CN112713758A - 一种可共地并同时监测上下管驱动波形的电路、方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三相无刷电机驱动电路的上下管驱动波形的监测电路，其针对上管连接处的电机U相相线处、V相和W相相线处，对应的设置与驱动电路连接的第一比较器、与第一比较器连接的第一上拉电阻，以及相应的第二比较器、第三比较器、第二上拉电阻、第三上拉电阻。通过低成本的解决方案，对上下管波形实现有效监测乃至同时监测，并且有利于提高驱动电路的安全性、降低其失效率，从而能够进一步改善其可靠性。此外，对电磁干扰也有一定的改善作用，有助于改善EMC(电磁兼容性)的效果。

Description

一种可共地并同时监测上下管驱动波形的电路、方法
技术领域
本发明涉及三相无刷电机驱动领域，特别是一种可共地并同时监测上下管驱动波形的电路、方法。
背景技术
目前在三相无刷电机控制中，一些功率模块采用独立的分立元器件(例如IGBT或MOS管)来驱动。但是，在实际测试分析中，由于分立元件上管控制极(IGBT或MOS管时为G极)对地的波形失真，无法还原出真实的驱动波形，其幅值也不受控，这使得无法很好的监测现有的分立元件的上管、下管的波形。
能够理解，对上下管波形的有效监测乃至同时监测，成为迫切需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种三相无刷电机驱动电路的上下管驱动波形的监测电路，其特征在于：
针对上管连接处的电机U相相线处，所述监测电路设置与驱动电路连接的第一比较器，以及与第一比较器连接的第一上拉电阻，其中：
第一比较器的正端，与驱动电路中上管的G极相连；
第一比较器的负端，与驱动电路中的U相相连；
上管的S极与驱动电路中的U相也相连；
下管的D极与驱动电路中的U相也相连；
第一比较器的正侧电源引脚接第一上拉电阻的一端，第一上拉电阻的另一端连接至第一比较器的输出引脚，且：第一比较器的负侧电源引脚接地；
针对电机V相和W相相线处，与上述U相相线处所设置的第一比较器以及第一上拉电阻同理，分别设置相应的第二比较器、第三比较器、第二上拉电阻、第三上拉电阻。
优选的，
所述上管、下管均为IGBT管，或均为MOS管。
优选的，
所述监测电路针对U、V、W三相，设置为共地，以同时监测上下管波形。
优选的，
所述第一比较器工作在开环状态。
此外，本发明还提供了一种利用上述监测电路监测上下管驱动波形的方法，包括如下步骤：
S100、第一比较器、第二比较器、第三比较器的输出端连接示波器的输入端；
S200、使能驱动电路，使其开始工作；
S300、利用示波器观测U、V、W各相的上下管驱动波形。
优选的，
当所述监测电路共地时，同时监测上下管的波形。
优选的，
当驱动波形的边缘较为陡峭时，调整驱动电路的驱动参数，以改变上升沿的上升时间和下降沿的下降时间，并使得di/dt控制在一定的合适的范围内，以改善EMC特性。
优选的，
当驱动波形的边缘较为平缓时，调整驱动电路的驱动参数，防止上下管直通而导致出现电流尖峰。
本发明具有如下特点：
通过低成本的解决方案，对上下管波形实现有效监测乃至同时监测，并且有利于提高驱动电路的安全性、降低其失效率，从而能够进一步改善其可靠性。此外，对电磁干扰也有一定的改善作用，有助于改善EMC(电磁兼容性)的效果。
附图说明
图1示意了一种现有的驱动电路；
图2示意了一个实施例中的监测电路；
图3示意了图2所示监测电路所监测的波形。
具体实施方式
本说明书中每个实施例采用递进的方式描述，重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
对于图1所示的驱动电路，如果直接进行波形监测的话，如图所示，示波器的输入连接于上管Q1的G极。当用示波器普通电压探头去测试图1中上管Q1的G极和相线(例如图1中所示的U相)的电压时，波形的下降沿则会体现为失真，无法还原出真实的波形，波形的幅值也无法掌控，这显然不利于波形的分析。
为此，在一个实施例中，
如图2所示，本发明提供了一种三相无刷电机驱动电路的上下管驱动波形的监测电路，其特征在于：
针对上管Q1连接处的电机U相相线处，所述监测电路设置与驱动电路连接的第一比较器U1A，以及与第一比较器连接的第一上拉电阻R9，其中：
第一比较器的正端(即+端)，与驱动电路中上管Q1的G极相连；
第一比较器的负端(即-端)，与驱动电路中的U相相连；
上管Q1的S极与驱动电路中的U相也相连；
下管Q2的D极与驱动电路中的U相也相连；
第一比较器U1A的正侧电源引脚接第一上拉电阻R9的一端，第一上拉电阻的另一端连接至第一比较器U1A的输出引脚，且：第一比较器的负侧电源引脚接地；
针对电机V相和W相相线处，与上述U相相线处所设置的第一比较器以及第一上拉电阻同理，分别设置相应的第二比较器、第三比较器、第二上拉电阻、第三上拉电阻。
就该实施例而言，该电路使用任一输入引脚为基准引脚来固定电压，放大该基准电压与输入另一个引脚的电压间的差，输出高或低，具体的：‘+’输入引脚的电位大于‘-’输入引脚的电位时，输出高电平；‘-’输入引脚的电位大于‘+’输入引脚的电位时，输出低电平。因此，上管的波形经过比较器的整形作用，能在比较器的输出端处用示波器量出波形,且幅值可控。
在另一个实施例中，
所述上管、下管均为IGBT管，或均为MOS管。
在另一个实施例中，
所述监测电路针对U、V、W三相，设置为共地，以同时监测上下管波形。
能够理解，与MOS上管连接的电机相线属于高压线，而下管测试的波形为是对地的波形，如果不采用本发明这样的技术方案而贸然同时测量，会形成一定的电压差，其可能损坏仪器。
在另一个实施例中，
所述第一比较器工作在开环状态。
对于该实施例而言，比较器的功能是比较两个电压的大小，当工作在开环状态，因开环增益很大，比较器的输出(即高电平和低电平)，将呈现两个稳定的状态。
此外，在另一个实施例中，本发明还提供了一种利用上述监测电路监测上下管驱动波形的方法，包括如下步骤：
S100、第一比较器、第二比较器、第三比较器的输出端连接示波器的输入端；
S200、使能驱动电路，使其开始工作；
S300、利用示波器观测U、V、W各相的上下管驱动波形。
能够理解，电阻R9连接到比较器的输出端，即为示波器输入所需的测试点，即TEST点。如此，可以利用示波器监测分立元件的上下管波形。
在另一个实施例中，
当所述监测电路共地时，同时监测上下管的波形。
在另一个实施例中，
当驱动波形的边缘较为陡峭时，调整驱动电路的驱动参数，以改变上升沿的上升时间和下降沿的下降时间，并使得di/dt控制在一定的合适的范围内，以改善EMC特性。
在另一个实施例中，
当驱动波形的边缘较为平缓时，调整驱动电路的驱动参数，防止上下管直通而导致出现电流尖峰。
能够理解，本发明具有如下特点：
(1)能够同时监测分立元件的上下管波形，幅值可控，提供便捷的方法，有助于快速解决当前现有技术面临的问题。
(2)整个检测的方法全部基于已有电路结构实现，简单快捷，且成本低廉、兼容性强。
(3)提高安全性，降低电路失效率，提高了可靠性：若波形边缘太缓，则调整驱动电路参数，以防止上下管直通而导致出现电流尖峰，烧坏晶体管或者让控制板出现误动作而产生误保护。
(4)有助于改善EMC的效果：若波形边缘太陡，可以通过调整驱动电路的驱动参数，例如改善驱动波形的时序，改变上升沿的上升时间和下降沿的下降时间，让di/dt控制在一定的合适的范围内，从而达到效果。
综上所述，本发明能够同时监测分立元件的上下管波形，且方案简单快捷、成本低廉、兼容性强。通过有效监测乃至同时监测，进而及时、高效的对波形分析，提高电路的安全性，降低电路失效率，提高可靠性。此外，对电磁干扰方面有一定的改善，改善EMC的效果。
需要特别说明的是，三项无刷电机的驱动电路的实现形式非常普遍，但是凡是遵循上下管驱动方式的桥式电路，其即使与图1所示的拓扑不同，其依然不妨碍本发明的监测电路及其方法对其的驱动波形的监测。这一点，只要了解本领域的桥式驱动电路即可明了。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种三相无刷电机驱动电路的上下管驱动波形的监测电路，其特征在于：
针对上管连接处的电机U相相线处，所述监测电路设置与驱动电路连接的第一比较器，以及与第一比较器连接的第一上拉电阻，其中：
第一比较器的正端，与驱动电路中上管的G极相连；
第一比较器的负端，与驱动电路中的U相相连；
上管的S极与驱动电路中的U相也相连；
下管的D极与驱动电路中的U相也相连；
第一比较器的正侧电源引脚接第一上拉电阻的一端，第一上拉电阻的另一端连接至第一比较器的输出引脚，且：第一比较器的负侧电源引脚接地；
针对电机V相和W相相线处，与上述U相相线处所设置的第一比较器以及第一上拉电阻同理，分别设置相应的第二比较器、第三比较器、第二上拉电阻、第三上拉电阻。
2.如权利要求1所述的监测电路，其中：
所述上管、下管均为IGBT管，或均为MOS管。
3.如权利要求1所述的监测电路，其中：
所述监测电路针对U、V、W三相，设置为共地，以同时监测上下管波形。
4.如权利要求1所述的监测电路，其中：
所述第一比较器工作在开环状态。
5.一种利用权利要求1至4任一所述监测电路监测上下管驱动波形的方法，包括如下步骤：
S100、第一比较器、第二比较器、第三比较器的输出端连接示波器的输入端；
S200、使能驱动电路，使其开始工作；
S300、利用示波器观测U、V、W各相的上下管驱动波形。
6.如权利要求5所述的方法，其中：
当所述监测电路共地时，同时监测上下管的波形。
7.如权利要求5所述的方法，其中：
当驱动波形的边缘较为陡峭时，调整驱动电路的驱动参数，以改变上升沿的上升时间和下降沿的下降时间，并使得di/dt控制在一定的合适的范围内，以改善EMC特性。
8.如权利要求5所述的方法，其中：
当驱动波形的边缘较为平缓时，调整驱动电路的驱动参数，防止上下管直通而导致出现电流尖峰。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101971038A (zh) * 2008-02-15 2011-02-09 英特赛尔美国股份有限公司 使用低侧桥式fet的rdson的波形电流监测器
CN102013861A (zh) * 2010-09-14 2011-04-13 成都芯源系统有限公司 一种直流无刷电机系统及其驱动方法
US20120086382A1 (en) * 2009-05-12 2012-04-12 Raymond John Peto motor controller and related method
CN102886879A (zh) * 2011-07-21 2013-01-23 日精树脂工业株式会社 注射成型机的波形监视装置
CN103199778A (zh) * 2013-04-09 2013-07-10 江苏协昌电子科技有限公司 无传感器的直流无刷电机的转子位置检测方法
TW201330958A (zh) * 2012-01-20 2013-08-01 Univ Nat Taiwan 放電狀態監測系統
CN103592615A (zh) * 2013-01-10 2014-02-19 国家电网公司 一种电能表内置负荷开关的智能测试装置
CN104218780A (zh) * 2014-10-09 2014-12-17 上海理工大学 基于2ed020i12-f2芯片的igbt驱动电路

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101971038A (zh) * 2008-02-15 2011-02-09 英特赛尔美国股份有限公司 使用低侧桥式fet的rdson的波形电流监测器
US20120086382A1 (en) * 2009-05-12 2012-04-12 Raymond John Peto motor controller and related method
CN102013861A (zh) * 2010-09-14 2011-04-13 成都芯源系统有限公司 一种直流无刷电机系统及其驱动方法
CN102886879A (zh) * 2011-07-21 2013-01-23 日精树脂工业株式会社 注射成型机的波形监视装置
TW201330958A (zh) * 2012-01-20 2013-08-01 Univ Nat Taiwan 放電狀態監測系統
CN103592615A (zh) * 2013-01-10 2014-02-19 国家电网公司 一种电能表内置负荷开关的智能测试装置
CN103199778A (zh) * 2013-04-09 2013-07-10 江苏协昌电子科技有限公司 无传感器的直流无刷电机的转子位置检测方法
CN104218780A (zh) * 2014-10-09 2014-12-17 上海理工大学 基于2ed020i12-f2芯片的igbt驱动电路

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