具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

图1示出一种采用逆变器控制电机的原理示意图。如图1所示，逆变器100例如为三相逆变器，包括第一相桥臂A、第二相桥臂B以及第三相桥臂C，每一相的桥臂由两个功率开关管串联组成(例如功率开关管SW1-SW6)。逆变器100用于将直流电源V_DC提供的直流电转换为三相交流电，并通过控制功率开关管SW1-SW6的导通和截止，输出调制波，以达到驱动三相交流电机200的目的。

进一步的，逆变器100例如通过SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉宽调制)、SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)和DPWM(Discontinuous Pulse Width Modulation，不连续脉宽调制)等控制方法控制三相桥臂上的功率开关管的导通和截止，以将直流电转换为交流电。

应当理解，逆变器100中的功率开关管SW1-SW6以互补对称的方式导通，即在同一时刻逆变器100中每一相的上桥臂和下桥臂有且仅有一个功率开关管处于导通状态，提供至同一相的上桥臂和下桥臂的PWMPWM控制信号具有互补关系。在逆变器100的控制过程中，每一相的上桥臂的功率开关管导通，同时下桥臂的功率开关管截止的状态用“1”表示；每一相的上桥臂的功率开关管截止，同时下桥臂的功率开关管导通的状态用“0”表示。那么逆变器100中一共有八种开关状态，如下表1所示。包含六个基本电压矢量U₄、U₆、U₂、U₃、U₁和U₅，以及两个零电压矢量U₀和U₇。

表1空间矢量脉宽调制算法电压矢量表

图2示出空间矢量脉宽调制算法控制方式的矢量图，如图2所示，将六个基本电压矢量U₄、U₆、U₂、U₃、U₁和U₅的起点放在一起，形成放射状。进一步的，也可以将六个基本电压矢量U₄、U₆、U₂、U₃、U₁和U₅的尾部连接在一起，形成一个正六边形。这六个基本电压矢量U₄、U₆、U₂、U₃、U₁和U₅的幅值均为2Udc/3，Udc为图1中的直流母线电压。这六个基本电压矢量将正六边形划分为六个扇区，每个扇区为60°。

进一步的，空间矢量脉宽调制算法主要运用了平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与期望输出电压相等。在某个时刻，期望输出电压旋转到矢量图中的某个扇区，可由组成这个扇区的两个相邻的基本电压矢量和零电压矢量在时间上的不同组合来得到期望输出电压：

Uref×T_s＝U_X×T_X+U_Y×T_Y+U₀×T₀

其中，Uref为期望输出电压，T_s为PWM控制信号的控制周期，T_X、T_Y和T₀分别对应于两个基本电压矢量U_X、U_Y(其中，(X,Y)＝(4,6)、(6,2)、(2,3)、(3,1)、(1,5)或者(5,4))和零电压矢量U₀在一个PWM控制周期的作用时间。

因此，可以利用以上电压向量合成的技术，在电压空间向量上，将设定电压向量由U₄(100)位置开始，每次增加一个小增量，每一个小增量设定电压向量可以用该扇区中相邻的两个基本电压矢量和零电压矢量合成，如此所得到的设定电压向量就等效于一个在电压空间向量平面上平滑旋转的电压空间向量，从而达到空间矢量脉宽调制算法的目的。

当使用三相逆变器控制三相交流电机时，需要获取三相交流电机的三相相电流以进行闭环控制。现有的三相逆变器的控制方法存在成本太高、占用资源较大，或在超低调制比时没有足够的有效矢量作用时间以及移相会引入噪声等技术问题。因此，需要对现有的三相逆变器的采样单元和采样方法进行改进以提供一种低成本的控制方法，可以在三相逆变器的全调制比范围内进行相电流的采样重构以获得三相相电流。

基于此，本发明实施例提供了一种逆变器的控制方法，包括：根据判定条件，选择第一模式和第二模式之一；在第一模式下，对所述逆变器任意两相的相电流进行采样并重构获得三相相电流；在第二模式下，对直流母线电流进行采样并重构获得三相相电流。判定条件例如为比较逆变器调制算法的调制系数和调制分界值的大小或比较每个PWM控制周期内实际可采样窗口的持续时间值和期望最小采样时间值的大小。

图3示出根据本发明第一实施例的逆变器的控制方法的流程示意图。其中，本实施例的逆变器例如通过图1所示的逆变器100实现，包括直流母线和并联于直流供电的正端和负端之间的第一相桥臂A、第二相桥臂B以及第三相桥臂C，每一相的桥臂由两个功率开关管串联组成(例如功率开关管SW1-SW6)，功率开关管SW1-SW6例如选自IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或者MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。每一相的上桥臂或下桥臂的功率开关管基于空间矢量脉宽调制算法被导通和关断。如图3所示，本实施例的控制方法包括步骤S101至S104。

在步骤S101中，设置调制分界值。

在步骤S102中，判断空间矢量脉宽调制算法的调制系数是否大于调制分界值。在调制系数小于等于调制分界值的情况下，继续步骤S103；在调制系数大于调制分界值的情况下，继续步骤S104。

在步骤S103中，对逆变器任意两相的相电流进行采样并重构以获得三相相电流。

在步骤S104中，对直流母线电流进行采样并重构获得三相相电流。

具体的，调制分界值将本实施例的电流采样过程在全调制比范围内分为第一阶段和第二阶段。在第一阶段对三相逆变器中任意两相的下桥臂分别进行电流采样和重构以获得第一至第三相电流，在第二阶段对直流母线电流进行采样和重构以获得所述第一至第三相电流。

进一步的，本实施例的设置调制分界值的步骤包括：获得期望输出电压在空间矢量脉宽调制算法的矢量图中相邻的两个基本电压矢量，然后获得这两个基本电压矢量在一个PWM控制周期中的作用时间，分别记为第一作用时间和第二作用时间，并根据第一作用时间和第二作用时间获得零电压矢量在PWM控制周期中的第三作用时间，最后根据采样所需要采样控制时间和第三作用时间得到所述调制分界值。

进一步的，在第一阶段中对逆变器任意两相的相电流进行采样需要在零电压矢量的第三作用时间内进行采样，因此调制分界值需要满足使得零电压矢量的第三作用时间大于采样控制时间。

应当理解，空间矢量脉宽调制算法的工作原理例如上述实施例所述和本领域技术人员所公知的，在此不再赘述。

图4示出一个扇区内的期望输出电压在空间矢量脉宽调制算法中的合成示意图；如图4所示，在两相静止参考坐标系中，令期望输出电压Uref和基本电压矢量U_X之间的夹角为θ_X，由正弦定理可得与期望输出电压Uref相邻的基本电压矢量在一个PWM控制周期中的作用时间分别为：

T_X＝mT_s sin(60°-θ_X)

T_Y＝mT_s sinθ_X

其中，T_X和T_Y分别对应于两个基本电压矢量U_X和U_Y((X,Y)＝(4,6)、(6,2)、(2,3)、(3,1)、(1,5)或者(5,4))在一个PWM控制周期的第一作用时间和第二作用时间，m为空间矢量脉宽调制算法的调制系数，θ_X为期望输出电压Uref和基本电压矢量U_X之间的夹角，且0≤θ_X＜60°。

进一步的，空间矢量脉宽调制算法的调制系数为：

其中，|Uref|为所述期望输出电压的绝对值，U_dc为直流母线电压。

进一步的，为了减少开关次数，本实施例的空间矢量脉宽调制算法将基本电压矢量的作用顺序设置为：在每次开关状态切换时，只改变其中一相的开关状态，并且对零电压矢量在时间上进行了平均分配，以使产生的PWM控制信号对称，从而可以有效降低三相逆变器的谐波分量。基于上述控制原理，将所述空间矢量脉宽调制算法分为七段式输出和五段式输出。

当所述空间矢量脉宽调制算法为七段式输出时，零电压矢量在PWM控制周期中的第三作用时间为：

T₀＝(T_s-T_X-T_Y)/2

或者，当所述空间矢量脉宽调制算法为五段式输出时，零电压矢量在PWM控制周期中的第三作用时间为：

T₀＝T_s-T_X-T_Y

当所述空间矢量脉宽调制算法为七段式输出时，所述调制分界值满足以下条件：

T₀＝(T_s-T_X-T_Y)/2>T_set

其中，T_s为所述PWM控制周期，T_X、T_Y和T₀分别对应于两个基本电压矢量U_X、U_Y((X,Y)＝(4,6)、(6,2)、(2,3)、(3,1)、(1,5)或者(5,4))和零电压矢量U₀在一个PWM控制周期的第一作用时间、第二作用时间和第三作用时间，T_set为采样控制时间。

结合上式可以得到：

其中，M为满足使得零电压矢量的第三作用时间T₀大于采样控制时间T_set的所有调制系数的集合，在θ_X＝30°时取得最小值，即调制分界值M_min为：

当所述空间矢量脉宽调制算法为五段式输出时，所述调制分界值满足以下条件：

T₀＝T_s-T_X-T_Y>T_set

其中，T_s为所述PWM控制周期，T_X、T_Y和T₀分别对应于两个基本电压矢量U_X、U_Y((X,Y)＝(4,6)、(6,2)、(2,3)、(3,1)、(1,5)或者(5,4))和零电压矢量U₀在一个PWM控制周期的第一作用时间、第二作用时间和第三作用时间，T_set为采样控制时间。

结合上式可以得到：

其中，M为满足使得零电压矢量的第三作用时间T₀大于采样控制时间T_set的所有调制系数的集合，在θ_X＝30°时取得最小值，即调制分界值M_min为：

进一步的，本实施例的控制方法还包括：根据以下公式计算得到所述采样控制时间Tset：

T_set＝T_dead+T_on-T_off+T_ring+T_adsmp+T_wait

其中，T_set为所述采样控制时间，T_dead为PWM控制信号的死区时间，T_on为所述逆变器的下桥臂功率开关管的延迟导通时间，T_off为所述逆变器的下桥臂功率开关管的延迟关断时间，T_ring为所述逆变器的电流采样信号振荡时间，T_adsmp为所述逆变器的采样重构模块的采样保持时间，T_wait为所述逆变器的采样重构模块的采样开启延迟时间。

图5示出根据本发明第二实施例的逆变器的控制方法的流程示意图。如图5所示，所述控制方法包括步骤S201至S206。

在步骤S201中，设置期望最小采样时间值。

在步骤S202中，计算每个PWM控制周期内实际可采样窗口的持续时间值。

在步骤S203中，在每个PWM控制周期内，判断所述持续时间值是否小于期望最小采样时间值。在该持续时间值小于期望最小采样时间值的情况下，继续步骤S204；在该持续时间值大于/等于期望最小采样时间值的情况下，继续步骤S205。

在步骤S204中，对直流母线电流进行采样并重构获得三相相电流。进一步的，在该步骤中还包括对直流母线进行峰值电流采样。

在步骤S205中，判断与当前PWM控制周期相邻的连续多个PWM控制周期内的持续时间值是否均大于/等于期望最小采样时间值。若与当前PWM控制周期相邻的连续多个PWM控制周期内的持续时间值均大于/等于期望最小采样时间值，则继续步骤S206；否则，则返回步骤S204。

在步骤S206中，对逆变器任意两相的相电流进行采样并重构获得三相相电流。

具体的，本实施例的控制方法通过将每个PWM控制周期中的实际可采样窗口的持续时间值与期望最小采样时间值进行比较来实现采样模式的切换，在当前PWM控制周期的实际可采样窗口的持续时间值小于期望最小采样时间值的情况下，对逆变器的直流母线进行峰值电流采样并重构以得到三相相电流。在一个电流基波周期中的所有PWM控制周期中的实际可采样窗口的持续时间值均大于/等于期望最小采样时间值的情况下，对逆变器任意两相的相电流进行采样并重构以获得三相相电流。其中，连续多个PWM控制周期包括至少一个电流基波周期。

图7A至图7C分别示出基于SPWM、SVPWM和DPWM调制方式得到的PWM调制波波形示意图。在7A至图7C中，横坐标表示基波电压的位置，纵坐标表示逆变器中的多相桥臂的上桥臂的导通时间，A、B、C分别表示逆变器的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂。此外，每个电流基波周期中包括多个PWM控制周期，一个电流基波周期的长度为2π，由于不同调制方式的PWM调制波波形不同，因此需要对至少一个电流基波周期的实际可采样窗口的持续时间值进行判断。

进一步的，在步骤S201中，需要预先获取所述逆变器的任意两相桥臂中的下桥臂在导通瞬间的电流采样信号振荡时间，获取所述逆变器的采样模块的采样保持时间以及开启采样延迟时间，并根据所述电流采样信号振荡时间、采样保持时间和所述开启采样延迟时间计算得到所述期望最小采样时间值。示例的，可以根据以下公式计算得到所述期望最小采样时间值：

T_E＝T_ring+T_adsmp+T_wait

其中，T_E表示所述期望最小采样时间值，T_ring表示所述逆变器的相线端的电流采样信号振荡时间，T_adsmp表示所述逆变器的采样重构模块的采样保持时间，T_wait表示所述逆变器的采样重构模块的采样开启延迟时间。

进一步的，在步骤S202中，需要获得所述逆变器的下桥臂功率开关管的延迟导通时间、延迟关断时间和死区时间，获取每个PWM控制周期中可进行采样的时间窗口，以及根据所述延迟导通时间、延迟关断时间、死区时间以及所述可进行采样的时间窗口计算得到所述每个PWM控制周期内所述实际可采样窗口的持续时间值。示例的，可根据以下公式计算得到所述持续时间值：

T_R＝T_G-T_dead-T_on+T_off

其中，T_R表示所述持续时间值，T_G表示所述可进行采样的时间窗口，T_dead表示所述死区时间，T_on表示所述延迟导通时间，T_off表示所述延迟关断时间。更进一步的，可根据以下公式计算得到所述可进行采样的时间窗口：

T_G＝T_s-max(T_a,T_b,T_c)

其中，T_s表示PWM控制信号的PWM控制周期，T_a、T_b、T_c分别表示每个PWM控制周期内所述逆变器的三相桥臂的上桥臂的导通时间，max(T_a,T_b,T_c)表示每个PWM控制周期内所述逆变器的三相桥臂的上桥臂导通时间中的最大值。

如图6示出根据本发明实施例的一个PWM控制周期内的三相PWM控制信号的波形示意图。在图6中，控制信号PWMA-PWMC分别控制图1中的逆变器100的第一相桥臂A、第二相桥臂B和第三相桥臂C的上桥臂功率开关管的导通和截止，T_a、T_b和T_c分别表示控制信号PWMA-PWMC的高电平时间，也即第一相桥臂A、第二相桥臂B和第三相桥臂C的上桥臂功率开关管的导通时间，且T_a>T_b>T_c，T_s表示PWM控制信号的PWM控制周期。进一步的，根据PWM控制信号的高电平时间将控制信号PWMA、控制信号PWMB和控制信号PWMC分为最大相控制信号、中间相控制信号和最小相控制信号，而max(T_a,T_b,T_c)表示最大相控制信号的高电平时间，即控制信号PWMA的有效电平时间T_a，由此可得到上式中的可进行采样的时间窗口为：

T_G＝T_s-T_a

在本实施例的控制方法根据三相上桥臂功率开关管的PWM控制信号的高电平时间T_a、T_b和T_c中的最大值计算得到在每个PWM控制周期实际可采样窗口的持续时间值，然后将该持续时间值与期望最小采样时间值进行比较，根据比较结果切换采样模式，所以本实施例的控制方法不指定特定的电压调制算法，可适用于SVPWM、SPWM和DPWM等通用的电压调制算法。

进一步的继续参考图6，本发明第一实施例和第二实施例的控制方法都还包括：在一个PWM控制周期中，根据逆变器的每一相的上桥臂功率开关管的导通时间将控制信号PWMA、控制信号PWMB和控制信号PWMC分为最大相控制信号(即控制信号PWMA)、中间相控制信号(即控制信号PWMB)和最小相控制信号(即控制信号PWMC)，在最大相控制信号和中间相控制信号(控制信号PWMA和控制信号PWMB)边沿的之间(例如，最大相控制信号的上边沿和中间相控制信号的上边沿之间，或者最大相控制信号的下边沿和中间相控制信号的下边沿之间)的第一时间间隔对直流母线电流进行采样，得到最大相控制信号对应相的相电流，在最小相控制信号和中间相控制信号(即控制信号PWMB和控制信号PWMC)的边沿之间(例如，最小相控制信号的上边沿和中间相控制信号的上边沿之间，或者最小相控制信号的下边沿和中间相控制信号的下边沿之间)的第二时间间隔对直流母线电流进行采样，得到最小相控制信号对应相的相电流，最小相控制信号对应相的相电流为该相采样电流的相反数，最后根据已知两相的相电流计算中间相控制信号对应相的相电流。进一步的，中间相控制信号对应相的相电流等于最大相控制信号对应相的相电流和最小相控制信号对应相的相电流之和的相反数。

图8A至图8C分别示出根据本发明的第三实施例的逆变器的三种结构示意图。如图8A至图8C所示，电机系统包括逆变器100、电机200、控制电路300以及设置在逆变器100中的第一采样单元110和多个第二采样单元120。

逆变器100用于驱动电机200。逆变器100例如通过三相逆变器实现，包括第一相桥臂A、第二相桥臂B以及第三相桥臂C，每一相的桥臂由两个功率开关管串联组成(例如功率开关管SW1-SW6)，功率开关管SW1-SW6例如选自IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)或者MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。逆变器100用于将直流电源V_DC提供的直流电转换为交流电，并通过控制功率开关管SW1-SW6的导通和截止，输出调制波，从而达到驱动电极200的目的。

进一步的，逆变器100例如通过SVPWM、SPWM或者DPWM等控制方法控制三相桥臂上的功率开关管的导通和截止，以将直流电转换为交流电。

应当理解，逆变器100中的功率开关管SW1-SW6以互补对称的方式导通，即在同一时刻逆变器100中每一相的上桥臂和下桥臂有且仅有一个功率开关管处于导通状态，提供至同一相的上桥臂和下桥臂的PWM驱动信号具有互补关系。在逆变器100的控制过程中，每一相的上桥臂的功率开关管导通，同时下桥臂的功率开关管截止的状态用“1”表示；每一相的上桥臂的功率开关管截止，同时下桥臂的功率开关管导通的状态用“0”表示。那么逆变器100中一共有八种开关状态，如上述表1所示。

具体地，第一采样单元110设置在逆变器100的直流母线上，两个第二采样单元120分别对应设置在逆变器100的相线端的任意两相的相线上或任意两相桥臂上。控制电路300用于通过第一采样单元110对直流母线电流进行采样以得到第一相相电流、第二相相电流和第三相相电流，或者通过多个第二采样单元120对逆变器100任意两相的相电流进行采样以得到第一相相电流、第二相相电流和第三相相电流。

如图8A所示，第二采样单元120为设置在逆变器100任意两相桥臂上的采样电阻，所述控制电路300通过对任意两相桥臂的下桥臂上串接的采样电阻上两端的电压信号进行采样以获得相电流的电流采样信号，根据所述电流采样信号得到相应相的相电流。

如图8B所示，第二采样单元120为设置在逆变器100任意两相的相线上的电流传感器，所述控制电路300通过对任意两相相线端的电流进行采样以获得相电流的电流采样信号，根据所述电流采样信号得到相应相的相电流。

如图8C所示，控制电路300也可直接对逆变器100的任意两相桥臂的下桥臂的功率开关管内阻上的电压信号进行采样，以得到这两相的相电流。

此外，在一种实施例中，所述第一采样单元110为采样电阻，第一采样单元110串接在直流母线回路上，所述控制电路300通过对直流母线的采样电阻两端电压信号进行采样获得电流采样信号并进行重构以得到三相相电流。在另一种实施例中，在逆变器的直流母线上串接电流传感器，通过对直流母线的峰值电流信号进行采样并重构以得到所述相电流。

图9示出根据本发明第四实施例的一种控制电路的结构示意图。如图9所示，控制电路300包括选择模块310、第一采样重构模块320以及第二采样重构模块330。其中，第一采样重构模块320和第二采样重构模块330均包括模数转换器，第一采样重构模块320用于对所述逆变器100的任意两相相电流进行采样并重构获得三相相电流，第二采样重构模块330用于对所述逆变器100的直流母线电流进行采样并重构获得三相相电流，选择模块310用于根据判定条件和判定结果，选择采用第一采样重构模块320进行采样或选择第二采样重构模块330进行采样。

进一步的，所述选择模块310包括第一设置单元311-1和第一比较单元312-1。第一设置单元311-1用于设置调制分界值，第一比较单元312-1用于将空间矢量脉宽调制算法的调制系数与调制分界值进行比较，根据比较结果选择第一采样重构模块320和第二采样重构模块330之一进行采样。其中，第一比较单元312-1用于在所述调制系数小于等于所述调制分界值的情况下，选择所述第一采样重构模块320，以及在所述调制系数大于所述调制分界值的情况下，选择所述第二采样重构模块330。

具体的，调制分界值将本实施例的控制电路300的采样过程在全调制比范围内分为第一阶段和第二阶段。在第一阶段由第一采样重构模块320对逆变器100任意两相的相电流分别进行电流采样以获得所述第一至第三相电流，在第二阶段由第二采样重构模块330对逆变器100的直流母线电流进行采样以获得所述第一至第三相电流。

如图10所示，第一设置单元311-1包括矢量电压计算单元3101、第一时间计算单元3102、第二时间计算单元3103以及输出单元3104。矢量电压计算单元3101用于根据期望输出电压Uref获得相邻的两个基本电压矢量U_X和U_Y。第一时间计算单元3102用于获得基本电压矢量U_X和U_Y在PWM控制周期T_s中的第一作用时间T_X和第二作用时间T_Y。第二时间计算单元3103用于根据第一作用时间T_X和第二作用时间T_Y获得零电压矢量在PWM控制周期T_s中的第三作用时间T₀。输出单元3104用于根据采样控制时间T_set和第三作用时间T₀得到所述调制分界值M_min。

进一步的，第一采样重构模块320需要在零电压矢量的第三作用时间T₀内进行采样，因此调制分界值M_min需要满足使得零电压矢量的第三作用时间T₀大于采样控制时间T_set。

进一步的，第一时间计算单元3102根据以下公式得到与期望输出电压Uref相邻的基本电压矢量U_X和U_Y在PWM控制周期T_s中的作用时间：

T_X＝mT_s sin(60°-θ_X)

T_Y＝mT_s sinθ_X

其中，T_s为PWM控制周期，T_X和T_Y分别对应于两个基本电压矢量U_X和U_Y((X,Y)＝(4,6)、(6,2)、(2,3)、(3,1)、(1,5)或者(5,4))在一个PWM控制周期的第一作用时间和第二作用时间，m为空间矢量脉宽调制算法的调制系数，θ_X为期望输出电压Uref和基本电压矢量U_X之间的夹角，且0≤θ_X＜60°。

进一步的，空间矢量脉宽调制算法的调制系数为：

其中，|Uref|为所述期望输出电压的绝对值，U_dc为直流母线的电压。

进一步的，当空间矢量脉宽调制算法为七段式输出时，第二时间计算单元3103根据以下公式得到零电压矢量在PWM控制周期T_s中的第三作用时间：

T₀＝(T_s-T_X-T_Y)/2

或者，当空间矢量脉宽调制算法为五段式输出时，第二时间计算单元3103根据以下公式计算得到零电压矢量在PWM控制周期T_s中的第三作用时间：

T₀＝T_s-T_X-T_Y

当所述空间矢量脉宽调制算法为七段式输出时，所述调制分界值在空间矢量脉宽调制算法的矢量图的六个扇区中满足以下条件：

T₀＝(T_s-T_X-T_Y)/2>T_set

其中，T_s为所述PWM控制周期，T_X、T_Y和T₀分别对应于两个基本电压矢量U_X、U_Y((X,Y)＝(4,6)、(6,2)、(2,3)、(3,1)、(1,5)或者(5,4))和零电压矢量U₀在一个PWM控制周期的第一作用时间、第二作用时间和第三作用时间，T_set为采样控制时间。

结合上式可以得到：

其中，M为满足使得零电压矢量的第三作用时间T₀大于采样控制时间T_set的所有调制系数的集合，在θ_X＝30°时取得最小值，即调制分界值M_min为：

当所述空间矢量脉宽调制算法为五段式输出时，所述调制分界值在空间矢量脉宽调制算法的矢量图的六个扇区中满足以下条件：

T₀＝T_s-T_X-T_Y>T_set

其中，T_s为所述PWM控制周期，T_X、T_Y和T₀分别对应于两个基本电压矢量U_X、U_Y((X,Y)＝(4,6)、(6,2)、(2,3)、(3,1)、(1,5)或者(5,4))和零电压矢量U₀在一个PWM控制周期的第一作用时间、第二作用时间和第三作用时间，T_set为采样控制时间。

结合上式可以得到：

其中，M为满足使得零电压矢量的第三作用时间T₀大于采样控制时间T_set的所有调制系数的集合，在θ_X＝30°时取得最小值，即调制分界值M_min为：

进一步的，第一设置单元311-1还包括采样控制时间计算单元3105，采样控制时间计算单元3105用于根据以下公式计算得到所述采样控制时间T_set，即

T_set＝T_dead+T_on-T_off+T_ring+T_adsmp+T_wait

其中，T_dead为PWM控制信号的死区时间，T_on为所述逆变器的下桥臂功率开关管的延迟导通时间，T_off为所述逆变器的每一相的下桥臂功率开关管的延迟关断时间，T_ring为所述逆变器的采样重构模块的电流采样信号振荡时间，T_adsmp为所述逆变器的采样重构模块的采样保持时间，T_wait为所述逆变器的采样重构模块的采样开启延迟时间。

图11示出根据本发明第五实施例的另一种控制电路的结构示意图。如图11所示，控制电路300包括选择模块310、第一采样重构模块320以及第二采样重构模块330。其中，第一采样重构模块320和第二采样重构模块330均包括模数转换器，第一采样重构模块320用于对所述逆变器100中的任意两相的相电流进行采样并重构获得三相相电流，第二采样重构模块330用于对所述逆变器100中的直流母线电流进行采样并重构获得三相相电流，选择模块310用于根据判定条件和判定结果，选择采用第一采样重构模块320进行采样或选择第二采样重构模块330进行采样。

本实施例的控制电路与第四实施例的控制电路的区别在于，本实施例的第一采样重构模块320用于在满足连续的多个所述PWM控制周期内所述实际可采样窗口的持续时间值均大于/等于所述期望最小采样时间值的情况下，对所述逆变器的任意两相相电流进行采样并重构获得三相相电流，第二采样重构模块330用于在不满足连续的多个所述PWM控制周期内所述实际可采样窗口的持续时间值均大于/等于所述期望最小采样时间值的情况下，对所述直流母线电流进行采样并重构获得三相相电流。

进一步的，选择模块310包括第二设置单元311-2、采样时间获取单元312-2、第一判断单元313-2以及第二判断单元314-2。第二设置单元311-2用于设置期望最小采样时间值。示例的，所述第二设置单元311-2根据以下公式设置所述期望最小采样时间值：

T_E＝T_ring+T_adsmp+T_wait

其中，T_E表示所述期望最小采样时间值，T_ring表示所述逆变器的相线端的电流采样信号振荡时间，T_adsmp表示所述逆变器的采样重构模块的采样保持时间，T_wait表示所述逆变器的采样重构模块的采样开启延迟时间。

采样时间获取单元312-2用于在每个PWM控制周期内获得实际可采样窗口的持续时间值。所述逆变器100的多相桥臂相互并联地连接在直流供电的正端和负端之间，并且每一相桥臂的上桥臂和下桥臂分别设置了一个功率开关管，在所述相线端实际可采样窗口内进行采样的相的下桥臂上的功率开关管在一PWM控制信号的作用下处于导通状态。所述采样时间获取单元312-2根据以下公式计算得到每个PWM控制周期内所述实际可采样窗口的持续时间值：

T_R＝T_G-T_dead-T_on+T_off

其中，T_R表示所述实际可采样窗口的持续时间值，T_G表示所述可进行采样的时间窗口，T_dead表示所述逆变器的下桥臂功率开关管在PWM控制周期内的死区时间，T_on表示所述逆变器的下桥臂功率开关管在PWM控制周期内的延迟导通时间，T_off表示所述逆变器的下桥臂功率开关管在PWM控制周期的延迟关断时间。更进一步的，所述采样时间获取单元312-2还根据以下公式计算得到每个PWM控制周期中可进行采样的时间窗口：

T_G＝T_s-max(T_a,T_b,T_c)

其中，T_s表示PWM控制信号的PWM控制周期，T_a、T_b、T_c分别表示每个PWM控制周期内所述逆变器的每一相桥臂的上桥臂的导通时间，max(T_a,T_b,T_c)表示每个PWM控制周期内所述逆变器的三相桥臂的上桥臂的导通时间中最大值。

第一判断单元313-2和第二判断单元314-2用来判断得到的实际可采样窗口的持续时间值是否满足预设条件，并根据判断结果开启第一采样重构模块320或第二采样重构模块330。

具体的，第一判断单元313-2用于在每个PWM控制周期内判断所述持续时间值是否小于所述期望最小采样时间值，并在所述持续时间值小于所述期望最小采样时间值时，控制所述第二采样重构模块330对所述直流母线电流进行采样并重构获得三相相电流。第二判断单元314-2用于在所述持续时间值大于/等于所述期望最小采样时间值时，判断与当前PWM控制周期相邻的连续的多个PWM控制周期内所述持续时间值是否均大于/等于所述期望最小采样时间值，并在与当前PWM控制周期相邻的连续的多个PWM控制周期内所述持续时间值均大于/等于所述期望最小采样时间值时，控制所述第一采样重构模块320对所述逆变器中的任意两相的相电流进行采样并重构获得三相相电流，否则控制所述第二采样重构模块330对逆变器的直流母线电流进行采样并重构获得三相相电流。

进一步的，本发明第四实施例和第五实施例中的第一采样重构模块320用于在第一阶段时，对逆变器的任意两相的相电流进行采样，并根据采样到的相电流计算第三相的相电流。

具体的，以三相逆变器为例，第三相的相电流等于已获得的两相相电流之和的相反数。

更进一步的，第二采样重构模块330用于在第二阶段时根据最大相控制信号、中间相控制信号和最小相控制信号边沿之间的时间间隔对逆变器的直流母线电流进行采样以及重构以得到逆变器的各相的相电流。

具体的，第二采样重构模块330在最大相控制信号和中间相控制信号波形边沿之间的第一时间间隔对直流母线电流进行采样，第二采样重构模块330中的模数转换器输出的数值即为最大相控制信号对应的相的相电流，在最小相控制信号和中间相控制信号波形边沿之间的第二时间间隔对直流母线电流进行采样，第二采样重构模块330中的模数转换器输出的数值的相反数即为最小相控制信号对应相的相电流，最后根据两相的相电流计算中间相控制信号对应相的相电流。示例的，中间相控制信号对应相的相电流等于最大相控制信号对应相的相电流和最小相控制信号对应相的相电流之和的相反数。

应当理解，本发明实施例的控制方法和控制电路不仅适用于三相逆变器的电流采样，而且适用于多相逆变器的电流采样。因此，基于本发明的技术思想对多相逆变器所做的改动，同样落入本发明的保护范围之内。

综上所述，本发明实施例的逆变器的控制方法和控制电路将电流采样过程分为第一阶段和第二阶段，并在第一阶段对逆变器的任意两相的相电流进行采样并重构以得到逆变器的三相相电流，在第二阶段对逆变器的直流母线进行采样并重构以得到逆变器的三相相电流，不需要特意避开三相逆变器的高调制区和低调制区，电流可采样重构区域广，而且实现简单不需要进行移相，有利于实现三相逆变器的全调制比范围内的电流采样。

进一步的，本实施例的控制方法通过将控制周期中实际可采样窗口的持续时间值与期望最小采样时间值进行比较来实现采样控制模式的切换，不需要计算平方根，所以可以适用于计算能力较弱的低成本微控制器。

更进一步的，本实施例的切换方法更加平滑和简单，不会导致系统在两种采样模式之间来回切换而降低系统控制性能，且可以适用于SPWM和DPWM等通用的电压调制算法。

此外，本发明实施例的控制方法和控制电路不需要使用昂贵的电流传感器，并且可以简化采样模块的通道数量，降低了三相逆变器的采样成本。这种控制方式的运算简单，不需要采用昂贵的控制芯片即可实现，有利于进一步降低生产成本。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。