CN103516294A - 一种驱动器死区时间的检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种驱动器死区时间的检测系统和方法，用以解决现有死区时间会造成电机在低速运转时控制性能下降的问题。与现有用算法计算死区时间相比，本发明实施例提供的驱动器死区时间的检测系统和方法，通过脉宽检测电路和DSP根据马达输出的三相电压信号检测出驱动器死区时间，该死区时间更符合实际的死区时间，不存在误差，使得母线电压利用率较高，不影响变频器矢量控制，从而提高了电机在低速运转时的控制性能。

Description

一种驱动器死区时间的检测系统和方法

技术领域

本发明涉及驱动技术领域，特别涉及一种驱动器死区时间的检测系统和方法。

背景技术

现有技术中的驱动器，死区时间通常采用内部算法计算获得，无实际检测，因器件影响，可能导致计算出来的死区时间有所误差，造成母线电压利用率偏低。影响变频器矢量控制，在低频转矩、载频过高的情况下，实际电压检测不准，造成电机在低速运转时控制性能下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种驱动器死区时间的检测系统和方法，用以解决现有死区时间会造成电机在低速运转时控制性能下降的问题。

本发明实施例提供了一种驱动器死区时间的检测系统，包括：

脉宽检测电路，用于接收马达传送来的三相电压信号，并根据所述三相电压信号生成所述马达的空间矢量脉宽调制SVPWM脉冲宽度信号；

数字信号处理器，用于接收所述马达的SVPWM脉冲宽度信号，并根据所述马达的SVPWM脉冲宽度信号确定驱动器死区时间。

其中，优选地，所述脉宽检测电路包括三条支路，其中：

每一条支路包括运算放大器、第一电阻、第一电容、第二电阻和第三电阻，其中，所述运算放大器的正相输入端依次与所述第一电阻的一端、所述第一电容的一端、所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端、所述第一电容的另一端与直流母线的负极连接，所述第二电阻的另一端与所述马达的一相电压信号输出端连接；所述运算放大器的输出端连接所述第三电阻的一端后与数字信号处理器的一信号输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述运算放大器的电源正极电压源连接；所述运算放大器的电源正极与电源正极电压源连接、电源负极与所述直流母线的负极连接；

所述每一条支路中的运算放大器的反相输入端依次与第四电阻的一端、第五电阻的一端、第二电容的一端、第六电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的另一端、所述第二电容的另一端与所述直流母线的负极连接，所述第六电阻的另一端与直流母线的正极连接。

其中，优选地，所述数字信号处理器包括：

三个信号输入端，分别与所述三条支路中对应的支路连接，用于接收对应支路传送来的SVPWM脉冲宽度信号；

处理模块，用于计算预设的脉冲宽度与所述SVPWM脉冲宽度信号之差，确定该差值为所述驱动器死区时间。

本发明实施例提供了一种驱动器死区时间的检测方法，包括：

脉宽检测电路接收马达传送来的三相电压信号；

所述脉宽检测电路根据所述三相电压信号生成所述马达的空间矢量脉宽调制SVPWM脉冲宽度信号；

数字信号处理器接收所述马达的SVPWM脉冲宽度信；

所述数字信号处理器根据所述马达的SVPWM脉冲宽度信号确定驱动器死区时间。

其中，优选地，所述脉宽检测电路包括三条支路，其中：

每一条支路包括运算放大器、第一电阻、第一电容、第二电阻和第三电阻，其中，所述运算放大器的正相输入端依次与所述第一电阻的一端、所述第一电容的一端、所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端、所述第一电容的另一端与直流母线的负极连接，所述第二电阻的另一端与所述马达的一相电压信号输出端连接；所述运算放大器的输出端连接所述第三电阻的一端后与数字信号处理器的一信号输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述运算放大器的电源正极电压源连接；所述运算放大器的电源正极与电源正极电压源连接、电源负极与所述直流母线的负极连接；

所述每一条支路中的运算放大器的反相输入端依次与第四电阻的一端、第五电阻的一端、第二电容的一端、第六电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的另一端、所述第二电容的另一端与所述直流母线的负极连接，所述第六电阻的另一端与直流母线的正极连接。

其中，优选地，所述数字信号处理器根据所述马达的SVPWM脉冲宽度信号确定驱动器死区时间，具体为：

所述数字信号处理器计算预设的脉冲宽度与所述SVPWM脉冲宽度信号之差，确定该差值为所述驱动器死区时间。

与现有用算法计算死区时间相比，本发明实施例提供的驱动器死区时间的检测系统和方法，通过脉宽检测电路和DSP根据马达输出的三相电压信号检测出驱动器死区时间，该死区时间更符合实际的死区时间，不存在误差，使得母线电压利用率较高，不影响变频器矢量控制，从而提高了电机在低速运转时的控制性能。

附图说明

图1为本发明实施例中一种驱动器死区时间的检测系统的结构示意图；

图2为图1中一种脉宽检测电路的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种驱动器死区时间的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种驱动器死区时间的检测系统，包括：

脉宽检测电路，用于接收马达传送来的三相电压信号，并根据三相电压信号生成马达的SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制）脉冲宽度信号；

DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理器），用于接收马达的SVPWM脉冲宽度信号，并根据马达的SVPWM脉冲宽度信号确定驱动器死区时间。

其中，优选地，如图2所示，上述脉宽检测电路包括三条支路，其中：

每一条支路包括运算放大器、第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2和第三电阻R3，其中，运算放大器的正相输入端依次与第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端、第二电阻R2的一端连接，第一电阻R1的另一端、第一电容C1的另一端与直流母线的负极N连接，第二电阻R2的另一端与马达的一相电压信号输出端（一条支路中第二电阻R2的另一端与马达的U相电压信号输出端连接，另一条支路中第二电阻R2的另一端与马达的V相电压信号输出端连接，剩余一条支路中第二电阻R2的另一端与马达的W相电压信号输出端连接）连接；运算放大器的输出端连接第三电阻R3的一端后与DSP的一信号输入端MCU_PIN连接，第三电阻R3的另一端与运算放大器DSP的电源正极电压源VCC连接；运算放大器的电源正极与电源正极电压源VCC连接、电源负极与直流母线的负极N连接；

每一条支路中的运算放大器的反相输入端依次与第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第二电容C2的一端、第六电阻R6的一端连接，第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的另一端、第二电容C2的另一端与直流母线的负极N连接，第六电阻R6的另一端与直流母线的正极DC_BUS连接。

除了以上结构的脉宽检测电路之外，还可以依据上述结构变化出其它能实现相同功能的、不同结构的脉宽检测电路。

优选地，上述DSP可包括：

三个信号输入端，分别与三条支路中对应的支路连接，用于接收对应支路传送来的SVPWM脉冲宽度信号；

处理模块，用于计算预设的脉冲宽度与SVPWM脉冲宽度信号之差，确定该差值为驱动器死区时间。

与现有用算法计算死区时间相比，本发明实施例提供的驱动器死区时间的检测系统，通过脉宽检测电路和DSP根据马达输出的三相电压信号检测出驱动器死区时间，该死区时间更符合实际的死区时间，不存在误差，使得母线电压利用率较高，不影响变频器矢量控制，从而提高了电机在低速运转时的控制性能。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种驱动器死区时间的检测方法，包括：

S31、脉宽检测电路接收马达传送来的三相电压信号；

S32、脉宽检测电路根据三相电压信号生成马达的SVPWM脉冲宽度信号；

S33、DSP接收马达的SVPWM脉冲宽度信；

S34、DSP根据马达的SVPWM脉冲宽度信号确定驱动器死区时间。

具体地，DSP可计算预设的脉冲宽度与马达的SVPWM脉冲宽度信号之差，确定该差值为驱动器死区时间。

如图2所示，上述脉宽检测电路包括三条支路，其中：

每一条支路包括运算放大器、第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2和第三电阻R3，其中，运算放大器的正相输入端依次与第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端、第二电阻R2的一端连接，第一电阻R1的另一端、第一电容C1的另一端与直流母线的负极N连接，第二电阻R2的另一端与马达的一相电压信号输出端（一条支路中第二电阻R2的另一端与马达的U相电压信号输出

端连接，另一条支路中第二电阻R2的另一端与马达的V相电压信号输出端连接，剩余一条支路中第二电阻R2的另一端与马达的W相电压信号输出端连接）连接；运算放大器的输出端连接第三电阻R3的一端后与DSP的一信号输入端MCU_PIN连接，第三电阻R3的另一端与运算放大器DSP的电源正极电压源VCC连接；运算放大器的电源正极与电源正极电压源VCC连接、电源负极与直流母线的负极N连接；

每一条支路中的运算放大器的反相输入端依次与第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第二电容C2的一端、第六电阻R6的一端连接，第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的另一端、第二电容C2的另一端与直流母线的负极N连接，第六电阻R6的另一端与直流母线的正极DC_BUS连接。

与现有用算法计算死区时间相比，本发明实施例提供的驱动器死区时间的检测方法，通过脉宽检测电路和DSP根据马达输出的三相电压信号检测出驱动器死区时间，该死区时间更符合实际的死区时间，不存在误差，使得母线电压利用率较高，不影响变频器矢量控制，从而提高了电机在低速运转时的控制性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种驱动器死区时间的检测系统，其特征在于，包括：

脉宽检测电路，用于接收马达传送来的三相电压信号，并根据所述三相电压信号生成所述马达的空间矢量脉宽调制SVPWM脉冲宽度信号；

数字信号处理器，用于接收所述马达的SVPWM脉冲宽度信号，并根据所述马达的SVPWM脉冲宽度信号确定驱动器死区时间。

2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述脉宽检测电路包括三条支路，其中：

每一条支路包括运算放大器、第一电阻、第一电容、第二电阻和第三电阻，其中，所述运算放大器的正相输入端依次与所述第一电阻的一端、所述第一电容的一端、所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端、所述第一电容的另一端与直流母线的负极连接，所述第二电阻的另一端与所述马达的一相电压信号输出端连接；所述运算放大器的输出端连接所述第三电阻的一端后与数字信号处理器的一信号输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述运算放大器的电源正极电压源连接；所述运算放大器的电源正极与电源正极电压源连接、电源负极与所述直流母线的负极连接；

所述每一条支路中的运算放大器的反相输入端依次与第四电阻的一端、第五电阻的一端、第二电容的一端、第六电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的另一端、所述第二电容的另一端与所述直流母线的负极连接，所述第六电阻的另一端与直流母线的正极连接。

3.如权利要求1或2所述的检测系统，其特征在于，所述数字信号处理器包括：

三个信号输入端，分别与所述三条支路中对应的支路连接，用于接收对应支路传送来的SVPWM脉冲宽度信号；

处理模块，用于计算预设的脉冲宽度与所述SVPWM脉冲宽度信号之差，确定该差值为所述驱动器死区时间。

4.一种驱动器死区时间的检测方法，其特征在于，包括：

脉宽检测电路接收马达传送来的三相电压信号；

所述脉宽检测电路根据所述三相电压信号生成所述马达的空间矢量脉宽调制SVPWM脉冲宽度信号；

数字信号处理器接收所述马达的SVPWM脉冲宽度信；

所述数字信号处理器根据所述马达的SVPWM脉冲宽度信号确定驱动器死区时间。

5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述脉宽检测电路包括三条支路，其中：

每一条支路包括运算放大器、第一电阻、第一电容、第二电阻和第三电阻，其中，所述运算放大器的正相输入端依次与所述第一电阻的一端、所述第一电容的一端、所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端、所述第一电容的另一端与直流母线的负极连接，所述第二电阻的另一端与所述马达的一相电压信号输出端连接；所述运算放大器的输出端连接所述第三电阻的一端后与数字信号处理器的一信号输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述运算放大器的电源正极电压源连接；所述运算放大器的电源正极与电源正极电压源连接、电源负极与所述直流母线的负极连接；

所述每一条支路中的运算放大器的反相输入端依次与第四电阻的一端、第五电阻的一端、第二电容的一端、第六电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的另一端、所述第二电容的另一端与所述直流母线的负极连接，所述第六电阻的另一端与直流母线的正极连接。

6.如权利要求4或5所述的检测方法，其特征在于，所述数字信号处理器根据所述马达的SVPWM脉冲宽度信号确定驱动器死区时间，具体为：

所述数字信号处理器计算预设的脉冲宽度与所述SVPWM脉冲宽度信号之差，确定该差值为所述驱动器死区时间。

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