CN112689955A - 电子调速器及检测方法、电路和无人飞行器 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电子调速器及检测方法、电路和无人飞行器。在本申请实施例中,电子调速器包括控制电路和三相全桥电路。其中,三相全桥电路中任意两相中的下桥功率管串接采样电阻后接地,另一相中的下桥功率管直接接地。控制电路可监测采样电阻串联线路上的电信号,并根据电信号确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。在本申请实施例中,控制电路只需与两相中的采样电阻的非接地端电连接,即可完成对电子调速器和/或三相电机的工作状态的检测,减少了对控制电路中控制芯片的端口的占用,有助于解决控制芯片端口数量不足的问题。
Description
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种电子调速器及检测方法、电路和无人飞行器。
背景技术
三相电机由于具有结构简单、价格低廉、坚固耐用等优点,还具有较高的效率及接近于恒速的负载特性,故能满足绝大部分工农业生产机械的拖动要求,而被广泛应用于各种机电设备上。
三相电机经常采用三相全桥电路进行驱动,在实际应用中,为了保证机电设备的正常工作,经常需要对三相电机的电调进行自检。现有的电子调速器占用控制芯片的端口数量较多,经常出现控制芯片的端口不足的情况。
发明内容
本申请的多个方面提供一种电子调速器及检测方法、电路和无人飞行器,用以减少对控制芯片的端口的占用。
本申请实施例提供一种电子调速器,用于驱动三相电机,所述电子调速器包括控制电路和三相全桥电路,所述三相全桥电路用于电连接于所述控制电路与所述三相电机之间,当所述三相全桥电路处于选通状态时,能够驱动所述三相电机工作;
所述三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管;每相中的上桥功率管用于电连接高电平;其中,第一相和第二相中的下桥功率管串接采样电阻后接地,第三相中的下桥功率管直接接地;所述第一相和所述第二相为所述三相全桥电路中的任意两相;
所述控制电路电连接于所述采样电阻的非接地端,用于监测所述采样电阻串联线路上的电信号,并根据所述电信号确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态。
本申请实施例还提供一种基于电子调速器的检测方法,所述电子调速器用于驱动三相电机;所述方法包括:
获取采样电阻的串联线路上的电信号;
根据所述采样电阻的串联线路上的电信号,确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态;
其中,所述电子调速器包括控制电路和三相全桥电路,所述三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管;每相中的上桥功率管用于电连接高电平;其中,第一相和第二相的中下桥功率管串接采样电阻后接地,第三相中的下桥功率管直接接地;所述第一相和所述第二相为所述三相全桥电路中的任意两相。
本申请实施例还提供一种三相全桥电路,所述三相全桥电路的每相电路包括相互串联的上桥功率管和下桥功率管;每相中的上桥功率管用于电连接电平;其中,第一相和第二相的下桥功率管串接采样电阻后接地;第三相下桥功率管直接接地;其中,所述第一相和所述第二相为所述三相全桥电路中的任意两相。
本申请实施例还提供一种无人飞行器,包括:机架以及安装于所述机架上的动力装置;
所述动力装置包括螺旋桨、用于驱动所述螺旋桨转动的三相电机以及用于驱动所述三相电机工作的电子调速器;
其中,所述电子调速器包括控制电路和三相全桥电路,所述三相全桥电路用于电连接于所述控制电路与所述三相电机之间,当所述三相全桥电路处于选通状态下时,驱动所述三相电机工作;
所述三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管;每相中的上桥功率管用于电连接高电平;其中,第一相和第二相的中下桥功率管串接采样电阻后接地,第三相中的下桥功率管直接接地;所述第一相和所述第二相为所述三相全桥电路中的任意两相;
所述控制电路电连接于所述采样电阻的非接地端,用于监测所述采样电阻串联线路上的电信号,并根据所述电信号确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态。
在本申请实施例中,电子调速器包括控制电路和三相全桥电路。其中,三相全桥电路中任意两相中的下桥功率管串接采样电阻后接地,另一相中的下桥功率管直接接地。控制电路可监测采样电阻串联线路上的电信号,并根据电信号确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。在本申请实施例中,控制电路只需与两相中的采样电阻的非接地端电连接,即可完成对电子调速器和/或三相电机的工作状态的检测,减少了对控制电路中控制芯片的端口的占用,有助于解决控制芯片端口数量不足的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1a为本申请实施例提供的电子调速器的结构示意图;
图1b-图1d为本申请实施例提供的电子调速器中的回路示意图;
图1e为本申请实施例提供的另一种电子调速器的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的无人飞行器的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的基于电子调速器的检测方法的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的三相全桥电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
针对现有电子调速器占用控制芯片的端口数量较多导致控制芯片的端口不足的技术问题,本申请一些实施例提供的电子调速器包括控制电路和三相全桥电路。其中,三相全桥电路中任意两相中的下桥功率管串接采样电阻后接地,另一相中的下桥功率管直接接地。控制电路可监测采样电阻串联线路上的电信号,并根据电信号确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。在本申请实施例中,控制电路只需与两相中的采样电阻的非接地端电连接,即可完成对电子调速器和/或三相电机的工作状态的检测,减少了对控制电路中控制芯片的端口的占用,有助于解决控制芯片端口数量不足的问题。
以下结合附图,详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1a为本申请实施例提供的一种电子调速器的结构示意图。电子调速器10包括:控制电路11和三相全桥电路12。
如图1a所示,三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管。不同两相的上桥功率管和下桥功率管并联。三相全桥电路的A相电路包括:上桥功率管Q1和下桥功率管Q4,上桥功率管Q1和下桥功率管Q4串联。三相全桥电路的B相电路包括:上桥功率管Q2和下桥功率管Q5,上桥功率管Q2和下桥功率管Q5串联。三相全桥电路的B相电路包括:上桥功率管Q3和下桥功率管Q6,上桥功率管Q3和下桥功率管Q6串联。在本申请实施例中,三相全桥电路中的功率管的实现形式。可选地,功率管可以为三极管、晶闸管、场效应管(Field Effect Transistor,FET)或绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor,IGBT)等。
进一步,三极管可以为PNP三极管或NPN三极管。场效应管可以为结型场效应管(Junction Field Effect Transistor,JFET)或金属-氧化物半导体场效应管(MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)。金属-氧化物半导体场效应管可简称为MOS管。其中,MOS管可为N-MOS管或P-MOS管。在图1a中仅以功率管为N-MOS管进行图示,并不对功率管的实现形式构成限定。
其中,功率管的实现形式不同,每相电路中的上桥功率管与下桥功率管的串联方式不同。例如,功率管为晶闸管,则每相电路中上桥晶闸管的阴极与下桥晶闸管的阳极串联;又例如,功率管为N-MOS管,则如图1a所示,每相电路中上桥N-MOS管的源极与下桥N-MOS管的漏极串联;又例如,功率管为P-MOS管,则每相电路中的上桥P-MOS管的漏极与下桥P-MOS管的源极串联等等。
在本申请实施例中,每相中的上桥功率管用于电连接高电平。如图1a所示,每相中的上桥功率管电连接高电平VCC。其中,若功率管为晶闸管,则每相电路中上桥晶闸管的阳极电连接高电平VCC;若功率管为N-MOS管,则如图1a所示,每相电路中上桥N-MOS管漏极电连接高电平VCC;又例如,功率管为P-MOS管,则每相电路中的上桥P-MOS管的源极电连接高电平VCC等等。
本申请实施例提供的电子调速器10可用于驱动三相电机13。其中,三相电机13可为无刷直流电机或永磁同步电机。在电子调速器10驱动三相电机13时,三相全桥电路12用于电连接于控制电路10与三相电机13之间。这样,当三相全桥电路12处于选通状态时,能够驱动三相电机13工作。
确切地说,三相全桥电路12每个功率管的控制端与控制电路10电连接。可选地,三相全桥电路12每个功率管的控制端可通过各自对应的驱动电阻与控制电路12电连接。其中,驱动电阻为图1a所示的电阻R1-R6。在电子调速器10驱动三相电机13时,三相全桥电路12还用于与三相电机13电连接。确切地说,在电子调速器10驱动三相电机13时,三相电机13中的每相绕组13a,电连接于三相全桥电路12的该相的上桥功率管与下桥功率管的串联线路上。例如,如图1a所示,三相电机13的A相的绕组13a,电连接于三相全桥电路12的A相中的上桥功率管Q1与下桥功率管Q4的串联线路上;三相电机13的B相的绕组13a,电连接于三相全桥电路12的B相中的上桥功率管Q2与下桥功率管Q5的串联线路上;三相电机13的C相的绕组13a,电连接于三相全桥电路12的C相中的上桥功率管Q3与下桥功率管Q6的串联线路上。这样,在三相全桥电路12正常的情况下,控制电路11可向三相全桥电路12中的功率管提供控制信号,功率管在控制信号的触发下被导通,进而三相全桥电路12处于选通状态,进而驱动三相电机13工作。
可选地,功率管的实现形式不同,控制电路11可向三相全桥电路12中的功率管提供控制信号的实现形式也就不同。在一些实施例中,三相全桥电路12中的功率管为MOS管(N-MOS管或P-MOS管),则控制信号可为PWM信号。在另一些实施例中,三相全桥电路12中的功率管为晶闸管,则控制信号可为正弦信号。
可选地,控制电路11可基于磁场定向控制(Field-Oriented Control,FOC)实现对三相电机13的控制。进一步,FOC可对三相电机13的控制电流进行矢量分解,变成励磁电流和交轴电流,励磁电流主要是产生励磁,控制三相电机13的磁场的强度,交轴电流是用来控制三相电机13的力矩,进而通过对三相电机13的电流控制,实现对电机转矩、速度以及位置的控制。
在本实施例中,为了实现电子调速器10的自检,以及在电子调速器10驱动三相电机13时,实现对三相电机13的工作状态的检测,可在三相全桥电路12串接采样电阻。进一步,为了减少电子调速器对控制电路11的端口的占用量,可将三相全桥电路12中的任意两相中的下桥功率管分别串接采样电阻R7和R8后接地;另外一相的下桥功率管直接接地。为了便于描述和区分,将串接有采样电阻的两相分别定义为第一相和第二相,将下桥功率管直接接地的一相定义为第三相。在本申请实施例中,第一相和第二相为三相全桥电路12中的任意两相。例如,第一相和第二相可以为A相和B相(图1a所示),则第三相为C相;又例如,第一相和第二相可以为B相和C相,则第三相为A相;又例如,第一相和第二相可以为A相和C相,则第三相为B相。
在实际应用中,在电子调速器10和三相电机13的工作状态均正常的情况下,若采样电阻所在的回路为通路,则会有电流流过采样电阻。基于此,在本实施例中,控制电路10电连接于采样电阻R7和R8的非接地端,可监测采样电阻串联线路上的电信号;并根据监测到的电信号,确定电子调速器10和/或三相电机13的工作状态。其中,控制电路10监测到的电信号可为电流信号,也可为电压信号。
本实施例提供的电子调速器,包括控制电路和三相全桥电路。其中,三相全桥电路中任意两相中的下桥功率管串接采样电阻后接地,另一相中的下桥功率管直接接地。控制电路可监测采样电阻串联线路上的电信号,并根据电信号确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。在实施例中,控制电路只需与两相中的采样电阻的非接地端电连接,即可完成对电子调速器和/或三相电机的工作状态的检测,减少了对控制电路中控制芯片的端口的占用,有助于解决控制芯片端口数量不足的问题。
可选地,控制电路可实现为单片机。单片机可包括一个或多个处理器以及处理器的外围电路。处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)或微控制单元(Microcontroller Unit,MCU);也可以为现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程阵列逻辑器件(Programmable Array Logic,PAL)、通用阵列逻辑器件(General Array Logic,GAL)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)等可编程器件;或者为先进精简指令集(RISC)处理器(Advanced RISC Machines,ARM)或系统芯片(System on Chip,SOC)等等,但不限于此。
为了便于理解本申请实施例对电子调速器10和三相电机13的检测过程和具体原理,下面以图1a所示的第一相和第二相分别为三相全桥电路12的A相和B相,第三相为三相全桥电路12的C相为例,对电子调速器10进行自检以及基于电子调速器10对三相电机13进行检测的实施方式和原理进行示例性说明。
如图1a所示,为了对电子调速器10进行检测,控制电路11可向三相全桥电路12的A相中的上桥功率管Q1、B相的下桥功率管Q5以及C相的下桥功率管Q6输入控制信号,之后,控制电路11可检测流过B相中的采样电阻R8的第一电流值I1。进一步,控制电路11可根据第一电流值I1,确定C相中的下桥功率管Q6是否正常。可选地,若第一电流值I1与基准电流值I0的中值之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定C相中的下桥功率管Q6正常。在本申请实施例中,第一电流差异范围的上下限电流值接近于0,其具体数值可根据基准电流值I0的大小进行灵活设定。例如,基准电流值I0的单位是mA级的,第一电流差异范围的上下限电流值的单位可以为mA级的千分之一,万分之一等等。其中,基准电流值I0为在三相全桥电路12中仅有B相中的下桥功率管Q5和A相中的上桥功率管Q1所在回路1为通路的情况下,流过B相中的采样电阻R8的电流值。
下面以基准电流值为在三相全桥电路12中仅有B相中的下桥功率管Q5和A相中的上桥功率管Q1所在回路为通路的情况下,流过B相中的采样电阻R8的电流值为例,对检测原理进行示例性说明。
如图1b所示,B相中的下桥功率管Q5和A相中的上桥功率管Q1所在回路为图1a所示的回路1,具体为:由电源VCC、A相中的上桥功率管Q1、B相中的下桥功率管Q5以及三相电机13的A相和B相组成的回路。相应地,三相全桥电路12中仅有B相中的下桥功率管Q5和A相中的上桥功率管Q1所在回路1为通路时,电流路径为:从电源VCC经A相中的上桥功率管Q1,流向三相电机13的A相,再经三相电机13的B相流出至三相全桥电路12中的B相中的下桥功率管Q5,之后,通过三相全桥电路12中的B相串接的采样电阻R8流向地。在这种情况下,可测得流过B相串接的采样电阻R8的电流值为基准电流值I0。
进一步,在三相全桥电路12的A相中的上桥功率管Q1、B相的下桥功率管Q5以及C相的下桥功率管Q6输入控制信号的条件下,测得三相全桥电路12中B相的采样电阻的电流值为第一电流值I1。若三相全桥电路12的A相中的上桥功率管Q1、B相的下桥功率管Q5以及C相的下桥功率管Q6所在的回路为通路,即图1b所示的回路1和回路2为通路,则回路1和回路2并联,第一电流值I1在理论上约等于基准电流值I0的一半,即。基于此,可判断第一电流值I1与基准电流值I0的中值之间的差异是否处于预设的第一电流差异范围内,若判断结果为是,则确定C相的下桥功率管Q6正常。
进一步,由于B相中的下桥功率管Q5和A相中的上桥功率管Q1所在回路1为通路,说明B相中的下桥功率管Q5和A相中的上桥功率管Q1均正常,因此,若第一电流值I1约等于基准电流值I0,则说明C相中的下桥功率管Q6和A相中的上桥功率管Q1所在回路1为断路,进一步,由于A相中的上桥功率管Q1正常,可以确定C相中的下桥功率管Q6断路。基于此,可判断第一电流值I1与基准电流值I0之间的差异是否处于预设的第一电流差异范围内,若判断结果为是,则确定C相的下桥功率管Q6正常。
本申请实施例中,还可对上述B相中的下桥功率管Q5和A相中的上桥功率管Q1所在回路1为图1a所示的回路1是否为通路进行检测。可选地,控制电路11可仅向回路1中的上桥功率管和下桥功率管分别输入控制信号,即控制电路11可仅向B相中的下桥功率管Q5和A相中的上桥功率管Q1分别输入控制信号。之后,控制电路11检测流过B相中的采样电阻R8(即回路1中下桥功率管串接的采样电阻R8)的第二电流值I2。进一步,若第二电流值I2大于设定的电流阈值,且处于设定的电流值范围内,则确定回路1为通路。相应地,回路1中的上桥功率管Q1和下桥功率管Q5正常。其中,设定的电流阈值可以为0,也可以为接近于0的电流值。第二电流值I2大于设定的电流阈值说明回路1为通路。又由于电子调速器10中的上桥功率管电连接的高电平(图1a和图1b中以VCC进行图示)的电压是一定的,且电子调速器10中存在一定的阻值,因此,第二电流值I2还应处于设定的电流值范围内。其中,电流值范围可根据电子调速器10中的上桥功率管电连接的高电平的电压以及电子调速器10中各器件的阻值决定。在本实施例中,电流值范围的下限值大于上述设定的电流阈值。若设定的电流阈值为0,则电流值范围的下限值大于0。
进一步,在回路1为通路的情况下,可将检测流过B相中的采样电阻R8(即回路1中下桥功率管串接的采样电阻R8)的第二电流值I2作为上述基准电流值I0。
相应地,若第二电流值I2小于或等于设定的电流阈值,则说明回路1断路。其中,回路1断路的情况包括以下至少一种故障:回路1中的下桥功率管Q5发生断路、第一回路中的上桥功率管Q1发生断路、三相电机13中用于电连接回路1中的下桥功率管Q5的相线断路以及三相电机13用于电连接回路1中的上桥功率管Q1的相线断路。其中,三相电机13中用于电连接回路1中的下桥功率管Q5的相线断路是指:三相电机13中的B相发生相线断路;三相电机13用于电连接回路1中的上桥功率管Q1的相线断路是指:三相电机13中的A相发生相线断路。
值得说明的是,上述检测过程以第一相和第二相为三相全桥电路12中的A相和B相,第三相为三相全桥电路12中的C相为例,对第三相中的下桥功率管的检测过程和检测原理,以及,对回路1是否为通路的检测过程进行示例性说明。该检测方式可适用于第一相和第二相具体为三相全桥电路12中任意两相的实施例中,下面对此进行具体说明。
基于上述分析,为了对电子调速器10进行检测,控制电路11可向第一回路中的上桥功率管和下桥功率管以及第三相中的下桥功率管输入控制信号。其中,第一回路为第一相和第二相其中一相的上桥功率管以及第一相和第二相中的另一相的下桥功率管所在的回路。相应地,第一回路中的上桥功率管为所述第一相和第二相其中一相的上桥功率管;第一回路中的下桥功率管为第一相和第二相中的另一相的下桥功率管。第一回路具体是指:由电源VCC、第一相和第二相其中一相的上桥功率管、第一相和第二相中的另一相的下桥功率管、该下桥功率管串接的采样电阻、以及三相电机12中分别与第一相和第二相其中一相的上桥功率管以及另一相中的下桥功率管电连接的两相,还有地组成的回路。
例如,如图1a和图1b所示,第一相和第二相分别为三相全桥电路12中的A相和B相,则第一回路可为三相全桥电路12中A相中的上桥功率管Q1和B相中的下桥功率管Q5所在的回路。相应地,第一回路中的上桥功率管为A相中的上桥功率管Q1;第一回路中的下桥功率管为B相中的下桥功率管Q5。则,第一回路为:电源VCC、上桥功率管Q1、下桥功率管Q5、三相电机13中与上桥功率管Q1电连接的A相线、三相电机13中与下桥功率管Q5电连接的B相线、下桥功率管Q5串接的采样电阻R8以及地组成的回路。或者,第一回路也可为三相全桥电路12中B相中的上桥功率管Q2和A相中的下桥功率管Q4所在的回路。相应地,第一回路中的上桥功率管为B相中的上桥功率管Q2;第一回路中的下桥功率管为A相中的下桥功率管Q4。则,第一回路为:电源VCC、上桥功率管Q2、下桥功率管Q4、三相电机13中与上桥功率管Q2电连接的B相线、三相电机13中与下桥功率管Q4电连接的A相线、下桥功率管Q4串接的采样电阻R7以及地组成的回路。
进一步,控制电路11可检测流过第一回路中的下桥功率串接的采样电阻的第一电流值I1,也就是说,检测第一相和第二相中的另一相中的采样电阻的第一电流值I1,即检测流过第一相和第二相中上桥功率管被输入控制信号的那一相的采样电阻的第一电流值I1。进一步,控制电路11可根据第一电流值I1,确定第三相中的下桥功率管是否正常。
可选地,若第一电流值I1与基准电流值I0的中值之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定第三相中的下桥功率管正常。其中,基准电流值I0为在三相全桥电路12中仅有上述第一回路为通路的情况下,流过第一回路中的下桥功率管串接的采样电阻的电流值。即基准电流值I0为在三相全桥电路12中仅有上述第一回路为通路的情况下,流过第一相和第二相中下桥功率管被输入控制信号的那一相的采样电阻的第一电流值I1。
相应地,若第一电流值I1与基准电流值I0之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定第三相中的下桥功率管断路。其中,关于对第三相中的下桥功率管进行检测的工作原理,可参见上述以第一相和第二相为三相全桥电路12中的A相和B相,第三相为三相全桥电路12中的C相为例进行原理分析的相关内容,在此不再赘述。
在本申请实施例中,还可对上述第一回路是否正常进行检测。具体实施过程为:仅向第一回路中的上桥功率管和回路中的下桥功率管输入控制信号;检测流过第一回路中下桥功率管串接的采样电阻的第二电流值;若第二电流值大于设定的电流阈值,且处于设定的电流值范围内,则确定第一回路正常。其中,电流值范围的下限值大于设定的电流阈值。这样,在向第一回路中的上桥功率管和回路中的下桥功率管输入控制信号的情况下,第一回路为通路。相应地,第一回路中的上桥功率管和下桥功率管正常。进一步,在第一回路正常的情况下,还可将第二电流值作为基准电流值。
相应地,若第二电流值小于或等于设定的电流阈值,则确定第一回路断路。其中第一回路断路可包括以下至少一种故障:第一回路中的下桥功率管发生断路、第一回路中的上桥功率管发生断路、三相电机用于电连接第一回路中的上桥功率管的相线断路以及三相电机用于电连接第一回路中的下桥功率管的相线断路。
上述检测过程对第一回路的工作状况进行了检测,三相全桥电路12中除了第一回路,还存在第一相或第二相中的下桥功率管以及第三相中的上桥功率管所在的第二回路。为了便于描述和区分,在本申请实施例中,将第二回路中的下桥功率管所在的相,定义为第一目标相,第一目标相可为第一相和第二相中的任一相。相应地,第二回路是由电源VCC、第三相的上桥功率管、第一目标相中的下桥功率管、该下桥功率管串接的采样电阻、以及三相电机13中分别与第三相中的上桥功率管以及第一目标相中的下桥功率管电连接的两相,还有地组成的回路。例如,假设第一相和第二相分别为三相全桥电路中的A相和B相,第三相为三相全桥电路12中的C相,则如图1c所示,若第一目标相为三相全桥电路12中的A相,则第二回路为:三相全桥电路12中C相中的上桥功率管Q3以及A相中的下桥功率管Q4所在的回路3。相应地,第二回路中的上桥功率管为C相中的上桥功率管Q3;第二回路中的下桥功率管为A相中的下桥功率管Q4。则,第二回路为:电源VCC、上桥功率管Q3、下桥功率管Q4、三相电机13中与上桥功率管Q3电连接的C相线、三相电机13中与下桥功率管Q4电连接的A相线、下桥功率管Q4串接的采样电阻R7以及地组成的回路,即图1c中所示的回路3。或者,如图1d所示,若第一目标相为三相全桥电路12中的B相,则第二回路为:三相全桥电路12中C相中的上桥功率管Q3以及B相中的下桥功率管Q5所在的回路4。相应地,第二回路中的上桥功率管为C相中的上桥功率管Q3;第二回路中的下桥功率管为B相中的下桥功率管Q5。则,第二回路为:电源VCC、上桥功率管Q3、下桥功率管Q5、三相电机13中与上桥功率管Q3电连接的C相线、三相电机13中与下桥功率管Q5电连接的B相线、下桥功率管Q5串接的采样电阻R8以及地组成的回路,即图1d中所示的回路4。
进一步,本实施例还可检测第二回路的工作状态。具体实施方式为:仅向第二回路中的上桥功率管和下桥功率管输入控制信号;第二回路是第一目标相中的下桥功率管和第三相中的上桥功率管所在的回路;检测流过第一目标相中的采样电阻的第三电流值I3;若第三电流值I3小于或等于设定的电流阈值,则确定第二回路存在断路。其中,第二回路存在断路包括以下至少一种故障:第二回路中的下桥功率管发生断路、第二回路中的上桥功率管发生断路、三相电机用于电连接第二回路中的下桥功率管的相线断路以及三相电机用于电连接第二回路中的下桥功率管的相线断路。
进一步,若第一相和第二相分别为三相全桥电路中的A相和B相,第三相为三相全桥电路12中的C相,则第二回路为图1c中的回路3或回路4。在一些实施例中,第二回路为回路3,则第一目标相为三相全桥电路12中的A相,进一步,若流过所述A相中的采样电阻R7的第三电流值I3小于或等于设定的电流阈值,则确定回路3存在断路。回路3存在断路的情况包括以下至少一种故障:回路3中的下桥功率管Q4发生断路、回路3中的上桥功率管Q3发生断路、所述三相电机13中用于电连接下桥功率管Q4的A相发生相线断路以及所述三相电机13中用于电连接回路3中的上桥功率管Q3的C相发生相线断路。
在另一些实施例中,第二回路为回路4,则第一目标相为三相全桥电路12中的B相,进一步,若流过所述B相中的采样电阻R8的第三电流值I3小于或等于设定的电流阈值,则确定回路4存在断路。回路4存在断路可包括以下至少一种故障:回路4中的下桥功率管Q5发生断路、回路3中的上桥功率管Q3发生断路、所述三相电机13中用于电连接下桥功率管Q5的B相发生相线断路以及所述三相电机13中用于电连接回路3中的上桥功率管Q3的C相发生相线断路。
在实际应用中,电子器件或电路出现故障,除了发生断路之外,还可能发生短路。基于此,本申请实施例还可对电子调速器10和三相电机13进行短路检测。具体实施方式如下:
在一些实施例中,控制电路11可检测任一上桥功率管与任一下桥功率管之间的电压差;并根据检测到的电压差,确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。为了便于描述,在下述实施例中,以三相全桥电路12中的第一上桥功率管和第一下桥功率管为例,对根据测得的电压差确定电子调速器10和/或三相电机13的工作状态的具体实施方式进行示例说明。其中,第一上桥功率管为三相全桥电路12中的任一上桥功率管;第一下桥功率管为三相全桥电路12中的任一下桥功率管。
在该实施例中,如图1e所示,控制电路11可包括:电压检测模块11a、电压比较器11b以及控制模块11c。其中,控制模块11c电连接于控制模块11c与电压检测模块11a之间。电压检测模块11a与三相全桥电路12电连接。
可选地,如图1e所示,电压检测模块11a的输入端电连接于每相中的上桥功率管与下桥功率管的串联线路上;电压检测模块11a的输出端与电压比较器11b的正相输入端电连接。图1e中仅以电压模块11a与三相全桥电路12中的A相电路的连接方式进行图示。在图1e中A相电路串接有采样电阻R7。
相应地,所述电压比较器11b的反相输入端输入预设的电压阈值。可选地,电压阈值小于电子调速器10的电源电压VCC。电压比较器11b的输出端与控制模块11c电连接。在本实施例中,如图1e所示,电压检测模块11a还分别与电源VCC和地电连接。值得说明的是,电压检测模块11a与地可以直接电连接,也可间接电连接。可选地,对于三相全桥电路12中的第一相和第二相,电压检测模块11a可与第一相和第二相中的采样电阻的非接地端电连接,并通过采样电阻接地。例如,在图1e中,电压检测模块11a与A相采样电阻R7的非接地端电连接,并通过采样电阻R7与地电连接。对于电压检测模块11a与地间接电连接的情况,对于电压比较器11b,可在正相输入端的电压大于反相输入端的电压的情况下,输出高电平信号。
在本实施例中,为了对电子调速器10和/或三相电机13进行故障检测,控制模块11c可向第一上桥功率管和/或第一下桥功率管输入控制信号;电压检测模块用于检测第一上桥功率管和第一下桥功率管之间的电压差。相应地,电压比较器11b可在电压差大于预设的电压阈值的情况下,向控制模块11c输出高电平信号;进一步,控制模块11c,可在接收到高电平信号的情况下,确定电子调速器和/或三相电机存在故障。
基于上述分析,第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相。控制模块11c,用于向第一上桥功率管或第一下桥功率管输入控制信号,并在接收到高电平信号的情况下,确定电子调速器10存在以下至少一种故障:第一上桥功率管存在短路、第二下桥功率管存在短路以及第一上桥功率管和第二上桥功率管中被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路。
如图1e所示,对于电压检测模块11a来说,在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一上桥功率管,且第一上桥功率管接收控制信号的一端与第一上桥功率管与下桥功率管串联的一端发生短路,则电压检测模块11a检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。基于此,控制模块11c可在接收到高电平信号的情况下,确定第一上桥功率管发生短路。
在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一上桥功率管,且第一上桥功率管接收控制信号的一端对地短路,则电压检测模块11a检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。
在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一上桥功率管,且第一下桥功率管接收控制信号的一端与电源短路,则电压检测模块11a的输入端的电压约等于电源电压VCC,因此电压检测模块11a检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。
在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一上桥功率管,且第一下桥功率管电连接于第一上桥功率管的一端以及接地的一端发生短路,则电压检测模块11a的输入端的电压约等于电源电压VCC,因此电压检测模块11a检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。
在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一上桥功率管,且第一上桥功率管的驱动电阻发生断路,则电压检测模块11a的输入端的电压约等于电源电压VCC。因此,电压检测模块11a检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。
基于上述分析可得,在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相,且仅向第一上桥功率管提供控制信号的情况下,控制模块11c若接收到电压比较器11b输出的高电平信号,则可确定至少存在以下至少一种故障:第一上桥功率管接收控制信号的一端与第一上桥功率管与下桥功率管串联的一端发生短路;第一上桥功率管接收控制信号的一端对地短路;第一下桥功率管接收控制信号的一端与电源短路;第一下桥功率管电连接于第一上桥功率管的一端以及接地的一端发生短路;以及第一上桥功率管的驱动电阻发生断路。
在另一些实施例中,第一功率管对于电压检测模块11a来说,在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一下桥功率管,且第一下桥功率管接收控制信号的一端与串联第一上桥功率管串联的一端发生短路,则电压检测模块11a的输入端电压约等于电源电压VCC。电压检测模块11a可检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。
在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一下桥功率管,且第一下桥功率管接收控制信号的一端与电连接地的一端短路,则电压检测模块11a检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。若第一下桥功率管为三相全桥电路12中串接有采样电阻的一相,则第一下桥功率管接地的一端是指:第一下桥功率管串接采样电阻后接地的一端。
在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一下桥功率管,且第一上桥功率管接收控制信号的一端与电连接电源的一端短路,则电压检测模块11a的输入端的电压约等于电源电压VCC,因此电压检测模块11a检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。
在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一下桥功率管,且第一上桥功率管串联第一下桥功率管的一端与电连接电源的一端发生短路,则电压检测模块11a的输入端的电压约等于电源电压VCC,因此电压检测模块11a检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。
在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相的情况下,若被输入控制信号的为第一下桥功率管,且第一下桥功率管的驱动电阻发生断路,则电压检测模块11a的输入端的电压约等于电源电压VCC。因此,电压检测模块11a检测到的电压差Vds约等于电源与地之间的电压差VCC,即Vds≈VCC。电压比较器11b正相输入端的电压值Vds大于预设的电压阈值,因此,电压比较器11b向控制模块11c输出高电平信号。
基于上述分析可得,在第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相,且仅向第一下桥功率管提供控制信号的情况下,控制模块11c若接收到电压比较器11b输出的高电平信号,则可确定至少存在以下至少一种故障:第一下桥功率管接收控制信号的一端与串联第一上桥功率管串联的一端发生短路;第一下桥功率管接收控制信号的一端与电连接地的一端短路;第一上桥功率管接收控制信号的一端与电连接电源的一端短路;第一上桥功率管串联第一下桥功率管的一端与电连接电源的一端发生短路;以及第一下桥功率管的驱动电阻发生断路。
其中,三相全桥电路12中的功率管的实现形式不同,第一上桥功率管与第二上桥功率管中存在短路的情况不同。下面以三相全桥电路12中的功率管为N-MOS管为例进行示例性说明。
在本申请实施例中,若三相全桥电路12中的功率管为N-MOS管,则每相中的上桥N-MOS管的源极与该相中的下桥N-MOS管的漏极电连接;每相中的上桥N-MOS管的漏极电连接于高电平;每相中的下桥N-MOS管的源极接地;每个N-MOS管的栅极与控制模块电连接。相应地,第一上桥功率管和第一下桥功率管分别为第一上桥N-MOS管和第一下桥N-MOS管。
进一步,在第一上桥N-MOS管和第一下桥N-MOS管位于同一相,且被输入控制信号的功率管为第一上桥N-MOS管的情况下,第一上桥功率管存在短路包括:第一上桥N-MOS管的栅极和源极之间存在短路,和/或,第一上桥N-MOS管的栅极对地短路;第一下桥功率管存在短路包括:第一下桥N-MOS管的漏极和源极之间存在短路,和/或,第一下桥N-MOS管的栅极与提供高电平的电源之间存在短路;被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路包括:第一上桥N-MOS管的驱动电阻发生断路。
进一步,在第一上桥N-MOS管和第一下桥N-MOS管位于同一相,且被输入控制信号的功率管为第一下桥N-MOS管的情况下,第一下桥功率管存在短路包括:第一下桥N-MOS管的栅极和漏极之间存在短路,和/或,第一下桥N-MOS管的栅极和源极之间存在短路;第一上桥功率管存在短路包括:第一上桥N-MOS管的栅极和漏极之间存在短路,和/或,第一上桥N-MOS管的漏极和源极之间存在短路;被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路包括:第一下桥N-MOS管的驱动电阻发生断路。
基于上述分析,在对电子调速器10进行检测时,控制模块11c可每次向三相全桥电路12中的一个功率管输入控制信号,若接收到电压比较器11b提供的高电平信号,则确定电子调速器10存在故障。其中,被输入控制信号可为上桥功率管,也可为下桥功率管。关于向三相全桥电路12中的一个功率管输入控制信号,对电子调速器10进行检测以及故障类型的描述,可参见上述实施例的相关内容,在此不再赘述。
在另一些实施例中,第一上桥功率管和第一下桥功率管位于不同相中,控制模块11c可第一上桥功率管和第一下桥功率管分别输入控制信号;并在接收到电压比较器11b提供的高电平信号的情况下,确定三相电机13用于与第一上桥功率管电连接的一相与三相电机13用于与第一下桥功率管电连接的一相发生相间短路。例如,第一上桥功率管为三相全桥电路12的A相中的上桥功率管Q1,第一下桥功率管为三相全桥电路12的B相中的下桥功率管Q5,则三相电机13用于与第一上桥功率管Q1电连接的一相为三相电机13的A相;三相电机13用于与第一下桥功率管Q5电连接的一相为三相电机的B相。则,控制模块11c可第一上桥功率管Q1和第一下桥功率管Q5分别输入控制信号;并在接收到电压比较器11b提供的高电平信号的情况下,确定三相电机13的A相和B相发生相间短路。又例如,第一上桥功率管为三相全桥电路12的A相中的上桥功率管Q1,第一下桥功率管为三相全桥电路12的C相中的下桥功率管Q6,则三相电机13用于与第一上桥功率管Q1电连接的一相为三相电机13的A相;三相电机13用于与第一下桥功率管Q6电连接的一相为三相电机的C相。则,控制模块11c可第一上桥功率管Q1和第一下桥功率管Q6分别输入控制信号;并在接收到电压比较器11b提供的高电平信号的情况下,确定三相电机13的A相和C相发生相间短路。又例如,第一上桥功率管为三相全桥电路12的B相中的上桥功率管Q2,第一下桥功率管为三相全桥电路12的C相中的下桥功率管Q6,则三相电机13用于与第一上桥功率管Q2电连接的一相为三相电机13的A相;三相电机13用于与第一下桥功率管Q6电连接的一相为三相电机的C相。则,控制模块11c可第一上桥功率管Q2和第一下桥功率管Q6分别输入控制信号;并在接收到电压比较器11b提供的高电平信号的情况下,确定三相电机13的B相和C相发生相间短路;等等。
值得说明的是,在上述实施例中,仅以第一相和第二相分别为三相全桥电路中的A相和B相,第三相为三相全桥电路12中的C相为例,对电子调速器10和/或三相电机13的工作状态检测的实施方式进行了详细描述,当然本申请实施例提供的检测方式可适用于第一相和第二相分别为三相全桥电路中的A相和C相,第三相为三相全桥电路12中的B相,以及第一相和第二相分别为三相全桥电路中的B相和C相,第三相为三相全桥电路12中的A相的实施例中,具体检测过程可参见上述实施例的相关内容,在此不再赘述。
本申请实施例提供的电子调速器可应用于各种需要三相电机作为动力装置的设备中。例如,无人飞行器、机器人、汽车等等。下面以无人飞行器为例对本申请实施例提供的电子调速器的应用场景进行实施例说明。
图2为本申请实施例提供的一种无人飞行器的结构示意图。如图2所示,无人飞行器20包括:机架21以及安装于所述机架上的动力装置。如图2所示,动力装置包括螺旋桨22、用于驱动所述螺旋桨22转动的三相电机23以及用于驱动所述三相电机23工作的电子调速器24。
在本实施例中,电子调速器24包括控制电路和三相全桥电路,所述三相全桥电路用于电连接于所述控制电路与所述三相电机23之间,当所述三相全桥电路处于选通状态下时,驱动所述三相电机23工作。
所述三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管;每相中的上桥功率管用于电连接高电平;其中,第一相和第二相的中下桥功率管串接采样电阻后接地,第三相中的下桥功率管直接接地;所述第一相和所述第二相为所述三相全桥电路中的任意两相。
所述控制电路电连接于所述采样电阻的非接地端,用于监测所述采样电阻串联线路上的电信号,并根据所述电信号确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态。
本实施例提供的无人飞行器中的电子调速器,包括控制电路和三相全桥电路。其中,三相全桥电路中任意两相中的下桥功率管串接采样电阻后接地,另一相中的下桥功率管直接接地。控制电路可监测采样电阻串联线路上的电信号,并根据电信号确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。在实施例中,控制电路只需与两相中的采样电阻的非接地端电连接,即可完成对电子调速器和/或三相电机的工作状态的检测,减少了对控制电路中控制芯片的端口的占用,有助于解决控制芯片端口数量不足的问题。
在本实施例中,为了对电子调速器24进行检测,控制电路可向第一回路中的上桥功率管和下桥功率管以及第三相中的下桥功率管输入控制信号。其中,第一回路为第一相和第二相其中一相的上桥功率管以及第一相和第二相中的另一相的下桥功率管所在的回路。相应地,第一回路中的上桥功率管为所述第一相和第二相其中一相的上桥功率管;第一回路中的下桥功率管为第一相和第二相中的另一相的下桥功率管。
进一步,控制电路可检测流过第一回路中的下桥功率串接的采样电阻的第一电流值I1,也就是说,检测第一相和第二相中的另一相中的采样电阻的第一电流值I1,即检测流过第一相和第二相中上桥功率管被输入控制信号的那一相的采样电阻的第一电流值I1。进一步,控制电路可根据第一电流值I1,确定第三相中的下桥功率管是否正常。
可选地,若第一电流值I1与基准电流值I0的中值之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定第三相中的下桥功率管正常。其中,基准电流值I0为在三相全桥电路中仅有上述第一回路为通路的情况下,流过第一回路中的下桥功率管串接的采样电阻的电流值。即基准电流值I0为在三相全桥电路中仅有上述第一回路为通路的情况下,流过第一相和第二相中下桥功率管被输入控制信号的那一相的采样电阻的第一电流值I1。
相应地,若第一电流值I1与基准电流值I0之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定第三相中的下桥功率管断路。
在本申请实施例中,还可对上述第一回路是否正常进行检测。具体实施过程为:仅向第一回路中的上桥功率管和回路中的下桥功率管输入控制信号;检测流过第一回路中下桥功率管串接的采样电阻的第二电流值;若第二电流值大于设定的电流阈值,且处于设定的电流值范围内,则确定第一回路正常。其中,电流值范围的下限值大于设定的电流阈值。这样,在向第一回路中的上桥功率管和回路中的下桥功率管输入控制信号的情况下,第一回路为通路。相应地,第一回路中的上桥功率管和下桥功率管正常。进一步,在第一回路正常的情况下,还可将第二电流值作为基准电流值。
相应地,若第二电流值小于或等于设定的电流阈值,则确定第一回路断路。其中第一回路断路可包括以下至少一种故障:第一回路中的下桥功率管发生断路、第一回路中的上桥功率管发生断路、三相电机用于电连接第一回路中的上桥功率管的相线断路以及三相电机用于电连接第一回路中的下桥功率管的相线断路。
上述检测过程对第一回路的工作状况进行了检测,三相全桥电路中除了第一回路,还存在第一相或第二相中的下桥功率管以及第三相中的上桥功率管所在的第二回路。为了便于描述和区分,在本申请实施例中,将第二回路中的下桥功率管所在的相,定义为第一目标相,第一目标相可为第一相和第二相中的任一相。
进一步,本实施例还可检测第二回路的工作状态。具体实施方式为:仅向第二回路中的上桥功率管和下桥功率管输入控制信号;第二回路是第一目标相中的下桥功率管和第三相中的上桥功率管所在的回路;检测流过第一目标相中的采样电阻的第三电流值I3;若第三电流值I3小于或等于设定的电流阈值,则确定第二回路存在断路。其中,第二回路存在断路包括以下至少一种故障:第二回路中的下桥功率管发生断路、第二回路中的上桥功率管发生断路、三相电机用于电连接第二回路中的下桥功率管的相线断路以及三相电机用于电连接第二回路中的下桥功率管的相线断路。
在实际应用中,电子器件或电路出现故障,除了发生断路之外,还可能发生短路。基于此,本申请实施例还可对电子调速器10和三相电机13进行短路检测。具体实施方式如下:
在一些实施例中,控制电路可检测任一上桥功率管与任一下桥功率管之间的电压差;并根据检测到的电压差,确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。为了便于描述,在下述实施例中,以三相全桥电路中的第一上桥功率管和第一下桥功率管为例,对根据测得的电压差确定电子调速器24和/或三相电机23的工作状态的具体实施方式进行示例说明。其中,第一上桥功率管为三相全桥电路中的任一上桥功率管;第一下桥功率管为三相全桥电路中的任一下桥功率管。
在该实施例中,控制电路可包括:电压检测模块、电压比较器以及控制模块。其中,控制模块电连接于控制模块与电压检测模块之间。电压检测模块与三相全桥电路电连接。
可选地,电压检测模块的输入端电连接于每相中的上桥功率管与下桥功率管的串联线路上;电压检测模块的输出端与电压比较器的正相输入端电连接。
相应地,所述电压比较器的反相输入端输入预设的电压阈值。可选地,电压阈值小于电子调速器的电源电压VCC。电压比较器的输出端与控制模块电连接。在本实施例中,电压检测模块还分别与电源VCC和地电连接。
在本实施例中,为了对电子调速器24和/或三相电机23进行故障检测,控制模块可向第一上桥功率管和/或第一下桥功率管输入控制信号;电压检测模块用于检测第一上桥功率管和第一下桥功率管之间的电压差。相应地,电压比较器可在电压差大于预设的电压阈值的情况下,向控制模块输出高电平信号;进一步,控制模块,可在接收到高电平信号的情况下,确定电子调速器和/或三相电机存在故障。
在一些实施例中,第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相。控制模块,用于向第一上桥功率管或第一下桥功率管输入控制信号,并在接收到高电平信号的情况下,确定电子调速器24存在以下至少一种故障:第一上桥功率管存在短路、第二下桥功率管存在短路以及第一上桥功率管和第二上桥功率管中被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路。
在另一些实施例中,在第一上桥N-MOS管和第一下桥N-MOS管位于同一相,且被输入控制信号的功率管为第一下桥N-MOS管的情况下,第一下桥功率管存在短路包括:第一下桥N-MOS管的栅极和漏极之间存在短路,和/或,第一下桥N-MOS管的栅极和源极之间存在短路;第一上桥功率管存在短路包括:第一上桥N-MOS管的栅极和漏极之间存在短路,和/或,第一上桥N-MOS管的漏极和源极之间存在短路;被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路包括:第一下桥N-MOS管的驱动电阻发生断路。
值得说明的是,图2中所示的无人飞行器的结构仅为示例性说明。在一些可选实施方式中,无人飞行器还可包括:电源组件、通信组件、音频组件等等,但不限于于此。图2中仅示意性给出部分组件,并不意味着无人飞行器必须包含图2所示全部组件,也不意味着无人飞行器只能包括图2所示组件。
除了上述实施例提供的电子调速器以及无人飞行器之外,本申请实施例还提供基于电子调速器的检测方法,下面对本申请实施例提供的电子调速器的检测方法进行示例性说明。
图3为本申请实施例提供的电子调速器的检测方法的流程示意图。如图3所示,该方法包括:
301、获取采样电阻的串联线路上的电信号。
302、根据采样电阻的串联线路上的电信号,确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。
在本实施例中,三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管。不同两相的上桥功率管和下桥功率管并联。在本申请实施例中,每相中的上桥功率管用于电连接高电平。
在本实施例中,电子调速器可用于驱动三相电机。其中,三相电机可为无刷直流电机或永磁同步电机。在电子调速器驱动三相电机时,三相全桥电路用于电连接于控制电路与三相电机之间。这样,当三相全桥电路处于选通状态时,能够驱动三相电机工作。
在本实施例中,为了实现电子调速器的自检,以及在电子调速器驱动三相电机时,实现对三相电机的工作状态的检测,可在三相全桥电路串接采样电阻。进一步,为了减少电子调速器对控制电路的端口的占用量,可将三相全桥电路中的任意两相中的下桥功率管分别串接采样电阻和后接地;另外一相的下桥功率管直接接地。为了便于描述和区分,将串接有采样电阻的两相分别定义为第一相和第二相,将下桥功率管直接接地的一相定义为第三相。在本申请实施例中,第一相和第二相为三相全桥电路中的任意两相。例如,第一相和第二相可以为A相和B相,则第三相为C相;又例如,第一相和第二相可以为B相和C相,则第三相为A相;又例如,第一相和第二相可以为A相和C相,则第三相为B相。
在实际应用中,在电子调速器和三相电机的工作状态均正常的情况下,若采样电阻所在的回路为通路,则会有电流流过采样电阻。基于此,在本实施例中,控制电路电连接于采样电阻和的非接地端,可监测采样电阻串联线路上的电信号;并根据监测到的电信号,确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。其中,控制电路监测到的电信号可为电流信号,也可为电压信号。
在本实施例中,电子调速器包括控制电路和三相全桥电路。其中,三相全桥电路中任意两相中的下桥功率管串接采样电阻后接地,另一相中的下桥功率管直接接地。控制电路可监测采样电阻串联线路上的电信号,并根据电信号确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。在实施例中,控制电路只需与两相中的采样电阻的非接地端电连接,即可完成对电子调速器和/或三相电机的工作状态的检测,减少了对控制电路中控制芯片的端口的占用,有助于解决控制芯片端口数量不足的问题。
在一些实施例中,为了对电子调速器进行检测,可向第一回路中的上桥功率管和下桥功率管以及第三相中的下桥功率管输入控制信号。其中,第一回路为第一相和第二相其中一相的上桥功率管以及第一相和第二相中的另一相的下桥功率管所在的回路。相应地,第一回路中的上桥功率管为第一相和第二相其中一相的上桥功率管;第一回路中的下桥功率管为第一相和第二相中的另一相的下桥功率管。其中关于第一回路的描述可参见上述关于电子调速器实施例的相关内容,在此不再赘述。
进一步,可检测流过第一回路中的下桥功率串接的采样电阻的第一电流值I1,也就是说,检测第一相和第二相中的另一相中的采样电阻的第一电流值I1,即检测流过第一相和第二相中上桥功率管被输入控制信号的那一相的采样电阻的第一电流值I1。进一步,控制电路11可根据第一电流值I1,确定第三相中的下桥功率管是否正常。
可选地,若第一电流值I1与基准电流值I0的中值之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定第三相中的下桥功率管正常。其中,基准电流值I0为在三相全桥电路中仅有上述第一回路为通路的情况下,流过第一回路中的下桥功率管串接的采样电阻的电流值。即基准电流值I0为在三相全桥电路中仅有上述第一回路为通路的情况下,流过第一相和第二相中下桥功率管被输入控制信号的那一相的采样电阻的第一电流值I1。
相应地,若第一电流值I1与基准电流值I0之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定第三相中的下桥功率管断路。
在本申请实施例中,还可对上述第一回路是否正常进行检测。具体实施过程为:仅向第一回路中的上桥功率管和回路中的下桥功率管输入控制信号;检测流过第一回路中下桥功率管串接的采样电阻的第二电流值;若第二电流值大于设定的电流阈值,且处于设定的电流值范围内,则确定第一回路正常。其中,电流值范围的下限值大于设定的电流阈值。这样,在向第一回路中的上桥功率管和回路中的下桥功率管输入控制信号的情况下,第一回路为通路。相应地,第一回路中的上桥功率管和下桥功率管正常。进一步,在第一回路正常的情况下,还可将第二电流值作为基准电流值I0。
应地,若第二电流值小于或等于设定的电流阈值,则确定第一回路断路。其中第一回路断路可包括以下至少一种故障:第一回路中的下桥功率管发生断路、第一回路中的上桥功率管发生断路、三相电机用于电连接第一回路中的上桥功率管的相线断路以及三相电机用于电连接第一回路中的下桥功率管的相线断路。
上述检测过程对第一回路的工作状况进行了检测,三相全桥电路12中除了第一回路,还存在第一相或第二相中的下桥功率管以及第三相中的上桥功率管所在的第二回路。为了便于描述和区分,在本申请实施例中,将第二回路中的下桥功率管所在的相,定义为第一目标相,第一目标相可为第一相和第二相中的任一相。其中,关于第二回路的具体描述,可参见上述电子调速器的实施例的相关内容,在此不再赘述。
进一步,本实施例还可检测第二回路的工作状态。具体实施方式为:仅向第二回路中的上桥功率管和下桥功率管输入控制信号;第二回路是第一目标相中的下桥功率管和第三相中的上桥功率管所在的回路;检测流过第一目标相中的采样电阻的第三电流值I3;若第三电流值I3小于或等于设定的电流阈值,则确定第二回路存在断路。其中,第二回路存在断路包括以下至少一种故障:第二回路中的下桥功率管发生断路、第二回路中的上桥功率管发生断路、三相电机用于电连接第二回路中的下桥功率管的相线断路以及三相电机用于电连接第二回路中的下桥功率管的相线断路。
在实际应用中,电子器件或电路出现故障,除了发生断路之外,还可能发生短路。基于此,本申请实施例还可对电子调速器10和三相电机13进行短路检测。具体实施方式如下:
在一些实施例中,可检测任一上桥功率管与任一下桥功率管之间的电压差;并根据检测到的电压差,确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。为了便于描述,在下述实施例中,以三相全桥电路中的第一上桥功率管和第一下桥功率管为例,对根据测得的电压差确定电子调速器和/或三相电机的工作状态的具体实施方式进行示例说明。其中,第一上桥功率管为三相全桥电路中的任一上桥功率管;第一下桥功率管为三相全桥电路中的任一下桥功率管。
在一些实施例中,向第一上桥功率管和/或第一下桥功率管分别输入控制信号;其中,第一上桥功率管为三相全桥电路中的任一上桥功率管;第一下桥功率管为三相全桥电路中的任一下桥功率管;检测第一上桥功率管与第一下桥功率管的之间的电压差;进一步根据该电压差,确定电子调速器和/或三相电机的工作状态。
可选地,第一上桥功率管和第一下桥功率管位于同一相,则可向第一上桥功率管或第一下桥功率管输入控制信号。相应地,若测得的电压差大于预设的电压阈值,则确定电子调速器存在以下至少一种故障:第一上桥功率管存在短路、第一下桥功率管存在短路以及第一上桥功率管和第二上桥功率管中被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路。关于分别向第一上桥功率管或第一下桥功率管输入控制信号,检测电压差以及如何根据电压差确定电子调速器的工作状态的具体实施方式,可参见上述电子调速器实施例中的相关内容,在此不再赘述。
可选地,第一上桥功率管和第一下桥功率管位于不同相中,则可向第一上桥功率管和第一下桥功率管输入控制信号。相应地,在该情况下,若电压差大于预设的电压阈值,则确定三相电机用于与第一上桥功率管电连接的一相与三相电路用于与第一下桥功率管电连接的一相发生相间短路。其中,关于如何检测电压差以及如何确定三相电机是否发生相间短路的具体实施方式,可参见上述电子调速器实施例的相关内容,在此不再赘述。
需要说明的是,上述实施例所提供方法的各步骤的执行主体均可以是同一设备,或者,该方法也由不同设备作为执行主体。比如,步骤301和302的执行主体可以为设备A;又比如,步骤301的执行主体可以为设备A,步骤302的执行主体可以为设备B;等等。
另外,在上述实施例及附图中的描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作,但是应该清楚了解,这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行,操作的序号如301、302等,仅仅是用于区分开各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。
图4为本申请实施例提供的一种三相全桥电路的结构示意图。如图4所示,三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管。不同两相的上桥功率管和下桥功率管并联,且每相中的上桥功率管用于电连接高电平。在本实施例中,为了减少三相全桥电路自检使对控制电路的端口的占用量,可将三相全桥电路中的任意两相中的下桥功率管分别串接采样电阻R7和R8后接地;另外一相的下桥功率管直接接地。为了便于描述和区分,将串接有采样电阻的两相分别定义为第一相和第二相,将下桥功率管直接接地的一相定义为第三相。在本申请实施例中,第一相和第二相为三相全桥电路12中的任意两相。例如,第一相和第二相可以为A相和B相(图4所示),则第三相为C相;又例如,第一相和第二相可以为B相和C相,则第三相为A相;又例如,第一相和第二相可以为A相和C相,则第三相为B相。
本实施例提供的三相全桥电路的任意两相中的下桥功率管串接采样电阻后接地,另一相中的下桥功率管直接接地。这样,在基于三相全桥电路对其进行自检时,只需与两相中的采样电阻的非接地端电连接,即可完成对电子调速器和/或三相电机的工作状态的检测,减少了对控制电路中控制芯片的端口的占用,有助于解决控制芯片端口数量不足的问题。
需要说明的是,本文中的“第一”、“第二”等描述,是用于区分不同的消息、设备、模块等,不代表先后顺序,也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (42)
1.一种电子调速器,用于驱动三相电机,其特征在于,所述电子调速器包括控制电路和三相全桥电路,所述三相全桥电路用于电连接于所述控制电路与所述三相电机之间,当所述三相全桥电路处于选通状态时,能够驱动所述三相电机工作;
所述三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管;每相中的上桥功率管用于电连接高电平;其中,第一相和第二相中的下桥功率管串接采样电阻后接地,第三相中的下桥功率管直接接地;所述第一相和所述第二相为所述三相全桥电路中的任意两相;
所述控制电路电连接于所述采样电阻的非接地端,用于监测所述采样电阻串联线路上的电信号,并根据所述电信号确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态。
2.根据权利要求1所述的调速器,其特征在于,所述控制电路在监测所述采样电阻串联线路上的电信号时,具体用于:
向第一回路中的上桥功率管和下桥功率管以及所述第三相中的下桥功率管分别输入控制信号;其中,所述第一回路为所述第一相和所述第二相其中一相的上桥功率管以及所述第一相和第二相中的另一相的下桥功率管所在的回路;
检测流过所述第一回路中的下桥功率管串接的采样电阻的第一电流值。
3.根据权利要求2所述的调速器,其特征在于,所述控制电路在根据所述电信号确定所述电子调速器的工作状态时,具体用于:
根据所述第一电流值,确定所述第三相中的下桥功率管是否正常。
4.根据权利要求3所述的调速器,其特征在于,所述控制电路在确定所述第三相中的下桥功率管是否正常时,具体用于:
若所述第一电流值与基准电流值的中值之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定所述第三相中的下桥功率管正常;
所述基准电流值为在所述三相全桥电路中仅有所述第一回路为通路的情况下,流过所述第一相和第二相中的另一相中的采样电阻的电流值。
5.根据权利要求4所述的调速器,其特征在于,所述控制电路还用于:
若所述第一电流值与所述基准电流值之间的差异处于预设的第二电流差异范围内,则确定所述第三相中的下桥功率管断路。
6.根据权利要求4所述的调速器,其特征在于,所述控制电路还用于:
仅向所述第一回路中的上桥功率管和所述第一回路中的下桥功率管输入所述控制信号;
检测流过所述第一回路中下桥功率管串接的采样电阻的第二电流值;
若所述第二电流值大于设定的电流阈值,且处于设定的电流值范围内,则将所述第二电流值作为所述基准电流值;其中,所述电流值范围的下限值大于所述设定的电流阈值。
7.根据权利要求6所述的调速器,其特征在于,所述控制电路在根据所述电信号确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态时,还用于:
若所述第二电流值小于或等于所述设定的电流阈值,则确定存在以下至少一种故障:所述第一回路中的下桥功率管发生断路、所述第一回路中的上桥功率管发生断路、所述三相电机用于电连接所述第一回路中的上桥功率管的相线断路以及所述三相电机用于电连接所述第一回路中的下桥功率管的相线断路。
8.根据权利要求1所述的调速器,其特征在于,所述控制电路还用于:
仅向第二回路中的上桥功率管和下桥功率管输入所述控制信号;所述第二回路是第一目标相中的下桥功率管和所述第三相中的上桥功率管所在的回路;所述第一目标相为所述第一相和所述第二相中的任一相;
检测流过所述第一目标相中的采样电阻的第三电流值;
若所述第三电流值小于或等于设定的电流阈值,则确定存在以下至少一种故障:所述第二回路中的下桥功率管发生断路、所述第二回路中的上桥功率管发生断路、所述三相电机用于电连接所述第二回路中的上桥功率管的相线断路以及所述三相电机用于电连接所述第二回路中的下桥功率管的相线断路。
9.根据权利要求1所述的调速器,其特征在于,所述控制电路还用于:
检测第一上桥功率管与第一下桥功率管之间的电压差;其中,所述第一上桥功率管为所述三相全桥电路中的任一上桥功率管;所述第一下桥功率管为所述三相全桥电路中的任一下桥功率管;
根据所述电压差,确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态。
10.根据权利要求8所述的调速器,其特征在于,所述控制电路包括:电压检测模块、电压比较器以及控制模块;
所述控制模块,用于向所述第一上桥功率管和/或所述第一下桥功率管输入所述控制信号;
所述电压检测模块用于检测所述电压差;
所述电压比较器,在所述电压差大于预设的电压阈值时,向所述控制模块输出高电平信号;
所述控制模块,还用于在接收到高电平信号的情况下,确定所述电子调速器和/或所述三相电机存在故障。
11.根据权利要求10所述的调速器,其特征在于,所述电压检测模块的输入端电连接于每相中的上桥功率管与下桥功率管的串联线路上;所述电压检测模块的输出端与所述电压比较器的正相输入端电连接;
所述电压比较器的反相输入端输入所述预设的电压阈值;所述电压比较器的输出端与所述控制模块电连接;所述电压检测模块还分别与电源和地电连接。
12.根据权利要求10所述的调速器,其特征在于,所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管位于同一相;
所述控制模块,用于向所述第一上桥功率管或所述第一下桥功率管输入控制信号,并在接收到所述高电平信号的情况下,确定所述电子调速器存在以下至少一种故障:所述第一上桥功率管存在短路、所述第二下桥功率管存在短路以及所述第一上桥功率管和所述第二上桥功率管中被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路。
13.根据权利要求12所述的调速器,其特征在于,所述三相全桥电路中的功率管为N-MOS管;每相中的上桥N-MOS管的源极与该相中的下桥N-MOS管的漏极电连接;每相中的上桥N-MOS管的漏极电连接于所述高电平;每相中的下桥N-MOS管的源极接地;每个N-MOS管的栅极与所述控制模块电连接。
14.根据权利要求13所述的调速器,其特征在于,所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管分别为第一上桥N-MOS管和第一下桥N-MOS管;若所述被输入控制信号的功率管为所述第一下桥N-MOS管,所述第一下桥功率管存在短路包括:所述第一下桥N-MOS管的栅极和漏极之间存在短路,和/或,所述第一下桥N-MOS管的栅极和源极之间存在短路;
所述第一上桥功率管存在短路包括:所述第一上桥N-MOS管的栅极和漏极之间存在短路,和/或,所述第一上桥N-MOS管的漏极和源极之间存在短路;
所述被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路包括:所述第一下桥N-MOS管的驱动电阻发生断路。
15.根据权利要求13所述的调速器,其特征在于,所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管分别为第一上桥N-MOS管和第一下桥N-MOS管;若所述被输入控制信号的功率管为所述第一上桥N-MOS管,所述第一上桥功率管存在短路包括:所述第一上桥N-MOS管的栅极和源极之间存在短路,和/或,所述第一上桥N-MOS管的栅极对地短路;
所述第一下桥功率管存在短路包括:所述第一下桥N-MOS管的漏极和源极之间存在短路,和/或,所述第一下桥N-MOS管的栅极与提供所述高电平的电源之间存在短路;
所述被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路包括:所述第一上桥N-MOS管的驱动电阻发生断路。
16.根据权利要求10所述的调速器,其特征在于,所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管位于不同相中,所述控制模块具体用于:
向所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管分别输入所述控制信号;并在接收到所述高电平信号的情况下,确定所述三相电机用于与所述第一上桥功率管电连接的一相与所述三相电机用于与所述第一下桥功率管电连接的一相发生相间短路。
17.一种三相全桥电路,其特征在于,所述三相全桥电路的每相电路包括相互串联的上桥功率管和下桥功率管;每相中的上桥功率管用于电连接电平;其中,第一相和第二相的下桥功率管串接采样电阻后接地;第三相下桥功率管直接接地;其中,所述第一相和所述第二相为所述三相全桥电路中的任意两相。
18.一种基于电子调速器的检测方法,所述电子调速器用于驱动三相电机;其特征在于,所述方法包括:
获取采样电阻的串联线路上的电信号;
根据所述采样电阻的串联线路上的电信号,确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态;
其中,所述电子调速器包括控制电路和三相全桥电路,所述三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管;每相中的上桥功率管用于电连接高电平;其中,第一相和第二相的中下桥功率管串接采样电阻后接地,第三相中的下桥功率管直接接地;所述第一相和所述第二相为所述三相全桥电路中的任意两相。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述获取采样电阻的串联线路上的电信号,包括:
向第一回路中的上桥功率管和下桥功率管以及所述第三相中的下桥功率管分别输入控制信号;其中,所述第一回路为所述第一相和所述第二相其中一相的上桥功率管以及所述第一相和第二相中的另一相的下桥功率管所在的回路;
检测流过所述第一回路中的下桥功率管串接的采样电阻的第一电流值。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述根据所述采样电阻的串联线路上的电信号,确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态,包括:
根据所述第一电流值,确定所述第三相中的下功率管是否正常。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一电流值,确定所述第三相中的下功率管是否正常,包括:
若所述第一电流值与基准电流值的中值之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定所述第三相中的下桥功率管正常;
所述基准电流值为在所述三相全桥电路中仅有所述第一回路为通路的情况下,流过所述第一相和第二相中的另一相中的采样电阻的电流值。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,还包括:
若所述第一电流值与所述基准电流值之间的差异处于预设的第二电流差异范围内,则确定所述第三相中的下桥功率管断路。
23.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,在检测流过所述第一回路中的下桥功率管串接的采样电阻的第一电流值之前,所述方法还包括:
仅向所述第一回路中的上桥功率管和所述回路中的下桥功率管输入所述控制信号;
检测流过所述第一回路中下桥功率管串接的采样电阻的第二电流值;
若所述第二电流值大于设定的电流阈值,且处于设定的电流值范围内,则将所述第二电流值作为所述基准电流值;其中,所述电流值范围的下限值大于所述设定的电流阈值。
24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,还包括:
若所述第二电流值小于或等于设定的电流阈值,则确定存在以下至少一种故障:所述第一回路中的下桥功率管发生断路、所述第一回路中的下桥功率管发生断路、所述三相电机用于电连接所述第一回路中的上桥功率管的相线断路以及所述三相电机用于电连接所述第一回路中的下桥功率管的相线断路。
25.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述获取采样电阻的串联线路上的电信号,包括:
仅向第二回路中的上桥功率管和下桥功率管输入所述控制信号;所述第二回路是第一目标相中的下桥功率管和所述第三相中的上桥功率管所在的回路;所述第一目标相为所述第一相和所述第二相中的任一相;
检测流过所述第一目标相中的采样电阻的第三电流值。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述根据所述采样电阻的串联线路上的电信号,确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态,包括:
若所述第三电流值小于或等于设定的电流阈值,则确定存在以下至少一种故障:所述第二回路中的下桥功率管发生断路、所述第二回路中的上桥功率管发生断路、所述三相电机用于电连接所述第二回路中的上桥功率管的相线断路以及所述三相电机用于电连接所述第二回路中的下桥功率管的相线断路。
27.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,还包括:
向第一上桥功率管和/或第一下桥功率管分别输入控制信号;其中,所述第一上桥功率管为所述三相全桥电路中的任一上桥功率管;所述第一下桥功率管为所述三相全桥电路中的任一下桥功率管;
检测所述第一上桥功率管与所述第一下桥功率管的之间的电压差;
根据所述电压差,确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态。
28.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管位于同一相;
所述向第一上桥功率管和/或第一下桥功率管分别输入控制信号,包括:
向所述第一上桥功率管或所述第一下桥功率管输入控制信号;
所述根据所述电压差,确定所述电子调速器的工作状态,包括:
若所述电压差大于所述预设的电压阈值,则确定所述电子调速器存在以下至少一种故障:所述第一上桥功率管存在短路、所述第一下桥功率管存在短路以及所述第一上桥功率管和所述第二上桥功率管中被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路。
29.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管位于不同相中;所述向第一上桥功率管和/或第一下桥功率管分别输入控制信号,包括:
向所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管输入控制信号;
所述根据所述电压差,确定所述三相电机的工作状态,包括:
若所述电压差大于预设的电压阈值,则确定所述三相电机用于与所述第一上桥功率管电连接的一相与所述三相电路用于与所述第一下桥功率管电连接的一相发生相间短路。
30.一种无人飞行器,其特征在于,包括:机架以及安装于所述机架上的动力装置;
所述动力装置包括螺旋桨、用于驱动所述螺旋桨转动的三相电机以及用于驱动所述三相电机工作的电子调速器;
其中,所述电子调速器包括控制电路和三相全桥电路,所述三相全桥电路用于电连接于所述控制电路与所述三相电机之间,当所述三相全桥电路处于选通状态下时,驱动所述三相电机工作;
所述三相全桥电路的每相电路包括:相互串联的上桥功率管和下桥功率管;每相中的上桥功率管用于电连接高电平;其中,第一相和第二相的中下桥功率管串接采样电阻后接地,第三相中的下桥功率管直接接地;所述第一相和所述第二相为所述三相全桥电路中的任意两相;
所述控制电路电连接于所述采样电阻的非接地端,用于监测所述采样电阻串联线路上的电信号,并根据所述电信号确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态。
31.根据权利要求30所述的飞行器,其特征在于,所述控制电路在监测所述采样电阻串联线路上的电信号时,具体用于:
向第一回路中的上桥功率管和下桥功率管以及所述第三相中的下桥功率管分别输入控制信号;其中,所述第一回路为所述第一相和所述第二相其中一相的上桥功率管以及所述第一相和第二相中的另一相的下桥功率管所在的回路;
检测流过所述第一回路中的下桥功率管串接的采样电阻的第一电流值。
32.根据权利要求28所述的飞行器,其特征在于,所述控制电路在根据所述电信号确定所述电子调速器的工作状态时,具体用于:
根据所述第一电流值,确定所述第三相中的下桥功率管是否正常。
33.根据权利要求32所述的飞行器,其特征在于,所述控制电路在确定所述第三相中的下桥功率管是否正常时,具体用于:
若所述第一电流值与基准电流值的中值之间的差异处于预设的第一电流差异范围内,则确定所述第三相中的下桥功率管正常;
所述基准电流值为所述三相全桥电路中仅有所述第一回路为通路的情况下,流过所述第一相和第二相中的另一相中的采样电阻的电流值。
34.根据权利要求33所述的飞行器,其特征在于,所述控制电路还用于:
若所述第一电流值与所述基准电流值之间的差异处于预设的第二电流差异范围内,则确定所述第三相中的下桥功率管断路。
35.根据权利要求33所述的调速器,其特征在于,所述控制电路还用于:
仅向所述第一回路中的上桥功率管和所述回路中的下桥功率管输入所述控制信号;
检测流过所述第一回路中下桥功率管串接的采样电阻的第二电流值;
若所述第二电流值大于设定的电流阈值,且处于设定的电流值范围内,则将所述第二电流值作为所述基准电流值;其中,所述电流值范围的下限值大于所述设定的电流阈值。
36.根据权利要求35所述的飞行器,其特征在于,所述控制电路在根据所述电信号确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态时,还用于:
若所述第二电流值小于或等于所述设定的电流阈值,则确定存在以下至少一种故障:所述第一回路中的下桥功率管发生断路、所述第一回路中的上桥功率管发生断路、所述三相电机用于电连接所述第一回路中的上桥功率管的相线断路以及所述三相电机用于电连接所述第一回路中的下桥功率管的相线断路。
37.根据权利要求30所述的飞行器,其特征在于,所述控制电路还用于:
仅向第二回路中的上桥功率管和下桥功率管输入所述控制信号;所述第二回路是第一目标相中的下桥功率管和所述第三相中的上桥功率管所在的回路;所述第一目标相为所述第一相和所述第二相中的任一相;
检测流过所述第一目标相中的采样电阻的第三电流值;
若所述第三电流值小于或等于设定的电流阈值,则确定存在以下至少一种故障:所述第二回路中的下桥功率管发生断路、所述第二回路中的上桥功率管发生断路、所述三相电机用于电连接所述第二回路中的上桥功率管的相线断路以及所述三相电机用于电连接所述第二回路中的下桥功率管的相线断路。
38.根据权利要求30所述的飞行器,其特征在于,所述控制电路还用于:
检测第一上桥功率管与第一下桥功率管之间的电压差;其中,所述第一上桥功率管为所述三相全桥电路中的任一上桥功率管;所述第一下桥功率管为所述三相全桥电路中的任一下桥功率管;
根据所述电压差,确定所述电子调速器和/或所述三相电机的工作状态。
39.根据权利要求38所述的飞行器,其特征在于,所述控制电路包括:电压检测模块、电压比较器以及控制模块;
所述控制模块,用于向所述第一上桥功率管和/或所述第一下桥功率管输入所述控制信号;
所述电压检测模块用于检测所述电压差;
所述电压比较器,在所述电压差大于所述预设的电压阈值时,向所述控制模块输出高电平信号;
所述控制模块,还用于在接收到高电平信号的情况下,确定所述电子调速器和/或所述三相电机存在故障。
40.根据权利要求39所述的飞行器,其特征在于,所述电压检测模块的输入端电连接于每相中的上桥功率管与下桥功率管的串联线路上;所述电压检测模块的输出端与所述电压比较器的正相输入端电连接;
所述电压比较器的反相输入端输入预设的电压阈值;所述电压比较器的输出端与所述控制模块电连接;所述电压检测模块还分别与电源和地电连接。
41.根据权利要求40所述的飞行器,其特征在于,所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管位于同一相;
所述控制模块,用于向所述第一上桥功率管或所述第一下桥功率管输入控制信号,并在接收到所述高电平信号的情况下,确定所述电子调速器存在以下至少一种故障:所述第一上桥功率管存在短路、所述第二下桥功率管存在短路以及所述第一上桥功率管和所述第二上桥功率管中被输入控制信号的功率管的驱动电阻发生断路。
42.根据权利要求40所述的飞行器,其特征在于,所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管位于不同相中,所述控制模块具体用于:
向所述第一上桥功率管和所述第一下桥功率管分别输入所述控制信号;并在接收到所述高电平信号的情况下,确定所述三相电机用于与所述第一上桥功率管电连接的一相与所述三相电机用于与所述第一下桥功率管电连接的一相发生相间短路。
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