用于事件分析的PWM捕获功能的制作方法

用于事件分析的pwm捕获功能
1.相关申请的交叉引用
2.本技术根据美国专利法35u.s.c.第119(e)条，在2020年11月5日提交的“pwm capture function for event analysis”的美国临时申请第63/110,167号，在此通过引用全文并入。
技术领域
3.根据本技术的至少一示例基本上涉及分析电参数(electrical-parameter)信息。


背景技术：

4.许多电气装置包括电气开关装置或“开关”。例如，电力转换器可以包括多个开关，这些开关配置为根据从一控制装置接收的控制信号进行打开或关闭。所述控制信号可以包括脉宽调制(pulse-width modulation,pwm)信号，配置为控制向其提供pwm信号的开关的状态。因此可以基于提供给电气装置中的开关的pwm信号来控制电气装置，例如功率转换器，的操作。


技术实现要素：

5.根据至少一方面，为一种电气装置，包括：多个电气装置组件；一第一存储器，用于临时存储数据；一第二存储器，所述第二存储器为非易失性存储器；及一控制装置，配置为：响应于一采样状况被满足来获取表示所述多个电气装置组件中的至少一电气装置组件的至少一参数的数据；将获取的数据存储在所述第一存储器中；基于所获取的数据来确定一故障状况的存在，所述故障状况表示所述多个电气装置组件中的一个或多个的故障；及响应于确定所述故障状况存在，将获取的数据存储在所述第二存储器中。
6.在各种示例中，所述第一存储器是一缓冲器。在至少一示例中，所述缓冲器是先进先出的缓冲器。在各种示例中，所述第二存储器包括铁电随机存取存储器。在至少一示例中，所述多个电气装置组件包含一个或多个开关装置。在各种示例中，所述故障状况表示所述一个或多个开关装置中的至少一个的故障。在至少一示例中，所述控制装置还配置为向所述一个或多个开关装置提供多个脉宽调制信号。在各种示例中，所述采样状况包含在所述多个脉宽调制信号中的至少一脉宽调制信号的一转变。
7.在至少一示例中，所述采样状况包含一阈值时间段，所述阈值时间段为自先前获取的表示所述至少一电气装置组件的至少一参数的数据最近被所述控制装置获取的所耗时间。在各种示例中，所述电气装置还包括一微处理器，所述微处理器配置为将所获取的数据提供给一可视化系统以分析所述故障状况。在至少一示例中，所述多个电气装置组件包含一峰值电流检测器，而且所述故障状况包括一峰值电流被超过。在各种示例中，所述多个电气装置组件包含一去饱和检测器，而且所述故障状况包括一去饱和状况被检测到。
8.在至少一示例中，表示所述至少一电气装置组件的至少一参数所获取的数据包括电流数据、电压数据或温度数据中的至少一个。在各种示例中，所述多个电气装置组件包含
多个开关装置，而且所述电流数据表示通过所述多个开关装置中的每个开关装置的电流。在至少一示例中，所述多个电气装置组件包含多个开关装置，而且所述电压数据表示所述多个开关装置中的每个开关装置二端的电压。在各种示例中，所述温度数据表示所述多个电气装置组件中的至少一电气装置组件的环境温度。
9.根据至少一方面，为一种非暂时性计算机可读介质，其中存储用于操作一电气装置的计算机可执行指令序列，所述电气装置包括多个电气装置组件、配置为临时存储数据的一第一存储器及一第二存储器，所述第二存储器是非易失性存储器，而且所述计算机可执行指令序列包括指示至少一装置执行以下操作的指令：响应于一采样状况被满足来获取表示所述多个电气装置组件中的至少一电气装置组件的至少一参数的数据；将获取的数据存储在所述第一存储器中；基于所获取的数据来确定一故障状况的存在，所述故障状况表示所述多个电气装置组件中的一个或多个的故障；及响应于确定所述故障状况存在，将获取的数据存储在所述第二存储器中。
10.在各种示例中，所述计算机可执行指令序列包括指示至少一处理器的指令，向一个或多个开关装置提供多个脉宽调制信号，而且被满足的采样状况包含所述多个脉宽调制信号中的至少一脉宽调制信号的转变。在至少一示例中，被满足的采样状况包含一阈值时间段，所述阈值时间段为自先前获取的表示所述至少一电气装置组件的至少一参数的数据最近被所述控制装置获取的所耗时间。
11.根据至少一示例，为一种装配一电气装置的方法，所述方法包括：提供多个电气装置组件、用于临时存储数据的一第一存储器以及一第二存储器，所述第二存储器为非易失性存储器；提供一控制装置，配置为：响应于一采样状况被满足来获取表示所述多个电气装置组件中的至少一电气装置组件的至少一参数的数据；将获取的数据存储在所述第一存储器中；基于所获取的数据来确定一故障状况的存在，所述故障状况表示所述多个电气装置组件中的一个或多个的故障；以及响应于确定所述故障状况存在，将获取的数据存储在所述第二存储器中；以及将所述控制装置耦合到所述多个电气装置组件、所述第一存储器及所述第二存储器。
附图说明
12.下面参考不按比例绘制的附图，讨论至少一实施例的各个方面。附图被包括以提供对各个方面和实施例的说明和进一步理解，而且被并入并构成本说明书的一部分，但不作为任何特定实施例的限制的定义。附图与说明书的其余部分一起用于解释所描述和要求保护的方面和实施例的原理和操作。在附图中，各个附图所示的每个相同或几乎相同的组件由相同的数字表示。为清楚起见，并非每个组件都可以在每个附图中标示出。在附图中：
13.图1显示根据一示例的电气装置的方块图。
14.图2显示根据一示例可以包括在图1的电气装置内如不间断电源(uninterruptible power supply)类型的电源模块的组件的方块图。
15.图3显示根据一示例的获取电气装置信息以使得能够分析一个或多个开关装置的故障状况(fault condition)的原因的一进程。
16.图4显示根据一示例的数据向量的示意图。
17.图5显示根据一示例的可视化系统的组件的方块图。
18.图6显示根据一示例表示图1的电气装置的信息的可视化的示意图。
19.图7显示基于一采样状况来捕获(capture)信息的一进程。
20.图8显示根据一示例的数据向量产生方案(data-vector-generation scheme)的示意图。
21.图9显示根据一示例的数据向量的示意图。
22.图10显示根据一示例的数据向量产生方案的示意图。
具体实施方式
23.在此讨论的方法和系统的示例不限于在以下描述中说明或在附图中示出的构造和组件布置的细节的应用。所述方法和系统能够在其他实施例中实施，而且能够以各种方式被实践或执行。此处提供的具体实现的示例仅用于说明目的，并不是在进行限制。特别地，结合任何一个或多个示例讨论的动作、组件、元素和特征不在被排除于任何其他示例中的类似作用之外。
24.此外，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应被视为限制性的。对本文以单数形式提及的系统和方法的示例、实施例、组件、元件或动作的任何引用也可以包括实施例，包括多个，而且对本文中的任何实施例、组件、元件或动作的任何复数引用也可以包括仅包括单数的实施例。单数或复数形式的引用并不在限制当前公开的系统或方法、它们的组件、动作或元素。本文中“包括(including)”、“包含(comprising)”、“具有(having)”、“包含(containing)”、“涉及(involving)”及其变化的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。
25.对“或”的引用可被解释为包含性的，因此使用“或”描述的任何术语可表示所描述的单个、多个和所有术语中的任何一个。此外，如果本文件与通过引用并入本文的文件之间的术语用法不一致，合并特征中的术语用法是对本文档的补充；对于不可调和的差异，本文件中的术语使用来控制。
26.如上所述，某些电气装置，例如功率转换器，可以包括一个或多个电气开关，这些电气开关配置为打开和关闭，以分别防止和允许电流通过。控制单元可以通过向每个开关提供脉宽调制(pulse-width modulation,pwm)信号来控制每个开关的状态。随着时间的推移，一个或多个开关可能会遇到故障状况(fault condition)，例如无法响应来自控制单元的控制信号而打开或关闭，包括故障开关的电气装置的操作可能受到故障状况的负面影响。
27.在各种示例中，监控在装置中的开关的故障状况。在各种示例中，可以确定故障状况的原因。可以通过分析描述实现开关装置的某些装置信息来促进确定故障状况的原因，例如电流信息、电压信息、温度信息、pwm信号信息、时间戳信息和/或表示检测到的故障状况的监控信息，如果有的话。可以在故障发生之前、期间和/或之后的一段时间内分析这种装置信息的采样以诊断故障的原因。在一些情况下，装置信息被重复采样和存储，使得如果检测到故障状况，则可以分析在故障状况之前、期间和/或之后获取(acquire)的装置信息以诊断故障原因。这可能比在故障状况发生之前预测故障状况更容易或更实用。然而，重复获取和存储装置信息可能需要大量存储资源。
28.在此提供的示例使得能够响应于满足采样状况而对装置信息进行采样和临时存
储。如果此后检测到故障状况，则可以非临时地存储临时存储的信息以执行根本原因分析。例如，信息可以存储在非易失性存储器中。在一些示例中，有二种采样状况提示对装置信息进行采样和存储。在其他示例中，可能存在多于或少于二个采样状况(sample condition)。可以在其中存在电开关装置中提供这些采样状况。可以基于pwm信号来控制电气开关。
29.第一采样状况包括pwm状态转换，例如从逻辑高值到逻辑低值或逻辑低值到逻辑高值。第二采样状况包括自上次获取装置信息以来已经过去的阈值时间段。因此，在所述示例中，如果在阈值时间段期间没有发生pwm状态切换，则响应于pwm状态切换或在阈值时间段之后获取装置信息。
30.最初可以响应于满足采样状况而临时存储装置信息。如果发生触发事件，例如检测到故障状况，则可以将临时存储的装置信息传送到非易失性存储器。例如，可以将装置信息临时存储在先进先出(first-in,first-out,fifo)缓冲器中，使得如果在获取新的装置信息时缓冲器已满，则覆盖缓冲器中最旧的装置信息。可以选择缓冲器的大小来存储所需信息量以确定故障状况的原因。缓冲器可以被认为是“临时”存储数据，因为存储的数据在存储后不久就会被覆盖，除非数据被移动到其他、非易失性存储器或用于无限期存储的存储器(例如，用于存储直到用户明确选择删除)。因此，本文公开的示例使得能够重复临时获取和存储相对少量的信息直到满足触发事件，响应于此，临时存储的信息非临时存储在非易失性存储器中以促进根本原因分析。因此可以最小化在任一时间存储的数据量。
31.电流故障检测和/或分析系统可能不存储可能有利于分析故障状况的某些信息，或者可能存储大量这样的信息。这样的系统可能效率低下，因为可能收集到的信息比可能需要的少，或者可能收集到的信息太多以至于存储器和/或存储要求可能很重要。这是一个技术问题。如本文所述的故障检测和/或分析系统的示例性实施例可以响应于满足采样状况而获取表示一个或多个电气装置组件的至少一个参数的数据，将获取的数据存储在配置的第一存储器中临时存储数据，并且响应于确定故障状况存在而将获取的数据存储在非易失性存储器中。故障状况可以表示所述多个电气装置组件中的一个或多个的故障。至少前述特征组合包括故障检测和分析系统，其通过在不需要大量存储器和/或存储资源的情况下获取和存储有用信息来充当对前述技术问题的技术解决方案。所述技术方案不是常规，而且非为常规。本技术方案是故障检测与分析系统设计的实际应用，解决了上述技术问题，至少通过使故障成为可能，构成了电气装置系统技术领域的改进，无需大量资源，例如存储器和/或存储资源，即可进行有效分析。
32.图1显示根据一示例的电气装置100的方块图。所述电气装置100可以包括使用电力运行的任何装置。例如，电气装置100可以是功率装置，如功率转换器。在一示例中，功率转换器可以配置为在三相系统中转换电功率。每相可以有十个开关装置，使得功率转换器包括总共30个开关装置。在其他示例中，所述电气装置100可以是除功率装置之外的装置，和/或可以包括多于或少于30个开关。
33.所述电气装置包括一模数转换器(analog-to-digital,adc)102、包含缓冲器106的一控制装置104、一微处理器108、一存储器110，其可包括非易失性存储器技术，例如铁电随机存取存储器(ferroelectric random-access memory,fram)技术或其他非易失性存储器技术、第一组的一个或多个传感器112(包括例如温度传感器、电流传感器、电压传感器等)，以及附加组件114，其包括一个或多个开关装置116、一个或多个监控电路118和第二组
的一个或多个传感器120(包括例如温度传感器、电流传感器、电压传感器等)。所述一个或多个监控电路118包括一个或多个电路，其配置为针对某些状况或事件监控所述附加组件114，例如，一峰值电流检测器120配置为检测一个或多个开关器件116的峰值电流是否被超过，一去饱和检测器122配置为检测一个或多个开关器件116的去饱和状况等。如果有的话，所述一个或多个监控电路118可以向所述控制装置104发送表示任何检测到的状况或事件(例如故障状况)的监控信息。在一些示例中，所述控制装置104可以是例如现场可编程门阵列(field-programmable gate array,fpga)，或者配置为控制装置的另一装置，如微控制器、专用集成电路等。
34.所述附加组件114可以包括特定于所述电气装置100的应用的组件。例如，在所述电气装置100是配置为提供和存储电力的电源模块的情况下，所述附加组件114可以包括配置为能够或促进提供和存储电力的组件，包括开关装置116。所述开关装置116可以包括例如金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide semiconductor field-effect transistors,mosfet)、双极结型晶体管(bipolar junction transistors,bjt)、绝缘栅双极晶体管(insulated-gate bipolar transistors,igbt)，或其他类型的开关装置，这可能取决于附加组件114的特定实现。
35.图2显示根据一示例可以包括在图1的附加组件114内如不间断电源(uninterruptible power supply,ups)类型的电源模块200的组件的方块图。图2可能仅显示所述电源模块200的组件的一子集(subset)。例如，所述电源模块200可以是三相电源模块，为了清楚起见，图2可能仅显示三相中单相的组件。电源模块的其他相可以类似地配置。因此，图2可以仅显示图1的附加组件114的子集。
36.所述电源模块200包括一输入202、一整流器204、包括至少一控制开关208(“控制开关208”)的直流(dc)总线206、直流(dc)/直流(dc)转换器210、一电池212、一逆变器214以及一输出216。所述输入202配置为从公用电源接收输入电力(power)，例如交流(ac)电力。所述整流器204配置为对输入电力进行整流，其可以包括向输入电力提供功率因数校正(power-factor correction,pfc)。所述dc总线206配置为在与其连接的组件之间传导dc电流，包括整流器204、逆变器214和dc/dc转换器210，而且所述控制开关208配置为控制dc电流如何通过dc总线206。例如，所述控制开关208可以具有从所述整流器204向所述dc/dc转换器210和/或所述逆变器214提供dc电流的第一位置，以及从所述dc/dc转换器210向所述逆变器214提供dc电流的第二位置。当在所述输入202接收到的交流电是可接受的(例如具有在可接受范围内的电压和/或电流水平)时，所述控制开关208可以处于第一位置，而且当在所述输入202接收到的交流电时，所述控制开关208可以处于第二位置。所述输入202是不可接受的(例如具有不在可接受范围内的电压和/或电流水平)。
37.所述dc/dc转换器210配置为将dc电力从第一电压和/或电流转换为第二电压和/或电流。所述dc/dc转换器210可以是双向的，使得从所述dc总线206接收的电力在第一方向上被转换并提供给所述电池212，而且使得从所述电池212接收的电力被转换，并且在第二方向提供给所述dc总线206。所述dc/dc转换器210可在所述输入202处接收的ac电力可接受时向所述电池212提供电力，并且当所述输入202处接收的ac电力不可接受时可提供来自所述电池212的电力。所述电池212配置为从所述dc/dc转换器210接收电力、存储电力，而且将存储的电力释放到所述dc/dc转换器210。所述逆变器214配置为从所述dc总线206接收dc电
力，将dc电力转换为ac电力，并且将ac电力提供给输出216。在一些示例中，所述电池212在所述电源模块200的外部，而且电耦合到所述电源模块200。例如，电源模块200可以包括耦合到dc/dc转换器210或其一部分的电源接口(power interface)，以使得电力能够在所述电源模块200和所述电池212之间交换。所述输出216向可连接到其的装置(例如负载)提供ac电力。
38.如上所述，所述附加组件114可以包括多个开关装置116。例如，所述整流器204、所述dc总线206、所述dc/dc转换器210和所述逆变器214可以各自包括一个或多个开关装置。更具体地，所述整流器204可以包括一个或多个整流器开关218，所述dc总线206可以包括所述控制开关208，所述dc/dc转换器210可以包括一个或多个转换器开关220，而且所述逆变器214可以包括一个或多个逆变器开关222。所述多个开关装置116可包括开关208、218-222中的一些或全部。
39.所述控制装置104可产生pwm信号，并且将pwm信号提供给所述多个开关装置116以控制所述多个开关装置116。所述开关装置116中的一个或多个有时可能经历一故障状况，其可包括影响所述开关装置116的操作的任何状况，例如非预期状况。例如，所述故障状况可以包括负面影响开关装置116的操作的状况。这种故障状况可以包括例如超过开关装置的温度，或其他故障状况。
40.如上所述，在各种示例中，可以识别故障状况而且可以基于描述在故障状况发生之前、期间和/或之后的电气装置100的操作的信息来确定故障状况的原因。可以随时间重复获取电气装置信息，而且如果发生故障状况，则可以提取描述及时接近故障状况的电气装置100的电气装置信息。随后可以分析提取的信息以确定例如故障状况的原因。
41.图3显示根据示例的获取电气装置信息以能够分析一个或多个开关装置的故障状况的原因的进程300。所述进程可以结合所述电气装置100及其组件来执行，例如所述多个开关装置116，其可以包括开关208、218-222。
42.在动作302，进程300开始。
43.在动作304，响应于采样状况被满足，所述控制装置104获取数据并且将数据存储在第一存储器中。下面关于图7更详细地讨论动作304的示例，包括采样状况的示例。第一存储器可以配置为临时存储数据。例如，第一存储器可以是缓冲器106，在一些示例中其可以是fifo缓冲器。在其他示例中，第一存储器可以是不同类型的存储器或存储器，例如后进先出(last-in,first-out,lifo)缓冲器、除缓冲器之外的不同类型的临时存储器、配置为非临时存储数据的存储器等。
44.在动作304处捕获(capture)的信息的一部分可由所述控制装置104本身和/或电气装置100的其他组件(例如adc 102)获取。例如，adc 102可以重复地(例如，周期性地、连续地、非周期性地等)对一个或多个传感器(包括例如第一组的一个或多个传感器112、第二组的一个或多个传感器120，或两者)进行采样，用于所述多个开关装置116和/或电气装置100而作为一个整体的一个或多个参数。例如，在所述电气装置100是电源模块的情况下，adc 102可以对以下进行采样，输出(包括例如输出216)的每一相的电流，输入(包括例如输入202)的每一相的电流，电池212的每一极处的电流，每个相应整流器(包括例如整流器204)之间的每个导轨的相应dc总线(包括例如dc总线206)上的电压，以及和逆变器(包括例如逆变器212)，输入端的电压(包括例如输入202的交流输入电压)，输出的电压(包括例如
在输出216)、电池212的电压等。
45.在一些示例中，adc 102可以在动作304处对一个或多个传感器进行采样，以获取信息的前述示例中的每一个。在其他示例中，adc 102可以在动作304处对一个或多个传感器的子集进行采样(sample)和/或获取(acquire)信息的前述示例的子集。例如，adc 102可以在动作304的每次执行时捕获(capture)以上标识的电流信息的每个示例，但是可以在捕获电压信息的示例的不同子集之间交替。在一示例中，在第一次执行动作304时，adc 102可以捕获的电压信息可以包括例如每个相应整流器和逆变器之间的每个导轨的相应dc总线上的电压。在一示例中，在第二次执行动作304时，adc 102可以捕获的电压信息可以包括例如输入的电压。在一示例中，在第三次执行动作304时，adc 102可以捕获的电压信息可以包括例如输出的电压。在一示例中，在第四次执行动作304时，adc 102可以捕获的电压信息可以包括例如电池212的电压。在一示例中，在第五次执行动作304时，adc 102可以捕获的电压信息可以包括，例如，每个相应整流器和逆变器之间的每个导轨的相应dc总线上的电压，如第一次执行的那样。然后可以重复该循环，从而可以随时间捕获变化的电压信息，而无需在任何时间捕获所有电压信息。在一些示例中，可以以相对于被测量的电压的频率(例如，在输入202接收的ac电压)高的频率重复执行动作304。应当理解的是，上面提供的示例是非限制性的，并且在其他示例中，可以在动作304处以不同的顺序和/或频率获取不同的信息组合。adc 102还可以从第一和第二组传感器112、120中的任一个或二个的传感器(例如温度传感器)获取信息，例如电气装置100和/或附加组件114的温度。由adc 102获取的信息可被转换为数字格式并提供给控制装置104。在动作304处捕获信息可包括控制装置104控制adc102以获取并提供信息。在一些示例中，在动作304捕获信息可以包括所述控制装置104请求adc 102向所述控制装置104提供信息。如下文更详细地讨论的，所述控制装置104可以请求adc信息或控制adc102响应于经过的时间段或pwm信号状态变化来提供信息。
46.在动作304存储电气装置信息时，所述控制装置104产生数据向量。图4显示根据一示例由所述控制装置104产生的数据向量400的示例。数据向量400包括栅信号信息402、时间戳信息404、监控信息406、电流信息408、直流电压测量信息410以及温度信息412，统称为“装置信息”。在一示例中，所述数据向量400为216位元长，其中所述栅信号信息402由32位元表示，所述时间戳信息404由20位表示，所述监控信息406由32位元表示，电流测量信息408由96位表示，dc电压测量信息410用24位表示，温度信息412用12位表示，尽管在其他示例中，数据向量400及其部分可以由不同数量的位元表示，而且可以包括附加的、更少的或不同的信息。
47.所述电流信息408、dc电压测量信息410以及温度信息412可以包括在从adc 102接收的信息中。adc 102继而可以通过对一个或多个传感器进行采样来获取所述电流信息408、dc电压测量信息410以及温度信息412，例如第一组的一个或多个传感器112、第二组的一个或多个传感器120，或二者。所述数据向量400中的其他信息可由所述控制装置104本身产生或获取。例如，栅信号信息402包括表示由所述控制装置104提供给所述多个开关装置116的pwm信号的信息。栅信号信息402可以表示在产生数据向量400时提供给每个对应开关装置的pwm信号是处于逻辑高值还是逻辑低值。时间戳信息404表示产生数据向量400的时间。例如，时间戳信息404可包括时钟值、可用于确定时钟值的时钟周期的数量、或可用于确定产生数据向量400的时间的任何其他信息。
48.如果有的话，所述监控信息406表示由一个或多个监控电路118和/或所述控制装置104基于从一个或多个监控电路118接收的信息检测到的故障状况，例如峰值电流检测器122、去饱和检测器124等。所述控制装置104可以从adc 102接收信息并分析所述信息以确定是否存在故障状况。例如，所述控制装置104可以基于在可接受的值范围之外的电压或电流值来确定存在故障状况。在其他示例中，所述控制装置104可能无法确定故障状况存在，或者可能根本不针对故障状况分析adc信息，而且可以替代地从一个或多个监控电路118直接接收表示故障状况是否存在的监控信息406。
49.所述控制装置104将所述数据向量400存储在第一存储器中，在示例中其可以是缓冲器106。在一些示例中，缓冲器106可以配置为存储多个数据向量。所述缓冲器106可以是fifo缓冲器，使得如果当数据向量400存储在fifo缓冲器中时fifo缓冲器已满，则存储在fifo缓冲器中的最旧的数据向量被覆盖。可以基于要存储的数据向量的期望数量来选择fifo缓冲器的大小。
50.图9显示根据另一示例的数据向量900的另一实施例。所述数据向量900类似于数据向量400，而且包括栅信号信息902、时间戳信息904、监控信息906和电流信息908，其可以分别与栅信号信息402、时间戳信息404、监控信息406和电流信息408基本相似。所述数据向量900还包括电压测量信息910和控制信息912。信息902-912统称为“装置信息”。在一示例中，数据向量900为224位元，其中栅信号信息902由32位元表示，时间戳信息904由20位元表示，监控信息906由32位元表示，电流测量信息908用96位元表示，电压测量信息910用24位元表示，控制信息912用20位元表示，尽管在其他示例中，所述数据向量900及其部分可以由不同数量的位表示并且可以包括附加的、更少的或不同的信息。
51.包括在电压测量信息910中的信息可以不同于包括在直流电压测量信息410中的信息。如上所述，在动作304的一些示例中，adc 102可以在动作304的连续执行中捕获不同的信息。例如，adc 102可以在动作304的连续执行中捕获不同的电压信息，例如，通过第一次捕获表示dc总线206处的dc电压的信息，第二次捕获表示输入202处的ac电压的信息，等等。在一些示例中，adc 102可以包括或耦合到具有多个输入的多路复用器(multiplexer)，每个输入配置为接收不同的电压信息，例如上面提供的电压信息示例。所述多路复用器还可以包括输出，多路复用器可以将多个输入中的一个输入路由到输出，其中多路复用器的输出可以提供电压信息910。因此，在一些示例中，电压信息910包括随着动作304被重复执行而随时间变化的电压信息和数据向量，例如数据向量900，是重复产生的。
52.所述控制信息912中包括的信息可以与温度信息412中包括的信息不同。在一些示例中，所述控制信息912可以包括与温度信息412中包括的内容基本相同的温度信息。所述控制信息912还可以包括附加信息。例如，在电压测量信息910包括随时间变化的各种不同类型的电压信息的情况下，控制信息912还可以表示电压测量信息910表示那些类型的电压信息，例如通过表示电压测量信息910表示输入202处的ac电压、输出216处的ac电压等等。在一些示例中，所述控制信息912还可以包括其他信息，例如用于优化电气装置100的其他组件，包括缓冲器106，的信息。
53.返回图3，在所述控制装置104在动作304存储数据向量之后，所述进程300继续到动作306。仅出于解释的目的，以下示例可涉及数据向量400的方面，即，可提供以下示例，其中在动作304处存储数据向量400。应当理解的是，在其他示例中，以下原理也适用于其他类
型的数据向量，例如数据向量900。
54.在动作306，所述控制装置104基于数据向量400中的信息(包括例如从一个或多个监控电路118接收的监控信息406)确定是否已经检测到故障状况。如果确定未发生故障状况(306否)，则进程300返回到动作304。进程300继续直到检测到故障状况(306是)，此时进程300继续动作308。然而，如下文更详细地讨论的，即使检测到故障状况(306是)，也可以重复执行进程300。
55.在动作308，所述控制装置104将第一存储器的内容存储在第二存储器和/或存储器中。例如，所述控制装置104可以将所述缓冲器106的内容提供给所述微处理器108，而且所述微处理器108可以将所述缓冲器106的内容存储在第二存储器中。所述控制装置104可在确定故障状况存在时(306是)或在延迟后立即将所述缓冲器106的内容提供给所述微处理器108，例如在一个或多个采样周期之后。所述第二存储器可以是非易失性存储器。例如，第二存储器可以是或包括存储器110，其可以包括非易失性存储器，例如fram存储器或另一种类型的非易失性存储器。所述控制装置104可提供缓冲器106的内容(例如，一个或多个数据向量，其可包括数据向量400和/或数据向量900)以数据向量最初存储在缓冲器106中的形式发送给微处理器108，这可以被称为“原始”形式。在其他示例中，所述缓冲器106的内容可以以另一种形式提供给所述微处理器108，例如转换形式(例如，在存储在缓冲器106中之前、期间或之后由所述控制装置104转换)。所述微处理器108可以以原始形式或其他形式将数据存储在存储器110中。
56.在动作310处，所述微处理器108确定所述微处理器108是否可操作和/或此后不久可能不可操作。某些故障状况可能会影响微处理器108的性能。例如，故障状况可以包括控制所述电气装置100的输入的电力输入的开关装置的故障，或者作为一个整体的部件，例如微处理器108的电源。在没有为所述微处理器108供电的输入电源的情况下，所述微处理器108可能缺乏电力以在故障状况发生之后保持操作更长时间，如果有的话。若所述微处理器108不运行，或者由于故障状况很可能不运行更长时间(310否)，则重复执行确定，直到确定所述微处理器运行并且不太可能不运行为止。此后不久即可运行(310是)。例如，如果故障状况不影响微处理器108保持运行的能力，或者如果故障状况已经停止发生并且不再不利地影响所述微处理器108的操作，则可以确定所述微处理器108是可操作的(310是)。然后所述进程300继续到动作312。
57.在动作312，所述微处理器108将存储在所述存储器110中的原始信息转换为替代格式并将转换后的信息存储在相同或不同的存储器中。例如，所述微处理器108可以将原始数据转换为另一种格式，例如javascript对象表示法(javascript object notation,json)文件格式，并且将转换后的数据存储在另一种存储器中，例如静态随机存取存储器(static random-access memory,sram)存储器。尽管所述微处理器108可以将原始数据转换为json文件格式以外的格式，例如逗号分隔值(comma-separated value,csv)文件格式或其他文件格式，出于解释的目的，提供了关于json文件格式的示例。
58.在一些示例中，所述微处理器108可以在json文件中连同原始数据一起包括附加信息，例如序列号信息、转换信息和/或其他信息。在一些示例中，所述存储器110可以包括上面讨论的sram存储器和fram存储器。在其他示例中，所述存储器110可以包括sram存储器或fram存储器，并且电气装置100可以包括附加存储器，其可以是sram存储器、fram存储器
或其他类型的存储器，例如闪存。转换所述数据可以包括所述微处理器108应用时间、电流、电压和温度的标度值，将所述微处理器108连接到的不同装置的数据分段，并且将数据导出到json文件中以进行存储。
59.在可选动作314，所述微处理器108可以将转换后的数据，其可以包括在json文件中，提供给另一个存储，所述存储可以是除电气装置100之外的装置中的外部存储器。转换后的数据可以通过有线或无线通信连接提供给外部存储器。实体，例如操作员，可以容易地访问外部存储器，以查看包括在转换数据中的信息，以分析触发所述控制装置104向所述微处理器108提供原始数据的故障状况的原因。响应于包括外部存储器的装置从所述电气装置100请求转换的数据和/或电气装置100存储的其他信息，所述电气装置100可以将转换的数据提供给外部存储器。在另一示例中，所述电气装置100可以在有或没有来自装置的提示、请求或命令的情况下，直接地或经由一个或多个中间装置周期性地、不定期地或连续地向包括外部存储器的装置发送这样的信息。
60.在动作316，所述微处理器108向所述控制装置104发送信号以恢复如上关于动作304所讨论的采样数据。例如，所述微处理器108可以向所述控制装置104发送信号以重新执行进程300。因为所述微处理器108已经以非易失性格式存储了转换后的数据，所以所述控制装置104可以自由地采样附加数据，这可能会覆盖存储在缓冲器106中的数据。所述微处理器108存储的转换数据可以在所述微处理器108向所述控制装置104发送信号，以恢复采样数据之前或之后的任何时间提供给外部存储器。在一些示例中，进程300在动作318处结束，但是在其他示例中，进程300可以不结束而且可以替代地返回动作302或动作304，一旦所述微处理器108向所述控制装置104发送信号以恢复采样数据，存储的转换数据可自动或应要求提供给外部装置。
61.可以将转换后的数据提供给外部装置，所述外部装置配置为使操作员能够查看确定故障状况的原因。例如，外部装置可以包括可视化系统以可视化转换后的数据。图5显示根据示例的可视化系统500的方块图。所述可视化系统500包括外部存储器502和可视化工具504。所述外部存储器502配置为存储json文件和可选的表示电气装置100或其他电气装置的故障状况的其他信息。可以包括一个或多个软件程序的可视化工具504配置为解释存储在外部存储器502中的信息，例如json文件，以产生信息的可视化。
62.例如，图6显示可以基于json文件产生的信息的可视化600。可视化600显示三相功率装置的每一相的逆变器电流，包括三相功率装置的第一相逆变器中的逆变器电流的第一曲线图602、三相功率装置的第二相的逆变器电流的第二曲线图604以及三相功率装置的第三相的逆变器电流的第三曲线图606。
63.所述第一曲线图602包括表示提供给三相功率装置的第一相中的逆变器的第一开关装置的pwm信号的第一pwm信号轨迹608，表示提供给三相功率装置的第一相中的逆变器的第二开关装置的pwm信号的第二pwm信号迹线610，表示提供给三相功率器件的第一相中的逆变器的第三开关器件的pwm信号的第三pwm信号迹线612，表示提供给三相功率器件的第一相中的逆变器的第四开关器件的pwm信号的第四pwm信号迹线614，以及表示由三相功率装置的第一相的逆变器提供的逆变器电流的第一电流轨迹616。
64.所述第二曲线图604包括表示提供给三相功率装置的第二相中的逆变器的第一开关装置的pwm信号的第五pwm信号轨迹618，表示提供给三相功率器件的第二相中的逆变器
的第二开关器件的pwm信号的第六pwm信号迹线620，表示提供给三相功率器件的第二相中的逆变器的第三开关器件的pwm信号的第七pwm信号迹线622，表示提供给三相功率器件的第二相中的逆变器的第四开关器件的pwm信号的第八pwm信号迹线624，以及表示由三相功率装置的第二相的逆变器提供的逆变器电流的第二电流轨迹626。
65.所述第三曲线图606包括表示提供给三相功率装置的第三相中的逆变器的第一开关装置的pwm信号的第九pwm信号轨迹626，表示提供给三相功率器件的第三相中的逆变器的第二开关器件的pwm信号的第十pwm信号迹线628，表示提供给三相功率器件的第三相中的逆变器的第三开关器件的pwm信号的第十一pwm信号迹线630，表示提供给三相功率器件的第三相中的逆变器的第四开关器件的pwm信号的第十二pwm信号迹线632，以及表示由三相功率装置的第三相的逆变器提供的逆变器电流的第三电流轨迹634。
66.因此，可视化600显示表示逆变器的信息。例如，可视化600可以显示通过所述逆变器212的一个或多个逆变器开关222的电流。使用第一曲线图602作为示例，所述第一电流轨迹616可以表示由逆变器212接收、提供或在逆变器212内部的逆变器电流。pwm信号迹线608-614中的每一者可表示由所述控制装置104提供给一个或多个逆变器开关222中的相应逆变器开关的pwm信号，所述一个或多个逆变器开关222可包括四个逆变器开关。在其他示例中，可视化可以说明基于json文件的内容和/或存储在外部存储器502中的其他信息的任何信息。例如，可视化可以包括可以帮助分析故障状况的原因的任何信息。
67.上面讨论的示例使得能够重复获取数据向量中的装置信息，所述装置信息已经由控制装置累积。在一些示例中，所述控制装置104可以响应于采样状况被满足而获取装置信息。所述装置信息可以临时存储。如果例如通过监控电路检测到故障状况，则可以将装置信息提供给所述微处理器用于非临时存储。随后可以分析装置信息，例如通过使操作员能够查看装置信息的可视化来确定故障状况的原因。因此可以在不存储大量信息的情况下确定故障状况的原因，至少因为信息可以仅响应于满足采样状况而被采样，并且仅响应于例如检测到的故障状况非瞬时地存储。
68.图7显示根据示例的基于被满足的采样状况来捕获装置信息的进程700。如上所述，所述进程700可以是动作304的示例。出于解释的目的，关于图1提供进程700的示例。如上所述，所述附加组件114可以包括开关装置116。所述开关装置116可以配置为基于从所述控制装置104接收的pwm信号进行操作。例如，所述附加组件114可以包括30个开关装置，其配置为基于从所述控制装置104接收的pwm信号进行操作。
69.在动作702，进程700开始。
70.在动作704，所述控制装置104可以确定pwm信号变化是否已经发生。pwm信号变化可包括由所述控制装置104提供的pwm信号从逻辑高电平转变为逻辑低电平，或从逻辑低电平转变为逻辑高电平，或二者。在一些示例中，信号变化可以是由30个示例开关装置中的任一个提供的pwm信号中的任一个的信号变化。如果检测到pwm信号变化(704是)，则进程700继续到动作706。
71.在动作706，所述控制装置104捕获装置信息并将其作为数据向量存储在第一存储器(例如，缓冲器106)中，如上面关于动作304所讨论的。在动作706捕获装置信息可以包括确定所述控制装置104捕获装置信息的时间。然后所述进程700在动作708结束。在进程700是动作304的实施例的示例中，然后进程300可以继续到动作306。
72.返回到动作704，如果所述控制装置104确定pwm信号没有发生变化(704否)，则进程700继续到动作710。
73.在动作710，所述控制装置104确定自所述控制装置104最近捕获装置信息以来是否已经过去一段时间。如上面关于动作706所讨论的，所述控制装置104可以确定每次控制装置104捕获装置信息时捕获装置信息的时间。因此，在动作710，所述控制装置104确定当前时间和最近捕获装置信息的时间之间的时间是否满足或超过该时间段。所述时间段可以是指定的时间段，例如2微秒或其他时间段。如果所述时间段尚未过去(710否)，则所述进程700返回到动作704。否则，如果所述时间段已经过去(710是)，则进程700继续动作706。如上所述，在动作706，所述控制装置104捕获装置信息并将其作为数据向量存储在第一存储器(例如，缓冲器106)中。然后进程700在动作708处结束，其可以包括进程300继续动作306。
74.因此，在示例中，所述控制装置104在每次pwm信号变化发生时或者如果在指定时间段内没有发生信号变化，则在所述时间段结束时捕获装置信息。包含装置信息的数据向量，例如数据向量400，然后可以与包括先前捕获的装置信息的其他数据向量一起临时存储在存储器中，例如缓冲器106。
75.图8显示根据示例的由所述控制装置104实现以产生数据向量400的数据向量产生方案800的示意图。所述控制装置104可由时钟802产生的时钟信号驱动，所述时钟802可包含在所述控制装置104内或可耦合到控制装置104。在一些示例中，时钟信号具有20ns的周期。时钟信号可以提供给计数器804和增量计数模块808，而且可以用于(例如，由控制装置104)产生pwm信号806，例如通过确定每个pwm信号806的周期。所述计数器804配置为在产生数据向量400时提供时间戳信号，所述时间戳信号表示或用于生成时间戳信息404。可包括计数器值的时间戳信号可用于确定绝对时间值。pwm信号806可基于时钟信号产生，其可提供pwm信号的信号分辨率。所述增量计数模块808配置为确定自所述增量计数模块808计数最近被重置以来经过的时间段。
76.每次增量计数模块808确定自所述增量计数模块808最近重置以来经过的时间段已达到指定时间段时，所述增量计数模块808产生存储数据向量的命令，例如2微秒，而且每次pwm信号806之一改变状态。以上进程700的动作704和710讨论了这些特征。存储所述数据向量400的命令来命令增量计数模块808重置计数，而且还命令所述控制装置104存储数据向量400。
77.如上所述，所述数据向量400包括栅信号信息402、时间戳信息404、监控信息406、电流测量信息408、dc电压测量信息410和温度信息412。所述栅信号信息402可以由提供pwm信号的控制装置104本身提供。所述时间戳信息404可以由所述计数器804提供。所述监控信息406可以由监控寄存器810提供，其可以是所述控制装置104的组件并表示其状态，例如故障状况的存在或不存在。所述监控寄存器810可以存储从一个或多个监控电路118接收的信息。所述电流测量信息408、dc电压测量信息410和温度信息412可以由adc 102通过采样一个或多个传感器来提供，例如第一组的一个或多个传感器112和/或第二组的一个或多个传感器120。例如，所述控制裝置104可以响应于存储数据向量400的命令请求adc 102提供电流测量信息408、dc电压测量信息410和温度信息412。在另一个示例中，adc 102可以独立于存储数据向量400的命令提供电流测量信息408、dc电压测量信息410和温度信息412，但是所述控制装置104可以使用接收到的电流测量信息408、dc电压测量信息410和温度信息412
来响应于存储数据向量400的命令来产生数据向量400。
78.图10显示根据示例的由所述控制装置104实现以产生数据向量900的数据向量产生方案1000的示意图。数据向量产生方案(data vector generation scheme)1000可以基本上类似于数据向量产生方案800。例如，时钟1002、计数器1004、pwm信号1006、增量计数模块1008和监控寄存器1010可以基本上类似于时钟802、计数器804、pwm信号806、增量计数模块808以及监控寄存器810。数据向量产生方案100还可以包括adc数据1012，其可以与adc数据812基本相似，除了adc数据1012用于产生电压测量信息910之外，如上所述，所述电压测量信息910可以不同于dc电压测量信息410。adc数据1012和数据向量产生方案1000整体上可以分别基本上类似于adc数据412和数据向量产生方案800。
79.在一些示例中，数据向量400和/或数据向量900可以包括比以上示例中表示的信息更多、更少和/或不同的信息。数据向量400和/或数据向量900的每个部分可以具有与以上提供的示例中不同的长度。尽管在此已经提到了某些存储器和存储组件，但是应当理解，存储器和存储组件可以用不同于具体提到的技术的替代技术来实现。此外，在一些示例中，易失性存储器的示例可以替代地由非易失性存储器组件实现。
80.如上所述，动作710可以包括确定自最近获取装置信息以来是否已经过去一段时间。在一些示例中，动作710可替代地或附加地包括确定自进程700开始以来是否已经过去一段时间。例如，当所述控制装置104第一次执行过程700时，所述控制装置104之前没有获取过装置信息，因此可能无法确定自最近获取到任何装置信息以来是否已经过去了一段时间。因此，确定自进程700开始以来是否已经过去一段时间可以起到与确定自最近获取装置信息以来是否已经过去基本相似的目的。
81.尽管某些示例可以包括三相功率模块，但是这里讨论的示例可以结合不同的装置来实现，包括单相功率模块和除功率模块之外的装置。由fpga或以与上述控制装置104类似的方式操作的装置获取和/或存储的信息，例如可以响应于二个采样状况之一或不同数量的采样状况来采样信息，这些状况可以是与上面讨论的那些状况相同的状况或者可以包括不同的、更少的或附加的状况。
82.已经因此描述了至少一个实施例的几个方面，应当理解的是，本领域技术人员将容易想到各种变更、修改和改进。此类变更、修改和改进主要在于成为本公开内容的一部分并且在本公开内容的精神和范围内。因此，前述描述和附图仅作为示例。