开了一种半桥桥臂保护电路，包括直流电源、检测电路、驱动电路、微处理器和信号锁存电路，该专利技术通过检测并对比HPWM、LPWM和HS三者的时序关系，当出现非正常的时序关系时，信号锁存电路会发出故障信号及时关断功率管以保护其不被损坏。其目的在于避免现有技术在高功率应用场合下的体积大成本高的问题，只需要处理检测数字信号，处理速度块，抗干扰能力强，成本更低。
[0004]然而，该专利的缺点在于：通过采用判断驱动电平和桥臂中点电压时序关系，存在延迟情况下可能会导致保护信号无法及时翻转，缺失保护功能导致功率器件损坏，且通过阻容方式调节滤波在不同的驱动电路中需要重新设计，缺乏适应性，带来诸多不便。
[0005]其次，在电机控制器中，三相桥臂驱动会出现MOEFET开通关断延迟现象，MOSFET的实际关断和延迟时间会处于变化状态，影响桥臂故障的保护，且由于驱动电阻的不同，导致开通与关断时间发生改变，因此需要调节桥臂故障检测电路硬件器件保护参数，不能自适应改变参数，导致误差增大。
[0006]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0007]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种桥臂故障自适应检测保护方法，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种桥臂故障自适应检测保护方法，该方法包括：
[0009]获取桥臂导通时的VDS电压；
[0010]将VDS电压分别输入至低压判断模块和高压判断模块，并分别输出EN1信号和EN2信号；
[0011]由MCU根据EN1信号和EN2信号判断MOSEFT驱动电平的高低变化，以确认MOSEFT的实际通断状态。
[0012]优选地，在驱动电平由低变高之时，MOSEFT为至少部分开通或完全开通状态，其中，当MOSEFT为至少部分开通状态时，EN1信号高电平保持不变，EN2信号电平由低变高；当
MOSEFT为完全开通状态时，EN1信号电平由高变低，EN2信号高电平保持不变。
[0013]优选地，在驱动电平由高变低之时，MOSEFT为至少部分关断或完全关断状态，其中，当MOSEFT为至少部分关断状态时，EN1信号电平由低变高，EN2信号高电平保持不变；当MOSEFT为完全关断状态时，EN1信号高电平保持不变，EN2信号电平由高变低。
[0014]优选地，MCU能够根据EN1信号和/或EN2信号的翻转电平变化确定MOSFET的实际开通关断状态，并于MOSFET的实际导通状态变化之时获得与之对应的下降延迟时间T1与上升延迟时间T2。
[0015]优选地，EN1信号和EN2信号是基于VDS电压与低压判断模块和高压判断模块中各自的基准电压的对比结果而输出的。
[0016]优选地，MCU能够基于下降延迟时间T1和上升延迟时间T2，通过调用补偿函数调整下降延迟时间T1和上升延迟时间T2的方式来调节所输出的用于驱动MOSFET开通与关断的驱动信号，以消除下降延迟时间T1和上升延迟时间T2之干扰。
[0017]优选地，MCU能够根据通过EN1、EN2信号得到的MOSFET的实际开通关断状态与驱动信号进行保护判断，并根据保护判断信号选择性地关断驱动MOSFET导通的驱动信号。
[0018]优选地，电压跟随电路包括第一分压电阻、二极管以及第一电容。
[0019]优选地，低压判断模块包括第二分压电阻以及第二电容。
[0020]优选地，高压判断模块包括包括第三分压电阻以及第三电容。
[0021]本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术的检测保护电路及相应检测方法能够消除MOSFET开通关断过程中上升延迟及下降延迟对于桥臂故障检测电路的干扰影响；同时能够在不同驱动阻值情况下，自动识别上升沿和下降沿，以在不调节硬件保护参数的前提下，实现桥臂故障的自适应保护。
附图说明
[0022]图1是本专利技术提供的一种优选实施方式的桥臂中点采样图；
[0023]图2是本专利技术提供的一种优选实施方式的故障检测保护电路优选的组成示意图；
[0024]图3是本专利技术提供的一种优选实施方式的关于MOSFET不同导通状态优选的MCU
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VGS
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VDS电压波形图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图进行详细说明。
[0026]本专利技术提供了一种桥臂故障自适应检测保护方法，如图2所示，该检测保护方法可以包括：
[0027]在桥臂导通之时获取VDS电压；
[0028]通过由D1、R1、U1C组成的电压跟随电路将VDS电压分别输入至高、低压判断模块中，其中，低压判断模块由U2C和R2组成，高压判断模块由U2D和R3组成；
[0029]由低压判断模块和高压判断模块分别根据VDS电压变化输出相应的电平变化信号，即EN1信号和EN2信号；
[0030]由VDS电压变化判断MOSFET驱动的高低电平变化，即可通过EN1、EN2信号判断MOSFET的实际导通情况，且MCU可根据MOSFET的实际导通情况的变化，同步获得下降延迟T1
与上升延迟T2，从而基于下降延迟T1与上升延迟T2确定对应的桥臂保护时间，以消除延迟时间对于保护电路的干扰。
[0031]优选地，当MCU驱动信号变化时，根据MOSFET的导通关断特性，MOSFET的通断状态可分为MOSFET部分开通、MOSFET完全开通、MOSFET部分关断以及MOSFET完全关断四个工作状态。
[0032]MOSFET在芯片设计中具有尺寸小，应用过程中具有功耗低、负载能力强以及反应速度快等众多优点。在电机控制器中，MOSFET作为开关在电路中用于过流点判断。MOSFET一般工作在非饱和区，即线性区，其中一个重要指标则是导通电阻Rdson。在理想状态下的导通电阻Rdson为零，但是在实际情况下不存在理想状态的情况。MOSFET的导通电阻Rdson是由源极和漏极电阻以及沟道电阻串联组成，其主要受到MOSFET的宽长比的影响。需要注意的是，在测量MOSFET的导通电阻Rdson时，会遇到且不可避免的误差问题。在此次计算中，针对产生的误差问题本专利技术规定设立为三方面误差因素，分别为系统误差、精度误差以及噪音误差。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥臂故障自适应检测保护方法，其特征在于，所述方法包括：获取桥臂导通时的VDS电压；将所述VDS电压分别输入至低压判断模块和高压判断模块，并分别输出EN1信号和EN2信号；由MCU根据所述EN1信号和EN2信号判断MOSEFT驱动电平的高低变化，以确认所述MOSEFT的实际通断状态。2.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，在所述驱动电平由低变高之时，所述MOSEFT为至少部分开通或完全开通状态，其中，当所述MOSEFT为至少部分开通状态时，EN1信号高电平保持不变，EN2信号电平由低变高；当所述MOSEFT为完全开通状态时，EN1信号电平由高变低，EN2信号高电平保持不变。3.根据权利要求1或2所述的保护方法，其特征在于，在所述驱动电平由高变低之时，所述MOSEFT为至少部分关断或完全关断状态，其中，当所述MOSEFT为至少部分关断状态时，EN1信号电平由低变高，EN2信号高电平保持不变；当所述MOSEFT为完全关断状态时，EN1信号高电平保持不变，EN2信号电平由高变低。4.根据权利要求1～3任一项所述的保护方法，其特征在于，所述MCU能够根据EN1信号和/或EN2信号的翻转电平变化确定所述MOSFET的实际开通关断状态，并于MOSF...

【专利技术属性】
技术研发人员：季金炎，李飞，姚欣，
申请(专利权)人：河南嘉晨智能控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：