CN112104280A - 移相补偿及相电流重构方法、芯片、电子设备及存储介质 - Google Patents

移相补偿及相电流重构方法、芯片、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式涉及相电流采样技术领域，公开了一种移相补偿及相电流重构方法、芯片、电子设备及存储介质。相电流采样中的移相补偿方法包括：获取PWM波形的Ta、Tb、Tc；在（Tc–Ta）≥2*Tmin下，若（Tc–Tb）<Tmin或（Tb–Ta）<Tmin，对中间相移相补偿；在（Tc–Ta）<2*Tmin下，若（Tc–Tb）<Tmin且Tc符合移相条件，对最大相移相补偿；若（Tc–Tb）<Tmin且Tc不符合移相条件，对中间相移相补偿；移相补偿后若（Tb–Ta）<Tmin，对最小相移相补偿；输出移相补偿后的PWM波形并采样两相电流。本申请实施方式通过移相补偿采样到两相电流，实现三相电流的重构。

Description

移相补偿及相电流重构方法、芯片、电子设备及存储介质
技术领域
本发明实施方式涉及相电流采样技术领域，特别涉及相电流采样中的移相补偿及相电流重构方法、芯片、电子设备及存储介质。
背景技术
在基于磁场定向控制的无刷直流电机和永磁同步电机控制系统中，三相电流重构是实现电机控制的重要环节，在电机控制方案中，单电阻电流采样具有低成本优势。
在单电阻电流采样实现三相电流重构中，需要在一个脉冲宽度调制（Pulse widthmodulation，PWM）周期内完成两相电流的采样，而相电流采样需要输出的PWM波形满足相电流采样的时间要求。在实际的电机控制中，存在输出PWM波形不能满足相电流采样需求的情况，此时无法采集到两相电流，进而无法进行相电流重构。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种移相补偿及相电流重构方法、芯片、电子设备及存储介质，可以通过移相补偿采样到两相电流，从而实现三相电流的重构。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种相电流采样中的移相补偿方法，包括：获取三相脉冲宽度调制PWM波形的最小相的翻转时间点Ta、中间相的翻转时间点Tb、最大相的翻转时间点Tc；在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，若（Tc–Tb）<Tmin或者（Tb–Ta）<Tmin，对所述中间相进行移相补偿；其中，Tmin是指预设的电流采样时长；在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况，若（Tc –Tb）<Tmin且所述Tc符合预设的满足电流采样需求的移相条件，对所述最大相进行移相补偿；若（Tc–Tb）<Tmin且所述Tc不符合所述移相条件，对所述中间相进行移相补偿；通过移相补偿使得（Tc –Tb）≥Tmin后，若（Tb–Ta）<Tmin，对所述最小相进行移相补偿；输出移相补偿后的PWM波形，并采样得到两相电流。
本发明的实施方式还提供了一种相电流重构方法，包括：基于上述相电流采样中的移相补偿方法，采样两相电流；根据所述两相电流重构三相电流。
本发明的实施方式还提供了一种芯片，包括：所述芯片与存储器连接，所述存储器存储有可被所述芯片执行的指令，所述指令被所述芯片执行，以使所述芯片能够执行上述相电流采样中的移相补偿方法，或者执行上述相电流重构方法。
本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：上述芯片，以及与所述芯片连接的存储器。
本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述相电流采样中的移相补偿方法，或者执行上述相电流重构方法。
本发明实施方式相对于现有技术而言，在（Tc–Ta）≥2*Tmin和（Tc–Ta）<2*Tmin这两种情况下采用不同的移相补偿方法。在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，通过对中间相进行移相来使得（Tc–Tb）和（Tb–Ta）均满足电流采样需求，即，这种情况下无需对最大相、最小相进行移相即可使得最大相和中间相的时间差、中间相和最小相的时间差都能满足电流采样需求，这样可以避免由于最大相太靠近T/2或最小相太靠近起始时刻0，即使对最大相、最小相进行移相后还是无法满足电流采样需求的问题。在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下，如（Tc –Tb）<Tmin，只有当所述Tc符合预设的满足电流采样需求的移相条件时，才通过对所述最大相进行移相补偿以满足（Tc –Tb）≥Tmin，否则对中间相进行移相补偿以满足（Tc –Tb）≥Tmin；然后再考虑（Tb–Ta）是否能满足电流采样需求，即当（Tb–Ta）<Tmin，对最小相进行移相补偿。由于在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下，三相PWM的波形通常集中在T/2附近，即最大相的Tc离T/2会比较近，容易出现即使对最大相进行移相也不能满足电流采样需求的情况；而最大相与起始时刻比较远，即最小相的Ta离起始时刻0比较远，如果要对最小相进行移相补偿，通常都能满足电流采样需求。因此，本申请实施方式中，只有在Tc符合移相条件时，才会对最大相进行移相来使得最大相和中间相的时间差满足电流采样需求，否则，对中间相进行移相来使得最大相和中间相的时间差满足电流采样需求；可以避免在非可调制区时，即使对Tc、Ta进行移相后还是无法满足电流采样需求，而无法实现两相电流采样，从而无法实现三相电流重构的问题。并且，本申请实施方式中的确定如何移相的方式较为简单、所需的运算量较小，便于程序实现，对微处理器的性能要求非常低。
另外，所述移相条件为（T/2–Tc）>Tmin–（Tc–Tb），T为所述PWM波形的周期。本实施方式提出了满足电流采样需求的移相条件的最大范围。并且，由于（T/2 –Tc）必须大于Tmin–（Tc–Tb），可以避免在非可调制区，即最大相比较接近于T/2时进行移相处理而导致最大相全部为低电平，使得输出的电压矢量出现偏差，从而造成相电流失真，无法实现相电流的无失真重构的问题；同时，还可以避免影响控制性能。
另外，所述Tmin满足： Tmin≥（T2+T3），其中，T2是指相电流采样所在的三相逆变电路中的开关管导通和电流稳定时间，T3是指电流采样所需要的保持时间。并且，所述Tmin满足：Tmin=2*（T2+T3）。本实施方式中提供了Tmin的一个较大范围以及一个较优取值；当Tmin=2*（T2+T3）时，具有较为富裕的电流采样时长，更容易得到准确的采样电流，且可以降低对采样时间控制精度的要求。
另外，所述若（Tc–Tb）<Tmin或者（Tb–Ta）<Tmin，对所述中间相进行移相补偿，包括：若（Tc–Tb）<Tmin，对所述中间相进行前移补偿；或者，若（Tb–Ta）<Tmin，对所述中间相进行后移补偿。本实施提供了移相补偿的一种具体方式，对应的，在该方式下，可以在PWM波形的上升沿附近进行两相电流采样。
另外，所述若（Tc –Tb）<Tmin且所述Tc符合预设的满足电流采样需求的移相条件，对所述最大相进行移相补偿中，对所述最大相进行后移补偿；所述若（Tc–Tb）<Tmin且所述Tc不符合所述移相条件，对所述中间相进行移相补偿中，对所述中间相进行前移补偿；所述若（Tb–Ta）<Tmin，对所述最小相进行移相补偿中，对所述最小相进行前移补偿。本实施提供了移相补偿的一种具体方式，对应的，在该方式下，可以在PWM波形的上升沿附近进行两相电流采样。
另外，所述若（Tc–Tb）<Tmin或者（Tb–Ta）<Tmin，对所述中间相进行移相补偿，包括：若（Tc - Tb）<Tmin，对所述中间相进行后移补偿；或者，若（Tb -Ta）<Tmin，对所述中间相进行前移补偿。本实施提供了移相补偿的一种具体方式，对应的，在该方式下，可以在PWM波形的下降沿附近进行两相电流采样。
另外，所述若（Tc –Tb）<Tmin且所述Tc符合预设的满足电流采样需求的移相条件，对所述最大相进行移相补偿中，对所述最大相进行前移补偿；所述若（Tc–Tb）<Tmin且所述Tc不符合所述移相条件，对所述中间相进行移相补偿中，对所述中间相进行后移补偿；所述若（Tb–Ta）<Tmin，对所述最小相进行移相补偿中，对所述最小相进行后移补偿。本实施提供了移相补偿的一种具体方式，对应的，在该方式下，可以在PWM波形的下降沿附近进行两相电流采样。
附图说明
一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是目前的单电阻电流采样的三相逆变电路的示意图；
图2是目前的SVPWM方式下的电压空间矢量图；
图3是第一实施方式中的相电流采样中的移相补偿方法的流程图；
图4是一个PWM周期内的PWM波形的示意图；
图5是第一实施方式中在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下的一个例子的流程图；
图6是第一实施方式中在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下的另一个例子的流程图；
图7是第一实施方式中在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下的流程图；
图8是第一实施方式中若干种情况下的PWM波形的移相前后的示意图；
图9是第四实施方式中的相电流重构方法的流程图；
图10是第五实施方式中的芯片与存储器连接关系的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施方式的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施方式在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本发明的第一实施方式涉及一种相电流采样中的移相补偿方法，可以适用于单电阻电流采样或者单电流传感器电流采样的三相逆变电路，如图1所示为目前的单电阻电流采样的三相逆变电路的示意图。其中，DC为直流电压源，SHUNT是单电阻，且连接到DC负极。多个场效应晶体管即MOS管，MOS管1与MOS管4所在支路输出电压U、MOS管2与MOS管5所在支路输出电压V、MOS管3与MOS管6所在支路输出电压W，三相电压U、V、W被输出至电动机M。其中，第一相PWM信号控制MOS管1与MOS管4的导通状态，具体的，可以通过反相器的配合实现MOS管1与MOS管4的导通状态相反。类似的，第二相PWM信号控制MOS管2与MOS管5的导通状态相反，第三相PWM信号控制MOS管3与MOS管6的导通状态相反。
在实际控制中，微控制器（图未示）根据空间矢量脉宽调制(Space Vector PulseWidth Modulation，SVPWM)方式计算三相PWM信号的占空比，并输出三相PWM波形至各MOS管，以使得三相逆变电路输出三相电压U、V、W。在该方案中，微控制器通过模数转换器ADC采样SHUNT上的电压值，由于电阻SHUNT通常为毫欧级别的，为了准确采样，可以通过运算放大器OPA将电阻上的电压放大后再通过上述ADC进行采样；根据电压值计算得到通过SHUNT的电流，即实现电流采样。
单电阻电流采样或单电流传感器采样，需要在每个PWM周期内实现两相电流采样，才能重构出实时的三相电流；但是SVPWM输出的PWM波形不能始终满足采样需求；如图2所示为目前的SVPWM方式下的电压空间矢量图；图中阴影区域表示非可调制区，该非可调制区内是不能满足电流采样需求的情况。
针对以上问题，本申请实施方式中的移相补偿方法可以解决非可调制区中电流采样的问题。
如图3所示为第一实施方式中的相电流采样中的移相补偿方法的流程图，包括以下步骤。
步骤101，获取PWM波形的最小相的翻转时间点Ta、中间相的翻转时间点Tb、最大相的翻转时间点Tc。
步骤102，在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，采用第一种移相补偿方式。
步骤103，在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下，采用第二种移相补偿方式。
步骤104，输出移相补偿后的PWM波形，并采样得到两相电流。
如图4所示为一个PWM周期T内的PWM波形的示意图，图中以PWM波形的时间配置为中心对称方式进行说明（前T/2与后T/2中心对称，图中L为周期T的中心线）。
在步骤101中，微控制器可以根据SVPWM计算得到的三相电压分别对应的PWM波形的占空比，并根据占空比和PWM波形的周期T计算出PWM波形的翻转时间点，三相电压分别对应的PWM波形的翻转时间点分别记作Ta、Tb、Tc，并按照时间大小对Ta、Tb、Tc进行排序，其中，Ta<Tb<Tc；Ta表示最小相a的翻转时间点、Tb表示中间相b的翻转时间点、Tc表示最大相c的翻转时间点。该三个翻转时间点可以都是在PWM波形的上升沿的时间点，也可以是在PWM波形的下降沿的时间点，图中以上升沿时间点为例。需要说明的是，在中心对称方式中，不管是上升沿的时间点，还是下降沿的时间点，Ta、Tb、Tc的取值是一样的。
在步骤102和步骤103中，微控制器可以先计算最大相c和最小相a的翻转时间点之间的时间差，即计算（Tc–Ta）的值，然后比较（Tc–Ta）与2*Tmin的关系，其中，Tmin表示电流采样时长且可以预先设定。然后，微控制器根据（Tc–Ta）与2*Tmin的不同的大小关系，采用不同的移相补偿方法。
其中，微控制器输出PWM信号，需要一段时间T1才能在OPA输出端获取相应的电流信号，该时间T1可以通过示波器测试得到，在电路结构确定的情况下，T1为定值。T2为MOS管导通时间Ton和电流稳定时间Tstable之和，即T2=Ton+Tstable。经过T1+T2这个时间之后，此时电流才处于稳定，可以进行电流采集。在设定电流采样时长Tmin时，还需要考虑ADC采样所需要的保持时间T3，保证在电流采样时长Tmin内ADC可以完成采集工作。因此，电流采样时长Tmin需要满足Tmin≥（T2+T3）。在上升沿附近采样时，电流采样时间点Ts1、Ts2的最小值可以设定为Ts1=Ta+T1+T2，Ts2=Tb+T1+T2。
其中，为满足电流采样时长Tmin的要求，在执行步骤102或步骤103之后，即PWM移相补偿后，中间相b的翻转时间点Tb和最小相a的翻转时间点Ta的时间差Tx、最大相c的翻转时间点Tc和中间相b的翻转时间点Tb的时间差Ty应该满足Tx≥Tmin，且Ty≥Tmin；其中，Tx=Tb-Ta，Ty= Tc-Tb；图中的Tx、Ty均是以在PWM波形的上升沿采样为例进行说明的。
在步骤104中，微控制器输出移相补偿后的PWM波形，并在电流采样时间点Ts1、Ts2处采样两相电流。
在一个例子中，如图5所示，为步骤102的具体实现方式。步骤102包括如下子步骤。
子步骤1021，判断（Tc–Tb）<Tmin是否成立；若否，进入子步骤1022；若是，进入子步骤1023。
子步骤1022，判断（Tb–Ta）<Tmin是否成立；若是，进入子步骤1023；若否，进入步骤104。
子步骤1023，对中间相进行移相补偿；然后进入步骤104。
具体的，在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，
若（Tc–Tb）<Tmin，表示最大相和最小相之间的时间差过小，无法满足电流采样需求；需要对中间相b进行移相补偿。若在PWM波形的上升沿附近进行电流采样，则对中间相b进行前移补偿；若在PWM波形的下降沿附近进行电流采样，则对中间相b进行后移补偿。不管是对中间相b进行前移补偿还是后移补偿，该中间相b的移相量Tbv可以设定为Tmin–（Tc–Tb）≤Tbv≤（Tb–Ta）–Tmin，以使得中间相b移相后，满足（Tb–Ta）≥Tmin。较佳的，可以将Tbv设定为Tbv=Tmin–（Tc–Tb）。最小相a和最大相c都没有移相。这里将移相补偿后的中间相b的上升沿时间点记作Tb_up，下降沿时间点记作Tb_down，将移相补偿后的最小相a的上升沿时间点记作Ta_up、下降沿时间点记作Ta_down，将移相补偿后的最大相c的上升沿时间点记作Tc_up、下降沿时间点记作Tc_down；在对中间相b进行前移补偿的情况下，Tb_up= Tb–Tbv，Tb_down= Tb+Tbv；Ta_up=Ta_down =Ta； Tc_up=Tc_down =Tc。在对中间相b进行后移补偿的情况下，Tb_up= Tb+Tbv，Tb_down= Tb–Tbv；Ta_up=Ta_down =Ta； Tc_up=Tc_down =Tc。
若（Tc–Tb）≥Tmin，表示最大相c和中间相b之间的时间差能够满足电流采样需求；此时判断（Tb–Ta）<Tmin是否成立，即判断中间相b和最小相a之间的时间差是否能够满足电流采样需求；如果（Tb–Ta）<Tmin成立，表示中间相b和最小相a之间的时间差过小，不能够满足电流采样需求；此时需要对中间相b进行移相补偿。其中，若在PWM波形的上升沿附近进行电流采样，则对中间相b进行后移补偿；若在PWM波形的下降沿附近进行电流采样，则对中间相b进行前移补偿。不管是对中间相b进行前移补偿还是后移补偿，该中间相b的移相量Tbv可以设定为Tmin–（Tb–Ta）≤Tbv≤（Tc–Tb）–Tmin，以使得中间相b移相后，依然满足（Tc–Tb）≥Tmin。较佳的，可以将Tbv设定为Tbv=Tmin –（Tb – Ta）。在对中间相b进行后移补偿的情况下，Tb_up= Tb+Tbv，Tb_down= Tb –Tbv；Ta_up=Ta_down=Ta； Tc_up=Tc_down =Tc。
如果（Tc–Tb）≥Tmin且（Tb–Ta）≥Tmin，表示最大相c和中间相b之间的时间差、中间相b和最小相a之间的时间差均能够满足电流采样需求。
上述例子中，由于（Tc–Ta）≥2*Tmin，表示（Tc–Tb）和（Tb–Ta）之和大于或等于2*Tmin，那么，如果（Tc–Tb）和（Tb–Ta）其中之一小于Tmin，只要对中间相b进行移相补偿，就可以使得（Tc–Tb）和（Tb–Ta）均满足电流采样需求，实现两相电流采样。
因此，本申请实施方式中，当（Tc–Ta）≥2*Tmin时，是必然能够通过移相使得Ta和Tb之间、Tb和Tc之间都满足电流采样条件的。然而，相关技术中采用的是判断相邻相是否分别满足电流采样条件且依次通过移相来使得相邻两相之间都满足电流采样条件，比如，先判断Tc和Tb是否满足电流采样条件，如果不满足，则对Tc进行移相；再判断Tb和Ta是否满足电流采样条件，如果不满足，则对Ta进行移相。由于在Tc和Ta之间时间差较大的情况下，如本申请实施方式中所述的（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，三相PWM的波形通常较靠近周期的开始时刻且通常Ta很小，此时即Ta位于图2中所示的电压空间矢量图的非可调制区；如果此时判断出Tb和Ta不满足电流采样条件而要对Ta移相，那么即使将Ta移相至无限靠近周期T的起始时刻，也无法使得Ta和Tb之间满足电流采样条件。
在另一个例子中，如图6所示，为步骤102的具体实现方式。步骤102包括如下子步骤。
子步骤1024，判断（Tb–Ta）<Tmin是否成立；若否，进入子步骤1025；若是，进入子步骤1026。
子步骤1025，判断（Tc–Tb）<Tmin是否成立；若是，进入子步骤1026；若否，进入步骤104。
子步骤1026，对中间相进行移相补偿。
该例子中，在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，先判断中间相b与最小相a之间的时间差是否满足电流采样需求，如果不满足，通过对中间相b进行移相补偿，来使得中间相b与最小相a之间的时间差满足电流采样需求，同时，因为（Tc–Ta）≥2*Tmin，所以，在对中间相b进行移相补偿后，可以同时使得最大相c与中间相b之间的时间差也满足电流采样需求。在中间相b后移补偿的情况下，电流采样在PWM波形的上升沿附近完成。这里也可以对中间相b进行前移补偿，电流采样在PWM波形的下降沿附近完成。不管是对中间相b进行前移补偿还是后移补偿，中间相b的移相量Tbv= Tmin–（Tb–Ta）。在后移补偿中，Tb_up= Tb +Tcv，Tb_down=Tb–Tbv；在前移补偿中，Tb_up= Tb –Tcv，Tb_down= Tb+Tbv。
在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，如果（Tb–Ta）<Tmin、（Tc–Tb）<Tmin均不成立，表示中间相b与最小相a之间的时间差、最大相c与中间相b之间的时间差均满足电流采样需求，此时无需移相。
在一个例子中，如图7所示，为步骤103的具体实现方式。步骤103包括如下子步骤。
子步骤1031，判断（Tc–Tb）<Tmin是否成立；若是，进入子步骤1032；若否，进入子步骤1036。
子步骤1032，判断Tc是否达到预设的满足电流采样需求的移相条件；若是，进入子步骤1033；若否，进入子步骤1034。
子步骤1033，对最大相进行移相补偿；然后进入子步骤1035。
子步骤1034，对中间相进行移相补偿；然后进入子步骤1035。
子步骤1035，判断（Tb–Ta）<Tmin是否成立；若是，进入子步骤1036；若否，进入步骤104。
子步骤1036，对最小相进行移相补偿；然后进入步骤104。
具体的，在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下，
若（Tc –Tb）<Tmin，表示最大相c和中间相b之间的时间差过小，无法满足电流采样需求；需要对最大相c移相；但是需要先判断Tc是否达到预设的满足电流采样需求的移相条件；该满足电流采样需求的移相条件可以为（T/2–Tc）≥Tmin–（Tc–Tb）；T为PWM波形的周期。
当Tc满足移相条件时，对最大相c进行移相补偿。其中，若在PWM波形的上升沿附近进行电流采样，则对最大相c进行后移补偿；若在PWM波形的下降沿附近进行电流采样，则对最大相c进行前移补偿。不管是对最大相c进行前移补偿还是后移补偿，该最大相c的移相量Tcv可以设定为Tmin–（Tc–Tb）≤Tcv<（T/2–Tc），以使得最大相c移相补偿后，满足（Tc–Tb）≥Tmin且最大相c不会出现全部低电平的情况。较佳的，可以将Tcv设定为Tcv =Tmin–（Tc–Tb）。在对最大相c进行后移补偿的情况下，Tc_up= Tc+Tcv，Tc_down= Tc –Tcv； Tb_up=Tb_down =Tb。在对最大相c进行前移补偿的情况下，Tc_up= Tc–Tcv，Tc_down= Tc +Tcv； Tb_up=Tb_down =Tb。
当Tc不满足移相条件时，对中间相b进行移相补偿；此时可以理解为，Tc位于电压空间矢量图中所示的非可调制区；即，由于Tc和中心线L之间的距离太小（即Tc与T/2之间的时间差太小），就算对Tc进行移相，使得Tc无限靠近中心线L，Tc和Tb之间的时间差依然不能满足采样需求。其中，若在PWM波形的上升沿附近进行电流采样，则对中间相b进行前移补偿；若在PWM波形的下降沿附近进行电流采样，则对中间相b进行后移补偿。不管是对中间相b进行前移补偿还是后移补偿，该中间相b的移相量Tbv可以设定为Tbv≥Tmin–（Tc–Tb），以使得中间相b移相补偿后，满足（Tc–Tb）≥Tmin。较佳的，可以将Tbv设定为Tbv=Tmin–（Tc–Tb）。在对中间相b进行前移补偿的情况下，Tb_up= Tb–Tcv，Tb_down= Tb +Tcv；Tc_up=Tc_down =Tc。在对中间相b进行后移补偿的情况下，Tb_up= Tb+Tcv，Tb_down= Tb–Tcv； Tc_up=Tc_down =Tc。
当通过上述移相补偿使得（Tc–Tb）≥Tmin时，再判断（Tb–Ta）<Tmin是否成立；若不成立，对最小相a进行移相补偿。其中，若在PWM波形的上升沿附近进行电流采样，则对最小相a进行前移补偿；若在PWM波形的下降沿附近进行电流采样，则对最小相a进行后移补偿。不管是对最小相a进行前移补偿还是后移补偿，该最小相a的移相量Tav可以设定为Tmin–（Tb–Ta）≤Tav<Ta，以使得最小相a移相补偿后，满足（Tb–Ta）≥Tmin。较佳的，可以将Tav设定为Tav= Tmin–（Tb–Ta）。在对最小相a进行前移补偿的情况下，Ta_up= Ta–Tav，Ta_down=Ta +Tav。在对最小相a进行后移补偿的情况下，Ta_up= Ta+Tav，Ta_down= Ta–Tav。
其中，如果在PWM波形的上升沿附近采样得到两相电流，那么，上述Tc不满足移相条件时，对中间相b进行前移补偿后，可以直接对最小相a进行前移补偿。因为在（Tc–Ta）<2*Tmin这一前提下，如果将中间相b前移使得（Tc–Tb）≥Tmin，那么必然会使得移相补偿后的中间相b和最小相a之间的上升沿时间差小于Tmin，所以可以直接对最小相a进行前移补偿，以满足（Tb–Ta）≥Tmin。同理，如果在PWM波形的下降沿附近采样得到两相电流，上述Tc不满足移相条件时，对中间相b进行后移补偿后，可以直接对最小相a进行后移补偿。
如果在PWM波形的上升沿附近采样得到其中一相电流，在PWM波形的下降沿附近采样得到另一相电流，那么：上述Tc不满足移相条件时，对中间相b进行前移补偿后，可以先计算出移相补偿后的Tb_down= Tb+Tcv，并计算（Tb_down–Ta），判断是否满足（Tb_down–Ta）≥Tmin，如果不满足，则对最小相a进行后移补偿，最小相a的移相量为Tav= Tmin–（Tb_down–Ta），移相后的Ta_up= Ta +Tav，Ta_down= Ta–Tav；如果满足，则无需对最小相a进行移相。同理，上述Tc不满足移相条件时，对中间相b进行后移补偿后，可以先计算出移相补偿后的Tb_up= Tb +Tcv，并计算（Tb_ up–Ta），判断是否满足（Tb_ up–Ta）≥Tmin，如果不满足，则对最小相a进行前移补偿，最小相a的移相量为Tav= Tmin–（Tb_ up–Ta），移相后的Ta_up=Ta –Tav，Ta_down= Ta+Tav；如果满足，则无需对最小相a进行移相。
如图8所示为若干种情况下的PWM波形的移相前后的示意图，其中，图8包括（a）~（e）五个子图，每个子图中位于左侧的波形图表示移相前的波形，位于右侧的波形图中，实线表示移相后的波形，虚线表示移相前的上升沿和下降沿所在位置。图8中，（a）表示在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，（Tc–Tb）<Tmin时对中间相b进行前移补偿的示意图；（b）表示在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下，（Tc –Tb）<Tmin且Tc满足移相条件时，对最大相c进行后移补偿，且（Tb–Ta）<Tmin时对最小相a进行前移补偿的示意图；（c）表示在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下，（Tc –Tb）<Tmin且Tc满足移相条件时，对最大相c进行后移补偿，且（Tb–Ta）≥Tmin时无需对最小相a进行移相补偿的示意图；（d）表示在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下，（Tc –Tb）≥Tmin时无需对最大相c或中间相b进行移相补偿，且对（Tb–Ta）<Tmin时对最小相a进行前移补偿的示意图；（e）表示在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，（Tb–Ta）<Tmin时对中间相b进行后移补偿的示意图。
相对于现有技术而言，本实施方式中，在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，无需对最大相、最小相进行移相，只需要对中间相进行移相，即可使得最大相和中间相的时间差、中间相和最小相的时间差都能满足电流采样需求，这样可以避免由于最大相太靠近T/2或最小相太靠近起始时刻0，即使对最大相、最小相进行移相后还是无法满足电流采样需求的问题。在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下，三相PWM的波形通常集中在T/2附近，即最大相的Tc离T/2会比较近，容易出现即使对最大相进行移相也不能满足电流采样需求的情况；而最大相与起始时刻比较远，即最小相的Ta离起始时刻0比较远，如果要对最小相进行移相补偿，通常都能满足电流采样需求。因此，本申请实施方式中，只有在Tc符合移相条件时，才会对最大相进行移相来使得最大相和中间相的时间差满足电流采样需求，否则，对中间相进行移相来使得最大相和中间相的时间差满足电流采样需求；可以避免在非可调制区时，即使对Tc、Ta进行移相后还是无法满足电流采样需求，而无法实现两相电流采样，从而无法实现三相电流重构的问题。并且，本申请实施方式中的确定如何移相的方式较为简单、所需的运算量较小，便于程序实现，对微处理器的性能要求非常低。
本发明的第二实施方式涉及一种相电流采样中的移相补偿方法。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在本发明第二实施方式中，满足电流采样需求的移相条件为（T/2–Tc）>Tmin–（Tc–Tb），较第一实施方式中的移相条件的范围小一些。
本实施方式中，由于（T/2 –Tc）必须大于Tmin–（Tc–Tb），因此，可以避免在非可调制区，即最大相c比较接近于T/2时进行移相处理而导致最大相全部为低电平，使得输出的电压矢量出现偏差，造成相电流失真、从而无法实现相电流的无失真重构的问题；同时，还可以避免影响控制性能。其中，还可以根据实际需要，将满足电流采样需求的最小值设置得比Tmin–（Tc – Tb）大一些。
本发明的第三实施方式涉及一种相电流采样中的移相补偿方法。第三实施方式是第一实施方式或第二实施方式基础上的改进，不同之处在于：在本发明第二实施方式中，将电流采样时长Tmin可以被预先设定为Tmin = 2* (T2+T3)。
本实施方式中，Tmin = 2* (T2+T3)，即预留了较为富裕的电流采样时长，从而使得可以将电流采样时间点设置为电流采样时长的中点，使得微控制器更容易得到准确的采样电流，且可以降低对采样时间控制精度的要求。
本发明的第四实施方式涉及一种相电流重构方法，如图9所示，包括如下步骤。
步骤201，基于上述相电流采样中的移相补偿方法，采样两相电流。
步骤202，根据两相电流重构三相电流。
具体的，微控制器会实时构建三相电流，即对于每个PWM周期，都会执行该相电流重构方法。
微控制器在根据SVPWM可以计算出当前PWM周期内，电压矢量所处于的区域，请参考图2，总共Ⅰ~Ⅵ六个区域；并根据电压矢量所处于的区域，获取当前PWM周期所采样的是哪两相电流；如下表1所示为相电流重构表，微控制器可以通过查表方式得到各PWM周期内的采样的两相电流。然后，微控制器根据公式ia+ib+ic=0计算出第三相电流，即实现三相电流重构。
表1 相电流重构表
Figure 391888DEST_PATH_IMAGE001
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第五实施方式涉及一种芯片，请参考图10，芯片10与存储器20连接，存储器20存储有可被芯片10执行的指令，指令被芯片10执行，以使芯片能够执行上述相电流采样中的移相补偿方法，或者上述相电流重构方法。
不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的装置实施方式，本实施方式可与第一至第四实施方式中任一实施方式互相配合实施。第一至第四实施方式中任一实施方式提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明第六实施方式涉及一种电子设备，请参考图10，电子设备包括：上述芯片10，以及与芯片连接的存储器20。
其中，存储器20和芯片10采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个芯片10和存储器20的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经芯片10处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给芯片10。
芯片10负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器20可以被用于存储芯片10在执行操作时所使用的数据。
本发明第七实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施方式。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备（可以是单片机，芯片等）或处理器（processor）执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种相电流采样中的移相补偿方法，其特征在于，包括：
获取三相脉冲宽度调制PWM波形的最小相的翻转时间点Ta、中间相的翻转时间点Tb、最大相的翻转时间点Tc；
在（Tc–Ta）≥2*Tmin的情况下，
若（Tc–Tb）<Tmin或者（Tb–Ta）<Tmin，对所述中间相进行移相补偿；其中，Tmin是指预设的电流采样时长；
在（Tc–Ta）<2*Tmin的情况下，
若（Tc –Tb）<Tmin且所述Tc符合预设的满足电流采样需求的移相条件，对所述最大相进行移相补偿；
若（Tc–Tb）<Tmin且所述Tc不符合所述移相条件，对所述中间相进行移相补偿；
通过移相补偿使得（Tc –Tb）≥Tmin后，若（Tb–Ta）<Tmin，对所述最小相进行移相补偿；
输出移相补偿后的PWM波形，并采样得到两相电流。
2.根据权利要求1所述的相电流采样中的移相补偿方法，其特征在于，所述移相条件为（T/2–Tc）>Tmin–（Tc–Tb），T为所述PWM波形的周期。
3.根据权利要求1所述的相电流采样中的移相补偿方法，其特征在于，所述Tmin满足：Tmin≥（T2+T3），其中，T2是指相电流采样所在的三相逆变电路中的开关管导通和电流稳定时间，T3是指电流采样所需要的保持时间。
4.根据权利要求3所述的相电流采样中的移相补偿方法，其特征在于，所述Tmin满足：Tmin=2*（T2+T3）。
5.根据权利要求1所述的相电流采样中的移相补偿方法，其特征在于，所述若（Tc–Tb）<Tmin或者（Tb–Ta）<Tmin，对所述中间相进行移相补偿，包括：
若（Tc–Tb）<Tmin，对所述中间相进行前移补偿；或者，若（Tb–Ta）<Tmin，对所述中间相进行后移补偿。
6.根据权利要求5所述的相电流采样中的移相补偿方法，其特征在于，
所述若（Tc –Tb）<Tmin且所述Tc符合预设的满足电流采样需求的移相条件，对所述最大相进行移相补偿中，对所述最大相进行后移补偿；
所述若（Tc–Tb）<Tmin且所述Tc不符合所述移相条件，对所述中间相进行移相补偿中，对所述中间相进行前移补偿；
所述若（Tb–Ta）<Tmin，对所述最小相进行移相补偿中，对所述最小相进行前移补偿。
7.根据权利要求1所述的相电流采样中的移相补偿方法，其特征在于，所述若（Tc–Tb）<Tmin或者（Tb–Ta）<Tmin，对所述中间相进行移相补偿，包括：
若（Tc–Tb）<Tmin，对所述中间相进行后移补偿；或者，若（Tb–Ta）<Tmin，对所述中间相进行前移补偿。
8.根据权利要求7所述的相电流采样中的移相补偿方法，其特征在于，
所述若（Tc –Tb）<Tmin且所述Tc符合预设的满足电流采样需求的移相条件，对所述最大相进行移相补偿中，对所述最大相进行前移补偿；
所述若（Tc–Tb）<Tmin且所述Tc不符合所述移相条件，对所述中间相进行移相补偿中，对所述中间相进行后移补偿；
所述若（Tb–Ta）<Tmin，对所述最小相进行移相补偿中，对所述最小相进行后移补偿。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的相电流采样中的移相补偿方法，其特征在于，
所述若（Tc –Tb）<Tmin且所述Tc符合预设的满足电流采样需求的移相条件，对所述最大相进行移相补偿中，所述最大相的移相量为Tmin–（Tc–Tb）；
所述若（Tc–Tb）<Tmin且所述Tc不符合所述移相条件，对所述中间相进行移相补偿中，所述中间相的移相量为Tmin–（Tc–Tb）；
所述若（Tb–Ta）<Tmin，对所述最小相进行移相补偿中，所述最小相的移相量为Tmin–（Tb–Ta）。
10.一种相电流重构方法，其特征在于，包括：
基于权利要求1至9中任一项所述的相电流采样中的移相补偿方法，采样两相电流；
根据所述两相电流重构三相电流。
11.一种芯片，其特征在于，所述芯片与存储器连接，所述存储器存储有可被所述芯片执行的指令，所述指令被所述芯片执行，以使所述芯片能够执行如权利要求1至9中任一所述的相电流采样中的移相补偿方法，或者执行如权利要求10所述的相电流重构方法。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求11所述的芯片，以及与所述芯片连接的存储器。
13.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一所述的相电流采样中的移相补偿方法，或者执行如权利要求10所述的相电流重构方法。
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