具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种过压保护电路，参照图1，图1为本发明过压保护电路第一实施例的结构示意图。

所述过压保护电路包括依次连接的电压采样电路100、过压比较电路200、信号处理电路300及驱动执行电路400。

需要说明的是，电压采样电路100的电压采样端与直流母线的高压电极端连接，电压采样电路100的电压采样信号输出端与过压比较电路200的电压采样信号输入端连接，过压比较电路200的过压信号输出端与信号处理电路300的过压信号输入端连接，信号处理电路300的使能信号输出端与驱动执行电路400的使能信号输入端连接，驱动执行电路400的控制端与驱动电机控制系统的控制端连接。

易于理解的是，在发生高速发电且电池主接触器异常断开的情况下时，过压保护电路控制驱动电机控制系统，可在十微秒内由正常运行模式切换至安全状态(主动短路状态)，快速切断永磁同步电机与高压直流母线之间的能量传递回路，将高压直流母线两侧电压控制在高压部件耐压范围以内，满足整车的高压安全目标。

所述电压采样电路100，所述电压采样电路，用于对直流母线进行电压采样，生成电压采样信号。

应当理解的是，电压采样电路100可采用电阻分压方式对直流母线的电压进行采样，电压采样信号可包括直流母线的采样电压即电压采样结果，分压阻值可根据直流母线的电压等级来确定，在实现电压精确采样的同时保证过压保护电路安全使用。

所述过压比较电路200，用于将所述电压采样信号与第一参考电压进行电压比较，在所述电压采样信号的采样电压大于或等于所述第一参考电压时，生成过压信号。

可以理解的是，过压比较电路200可首先对电压采样信号进行滤波，以去除采样过程中多余的杂波，再将滤波后的电压采样信号中的采样电压与提供的第一参考电压进行比较，第一参考电压可为驱动电机控制器内部高压部件耐压范围中的最小值。

易于理解的是，通过电压比较，在直流母线的采样电压大于或等于第一参考电压时，过压比较电路200生成过压信号可为低电平信号，信号为低电平时表示发生了过压故障，相应地，在采样电压未超过第一参考电压时，过压比较电路200生成过压信号可为高电平信号，信号为高电平时表示未发生过压故障或过压故障已消失。

所述信号处理电路300，用于根据所述过压信号进行信号处理，生成使能信号和主动短路信号。

可以理解的是，信号处理电路300可对过压信号进行信号隔离或逻辑取反。在生成的使能信号作用于驱动执行电路400的低压侧时，若使能信号为高电平信号，则可使驱动执行电路400使能，以使驱动执行电路400执行脉冲宽度调制发波，若使能信号为低电平信号，则可使驱动执行电路400关闭，从而禁止驱动执行电路400执行脉冲宽度调制发波。

应当理解的是，通过对过压信号进行逻辑取反，在生成的主动短路信号作用于驱动执行电路400的高压侧时，可使驱动执行电路400输出高电平。高压侧主动短路信号(高压侧使能信号)的优先级高于所述低压侧使能信号的优先级。

所述驱动执行电路400，用于根据所述使能信号和所述主动短路信号控制电机控制器进入安全状态。

易于理解的是，驱动执行电路400可先根据低压侧使能信号使自身使能引脚处于低电平无效状态，再根据高压侧主动短路信号控制驱动电机控制系统进入安全状态，在直流母线电压超过驱动电机控制器内部高压部件耐压范围中的最大值之前，十微秒内进入安全状态，实现快速硬件过压保护。

本实施例过压保护电路包括依次连接的电压采样电路100、过压比较电路200、信号处理电路300及驱动执行电路400，电压采样电路100对直流母线进行电压采样，生成电压采样信号，过压比较电路200将电压采样信号与第一参考电压进行电压比较，在电压采样信号的采样电压大于或等于第一参考电压时，生成过压信号，信号处理电路300根据过压信号进行信号处理，生成使能信号和主动短路信号，驱动执行电路400根据使能信号和主动短路信号控制电机控制器进入安全状态。本发明通过对直流母线进行电压采样，在电压采样信号的采样电压超过第一参考电压时，控制驱动电机控制系统进入安全状态，实现仅通过硬件进行快速过压保护。

基于本发明的第一实施例，提出本发明过压保护电路第二实施例，参考图2、图3，图2为本发明过压保护电路第二实施例的结构示意图，图3为本发明过压保护电路一实施例的电路意图。

在第二实施例中，所述电压采样电路100包括第一分压单元101及第二分压单元102。

所述第一分压单元101的电压输入端与所述直流母线的高压正极端连接，所述第二分压单元102的电压输入端与所述直流母线的高压负极端连接，所述第一分压单元101的电压输出端及所述第二分压单元102的电压输出端分别与所述过压比较电路200的电压采样信号输入端连接。

应当理解的是，第一分压单元101与第二分压单元102均包括若干个的分压电阻，分压电阻数量由直流母线电压等级来确定，第一分压单元101与第二分压单元102中分压电阻可设置为相同数量或不同数量。

易于理解的是，HVDC_P为直流母线高压正极端，HVDC_N为直流母线高压负极端，第一分压单元101与第二分压单元102共同实现分压作用，以将直流母线的采样电压输出至过压比较电路200，电压采样信号可包括直流母线的采样电压即电压采样结果，在实现电压精确采样的同时保证过压保护电路安全使用。

在第二实施例中，所述过压比较电路200包括第三电阻R3、第二电容C2及比较器A1。

所述第三电阻R3的第一端与所述电压采样电路100的电压采样信号输出端连接，所述第三电阻R3的第二端分别与所述第二电容C2的第一端及所述比较器A1的负输入端连接，所述第二电容C2的第二端接地，所述比较器A1的输出端与所述信号处理电路300的过压信号输入端连接。

需要说明的是，电压采样信号经过滤波后被送入比较器A1的负输入端，参考电压可由比较器A1的正输入端输入，参考电压的电压值可为第一参考电压即驱动电机控制器内部高压部件耐压范围中的最小值，比较器A1将滤波后的电压采样信号中的采样电压与提供的参考电压进行比较，并将过压信号即比较结果输出至信号处理电路300。

易于理解的是，第三电阻R3和第二电容C2为电压采样信号进行滤波。在直流母线的采样电压大于或等于第一参考电压时，过压比较电路200生成过压信号可为低电平信号，信号为低电平时表示发生了过压故障，相应地，在采样电压未超过第一参考电压时，过压比较电路200生成过压信号可为高电平无效信号，信号为高电平时表示未发生过压故障或过压故障已消失。

在第二实施例中，所述信号处理电路300包括相互并联的数字隔离电路301及逻辑取反电路302。

所述数字隔离电路301，用于根据所述过压信号进行信号处理，生成使能信号。

所述逻辑取反电路302，用于根据所述过压信号进行信号处理，生成主动短路信号。

所述数字隔离电路301的过压信号输入端及所述逻辑取反电路302的过压信号输入端分别与所述过压比较电路200的过压信号输出端连接，所述数字隔离电路301的低压侧使能信号输出端与所述驱动执行电路400的低压侧使能信号输入端连接，所述逻辑取反电路302的高压侧使能信号输出端分别与所述驱动执行电路400的高压侧使能信号输入端连接.

进一步，数字隔离电路301的低压侧使能信号输出端分别与驱动执行电路的上桥壁低压侧使能信号输入端和下桥壁低压侧使能信号输入端连接，逻辑取反电路302的高压侧使能信号输出端与驱动执行电路的上桥壁高压侧主动短路信号输入端或下桥壁高压侧主动短路信号输入端连接。

易于理解的是，数字隔离电路301可用于对过压信号进行数字隔离，以生成作用于驱动执行电路400低压侧的使能信号，逻辑取反电路302可用于根据过压信号进行逻辑取反，以生成作用于驱动执行电路400高压侧的主动短路信号，首先低压侧使能信号可使驱动执行电路400的使能引脚处于低电平无效状态，再由驱动执行电路400根据高压侧主动短路信号控制驱动电机控制系统进入安全状态，其中，高压侧主动短路信号的优先级高于低压侧使能信号的优先级。

所述数字隔离电路301包括数字隔离芯片CP1。

所述数字隔离芯片CP1的过压信号输入端与所述过压比较电路200的过压信号输出端连接，所述数字隔离芯片CP1的低压侧使能信号输出端分别与驱动执行电路的上桥壁低压侧使能信号输入端和下桥壁低压侧使能信号输入端连接，并且使能信号为高电平有效。

应当理解的是，数字隔离电路301可包括数字隔离芯片CP1及数字隔离芯片CP1的外围电路，外围电路辅助数字隔离芯片CP1运行，数字隔离芯片CP1具有数字隔离功能。数字隔离芯片CP1生成的使能信号可作用于驱动执行电路400的低压侧，若使能信号为高电平信号，则可使驱动执行电路400使能，以使驱动执行电路400执行脉冲宽度调制发波，若使能信号为低电平信号，则可使驱动执行电路400关闭，从而禁止驱动执行电路400执行脉冲宽度调制发波。

在第二实施例中，所述逻辑取反电路包括开关管；所述开关管的控制端与所述过压比较电路连接，所述开关管的第一端与供电电源连接，所述开关管的第二端与直流母线连接。

所述逻辑取反电路还包括延时电路；所述延时电路包括第一电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端与所述过压比较电路连接，所述第一电阻的第二端与所述开关管的控制端连接；所述第二电容的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电容的第二端与所述开关管的第二端连接。

在具体实现中，所述逻辑取反电路302包括第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2及三极管T1，开关管可为三极管T1，直流母线提供供电电源输出电压。

所述第一电阻R1的第一端与所述过压比较电路200的过压信号输出端连接，所述第一电阻R1的第二端分别与所述第一电容C1的第一端及所述三极管T1的基极连接，所述三极管T1的发射极与所述第一电容C1的第二端分别接地，所述第二电阻R2的第一端与供电电源的电压输出端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述三极管T1的集电极连接，所述三极管T1的集电极与所述驱动执行电路400的高压侧使能信号输入端连接。

可以理解的是，过压信号经过滤波和延时后送入三极管T1的基极，逻辑取反后将高压侧主动短路信号送至上三桥(或者下三桥)驱动执行电路400高压侧的使能引脚，逻辑取反电路302生成的主动短路信号作用于驱动执行电路400的高压侧时，可使驱动执行电路400输出高电平。其中，第一电阻R1和第一电容C1为过压信号进行滤波和短暂延时，其目的是为了保证高压侧使能信号作用的时候，低压侧使能信号已经为低电平，从而禁止驱动执行电路400执行脉冲宽度调制发波，从而防止上下桥开关管直通损坏。第二电阻R2为三极管T1集电极限流电阻，供电电源为三极管T1提供供电电压。

在具体实现中，所述过压比较电路200还包括第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6。

所述第四电阻R4的第一端与基准电压源的电压输出端连接，所述第四电阻R4的第二端分别与所述比较器A1的正输入端及所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述比较器A1的输出端连接，所述第六电阻R6的第一端与供电电源的电压输出端连接，所述第六电阻R6的第二端与所述比较器A1的输出端连接。

可以理解的是，Vref为参考电压，基准电压源输出的参考电压通过第四电阻R4与比较器A1的正输入端连接，第四电阻R4与第五电阻R5共同决定比较器A1的门限电压幅值。VDD为供电电源，供电电源输出供电电压通过第六电阻R6与比较器A1的输出端连接，第六电阻R6为比较器A1输出端上拉电阻。

在第二实施例中，所述驱动执行电路400包括驱动芯片CP2。

所述驱动芯片CP2的使能信号输入端与所述信号处理电路300的使能信号输出端连接，所述驱动芯片CP2的控制端与驱动电机控制系统的控制端连接。

易于理解的是，当发生过压故障时，所有桥臂的驱动芯片CP2首先根据低压侧使能信号使所有使能引脚都为低电平无效状态，驱动芯片CP2禁止低压侧脉冲宽度调制发波指令，再根据高压侧使能信号控制驱动电机控制系统进入安全状态，在直流母线电压超过驱动电机控制器内部高压部件耐压范围中的最大值之前，十微秒内进入安全状态，实现快速硬件过压保护。

本实施例通过在车辆高速发电运行且电池主接触器异常断开的情况下时，根据直流母线电压阈值和斜率变化规律，通过控制驱动电机控制系统快速进入准确的安全状态，保证整个过程直流母线电压始终低于驱动电机控制器内部高压器件耐压范围的最大值，最终满足整车的高压安全目标，确保人车安全，过压保护电路成本较低，且控制逻辑简单清晰、具有较高的采样与控制精度，可靠性强，响应速度快，可满足不同永磁同步电机反电势和发电功率系统的快速过压保护。

进一步地，本发明实施例还提供一种过压保护方法，参照图4，图4为本发明过压保护方法一实施例的流程示意图，所述过压保护方法应用于上文所述的过压保护电路，所述过压保护电路包括：电压采样电路、过压比较电路、信号处理电路及驱动执行电路。

本实施例中，所述过压保护方法包括以下步骤：

步骤S10：所述电压采样电路对直流母线进行电压采样，生成电压采样信号。

易于理解的是，在发生高速发电且电池主接触器异常断开的情况下时，过压保护电路控制驱动电机控制系统，可在十微秒内由正常运行模式切换至安全状态(主动短路状态)，快速切断永磁同步电机与高压直流母线之间的能量传递回路，将高压直流母线两侧电压控制在高压部件耐压范围以内，满足整车的高压安全目标。

应当理解的是，电压采样电路可采用电阻分压方式对直流母线的电压进行采样，电压采样信号可包括直流母线的采样电压即电压采样结果，分压阻值可根据直流母线的电压等级来确定，在实现电压精确采样的同时保证过压保护电路安全使用。

步骤S20：所述过压比较电路将所述电压采样信号与第一参考电压进行电压比较，在所述电压采样信号的采样电压大于或等于第一参考电压时，生成过压信号。

可以理解的是，过压比较电路可首先对电压采样信号进行滤波，以去除采样过程中多余的杂波，再将滤波后的电压采样信号中的采样电压与提供的第一参考电压进行比较，第一参考电压可为驱动电机控制器内部高压部件耐压范围中的最小值。

易于理解的是，通过电压比较，在直流母线的采样电压大于或等于第一参考电压时，过压比较电路生成过压信号可为低电平信号，信号为低电平时表示发生了过压故障，相应地，在采样电压未超过第一参考电压时，过压比较电路生成过压信号可为高电平信号，信号为高电平时表示未发生过压故障或过压故障已消失。

步骤S30：所述信号处理电路根据所述过压信号进行信号处理，生成使能信号和主动短路信号。

可以理解的是，信号处理电路可对过压信号进行信号隔离或逻辑取反。在生成的使能信号作用于驱动执行电路的低压侧时，若使能信号为高电平信号，则可使驱动执行电路使能，以使驱动执行电路执行脉冲宽度调制发波，若使能信号为低电平信号，则可使驱动执行电路关闭，从而禁止驱动执行电路执行脉冲宽度调制发波。

应当理解的是，通过对过压信号进行逻辑取反，在生成的主动短路信号作用于驱动执行电路的高压侧时，可使驱动执行电路输出高电平。高压侧主动短路信号(高压侧使能信号)的优先级高于所述低压侧使能信号的优先级。

步骤S40：所述驱动执行电路根据所述使能信号和所述主动短路信号控制电机控制器进入安全状态。

易于理解的是，驱动执行电路可先根据低压侧使能信号使自身使能引脚处于低电平无效状态，再根据高压侧主动短路信号控制驱动电机控制系统进入安全状态，在直流母线电压超过驱动电机控制器内部高压部件耐压范围中的最大值之前，十微秒内进入安全状态，实现快速硬件过压保护。

进一步，所述步骤S40，包括：所述驱动执行电路在所述采样电压大于所述第一参考电压时，根据所述使能信号控制所述电机控制器的桥臂全部关断，并根据所述主动短路信号的预设延时时间，控制所述电机控制器的上桥臂或者下桥臂导通。

在所述采样电压由所述第一参考电压下降至第二参考电压的过程中，保持所述电机控制器的上桥臂或者下桥臂导通。

所述步骤S40之后，包括：在所述采样电压小于所述第二参考电压时，根据所述使能信号控制所述电机控制器的桥臂全部关断，并根据所述主动短路信号的预设延时时间，控制所述电机控制器的上桥臂或者下桥臂关断。

在所述采样电压由所述第二参考电压上升至第一参考电压的过程中，保持所述电机控制器的桥臂全部关断。

需要说明的是，如图5，图5为本发明过压保护电路一实施例的安全状态模式切换逻辑图。在直流母线上测得电压采样信号。当电压采样信号中的采样电压大于或等于U1(第一参考电压)时，过压信号为低电平，其先通过隔离后使所有桥臂的驱动芯片CP2低压侧使能引脚处于低电平无效模式，同时经过短暂延时和逻辑取反后被送至上三桥(或者下三桥)驱动芯片CP2高压侧使能引脚，驱动电机控制器立即进入安全状态即ASC状态(主动短路状态)，当采样电压由U1降低至U2(由第一参考电压下降至第二参考电压)过程时，驱动电机控制器将维持在ASC状态中；当采样电压小于或等于U2时，过压信号为高电平，其先通过隔离后使所有桥臂的驱动芯片CP2低压侧使能引脚处于高电平有效模式(此时驱动芯片CP2应禁止发送脉冲宽度调制发波指令，防止驱动上下桥直通)，同时过压信号经过短暂延时和逻辑取反后被送至上三桥(或者下三桥)驱动芯片CP2高压侧使能引脚，驱动电机控制器立即退出ASC状态并进入Freewheeling状态即续流状态，当直流母线电压由U2上升至U1(第二参考电压上升至第一参考电压)过程时，电机控制器将维持在安全状态的Freewheeling状态中，至此，安全状态模式将随着直流母线电压的变化而进行任意切换且具有很强的抗干扰能力。其中，Safe state表示安全状态，Udc表示直流母线电压，直流母线电压的U1和U2可以为驱动电机控制器直流母线电容两端的两个不同的参考电压，并且直流母线电压U1幅值大于或等于直流母线电压U2幅值；直流母线电压U1与直流母线电压U2之间的门限宽度可通过改变第二电阻R2和第三电阻R3的阻值进行调整。

本实施例通过电压采样电路对直流母线进行电压采样，生成电压采样信号，过压比较电路将电压采样信号与第一参考电压进行电压比较，在电压采样信号的采样电压大于或等于第一参考电压时，生成过压信号，信号处理电路根据过压信号进行信号处理，生成使能信号和主动短路信号，驱动执行电路根据使能信号和主动短路信号控制电机控制器进入安全状态。本实施例通过对直流母线进行电压采样，在电压采样信号的采样电压超过第一参考电压时，控制驱动电机控制系统进入安全状态，实现快速硬件过压保护。

此外，本发明实施例还提出一种电机控制器，所述电机控制器包含如上文所述的过压保护电路，或者应用于上文所述的过压保护方法。

由于本电机控制器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的过压保护电路、过压保护方法及电机控制器，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。