本發(fā)明屬于電驅(qū)逆變器，具體涉及一種基于dsp芯片的電驅(qū)逆變器。

背景技術(shù)：

1、新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)逆變器主運(yùn)算器，一般采用英飛凌、nxp等mcu產(chǎn)品作為主控芯片，或者采用dsp做極簡(jiǎn)架構(gòu)的電驅(qū)控制器方案。

2、隨著整車(chē)可靠度要求越來(lái)越高，英飛凌、nxp等品牌mcu產(chǎn)品，雖然芯片自身經(jīng)過(guò)功能安全asil-d認(rèn)證，價(jià)格不具有競(jìng)爭(zhēng)力；而且在日趨激烈的新能源汽車(chē)逆變器零件市場(chǎng)中劣勢(shì)十分明顯。dsp產(chǎn)品做極簡(jiǎn)架構(gòu)的電驅(qū)控制器方案，難以保證電驅(qū)逆變器系統(tǒng)的安全性要求，在單個(gè)dsp或者其供電發(fā)生問(wèn)題時(shí)，難以有效控制系統(tǒng)執(zhí)行功能安全狀態(tài)。

3、目前新能源汽車(chē)控電驅(qū)制器架構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)算器芯片一般采用英飛凌、nxp等mcu產(chǎn)品作為主控芯片，或者采用dsp做極簡(jiǎn)架構(gòu)的電驅(qū)控制器方案。

4、當(dāng)前方案存在明顯如下弊端：

5、1)英飛凌、nxp等mcu產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要復(fù)雜的外設(shè)硬件電路設(shè)計(jì)和軟件配合才能實(shí)現(xiàn)高診斷覆蓋率，系統(tǒng)總體成本價(jià)格過(guò)高不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；

6、2)傳統(tǒng)dsp方案架構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單，在外部12v蓄電池出現(xiàn)供電異常、系統(tǒng)電源sbc芯片出現(xiàn)異常、主運(yùn)算器dsp芯片出現(xiàn)運(yùn)行異常等狀態(tài)下，無(wú)法有效控制系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)或只能進(jìn)入特定一種預(yù)設(shè)狀態(tài)；系統(tǒng)靈活性和魯棒性均較差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高可靠性目標(biāo)。

7、因此，針對(duì)上述問(wèn)題，予以進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于dsp芯片的電驅(qū)逆變器，其中包含運(yùn)算回路dsp1和供電電源sbc1芯片和輸出控制回路電平轉(zhuǎn)換芯片；包含功能校核部分和特定安全狀態(tài)執(zhí)行dsp2和供電電源sbc2芯片。通過(guò)sbc1可以對(duì)dsp軟件運(yùn)行狀態(tài)做校核，通過(guò)dsp2對(duì)dsp1的數(shù)據(jù)校核可以確認(rèn)dsp1功能狀態(tài)，若出現(xiàn)故障可以控制電平轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)入不同功能安全狀態(tài)。sbc2可以校核dsp2運(yùn)行情況，若dsp2出現(xiàn)問(wèn)題，可以隔離其對(duì)系統(tǒng)影響。dsp1和dsp2同時(shí)交叉校核sbc2和sbc1運(yùn)行狀態(tài)。多重校核可以使電驅(qū)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高可靠性的運(yùn)行，而且sbc1和sbc2用不同的低壓供電電源，最大程度保證系統(tǒng)可靠性。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于dsp芯片的電驅(qū)逆變器，利用dsp設(shè)計(jì)高可靠性電驅(qū)控制器方案，可以在最大程度保證系統(tǒng)可靠性前提下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案優(yōu)化和成本優(yōu)化，低成本的優(yōu)化架構(gòu)，有利于增加整車(chē)競(jìng)爭(zhēng)力。

3、為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供一種基于dsp芯片的電驅(qū)逆變器，包括基礎(chǔ)功能控制模塊和校核執(zhí)行模塊，所述基礎(chǔ)功能控制模塊包括供電電源芯片sbc1、芯片dsp1、第一電平轉(zhuǎn)換芯片(即圖1的電平轉(zhuǎn)換芯片1)和第二電平轉(zhuǎn)換芯片(即圖1的電平轉(zhuǎn)換芯片2)，所述校核執(zhí)行模塊包括供電電源芯片sbc2、芯片dsp2、第三電平轉(zhuǎn)換芯片(即圖1的電平轉(zhuǎn)換芯片3)和第四電平轉(zhuǎn)換芯片(即圖1的電平轉(zhuǎn)換芯片4)，其中：

4、對(duì)于基礎(chǔ)功能控制模塊，其中：

5、芯片dsp1采集12v蓄電池提供的kl30電壓，供電電源芯片sbc1輸出電壓確保電源功能正常，芯片dsp1采集旋變反饋信號(hào)并且結(jié)合輸出扭矩目標(biāo)，輸出pwm波形到igbt隔離驅(qū)動(dòng)芯片，此時(shí)第一電平轉(zhuǎn)換芯片、第二電平轉(zhuǎn)換芯片處于打開(kāi)狀態(tài)，第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片處于關(guān)閉狀態(tài)；

6、若系統(tǒng)發(fā)生包括過(guò)流、過(guò)壓的故障，芯片dsp1輸出指令通過(guò)邏輯電路直接關(guān)閉第一電平轉(zhuǎn)換芯片，打開(kāi)第二電平轉(zhuǎn)換芯片，第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片保持關(guān)閉狀態(tài)；利用外部電阻實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)定下橋臂asc功能安全狀態(tài)，同時(shí)信號(hào)上報(bào)芯片dsp2，芯片dsp2根據(jù)自身無(wú)位置軟件波形計(jì)算結(jié)果決定是否改變當(dāng)前功能安全狀態(tài)，在高轉(zhuǎn)速時(shí)，則系統(tǒng)可維持下橋臂asc狀態(tài)；在低轉(zhuǎn)速時(shí)，控制關(guān)閉第二電平轉(zhuǎn)換芯片和第三電平轉(zhuǎn)換芯片，打開(kāi)第四電平轉(zhuǎn)換芯片，則系統(tǒng)進(jìn)入fw狀態(tài)；

7、若系統(tǒng)發(fā)生異常嚴(yán)重故障(例如高壓互鎖問(wèn)題、旋變功能異常等)，芯片dsp1輸出指令直接控制igbt隔離驅(qū)動(dòng)芯片，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)定功能安全狀態(tài)；此時(shí)，同時(shí)關(guān)閉第一電平轉(zhuǎn)換芯片、第二電平轉(zhuǎn)換芯片、第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片；

8、供電電源芯片sbc1對(duì)芯片dsp1進(jìn)行wdg校核，從而保證芯片dsp1功能正常，若發(fā)現(xiàn)芯片dsp1自身工作異常(例如軟件卡頓等)，供電電源芯片sbc1直接關(guān)閉第一電平轉(zhuǎn)換芯片，并通過(guò)邏輯電路輸出指令到igbt隔離驅(qū)動(dòng)芯片，使系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)定的下橋臂asc功能安全狀態(tài)；同時(shí)故障數(shù)據(jù)反饋給芯片dsp2，芯片dsp2根據(jù)電機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速參數(shù)決定是否改變當(dāng)前功能安全狀態(tài)，在高轉(zhuǎn)速時(shí)，則系統(tǒng)可維持下橋臂asc狀態(tài)；在低轉(zhuǎn)速時(shí)，關(guān)閉第二電平轉(zhuǎn)換芯片，打開(kāi)第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片，則系統(tǒng)進(jìn)入fw狀態(tài)；并控制s1開(kāi)關(guān)打開(kāi)，隔離芯片dsp1異常輸出信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的影響；

9、對(duì)于校核執(zhí)行模塊，其中：

10、供電電源芯片sbc2采用高壓備份電源提供的kl30-1電壓供電，以保證供電電源芯片sbc2供電電壓來(lái)源不受供電電源芯片sbc1供電來(lái)源影響，芯片dsp2(利用軟件無(wú)位置算法模型)模擬計(jì)算輸出扭矩目標(biāo)，從而校核芯片dsp1輸出的扭矩目標(biāo)正確性；芯片dsp1采集高壓備份電源提供的kl30-1電壓，以判定供電電源芯片sbc2的工作狀態(tài)；

11、在芯片dsp1功能正常時(shí)，芯片dsp2控制第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片不工作，使芯片dsp1輸出信號(hào)有效控制igbt隔離驅(qū)動(dòng)芯片；

12、供電電源芯片sbc2對(duì)芯片dsp2進(jìn)行wdg校核，從而保證芯片dsp2功能正常，若發(fā)現(xiàn)芯片dsp2自身工作異常，供電電源芯片sbc2通過(guò)故障flag置位直接通知芯片dsp1；芯片dsp1通過(guò)邏輯電路輸出指令關(guān)閉控制第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片，并控制s2開(kāi)關(guān)打開(kāi)，隔離芯片dsp2異常輸出信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的影響。

13、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，若出現(xiàn)如下任一故障或者多種故障同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，芯片dsp2控制關(guān)閉第一電平轉(zhuǎn)換芯片和第二電平轉(zhuǎn)換芯片，打開(kāi)第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片，利用(自身無(wú)位置軟件)計(jì)算結(jié)果控制電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，若繼續(xù)疊加外部(其它oc、ov等)故障，通過(guò)關(guān)閉第三電平轉(zhuǎn)換芯片，打開(kāi)第四電平轉(zhuǎn)換芯片，進(jìn)入預(yù)定fw功能安全狀態(tài)，故障種類(lèi)為：

14、整車(chē)外部12v蓄電池連接斷開(kāi)或虧電，引起kl30欠壓；

15、芯片dsp2檢測(cè)發(fā)現(xiàn)供電電源芯片sbc1存在異常，影響芯片dps1功能正常運(yùn)行；

16、芯片dsp1校核芯片dsp1返現(xiàn)，芯片dsp1軟件存在運(yùn)行異常；

17、旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)出現(xiàn)故障(例如短路、斷路等)。

18、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，芯片dsp1采集供電電源芯片sbc2輸出供電電壓，芯片dsp2采集供電電源芯片sbc1輸出供電電壓；芯片dsp1和芯片dsp2做電源基礎(chǔ)芯片交叉校核。

19、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，若芯片dsp2檢測(cè)發(fā)現(xiàn)供電電源芯片sbc1存在異常，若供電電源芯片sbc1異常不影響芯片dps1功能正常運(yùn)行，則在芯片dsp2中記錄并上報(bào)供電電源芯片sbc1故障；

20、若供電電源芯片sbc1異常影響芯片dps1功能正常運(yùn)行，則芯片dsp1存在運(yùn)行異常風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法保證控制指令正確性；芯片dsp2直接控制關(guān)閉第一電平轉(zhuǎn)換芯片和第二電平轉(zhuǎn)換芯片，打開(kāi)第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片，利用外部電阻實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)定下橋臂asc狀態(tài)功能安全狀態(tài)；并控制s1開(kāi)關(guān)打開(kāi)，隔離芯片dsp1異常輸出信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)的影響；或者檢測(cè)若無(wú)其它故障同時(shí)出現(xiàn)，芯片dsp2利用自身軟件算法，控制電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。

21、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，若芯片dsp1檢測(cè)發(fā)現(xiàn)供電電源芯片sbc2存在異常，若供電電源芯片sbc2異常不影響芯片dps2功能正常運(yùn)行，則在芯片dsp1中記錄并上報(bào)供電電源芯片sbc2故障；

22、若供電電源芯片sbc2異常影響dps2功能正常運(yùn)行，則芯片dsp2存在運(yùn)行異常風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法保證控制指令正確性；芯片dsp1保持控制打開(kāi)第一電平轉(zhuǎn)換芯片和第二電平轉(zhuǎn)換芯片，關(guān)閉第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片，并控制s2開(kāi)關(guān)打開(kāi)，隔離芯片dsp2異常輸出信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的影響；芯片dsp1內(nèi)部上報(bào)芯片dsp2的故障標(biāo)志(fault?flag)并且做故障記錄(系統(tǒng)功能、oc、ov等故障策略均不受影響)。

23、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，若旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)出現(xiàn)故障，引起芯片dsp1無(wú)法解析電機(jī)信號(hào)后，芯片dsp2會(huì)監(jiān)控芯片dsp1信號(hào)解析異常并記錄故障，利用(自身無(wú)位置軟件)計(jì)算結(jié)果交付芯片dsp1，使芯片dsp1進(jìn)行降功率運(yùn)行狀態(tài)；

24、若系統(tǒng)出現(xiàn)包括旋變短路、斷路的嚴(yán)重故障，芯片dsp2直接控制關(guān)閉第一電平轉(zhuǎn)換芯片，通過(guò)控制第二電平轉(zhuǎn)換芯片、第三電平轉(zhuǎn)換芯片和第四電平轉(zhuǎn)換芯片，并且根據(jù)不同電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，利用外部電阻實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)定下橋臂asc狀態(tài)功能安全狀態(tài)。

25、本發(fā)明的有益效果在于：

26、1)方案設(shè)計(jì)雙sbc+雙dsp方案實(shí)現(xiàn)利用低成本dsp芯片實(shí)現(xiàn)高可靠性和高診斷覆蓋率的電驅(qū)逆變器系統(tǒng)方案。其中運(yùn)算回路和校核回路利用不同電源供電，實(shí)現(xiàn)供電電源獨(dú)立，保證系統(tǒng)供電可靠性；

27、2)方案設(shè)計(jì)兩個(gè)回路sbc都會(huì)對(duì)其供電的dsp進(jìn)行功能校核，同時(shí)兩個(gè)dsp較差校核對(duì)方sbc工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)雙sbc和雙dsp交叉校核目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源芯片和主運(yùn)算器芯片功能診斷的高可靠性；

28、3)校核回路dsp利用自身軟件算法可以跟進(jìn)總成系統(tǒng)不同故障情況，選擇代替dsp1繼續(xù)控制系統(tǒng)正常工作，或者跟進(jìn)不同電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)入不同功能安全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障狀態(tài)可執(zhí)行動(dòng)作的多樣性，有效提高系統(tǒng)故障狀態(tài)下的可靠性。