CN112345974B - 故障信息处理方法、故障信息处理电路及电机驱动*** - Google Patents
故障信息处理方法、故障信息处理电路及电机驱动*** Download PDFInfo
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Abstract
本申请实施例提供一种故障信息处理方法、故障信息处理电路及电机驱动***,故障信息处理方法应用于故障信息处理电路,所述故障信息处理电路包括处理器和信号接插件,所述处理器包括模数转换器,所述方法包括:所述模数转换器获取电流信号;所述模数转换器将所述电流信号转换成电流数字信息;所述模数转换器将所述电流数字信息进行过流检测得到检测结果;以及根据所述检测结果输出控制信息至所述信号接插件。处理器可以进行过流检测并根据检测结果快速输出控制信息,不需要额外设置过流检测电路,简化了故障信息处理电路,减少了硬件资源,降了成本。
Description
技术领域
本申请涉及新能源汽车技术领域,特别涉及一种故障信息处理方法、故障信息处理电路及电机驱动***。
背景技术
随着环境问题的日渐突出,新能源汽车成为汽车产业未来发展趋势。逆变器作为新能源汽车电机驱动器,能够将高压电池包输出的高压电转换成三相交流电,通过控制三相交流电参数来实现对电机转速、扭矩等参数的控制。电机的转速、扭力等参数,经过变速器进行一定转换后,则成为整车的车速、百公里加速等性能指标。
逆变器是新能源汽车动力***的核心零部件之一,逆变器是动力***零部件中价格第二高的零件,仅次于电池包的单件成本。若逆变器出现故障,则对新能源汽车动力***的影响十分严重。但是,相关技术中对于逆变器整机的过流等故障的处理电路复杂。具体的,逆变器可以通过故障信息处理电路来实现对于逆变器整机的过压、过温、过流、功率器件失效等故障的快速响应,以实现保护自身零部件不受损且同时保护整车运行的安全。具体请参阅图1,图1为相关技术提供的故障信息处理电路的结构示意图。故障信息处理电路包括处理器、硬件逻辑电路和信号接插件,信号接插件分别连接处理器和硬件逻辑电路,并将外部信号分别传输给处理器和硬件逻辑电路。处理器的输出端连接硬件逻辑电路,硬件逻辑电路的输出端连接信号接插件,从而实现处理器的输出信号经过硬件逻辑电路后通过信号接插件传输出去,硬件逻辑电路的输出信号也通过硬件逻辑电路传输出去。例如,逆变器或其他部件的运行信号可以通过信号接插件分别传输给处理器和硬件逻辑电路,处理器可以对运行信号进行处理以控制逆变器或其他部件。需要说明的是,处理器不仅可以实现故障信号处理功能,还可以进行其他功能,如调整电池的输出功率等。
当信号接插件输入的运行信号为正常信号时,硬件逻辑电路可以作为一个通路,不对输入硬件逻辑电路的信号进行处理。当信号接插件输入的运行信号为异常信号时,硬件逻辑电路可以根据异常信号生成控制指令(如改***件逻辑电路的输出电平),控制指令通过信号接插件传输给其他部件,从而可以快速控制其他部件如控制其他部件停止工作。不需要通过处理器运算处理,而是硬件逻辑电路快速反应,可以更快的输出控制指令。
其中,故障信息处理电路中还可以包括过流比较电路,若信号接插件获取的是电流信号,则电流信号需要通过过流比较电路进行比较,输出比较结果。若电流信号过流,则输出过流信号标识电平,作为故障信号。具体请参阅图2,图2为图1所示的故障信息处理电路中过流比较电路的结构示意图。过流比较电路包括电阻R1、R2、R3、比较器U1、U2、U3、U4、U5、U6。利用电阻R1、R2、R3将一个固定电压值Vx分成两个不同的电压值V+、V-,V+、V-两个电压值分别对应输出电流的正负过流阀值。其中V+=(R2+R3)/(R1+R2+R3)、V-=(R3)/(R1+R2+R3)。三相电流输出的电流转变成动态电压参数,分别为Vu、Vv、Vw;Vu、Vv、Vw代表动态电流值的电压信号,与电路中V+、V-输入到比较器中做比较运算。若Vu、Vv、Vw任一相电流过大,引起的电压参数超过设定的V+或V-阀值,则相对应比较器输出信号的Vout标识电平电位反转。处理器或硬件逻辑电路采集到信号翻转,即认为发生了过流故障。其中,电阻R1、R2、R3需要选择精度比较高的电阻,以提高精度和降低温漂影响。
硬件逻辑电路可以包括硬件逻辑电路芯片,因为硬件逻辑电路芯片的硬件逻辑语言需要通过JTAG方式更新,所以硬件逻辑电路需要独立的一个刷新接插件。硬件逻辑电路芯片正常工作需要电源电路、晶振电路等器支持,为了应对装机后的需求变化,还会开发通过MCU(Microcontroller Unit)运算芯片更新硬件逻辑语言的电路结构,避免开盖破坏密封性能。因此,硬件逻辑电路除了包括硬件逻辑电路芯片还需要较多的***器件。示例性地,请继续参阅图3,图3为图1所示的故障信息处理电路中逻辑电路的结构示意图。硬件逻辑电路芯片需要电源供电电路;需要通过JTAG方式将硬件逻辑程序更新到硬件逻辑电路芯片中,因此需要独立的刷新接插件;需要有时钟模块作为运算时钟参考,因此需要晶振电路等器件;为了应对装机后的需求变化,一般还会开发通过MCU运算芯片更新硬件逻辑语言的电路结构,避免开盖破坏密封性能。
为了提高硬件逻辑电路芯片工作时信号稳定可靠,硬件逻辑电路芯片的多个电源管脚以及地管脚可以设置贴片陶瓷电容来稳定电平,一般至少需要几十个贴片陶瓷电容。若硬件逻辑电路芯片电平与处理器或负载的供电电平不一致,还可以设置电平处理电路来对硬件逻辑电路输出的信号进行电平匹配。
处理器可以实时通过信号接插件获取功率输出电流信号实际值、电机转速等信号,闭环运算后输出电机正常运行所需的控制信号。非故障情况下,处理器输出的信号,经过外部独立的硬件逻辑电路后通过信号接插件输出到功率控制电路中。外部硬件逻辑电路不对信号做任何处理,仅作为信号通道。但为了实现快速故障响应,硬件逻辑电路独立于处理器外部,也可以采集相同的信号,来避免处理器运算时间限制,实现快速故障响应。但是通过过流比较电路和硬件逻辑电路等进行故障信息处理需要增加设置较多的硬件资源。
发明内容
本申请实施例提供一种故障信息处理方法、故障信息处理电路及电机驱动***,不影响过流等故障的处理,同时简化了电路,减少了硬件资源,降低了成本。
第一方面,本申请实施例提供了一种故障信息处理方法,其应用于故障信息处理电路,所述故障信息处理电路包括处理器和信号接插件,所述处理器包括模数转换器,所述方法包括:
所述模数转换器获取电流信号;
所述模数转换器将所述电流信号转换成电流数字信息;
所述模数转换器将所述电流数字信息进行过流检测得到检测结果;以及
根据所述检测结果输出控制信息至所述信号接插件。
第二方面,本申请实施例还提供了一种故障信息处理方法,其应用于故障信息处理电路,所述故障信息处理电路包括处理器和信号接插件,所述处理器包括通用定时器模块和输出管脚,所述方法包括:
当所述处理器接收到故障信号时,触发中断并生成故障标识;
将所述故障标识发送至所述通用定时器模块;以及
所述通用定时器模块根据所述故障标识改变所述输出管脚的输出电平,以输出对应的控制信息至所述信号接插件。
第三方面,本申请实施例还提供了一种故障信息处理电路,其包括信号接插件和与所述信号接插件电性连接的处理器,所述处理器包括:
模数转换器,用于将接收到的电流信号转换成电流数字信息,并对所述电流信号进行过流检测得到检测结果;以及
输出管脚,用于根据所述检测结果输出控制信息至所述信号接插件。
第四方面,本申请实施例还提供了一种故障信息处理电路,其包括信号接插件和与所述信号接插件电性连接的处理器,所述处理器包括:
中断模块,用于当获取故障信号时,触发中断并生成故障标识;
输出管脚;以及
通用定时器模块,获取所述故障标识,并根据所述故障标识控制所述输出管脚改变输出电平,以输出控制信息至所述信号接插件。
第五方面,本申请实施例还提供了一种电机驱动***,其包括:
逆变器,用于输出驱动信息;
电机,与所述逆变器电性连接,所述电机用于在所述驱动信息的驱动下运转;以及
故障信息处理电路,与所述逆变器电性连接,所述故障信息处理电路用于获取所述逆变器的工作信息,并根据所述工作信息输出控制信息,所述控制信息用于控制所述逆变器改变所述驱动信息,所述故障信息处理电路如上述所述的故障信息处理电路。
本申请实施例中,处理器的模数转换器能够接收电流信号,并对电流信号进行过流检测得到检测结果;以及根据检测结果输出控制信息至信号接插件。处理器可以进行过流检测并根据检测结果快速输出控制信息,不需要额外设置过流检测电路,简化了故障信息处理电路,降了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为相关技术中的故障信息处理电路的结构示意图。
图2为图1所示的故障信息处理电路中过流比较电路的结构示意图。
图3为图1所示的故障信息处理电路中逻辑电路的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的故障信息处理方法的第一种流程图
图5为本申请实施例提供的故障信息处理电路的第一种结构示意图。
图6为本申请实施例提供的故障信息处理方法的第二种流程图。
图7为本申请实施例提供的故障信息处理方法的第三种流程图。
图8为本申请实施例提供的故障信息处理电路的第二种结构示意图。
图9为本申请实施例提供的故障信息处理电路的第三种结构示意图。
图10为本申请实施例提供的电机驱动***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种故障信息处理方法,故障信息处理方法应用于故障信息处理电路,请参阅图4,图4为本申请实施例提供的故障信息处理方法的第一种流程图,故障信息处理方法可以包括:
201,模数转换器获取电流信号。
请结合图5,图5为本申请实施例提供的故障信息处理电路的第一种结构示意图。故障信息处理电路包括处理器和信号接插件,处理器和信号接插件电性连接,处理器可以通过信号接插件连接其他部件。例如,处理器可以通过信号接插件连接逆变器或电机等。
处理器内部包括多个功能模块,如包括模数转换器(analog to digitalconverter,ADC),数转换器能将模拟信号转换成数字信号。处理器可以通过信号接插件获取其他部件传输的信号,如电流信号。
202,模数转换器将电流信号转换成电流数字信息。
模数转换器可以将通过信号接插件获取的模拟的电流信号转换成电流数字信息,电流数字信息为数字信号。
203,模数转换器将电流数字信息进行过流检测得到检测结果。
模数转换器除了可以将模拟的电流信号转换成数字的电流数字信息,还可以对电流数字信息和阈值比较,从而实现过流检测得到检测结果。
示例性地,处理器可以集成了多个12位多通道模数转换器。如果要求输入模数转换器的信号保持在特定的阈值内,则可以在模数转换器内模拟看门狗功能实时监视和检测信号。当输入的信号超过阈值时,产生一个中断通知输入信号高于或低于设置的阈值。
204,根据检测结果输出控制信息至信号接插件。
处理器根据不同的检测结果可以输出不同的控制信息,控制信息可以通过信号接插件传输到其他部件,其他部件可以根据控制信息进行调整。例如,检测结果为电流信号超过阈值,处理器输出控制信号给其他部件,用以控制其他部件停止工作。因此,处理器可以进行过流检测并根据检测结果快速输出控制信息,不需要额外设置过流检测电路,简化了故障信息处理电路,减少了硬件资源,降了成本。
另外,可以设置模数转换器的循环采样比较机制,模数转换器的循环采样比较独立运行且周期比较短,可以确保过流信号采样检测比较功能不受处理器内核运算的限制。如果处理器采样到运行信号后,进入处理器的内核运算,运算时间会很长,无法实现快速响应。使用处理器的模数转换器中的一个快速比较功能,可以实现纳秒(ns)级别的检测结果(如flag置位变化),实现快速响应的目标。而且若发生过流故障,该过流故障对应的标识不用在通过外部走线传输信号,可以直接从处理器中的一个区域传递到另一个区域,实现信号高速传输。
其中,一旦发生过流故障,模数转换器作为处理器的一个外设,可以直接输出故障标识,避免故障标识在外部硬件电路的传输时间,同时可以避免故障标识在硬件电路传输中受到干扰的可能。
本申请实施例还提供一种故障信息处理方法,具体请参阅图6,图6为本申请实施例提供的故障信息处理方法的第二种流程图,故障信息处理方法应用于故障信息处理电路,故障信息处理方法可以包括:
301,模数转换器获取电流信号。
请继续结合图5,故障信息处理电路包括处理器和信号接插件,处理器和信号接插件电性连接,处理器可以通过信号接插件连接其他部件。例如,处理器可以通过信号接插件连接逆变器或电机等。
处理器内部包括多个功能模块,如包括模数转换器(analog to digitalconverter,ADC),模数转换器能将模拟信号转换成数字信号。处理器可以通过信号接插件获取其他部件传输的信号,如电流信号。
302,模数转换器将电流信号转换成电流数字信息。
模数转换器可以将通过信号接插件获取的模拟的电流信号转换成电流数字信息,电流数字信息为数字信号。
303,模数转换器将电流数字信息与第一电流阈值信息进行比较。
模数转换器除了可以将模拟的电流信号转换成数字的电流数字信息,还可以对电流数字信息和第一电流阈值信息比较。
304,当电流数字信息超过第一电流阈值信息时,模数转换器输出第一检测结果。
当电流数字信息超过第一电流阈值信息时,即电流信号超出正常范围内,模数转换器输出第一检测结果。示例性地,第一检测结果可以为低电平翻转为高电平。
第一电流阈值信息可以根据需要灵活标定变更,避免了通过硬件电阻分压产生比较阀值和比较器偏置电压,带来的阀值精度偏移,避免了信号在硬件电路和比较器中的传输时间,避免了过流阀值一旦由硬件设定,就不可再发生变更的问题。
305,当电流数字信息未超过第一电流阈值信息时,模数转换器输出第二检测结果。
当电流数字信息未超过第一电流阈值信息时,即电流信号在正常范围内,模数转换器输出第二检测结果。示例性地,第二检测结果可以为默认低电平。
在一些实施例中,处理器存储第一电流阈值信息和第一预设秘钥;方法还包括:当处理器接收到第一秘钥时,将第一秘钥与第一预设秘钥进行比较;以及若第一秘钥与第一预设秘钥相同,则接收第二电流阈值信息以替代第一电流阈值信息。
在处理器中,可以设置保护寄存器区域来保存可标定的第一电流阈值,保护寄存器区域只有秘钥校验通过才可以修改,即只有输入的第一秘钥与预存的第一预设秘钥相同,才可以对保护区域的第一电流阈值进行变更,以保证第一电流阈值的安全。
306,根据检测结果输出控制信息至信号接插件。
检测结果包括第一检测结果和第二检测结果,处理器根据不同的检测结果可以输出不同的控制信息,控制信息可以通过信号接插件传输到其他部件,其他部件可以根据控制信息进行调整。例如,检测结果为电流信号超过阈值,处理器输出控制信号给其他部件,用以控制其他部件停止工作。因此,处理器可以进行过流检测并根据检测结果快速输出控制信息,不需要额外设置过流检测电路,简化了故障信息处理电路,降了成本。另外,如果处理器采样到运行信号后,进入处理器的内核运算,运算时间会很长,无法实现快速响应。使用处理器的模数转换器中的一个快速比较功能,可以实现纳秒(ns)级别的检测结果(如flag置位变化),实现快速响应的目标。
在一些实施例中,处理器还可以包括通用定时器模块(Generic Timer Module,GTM)和输出管脚;根据检测结果输出控制信息包括:
当检测结果为第二检测结果时,通用定时器模块根据第二检测结果改变输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息。
模数转换器内模拟看门狗功能实时监视和检测信号,当检测结果为第二检测结果时,可以快速识别并反应,如发出一特定信号至通用定时器模块,通用定时器模块根据该第二检测结果对应的特定信号,改变输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息。
可以理解的,通用定时器模块可以替换为高级路由单元和定时器输出模块(ARU-connected Timer Output Module,ATOM),或者通用定时器模块与ATOM配合工作。
在一些实施例中,处理器还可以包括中断模块、通用定时器模块和输出管脚;当检测结果为第二检测结果时,通用定时器模块根据第二检测结果改变输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息包括:
当检测结果为第二检测结果时,中断模块触发中断并生成故障标识;
所中断模块将故障标识发送至通用定时器模块;以及
通用定时器模块根据故障标识改变输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息。
模数转换器内模拟看门狗功能实时监视和检测信号,当检测结果为第二检测结果时,可以快速识别并反应,如发出一特定信号至中断模块,中断模块接收到特定信号好触发中断,并生成一故障标识,以及将故障标识发送至通用定时器模块,通用定时器模块根据该故障标识改变输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息。
利用处理器的中断模块可以实时监控模数转换器的特定信号,且同时监控处理器其它过压、过温故障信息。对于过压、过温等故障信息。一旦有过流的特定信号或其他故障信息产生,可以与过流信号一样,立即判定相对应的目标动作,并输出给通用定时器模块。中断服务程序程序可以根据不同产品需求自行设定,最小可以设置至10us,可以满足故障响应时间要求。
通用定时器模块是直接管理输出管脚高低电平的处理器外设资源,其工作频率可以大于100MHZ。因此,通用定时器模块可以满足故障响应时间要求。通用定时器模块可以根据中断模块输出的故障标识,按照默认设定的对应关系,直接快速执行输出对应控制信息。处理器输出的信号可以直接传递给功率驱动电路。
本实施例可以减少硬件逻辑电路,即减少大量的电源、芯片等硬件电路资源,在保证对故障信号快速响应的性能基础上,降低了对于故障快速响应的实现成本。同时还可以减少印制电路板总成(Printed Circuit Board Assembly,PCBA)的板面积,减少了PCBA下线检测内容,降低生产成本,大幅提升逆变器产品竞争力。本实施例仅涉及控制电路架构变化,不影响逆变器原本功率变换结构,可以实现匹配不同驱动需求的产品,实现产品方案的平台化应用。减少硬件逻辑电路,可以有效避免了逆变器量产装机后,需求变化带来的硬件逻辑电路变更风险;有效减少了硬件电路数量和芯片数量,还可以减少电源电路、晶振、接插件、逻辑更新电路等;还减少了子零件的PCB面积和成本。简化了逆变器控制PCBA生产、下线测试内容,降低了产品生产成本。
在一些实施例中,通用定时器模块根据故障标识改变输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息包括:
通用定时器模块根据故障标识从第一关联表中确定出目标输出管脚和目标输出电平,第一关联表为故障标识、输出管脚和输出电平的关联表;以及
通用定时器模块控制目标输出管脚为目标输出电平。
可以理解的,处理器可以提前预存故障标识、输出管脚和输出电平的第一关联表,对应不同的故障标识可以控制不同的输出管脚输出对应的输出电平。当通用定时器模块接收到故障标识时,可以从第一关联表中根据接收到的故障标识找到对应的目标输出管脚和目标输出电平,然后控制控制目标输出管脚为目标输出电平,以输出对应的控制信息至信号接插件。
其中,处理器存储第二预设秘钥和第一关联表,方法还包括:
当处理器接收到第二秘钥时,将第二秘钥与第二预设秘钥进行比较;以及
若第二秘钥与第二预设秘钥相同,则接收第二关联表以替代第一关联表。
在处理器中,可以设置保护寄存器区域来保存可标定的第一关联表,保护寄存器区域只有秘钥校验通过才可以修改,即只有输入的第二秘钥与预存的第二预设秘钥相同,才可以对保护区域的第一关联表进行变更,以保证第一关联表的安全。
本申请实施例还提供一种故障信息处理方法,具体请参阅图7,图7为本申请实施例提供的故障信息处理方法的第三种流程图,故障信息处理方法应用于故障信息处理电路,故障信息处理方法包括:
401,当处理器接收到故障信号时,触发中断并生成故障标识。
请结合图8,图8为本申请实施例提供的故障信息处理电路的第二种结构示意图。故障信息处理电路包括处理器和信号接插件,处理器包括通用定时器模块和输出管脚。利用处理器的中断模块可以实时监控处理器是否接收到过压、过温等故障信息。对于过压、过温等故障信息。一旦有过压、过温等故障信息产生,可以立即触发中断并输出故障标识给通用定时器模块。中断服务程序程序可以根据不同产品需求自行设定,最小可以设置至10us,可以满足故障响应时间要求。
402,将故障标识发送至通用定时器模块。
403,通用定时器模块根据故障标识改变输出管脚的输出电平,以输出对应的控制信息至信号接插件。
通用定时器模块是直接管理输出管脚高低电平的处理器外设资源,其工作频率可以大于100MHZ。因此,通用定时器模块可以满足故障响应时间要求。通用定时器模块可以根据中断模块输出的故障标识,按照默认设定的对应关系,直接控制输出管脚改变输出电平,从而快速输出对应的控制信息。处理器输出的信号可以通过信号接插件直接传递给功率驱动电路等。
本实施例可以减少硬件逻辑电路,即减少大量的电源、芯片等硬件电路资源,在保证对故障信号快速响应的性能基础上,降低了对于故障快速响应的实现成本。同时还可以减少印制电路板总成的板面积,减少了PCBA下线检测内容,降低生产成本,大幅提升逆变器产品竞争力。本实施例仅涉及控制电路架构变化,不影响逆变器原本功率变换结构,可以实现匹配不同驱动需求的产品,实现产品方案的平台化应用。减少硬件逻辑电路,可以有效避免了逆变器量产装机后,需求变化带来的硬件逻辑电路变更风险;有效减少了硬件电路数量和芯片数量,还可以减少电源电路、晶振、接插件、逻辑更新电路等;还减少了子零件的PCB面积和成本。简化了逆变器控制PCBA生产、下线测试内容,降低了产品生产成本。
可以理解的,处理器可以提前预存故障标识、输出管脚和输出电平的第一关联表,对应不同的故障标识可以控制不同的输出管脚输出对应的输出电平。当通用定时器模块接收到故障标识时,可以从第一关联表中根据接收到的故障标识找到对应的目标输出管脚和目标输出电平,然后控制控制目标输出管脚为目标输出电平,以输出对应的控制信息至信号接插件。具体可以包括:通用定时器模块根据故障标识从第一关联表中确定出目标输出管脚和目标输出电平,第一关联表为故障标识、输出管脚和输出电平的关联表;以及通用定时器模块控制目标输出管脚为目标输出电平。
在处理器中,可以设置保护寄存器区域来保存可标定的第一关联表,保护寄存器区域只有秘钥校验通过才可以修改,即只有输入的第二秘钥与预存的第二预设秘钥相同,才可以对保护区域的第一关联表进行变更,以保证第一关联表的安全。具体可以包括:当处理器接收到第二秘钥时,将第二秘钥与第二预设秘钥进行比较;以及若第二秘钥与第二预设秘钥相同,则接收第二关联表以替代第一关联表。
本申请实施例还提供一种故障信息处理电路,具体请参阅图9,图9为本申请实施例提供的故障信息处理电路的第三种结构示意图。故障信息处理电路100包括信号接插件120和与信号接插件120电性连接的处理器140,处理器140包括模数转换器142和输出管脚143。模数转换器142用于将接收到的电流信号转换成电流数字信息,并对电流信号进行过流检测得到检测结果。输出管脚143用于根据检测结果输出控制信息至信号接插件120。
处理器140和信号接插件120电性连接,处理器140可以通过信号接插件120连接其他部件。例如,处理器140可以通过信号接插件120连接逆变器或电机等。模数转换器142除了可以将模拟的电流信号转换成数字的电流数字信息,还可以对电流数字信息和阈值比较,从而实现过流检测得到检测结果。处理器140根据不同的检测结果可以输出不同的控制信息,控制信息可以通过信号接插件120传输到其他部件,其他部件可以根据控制信息进行调整。例如,检测结果为电流信号超过阈值,处理器140输出控制信号给其他部件,用以控制其他部件停止工作。因此,处理器140可以进行过流检测并根据检测结果快速输出控制信息,不需要额外设置过流检测电路,简化了故障信息处理电路100,降了成本。
另外,可以设置模数转换器142的循环采样比较机制,模数转换器142的循环采样比较独立运行且周期比较短,可以确保过流信号采样检测比较功能不受处理器140内核运算的限制。如果处理器140采样到运行信号后,进入处理器140的内核运算,运算时间会很长,无法实现快速响应。使用处理器140的模数转换器142中的一个快速比较功能,可以实现纳秒(ns)级别的检测结果(如flag置位变化),实现快速响应的目标。而且若发生过流故障,该过流故障对应的标识不用在通过外部走线传输信号,可以直接从处理器140中的一个区域传递到另一个区域,实现信号高速传输。
其中,一旦发生过流故障,模数转换器142作为处理器140的一个外设,可以直接输出故障标识,避免故障标识在外部硬件电路的传输时间,同时可以避免故障标识在硬件电路传输中受到干扰的可能。
在一些实施例中,处理器140还可以包括通用定时器模块(Generic TimerModule,GTM)146,通用定时器模块146可以用于当检测结果为第二检测结果时,根据检测结果改变输出管脚143的输出电平以输出对应的控制信息。
模数转换器142内模拟看门狗功能实时监视和检测信号,当检测结果为第二检测结果时即电流信号过流,可以快速识别并反应,如发出一特定信号至通用定时器模块146,通用定时器模块146根据该第二检测结果对应的特定信号,改变输出管脚143的输出电平以输出对应的控制信息。
在一些实施例中,处理器140还可以包括相互电性连接的中断模块144和通用定时器模块146。中断模块144根据检测结果触发中断并生成故障标识。通用定时器模块146获取故障标识,并根据故障标识控制输出管脚143改变输出电平,以输出控制信息至信号接插件120。
模数转换器142内模拟看门狗功能实时监视和检测信号,当检测结果为第二检测结果时即电流信号过流,可以快速识别并反应,如发出一特定信号至中断模块144,中断模块144接收到特定信号好触发中断,并生成一故障标识,以及将故障标识发送至通用定时器模块146,通用定时器模块146根据该故障标识改变输出管脚143的输出电平以输出对应的控制信息。
利用处理器140的中断模块144可以实时监控模数转换器142的特定信号,且同时监控处理器140其它过压、过温故障信息。对于过压、过温等故障信息。一旦有过流的特定信号或其他故障信息产生,可以与过流信号一样,立即判定相对应的目标动作,并输出给通用定时器模块146。中断服务程序程序可以根据不同产品需求自行设定,最小可以设置至10us,可以满足故障响应时间要求。
通用定时器模块146是直接管理输出管脚143高低电平的处理器140外设资源,其工作频率可以大于100MHZ。因此,通用定时器模块146可以满足故障响应时间要求。通用定时器模块146可以根据中断模块144输出的故障标识,按照默认设定的对应关系,直接快速执行输出对应控制信息。处理器140输出的信号可以直接传递给功率驱动电路。
本实施例可以减少硬件逻辑电路,即减少大量的电源、芯片等硬件电路资源,在保证对故障信号快速响应的性能基础上,降低了对于故障快速响应的实现成本。同时还可以减少印制电路板总成(Printed Circuit Board Assembly,PCBA)的板面积,减少了PCBA下线检测内容,降低生产成本,大幅提升逆变器产品竞争力。本实施例仅涉及控制电路架构变化,不影响逆变器原本功率变换结构,可以实现匹配不同驱动需求的产品,实现产品方案的平台化应用。减少硬件逻辑电路,可以有效避免了逆变器量产装机后,需求变化带来的硬件逻辑电路变更风险;有效减少了硬件电路数量和芯片数量,还可以减少电源电路、晶振、接插件、逻辑更新电路等;还减少了子零件的PCB面积和成本。简化了逆变器控制PCBA生产、下线测试内容,降低了产品生产成本。
请结合图5,处理器140还可以包括第一存储模块147和校验模块148。第一存储模块147用于存储第一电流阈值信息。校验模块148用于当接收到第一秘钥时,将第一秘钥与第一预设秘钥进行比较,若第一秘钥与第一预设秘钥相同,则接收第二电流阈值信息以替代第一电流阈值信息。
在处理器140中,可以设置保护寄存器区域来保存可标定的第一电流阈值,保护寄存器区域只有秘钥校验通过才可以修改,即只有输入的第一秘钥与预存的第一预设秘钥相同,才可以对保护区域的第一电流阈值进行变更,以保证第一电流阈值的安全。
请继续参阅图5,处理器140还可以包括第二存储模块149,第二存储模块149用于存储第一关联表,第一关联表为故障标识、输出管脚143和输出电平的关联表。在处理器140中,处理器140可以提前预存故障标识、输出管脚143和输出电平的第一关联表,对应不同的故障标识可以控制不同的输出管脚143输出对应的输出电平。当通用定时器模块146接收到故障标识时,可以从第一关联表中根据接收到的故障标识找到对应的目标输出管脚143和目标输出电平,然后控制控制目标输出管脚143为目标输出电平,以输出对应的控制信息至信号接插件120。
校验模块148还可以用于当接收到第二秘钥时,将第二秘钥与第二预设秘钥进行比较,若第二秘钥与第二预设秘钥相同,则接收第二关联表以替代第一关联表。可以设置保护寄存器区域来保存可标定的第一关联表,保护寄存器区域只有秘钥校验通过才可以修改,即只有输入的第二秘钥与预存的第二预设秘钥相同,才可以对保护区域的第一关联表进行变更,以保证第一关联表的安全。
需要说明的是,第二存储模块149和第一存储模块147可以为同一存储器中不同的存储区域,也可以我两个独立的存储器。
本申请实施例还提供一种故障信息处理电路,如图8所示,故障信息处理电路100包括信号接插件120和与信号接插件120电性连接的处理器140,处理器140包括中断模块144、输出管脚143和通用定时器模块146,中断模块144用于当获取故障信号时,触发中断并生成故障标识。通用定时器模块146用于获取故障标识,并根据故障标识控制输出管脚143改变输出电平,以输出控制信息至信号接插件120。
利用处理器140的中断模块144可以实时监控处理器140是否接收到过压、过温等故障信息。对于过压、过温等故障信息。一旦有过压、过温等故障信息产生,可以立即触发中断并输出故障标识给通用定时器模块146。中断服务程序程序可以根据不同产品需求自行设定,最小可以设置至10us,可以满足故障响应时间要求。
通用定时器模块146是直接管理输出管脚143高低电平的处理器140外设资源,其工作频率可以大于100MHZ。因此,通用定时器模块146可以满足故障响应时间要求。通用定时器模块146可以根据中断模块144输出的故障标识,按照默认设定的对应关系,直接控制输出管脚143改变输出电平,从而快速输出对应的控制信息。处理器140输出的信号可以通过信号接插件120直接传递给功率驱动电路等。
本实施例可以减少硬件逻辑电路,即减少大量的电源、芯片等硬件电路资源,在保证对故障信号快速响应的性能基础上,降低了对于故障快速响应的实现成本。同时还可以减少印制电路板总成的板面积,减少了PCBA下线检测内容,降低生产成本,大幅提升逆变器产品竞争力。本实施例仅涉及控制电路架构变化,不影响逆变器原本功率变换结构,可以实现匹配不同驱动需求的产品,实现产品方案的平台化应用。减少硬件逻辑电路,可以有效避免了逆变器量产装机后,需求变化带来的硬件逻辑电路变更风险;有效减少了硬件电路数量和芯片数量,还可以减少电源电路、晶振、接插件、逻辑更新电路等;还减少了子零件的PCB面积和成本。简化了逆变器控制PCBA生产、下线测试内容,降低了产品生产成本。
可以理解的,处理器140可以提前预存故障标识、输出管脚143和输出电平的第一关联表,对应不同的故障标识可以控制不同的输出管脚143输出对应的输出电平。当通用定时器模块146接收到故障标识时,可以从第一关联表中根据接收到的故障标识找到对应的目标输出管脚143和目标输出电平,然后控制控制目标输出管脚143为目标输出电平,以输出对应的控制信息至信号接插件120。具体可以包括:通用定时器模块146根据故障标识从第一关联表中确定出目标输出管脚143和目标输出电平,第一关联表为故障标识、输出管脚143和输出电平的关联表;以及通用定时器模块146控制目标输出管脚143为目标输出电平。
在处理器140中,可以设置保护寄存器区域来保存可标定的第一关联表,保护寄存器区域只有秘钥校验通过才可以修改,即只有输入的第二秘钥与预存的第二预设秘钥相同,才可以对保护区域的第一关联表进行变更,以保证第一关联表的安全。具体可以包括:当处理器140接收到第二秘钥时,将第二秘钥与第二预设秘钥进行比较;以及若第二秘钥与第二预设秘钥相同,则接收第二关联表以替代第一关联表。
可以理解的,所述故障信息处理电路还包括滤波处理电路160和/或信息处理电路180。滤波处理电路160设置于信号接插件120和处理器140之间,滤波处理电路160用于对信号接插件120输入处理器140的信息进行滤波。信息处理电路180设置于信号接插件120和处理器140之间,信息处理电路180用于对处理器140输出至信号接插件120的信息进行处理。信息处理电路180可以滤除高频干扰和修整信号。例如,信息处理电路180包括一个RC滤波电路,用以以滤除高频干扰。信息处理电路180还可以包括电平调理电路,用以修整将输出的PWM信号边沿更加陡峭。
本申请实施例还提供一种电机驱动***,具体请参阅图10,图10为本申请实施例提供的电机驱动***的结构示意图。电机驱动***10包括逆变器20、电机30和故障信息处理电路100。逆变器20用于输出驱动信息。电机30与逆变器20电性连接,电机30用于在驱动信息的驱动下运转。故障信息处理电路100与逆变器20电性连接,故障信息处理电路100用于获取逆变器20的工作信息,并根据工作信息输出控制信息,控制信息用于控制逆变器20改变驱动信息,故障信息处理电路100的结构可以采用上述任意一个实施例中故障信息处理电路的结构,在此不再赘述。
以上对本申请实施例提供的故障信息处理方法、故障信息处理电路及电机驱动***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请。同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,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申请的限制。
Claims (5)
1.一种故障信息处理方法,应用于故障信息处理电路,其特征在于,所述故障信息处理电路包括处理器和信号接插件,所述处理器包括模数转换器,所述方法包括:
所述模数转换器获取电流信号;
所述模数转换器将所述电流信号转换成电流数字信息;
所述模数转换器将所述电流数字信息进行过流检测得到检测结果;以及
根据所述检测结果输出控制信息至所述信号接插件;
所述模数转换器将所述电流数字信息进行过流检测得到检测结果包括:所述模数转换器将所述电流数字信息与第一电流阈值信息进行比较;当所述电流数字信息超过所述第一电流阈值信息时,所述模数转换器输出第一检测结果;以及当所述电流数字信息未超过所述第一电流阈值信息时,所述模数转换器输出第二检测结果;
所述处理器还包括通用定时器模块和输出管脚;所述根据所述检测结果输出控制信息包括:当所述检测结果为第二检测结果时,所述通用定时器模块根据所述第二检测结果改变所述输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息;
所述处理器还包括中断模块;当所述检测结果为第二检测结果时,所述通用定时器模块根据所述第二检测结果改变所述输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息包括:当所述检测结果为第二检测结果时,所述中断模块触发中断并生成故障标识;所述中断模块将所述故障标识发送至所述通用定时器模块;以及所述通用定时器模块根据所述故障标识改变所述输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息;
所述通用定时器模块根据所述故障标识改变所述输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息包括:所述通用定时器模块根据所述故障标识从第一关联表中确定出目标输出管脚和目标输出电平,所述第一关联表为故障标识、输出管脚和输出电平的关联表;以及所述通用定时器模块控制所述目标输出管脚为所述目标输出电平;
所述处理器存储第二预设秘钥和所述第一关联表,所述故障信息处理方法还包括:当处理器接收到第二秘钥时,将所述第二秘钥与所述第二预设秘钥进行比较;以及若所述第二秘钥与所述第二预设秘钥相同,则接收第二关联表以替代所述第一关联表。
2.根据权利要求1所述的故障信息处理方法,其特征在于,所述处理器存储所述第一电流阈值信息和第一预设秘钥;所述方法还包括:
当所述处理器接收到第一秘钥时,将所述第一秘钥与所述第一预设秘钥进行比较;以及
若所述第一秘钥与所述第一预设秘钥相同,则接收第二电流阈值信息以替代所述第一电流阈值信息。
3.一种故障信息处理电路,其特征在于,包括信号接插件和与所述信号接插件电性连接的处理器,所述处理器包括:
模数转换器,用于将接收到的电流信号转换成电流数字信息,并对所述电流信号进行过流检测得到检测结果;以及
输出管脚,用于根据所述检测结果输出控制信息至所述信号接插件;
其中,所述模数转换器将所述电流数字信息进行过流检测得到检测结果包括:所述模数转换器将所述电流数字信息与第一电流阈值信息进行比较;当所述电流数字信息超过所述第一电流阈值信息时,所述模数转换器输出第一检测结果;以及当所述电流数字信息未超过所述第一电流阈值信息时,所述模数转换器输出第二检测结果;
所述处理器还包括中断模块和通用定时器模块;所述中断模块根据所述检测结果触发中断并生成故障标识;
所述根据所述检测结果输出控制信息包括:当所述检测结果为第二检测结果时,所述通用定时器模块根据所述第二检测结果改变所述输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息;
所述通用定时器模块根据所述故障标识改变所述输出管脚的输出电平以输出对应的控制信息包括:所述通用定时器模块根据所述故障标识从第一关联表中确定出目标输出管脚和目标输出电平,所述第一关联表为故障标识、输出管脚和输出电平的关联表;以及所述通用定时器模块控制所述目标输出管脚为所述目标输出电平;
所述处理器存储第二预设秘钥和所述第一关联表,还包括:当处理器接收到第二秘钥时,将所述第二秘钥与所述第二预设秘钥进行比较;以及若所述第二秘钥与所述第二预设秘钥相同,则接收第二关联表以替代所述第一关联表。
4.根据权利要求3所述的故障信息处理电路,其特征在于,所述处理器还包括:
第一存储模块,用于存储所述第一电流阈值信息;以及
校验模块,用于当接收到第一秘钥时,将所述第一秘钥与第一预设秘钥进行比较,若所述第一秘钥与所述第一预设秘钥相同,则接收第二电流阈值信息以替代所述第一电流阈值信息。
5.一种电机驱动***,其特征在于,包括:
逆变器,用于输出驱动信息;
电机,与所述逆变器电性连接,所述电机用于在所述驱动信息的驱动下运转;以及
故障信息处理电路,与所述逆变器电性连接,所述故障信息处理电路用于获取所述逆变器的工作信息,并根据所述工作信息输出控制信息,所述控制信息用于控制所述逆变器改变所述驱动信息,所述故障信息处理电路如权利要求3至4中任一项所述的故障信息处理电路。
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