一种桥式驱动电路的电流检测装置、方法及汽车与流程

本发明属于汽车电气领域，具体涉及一种桥式驱动电路的电流检测装置、方法及汽车。

背景技术：

1、随着汽车智能化和电气化技术的快速发展，新能源汽车对驱动电路的可靠性和对系统的安全性提出了更高的要求。以往的桥式驱电路电流采集主要考虑提高精度，但是对于采集器件本身失效后没有应对措施，这样的结果就是电路失去作用或者软件上误判断、执行误操作。

2、目前，对桥式驱动电路的电流检测通常采用电阻作为电流采样器件，即采样电阻，但是采样电阻的实时阻值会随温度变化，采集换算的时候往往忽略这一点。另外，采样电阻存在短路、开路、阻值变化这三种状态，现有的电流检测装置无法准确判断是执行保护还是继续采集。

3、jp7087373b2公开了一种半导体器件的电流检测电路及电流检测方法，其包括：电流检测单元，在具有电流检测端子的电压控制型半导体元件的控制端子与驱动电路之间插入第一电流检测电阻器来检测第一电流检测电阻器的两端之间的电势差；电压检测单元，检测第一电流检测电阻器之一两端的电压；电压确定单元，确定从电压检测单元输出的检测电压是否等于或高于第一阈值电压；电压电平调整单元，至少通过电流检测单元的检测信号和电压确定单元的电压确定信号的逻辑信号来调整电流检测端子的电流检测电压的电压电平；过电流检测单元，当由电压电平调整单元调节的电流检测电压等于或高于第二阈值电压时，输出过电流检测信号。但是其仍然存在如下问题：（1）利用第一电流检测电阻器做采样电阻，未考虑到温度对采样电阻阻值的影响，导致采集结果与实际偏差会随温度增大而增大；（2）利用第一电流检测电阻器采样，无法判断第一电流检测电阻器本身出现异常（比如短路、开路）的情况，也未考虑出现该异常后的应对策略；（3）只有第一电流检测电阻器采样（即单电阻采样），无法实现采集冗余。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种桥式驱动电路的电流检测装置、方法及汽车，以提高电流检测的准确性，并保证桥式驱动电路的可靠性和安全性。

2、第一方面，本发明所述的桥式驱动电路的电流检测装置，包括控制器、与控制器连接的驱动器和n个检测模块，驱动器的第i个驱动端与第i个驱动回路中的第一开关管的栅极连接，驱动器的其余驱动端分别与桥式驱动电路中的其他开关管的栅极连接。每个检测模块都包括采样电阻、采样电阻电压采集电路、采样电阻温度检测电路、开关管温度检测电路和开关管导通电压采集电路。第i个检测模块中的采样电阻串联在第i个驱动回路的桥臂上。

3、第i个检测模块中的采样电阻温度检测电路靠近采样电阻布置，该采样电阻温度检测电路的输入端与驱动器的第i个驱动端连接、输出端与控制器的第i个电阻温度采集端连接。采样电阻温度检测电路用于检测采样电阻附近的温度（相当于检测采样电阻的温度），输出与采样电阻的温度对应的采集值（电压）至控制器。

4、第i个检测模块中的开关管温度检测电路靠近所述（即第i个驱动回路中的）第一开关管布置，该开关管温度检测电路的输入端与驱动器的第i个驱动端连接、输出端与控制器的第i个开关管温度采集端连接。开关管温度检测电路用于检测第一开关管附近的温度（相当于检测第一开关管的温度），输出与第一开关管的温度对应的采集值（电压）至控制器。

5、第i个检测模块中的采样电阻电压采集电路与采样电阻并联，该采样电阻电压采集电路的受控端连接控制器的第i个电阻采样控制端、输出端连接控制器的第i个电阻电压采集端。采样电阻电压采集电路用于采集采样电阻的电压值（即电流流过采样电阻而在采样电阻上形成的压降），并将该电压值传送至控制器。

6、第i个检测模块中的开关管导通电压采集电路与所述第一开关管并联，该开关管导通电压采集电路的输出端连接控制器的第i个开关管导通电压采集端。开关管导通电压采集电路用于采集开关管导通的电压值（即第一开关管导通后，其漏极与源极之间的压降），并将该电压值传送至控制器。

7、其中，n表示桥式驱动电路中的驱动回路个数，i依次取1至n的所有整数。

8、优选的，所述采样电阻电压采集电路包括第一运放模块、第一可控开关s1和第二可控开关s2；第一运放模块的第一输入端通过第一可控开关s1与采样电阻的一端连接，第一运放模块的第二输入端通过第二可控开关s2与采样电阻的另一端连接，第一运放模块的输出端与控制器的第i个电阻电压采集端连接，第一可控开关s1的受控端、第二可控开关s2的受控端连接控制器的第i个电阻采样控制端。

9、优选的，所述采样电阻温度检测电路包括第二运放模块、第一二极管d1和第一限流电阻r1，第一二极管d1靠近采样电阻；第二运放模块的第一输入端连接第一二极管d1的负极，第二运放模块的第二输入端连接第一二极管d1的正极和第一限流电阻r1的一端，第二运放模块的输出端连接控制器的第i个电阻温度采集端，第一二极管d1的负极接地，第一限流电阻r1的另一端连接驱动器的第i个驱动端。

10、优选的，所述开关管温度检测电路包括第三运放模块、第二二极管d2和第二限流电阻r2，第二二极管d2靠近所述第一开关管；第三运放模块的第一输入端连接第二二极管d2的负极，第三运放模块的第二输入端连接第二二极管d2的正极和第二限流电阻r2的一端，第三运放模块的输出端连接控制器的第i个开关管温度采集端，第二二极管d2的负极接地，第二限流电阻r2的另一端连接驱动器的第i个驱动端。

11、优选的，所述开关管导通电压采集电路为第四运放模块，第四运放模块的第一输入端连接所述第一开关管的源极、第二输入端连接所述第一开关管的漏极、输出端连接控制器的第i个开关管导通电压采集端。

12、第二方面，本发明所述的桥式驱动电路的电流检测方法，采用上述桥式驱动电路的电流检测装置，该方法包括：在接通第i个驱动回路（即控制器控制驱动器驱动相应开关管导通形成第i个驱动回路）的情况下，控制器执行如下步骤：

13、根据控制器的第i个电阻温度采集端输入的采集值确定采样电阻的温度t1，根据采样电阻的温度t1确定采样电阻的阻值rc。

14、若u1>0，则利用公式：i1= u1/rc，计算得到第一电流i1；其中，u1为控制器的第i个电阻电压采集端输入的电压值。

15、根据控制器的第i个开关管温度采集端输入的采集值确定所述第一开关管的温度t2，根据所述第一开关管的温度t2确定所述第一开关管的导通内阻rn。

16、若u2>0，则利用公式：i2= u2/rn，计算得到第二电流i2；其中，u2为控制器的第i个开关管导通电压采集端输入的电压值。

17、若u1>0，且u2>0，则利用公式：io=(i1+i2)/2，计算得到第i个驱动回路的电流io。

18、优选的，确定采样电阻的阻值rc的方式为：根据采样电阻的温度t1查询预设的温度-阻值表，得到与温度t1对应的阻值；将与温度t1对应的阻值作为采样电阻的阻值rc。确定所述第一开关管的导通内阻rn的方式为：根据所述第一开关管的温度t2查询预设的温度-内阻表，得到与温度t2对应的内阻；将与温度t2对应的内阻作为所述第一开关管的导通内阻rn。其中，预设的温度-阻值表为通过标定获得的采样电阻的温度与阻值的对应关系表；预设的温度-内阻表为通过标定获得的第一开关管的温度与导通内阻的对应关系表。

19、优选的，若u1≤0，且u2>0（对应于采样电阻电压采集电路未采到电压，而开关管导通电压采集电路采到电压，表示采样电阻出现了短路故障），则将第二电流i2作为第i个驱动回路的电流io，并控制采样电阻电压采集电路停止工作，由开关管导通电压采集电路继续执行采集工作。

20、优选的，若u2≤0（表示第i个驱动回路出现了断路故障或者其第一开关管出现了短路故障），则停止第i个驱动回路的电流检测，控制采样电阻电压采集电路停止工作，控制所述第一开关管关断。

21、第三方面，本发明所述的汽车，包括上述桥式驱动电路的电流检测装置。

22、本发明利用采样电阻和第一开关管进行采样，检测驱动回路中的电流，并考虑了温度的影响，从而提高了电流检测的准确性；并且在采样电阻短路时可以利用第一开关管继续进行采样，实现了冗余设计；同时根据采样电阻和第一开关管的采样结果也可以判断驱动电路是否断路或者其第一开关管是否短路，进而保证了桥式驱动电路的可靠性和安全性。