一种电控电流的采样计算方法与流程

本发明涉及电流采样计算方法，特别涉及一种电控电流的采样计算方法。

背景技术：

1、地球上的能源是有限的，中国作为能源消耗大国，能源危机迫在眉睫，发展新能源技术是缓解能源危机的有效途径，电动汽车技术就是其中之一，就此而言，电动汽车电控的电流传感器结构紧凑设计是减小电控体积的一个重要趋势，既能缩减企业成本，又能节约资源，对电流的监测和控制是电控设计研发环节中重要的一环。

2、目前行业内普遍使用的电控的电流传感采样方式为：多个电流传感器套在相极和母线线束上，再用螺丝锁紧于pcb板面，不仅插件装配复杂、pcb板翘曲定位不准，而且相极线束与传感器不同心影响电流采样精度和稳定性需求，不仅如此，单体传感器质量较重，使pcb板整体重心偏移，易发生共振，其次多个单体传感器占用pcb板布局空间致使pcb板面积变大从而造成控制器体积增大，因此通过增加传感器的方式来实现电控电流采样会导致生产成本大幅度增加。

3、现有技术是通过对霍尔传感器传输的数据进行数据转换获得电流，以h桥为例，上功率管和下功率管构成一个桥臂，两个功率管相连的地方称为桥臂中点，两个桥臂中点与直流电机两端相连，然而桥臂中点电压除了受到电流的影响外，还受到功率管导通电阻（rdson）、pcb板温度和相应pcb铜线热阻的影响，同时在实际的量产过程中不同电控在同一电流下的桥臂中点电压存在差异。

4、因此，通过一种电控电流的采样计算方法来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电控电流的采样计算方法，不需要外加传感器实现对电控输出的电流进行较为准确的识别判断，同时可对量产电控进行电流校准。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电控电流的采样计算方法，包括硬件基础和软件处理方法。

3、硬件基础：基于h桥对一侧桥臂进行互补pwm控制，另一侧桥臂下功率管导通，上功率管关闭实现电机一个方向的电压控制，当下桥臂导通时，对应的桥臂中点电压反映了流经其的电流信息。

4、软件处理方法的具体步骤为：

5、s1：通过实验标定不同电流与桥臂中点电压的对应关系，根据mosfet手册中rdson曲线获得温度与桥臂中点电压的关系，将两种关系整合为一个二维数组，通过查表获得初始参考电流；

6、s2：控制器输出恒定的电流，为保持计算电流恒定，调整温度与桥臂中点电压关系数组，此步获得该控制器实际的温度补偿系数，用来抵消功率管的rdson、pcb温度等因素带来的影响；

7、s3：根据控制器峰值电流ip将电流分为n段，以ip/n为单位对电流和桥臂中点电压重新标定，标定时保证计算电流与实际电流一致，此步通过重新调节标定电流表规避大电流时计算电流误差较大的问题同时抵消部分电流带来的pcb铜损对桥臂中点电压的影响；

8、s4：为保证不同控制器对同一电流的采样精度，需要对不同控制器进行校准，根据实际电流与计算电流的比值获得电流补偿系数，应用该系数实现电流的校准；

9、s5：通过比较计算电流与实际电流的差异筛选出偏差较大的控制器，有效地对电控质量和性能一致性进行把控。

10、优选的，所述桥臂中点即以h桥为例，上功率管和下功率管构成一个桥臂，两个功率管相连的地方称为桥臂中点，两个桥臂中点与直流电机两端相连。

11、优选的，s1步骤中标定不同电流时，将电流分段标定，标定单位越小，实际运行时计算获得的电流就越接近实际电流。

12、优选的，s5步骤中对计算电流与实际电流进行对比筛选，同批次电控不会出现大的波动，如果差异较大说明电控采样电路元器件或者pcba存在质量问题。

13、优选的，s1步骤中根据功率管数据手册温度与热阻曲线（rdson）获得温度与桥臂中点电压的关系的操作步骤并不是每个步骤都需要操作的，该操作是数据处理过程中的辅助操作，因需要而被调动。

14、本发明的技术效果和优点：

15、1.本发明去除了传感器，仅根据采集桥臂中点在不同电流下的电压变化，对控制器输出的电流进行较为准确的识别，节省了成本，通过本方法可以抵消功率管导通电阻（rdson）、pcb板温度和相应pcb铜线热阻对桥臂中点电压的影响，在实际的量产过程中不同电控在同一电流下的桥臂中点电压存在差异，本方法可对不同控制器进行校准，最终获得较为准确的电流，抵消了同批次电控在生产过程中由于不可避免的差异对采样电流造成的影响，并且可以在电控量产过程中根据控制器校准后的电流值与实际电流的差异对产品质量进行把控。

16、2.本发明标定温度与桥臂中点电压的关系可有效地对电控进行温度补偿，抵消温度对电流计算的影响，同时在量产阶段对不同电控进行电流校准可减小硬件差异带来的计算电流差异较大的影响。

17、3.本发明去掉霍尔传感器后可以降低成本，在由霍尔传感器检测电流的电控中，检测的电流异常只能说明霍尔存在问题，在无霍尔传感器的电控中若检测电流异常，在确保采样电路正常的情况下可判定pcba或结构组装存在差异，加大了对电控质量把控的力度，且本方案可适用于对三相直流无刷电机控制器的电流采样中。

技术特征：

1.一种电控电流的采样计算方法，其特征在于：包括硬件基础和软件处理方法；

2.根据权利要求1所述的一种电控电流的采样计算方法，其特征在于：所述桥臂中点即以h桥为例，上功率管和下功率管构成一个桥臂，两个功率管相连的地方称为桥臂中点，两个桥臂中点与直流电机两端相连。

3.根据权利要求1所述的一种电控电流的采样计算方法，其特征在于：s1步骤中标定不同电流时，将电流分段标定，标定单位越小，实际运行时计算获得的电流就越接近实际电流。

4.根据权利要求1所述的一种电控电流的采样计算方法，其特征在于：s5步骤中对计算电流与实际电流进行对比筛选，同批次电控不会出现大的波动，如果差异较大说明电控采样电路元器件或者pcba存在质量问题。

5.根据权利要求1所述的一种电控电流的采样计算方法，其特征在于：s1步骤中根据功率管数据手册温度与热阻曲线（rdson）获得温度与桥臂中点电压的关系的操作步骤并不是每个步骤都需要操作的，该操作是数据处理过程中的辅助操作，因需要而被调动。

技术总结
本发明涉及电流采样计算方法技术领域，公开了一种电控电流的采样计算方法，基于H桥在桥臂中点的基础上来获取实际电流与桥臂中点电压的关系、获取同一电流下温度与桥臂中点电压的关系以及生产标定阶段需要获取实际电流与电控计算电流间的关系，去除了传感器，根据采集桥臂中点在不同电流下的电压变化，对控制器输出的电流进行较为准确的识别，节省了成本，本发明可以抵消功率管导通电阻（Rdson）、PCB板温度和相应PCB铜线热阻对桥臂中点电压的影响，且通过标定温度与桥臂中点电压的关系可有效地对电控进行温度补偿，抵消温度对电流计算的影响，同时在量产阶段对不同电控进行电流校准可减小硬件差异带来的计算电流差异较大的影响。

技术研发人员：黄炳旭,刘毅,李飞,姚欣
受保护的技术使用者：河南嘉晨智能控制股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15