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CN115078814A - 一种PWMi的检测方法与装置 - Google Patents

一种PWMi的检测方法与装置 Download PDF

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CN115078814A
CN115078814A CN202210642560.1A CN202210642560A CN115078814A CN 115078814 A CN115078814 A CN 115078814A CN 202210642560 A CN202210642560 A CN 202210642560A CN 115078814 A CN115078814 A CN 115078814A
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Abstract

本发明提出一种PWMi的检测方法与装置,涉及PWM电流检测计算的技术领域,进行检测计算时,将电流信号采集单元ADC的采样率根据PWM频率值的划分区间频率配置,确保一个PWM周期内的采样点数可控,考虑一个周期内采样点的适中个数以及PWM频率跨度大的问题,将PWM频率值的范围按频率由小及大的顺序划分为若干个区间频率段,平衡了PWM波形频率的高频部分和低频部分采样,既可以保证精度,又不需要太大的存储空间,针对于采样点,以标识的方式确定一个PWM周期精准起始点,快速得到检测结果,来避免取大量平均来减小计算结果波动的做法实时性差的缺陷,还提出了PWMi的检测装置,能实现电流的实时信息采集与检测,满足控制时效性要求。

Description

一种PWMi的检测方法与装置
技术领域
本发明涉及PWM电流检测计算的技术领域,更具体地,涉及一种PWMi的检测方法与装置。
背景技术
随着先进电力电子技术地不断出现,电子设备的应用领域变的越来越广泛,负载用电设备的种类也越来越多,对控制技术的要求也越来越高,脉宽调制技术(PWM,PulseWidth Modulation)的运用在工业控制里非常广泛,例如使用PWM信号控制温度,控制比例阀的开度、控制电机的转速、控制舵机的转向等,而要实现精确的控制,对电流的检测就是其中重要的一部分。
PWMi是指是PWM调制的方波电压作用在负载上产生的电流;其中,负载可以是电阻/电容/电感任一类型负载,如电机,比例阀等,然后通过电流输入及转换电路,再通过信号回采进行电流检测,因为PWM调制的波形是由控制器输出,但负载电流未知,而进行PID控制时需要电流的实时信息进行采集与检测,再进行反馈控制,另外,控制器也需要采集电流来进行过流、开路、短路等状态判断,所以对电流进行准确的检测是比较基本的要求,然而,从实际电流波形或采样后的波形可以看出PWM的波形容易发生畸变,不过PWM的周期性不变,一个周期内的采样点为40~100之间比较合适,这样既可以保证精度,又不需要太大的存储空间,现有技术中公开了一种新型数字PWM变换器低延迟电流采样方法,在单个PWM周期的初始点和中点对电流信号进行双次采样,将中点采样结果与初始点采样结果相减,得到电流变化量,将中点采样所得电流与电流变化量相加,对下一个PWM周期初始点的电流进行预测,并将预测值作为实时电流反馈信号,实现低延迟的电流采样,然而,实际需求的PWM频率(15Hz-1000Hz)的跨度太大,在设置固定的采样率时,一方面,若采样率取中间值,低频部分需要过多的存储空间,且需要更多的DMA buff来装满一个周期的数据,每种频率均要进行分支判断,非常繁琐,容易出错,程序的可读性和可维护性较差;另一方面,高频部分一个周期的采样点过少,会影响后续电流采样信号的计算精度;而采样率取较小值时,高频部分的问题会更严重,采样率取较大值时,低频的问题会加剧。此外,在负载为电子负载时,电流采样波形上的瞬间冲击响应会出现一个异常超大值,采样时微小的时钟漂移均会随机采样在该超大值的不同位置(时钟漂移是客观存在的问题),导致最终计算出的电流值有较大的波动,现有技术一般是做大量的平均来减小计算结果的波动,但是用检测的电流值来做PID控制时,需要快速计算出实时结果,而大量平均达到了几百毫秒至秒级了,无法满足控制的时效性要求。
发明内容
为解决当前利用PWM进行控制时,一方面PWM波形频率的高频部分和低频部分采样无法平衡,影响电流采样信号计算精度的问题,另一方面PWM调制下,电流采样波形上的瞬间冲击响应无法满足控制时效性要求的问题,本发明提出一种PWMi的检测方法与装置,平衡PWM波形频率的高频部分和低频部分采样,保障每个周期的电流采样信号计算精度,满足控制时效性要求。
为了达到上述技术效果,本发明的技术方案如下:
一种PWMi的检测方法,所述方法包括以下步骤:
设置PWM频率值的范围,将PWM频率值的范围按频率由小及大的顺序划分为若干个区间频率段;
为不同区间频率段配置不同的电流信号采集单元ADC电流信号采样率;确定PWM产生的第i个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的起始点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样开始点a;
确定PWM产生的第i+1个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的结束点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样结束点b;
根据不同区间频率段配置的电流信号采样率,计算每周期采样开始点a~采样结束点b间的电流信号采样点数,记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值;
基于全部电流信号采样值,计算电流真有效值。
在本技术方案中,将电流信号采集单元ADC的采样率根据PWM频率值的划分区间频率配置,确保一个PWM周期内的采样点数可控,考虑一个周期内采样点的适中个数以及PWM频率跨度大的问题,将PWM频率值的范围按频率由小及大的顺序划分为若干个区间频率段,平衡了PWM波形频率的高频部分和低频部分采样,既可以保证精度,又不需要太大的存储空间。
优选地,PWM频率值的范围为15Hz-1kHz,自15Hz开始,按由小及大的顺序直至1kHz,以电流信号采样点数满足30~100为基准,划分为若干个区间频率段;在为不同区间频率段配置不同的电流信号采样率时,配置时钟源,基于时钟源进行采样率配置。
优选地,根据不同区间频率段配置的电流信号采样率,计算每周期采样开始点a~采样结束点b间的电流信号采样点数时,设第j个区间频率段为ωj,该区间频率段配置的电流信号采样率为H,则每周期的电流信号采样点数q为:
q=H/ωj
在电流信号采样率H与ωj不能整除时,q采取向下取整的方式确定。
优选地,在记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值时,利用3σ原则去除异常电流信号采样值,并对瞬间冲击电流的位置的值做滑动均值处理。
优选地,基于全部电流信号采样值,计算电流真有效值的公式满足:
Figure BDA0003684774680000031
其中,Irms表示电流真有效值,Ik为第k次电流信号采样值,N电流信号采样点数。
本申请还提出一种PWMi的检测装置,所述检测装置包括:
PWM发生芯片,PWM发生芯片上设有PWM输出端及电流信号采集单元ADC,PWM输出端连接负载,输出PWM调制的方波电压作用于负载上,产生电流;
电流输入转换单元,电流输入转换单元的输入端连接在PWM输出端与负载的连接线上,电流输入转换单元的输出端连接电流信号采集单元ADC,电流输入转换单元将PWM输出端与负载的连接线上的电流模拟信号采集,并将电流模拟信号处理转换成与电流信号采集单元ADC要求匹配的形式;电流信号采集单元ADC将电流模拟信号转换成电流数字信号并传输到PWM发生芯片的芯片本体进行检测处理。
本技术方案提出的PWMi的检测装置借助PWM发生芯片与电流信号采集单元ADC,能实现电流的实时信息采集与检测,便于反馈控制。
优选地,所述PWM发生芯片为任意能产生PWM波形的芯片。
优选地,所述的负载为感性负载或阻性负载或容性负载。
在此,负载类型的不同可导致PWM作用在负载上产生的电流波形发生不同的变化,容易产生各种电流问题,如电感负载上发生电流畸变,畸变又与PWM波形的频率相关,而在可调电子负载上将产生冲击电流,因此,在PWMi的电流检测以及计算方面,都存在一定问题。
优选地,所述PWM发生芯片上还设有ADC/DMA数据拷贝处理单元及电流真有效值计算单元,ADC/DMA数据拷贝处理单元及电流真有效值计算单元均位于PWM发生芯片的芯片本体上,所述ADC/DMA数据拷贝处理单元分别连接电流信号采集单元ADC及电流计算单元,所述ADC/DMA数据拷贝处理单元用于确定PWM产生的第i个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的起始点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样开始点a,且用于确定PWM产生的第i+1个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的结束点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样结束点b,重复拷贝记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值并传输至电流真有效值计算单元,电流真有效值计算单元基于全部电流信号采样值,计算电流真有效值。
在此,考虑PWM波形作用在不同的负载上产生的电流不同,电流问题也不同,但其周期性不变,利用更新中断点做标记,一是对应解决瞬时突变,二是可以对一个周期的电流进行精准计算,快速得到准确结果,相对于未对一个周期进行标记头、尾,或者未找到一个准确的周期,而采用大量的平均值进行计算,无法满足实时性的要求,以标识的方式避免取大量平均来减小计算结果波动的做法实时性差的缺陷,实现1~2个周期即可计算平稳电流有效值,以满足控制的需求。
优选地,所述ADC/DMA数据拷贝处理单元的buffer是有上限的,在重复拷贝记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值时,buffer长度不够,将ADC/DMA数据拷贝处理单元循环buffer的首尾指针进行拼接。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:
本发明提出一种PWMi的检测方法与装置,将电流信号采集单元ADC的采样率根据PWM频率值的划分区间频率配置,确保一个PWM周期内的采样点数可控,考虑一个周期内采样点的适中个数以及PWM频率跨度大的问题,将PWM频率值的范围按频率由小及大的顺序划分为若干个区间频率段,平衡了PWM波形频率的高频部分和低频部分采样,既可以保证精度,又不需要太大的存储空间,针对于采样点,以标识的方式确定一个PWM周期精准起始点,快速得到检测结果,来避免取大量平均来减小计算结果波动的做法实时性差的缺陷,此外,提出PWMi的检测装置,借助PWM发生芯片与电流信号采集单元ADC,能实现电流的实时信息采集与检测,满足控制时效性要求。
附图说明
图1表示本发明实施例1中提出的PWMi的检测方法的流程示意图;
图2表示本发明实施例2中提出的PWMi的检测装置的结构示意图;
图3表示本发明实施例2中提出的PWM波形作用在电感负载上的电流波形示意图;
图4表示本发明实施例2中提出的PWM波形作用在可调电子负载上的电流波形示意图;
图5表示本发明实施例3中提出的ADC/DMA数据拷贝处理单元以PWM产生的更新中断处理表示电流信号采集单元ADC的采样的示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
为了更好地说明本实施例,附图某些部位会有省略、放大或缩小,并不代表实际尺寸;
对于本领域技术人员来说,附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
附图中描述位置关系的仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
实施例1
如图1所示,本实施例提出了一种PWMi的计算方法的流程示意图,参见图1,所述方法包括以下步骤:
S1.设置PWM频率值的范围,将PWM频率值的范围按频率由小及大的顺序划分为若干个区间频率段;
S2.为不同区间频率段配置不同的电流信号采集单元ADC电流信号采样率;确定PWM产生的第i个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的起始点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样开始点a;
S3.确定PWM产生的第i+1个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的结束点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样结束点b;
S4.根据不同区间频率段配置的电流信号采样率,计算每周期采样开始点a~采样结束点b间的电流信号采样点数,记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值;
S5.基于全部电流信号采样值,计算电流真有效值。
此外,电流信号采集单元ADC采集到的信号上面有很大的“毛刺”,信号上叠加了一个很大的直流,进行电流的计算之前需要对信号进行处理,先去除直流,再进行低通滤波。这里提供去除直流的两种方法,一种是抓取数据,直接在Matlab里算出直流,然后在程序里直接减去该直流值即可,这种方法的好处是节约STM32G491的处理资源,缺点是针对不同项目的板子,每次都要重新获取直流的工程值。另一种方法是遍历每个周期的最小值,然后每个采样点减去该值。(PWM波形可以默认低电平处为0值。最低的部分是不为0的正数,则信号上叠加了直流。),该方案的缺点是不适用于100%占空比时的情况。需要先用其他占空比的信号计算出直流记录在内存里,再使用。这里采用第一种方案去除直流。
PWM可以分解成本频率正弦波以及与多次谐波,主要的能量还是集中在本频率的正弦波,且毛刺主要是高频成分,可以滤除毛刺以及少量多次谐波,可以让计算的结果更加平稳。
进行一个周期的电流真有效值计算后,最好再进行均值滤波,100个计算值里,对单个周期的计算值进行统计大概是10mA的波动,而若做了5个点的均值滤波后,波动可以减少到3mA左右,也即共耗时5个PWM周期;以PWM频率为500Hz为例,5个周期为10ms,就可以得到比较准确的结果,同时满足精度和实时性。
在本实施例中,PWM频率值的范围为15Hz-1kHz(是PWM波形比较通用的需求),因此有接近100倍的跨度,如果仅配置一种电流信号采集单元ADC采样率来满足所有的频率,会存在频率高的部分采样点较少,导致计算的结果波动性会很大,而频率低的部分采样值则会偏多,比较耗费STM32G491芯片的内部存储资源;且单一采样率下,也不方便做统一的处理,会有很多的分支,程序的可读性和可维护性都不是很好。因此,自15Hz开始,按由小及大的顺序直至1kHz,以电流信号采样点数尽量满足30~100为基准,即每个周期在30-100的范围里选取特定个数采样点进行真有效值的计算,划分为若干个区间频率段;比如在45KHz采样率下,PWM 1KHz取45个点进行计算,在采样率为6.422KHz时,PWM频率100Hz,取64个点进行计算,在为不同区间频率段配置不同的电流信号采样率时,首先配置时钟源,基于时钟源进行采样率配置,在本实施例中,参见表1,电流信号采集单元ADC配置的时钟源为:
表1:
25M 5M 320M 160M 5M
M N P ADC预分频
晶振 /5 *64 /2 /32
电流信号采集单元ADC配置的时钟源的配置参数如表2所示。
表2
Figure BDA0003684774680000071
Figure BDA0003684774680000081
STM32G491芯片的电流信号采集单元ADC采样率仅有几种可选,以第一项为例:根据时钟源配置,第一项在“采样率配置5M/37(配置值为24.5cycles)”下,采样率配置为:5M/37/3=45.045KHz,其余不再赘述,由表2中的“采样点”列可知,时钟源配置下,各个采样率下的电流信号采样点数满足30~100,实际运算时对计算出的该点数进行向下取整,根据不同区间频率段配置的电流信号采样率计算每周期采样开始点a~采样结束点b间的电流信号采样点数时,设第j个区间频率段为ωj,该区间频率段配置的电流信号采样率为H,则每周期的电流信号采样点数q为:
q=H/ωj
在电流信号采样率H与ωj不能整除时,q采取向下取整的方式确定;
在记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值时,利用3σ原则去除异常电流信号采样值,并对瞬间冲击电流的位置的值做滑动均值处理。
三西格玛准则又称为拉依达准则,它是先假设一组检测数据只含有随机误差,对其进行计算处理得到标准偏差,按一定概率确定一个区间,认为凡超过这个区间的误差,就不属于随机误差而是粗大误差,含有该误差的数据应予以剔除。
在正态分布中σ代表标准差,μ代表均值。
3σ原则为:
数值分布在(μ-σ,μ+σ)中的概率为0.6826
数值分布在(μ-2σ,μ+2σ)中的概率为0.9545
数值分布在(μ-3σ,μ+3σ)中的概率为0.9973[2]
可以认为,Y的取值几乎全部集中在(μ-3σ,μ+3σ)区间内,超出这个范围的可能性仅占不到0.3%。
也即:
P(|x-μ|>3σ)≤0.003
总体标准差:
Figure BDA0003684774680000091
经过仿真后,发现μ+3σ的门限稍偏高,经过调试,最后工程值采用大于3倍平均值的门限去除异常值更为合适。
基于全部电流信号采样值,计算电流真有效值的公式满足:
Figure BDA0003684774680000092
其中,Irms表示电流真有效值,Ik为第k次电流信号采样值,N电流信号采样点数。
实施例2
本实施例提出一种PWMi的检测装置,该检测装置的结构图参见图2,如图2所示,检测装置包括:
PWM发生芯片,PWM发生芯片上设有PWM输出端及电流信号采集单元ADC,PWM输出端连接负载,输出PWM调制的方波电压作用于负载上,产生电流;
电流输入转换单元,电流输入转换单元的输入端连接在PWM输出端与负载的连接线上,电流输入转换单元的输出端连接电流信号采集单元ADC,电流输入转换单元将PWM输出端与负载的连接线上的电流模拟信号采集,并将电流模拟信号处理转换成与电流信号采集单元ADC要求匹配的形式;电流信号采集单元ADC将电流模拟信号转换成电流数字信号并传输到PWM发生芯片的芯片本体进行检测处理。
PWM发生芯片可为任意能产生PWM波形的芯片,在本实施例中,所述PWM发生芯片为STM32G491,STM32G491的PWM输出端产生PWM波形,作用到负载上,然后通过电流输入转换单元传输至电流信号采集单元ADC,电流信号采集单元ADC将电流模拟信号转换成电流数字信号并传输到PWM发生芯片的芯片本体进行检测处理,电流转换单元指一款小芯片-分流监测计,是将电流信号转换成PWM发生芯片可采集的电压信号,本实施例使用的是INA193AIDBVT,整体上PWMi的检测装置借助PWM发生芯片与电流信号采集单元ADC,能实现电流的实时信息采集与检测,便于反馈控制。
负载也可以是阻性,感性,容性都可以的,在本实施例中,选用电感负载也及可调电子负载进行说明。
将示波器电流探测线直接夹在PWM输出端与负载的连接线上,接入电感负载,PWM波形与电感负载上的PWMi的波形如图3所示,其中上端波形为电感负载上的PWMi的波形,下端波形为PWM发生芯片的PWM输出端输出的PWM波形,频率是500Hz,50%的占空比,由图3可以看出电感负载上的电流波形已经发生畸变。
将示波器电流探测先直接夹在PWM输出端与可调电子负载的连接线上,接入可调电子负载,PWM波形与可调电子负载上的PWMi的波形如图4所示,当PWM输出端接在可调电子负载上时,在PWM的上升沿处有一个很大的冲击电流,延续时间根据不同的电流转换电路而不同,几十微秒到几百微秒不等。PWM高电平处也不是平直的波形,而是一个斜直呈上升的波形。
综上可知,负载类型的不同可导致PWM作用在负载上产生的电流波形发生不同的变化,因此,容易产生各种电流问题,如电感负载上发生电流畸变,畸变又与PWM波形的频率相关,而在可调电子负载上将产生冲击电流,因此,在PWMi的电流检测以及计算方面,都存在一定问题。如负载为可调电子负载时,波形上的瞬间冲击响应会有一个异常超大值,采样时微小的时钟漂移均会随机采样在该超大值的不同位置,导致最终计算出来的电流值有大的波动,若做大量的平均可实现计算结果波动的减小,但是若需要用检测的电流值来做PID控制时,需要快速计算出实时结果,而大量平均之后,已达到了几百毫秒至秒级,满足不了控制的需求。
实施例3
在本实施例中,以实施例1和2对PWMi的检测为基础,在PWM发生芯片上还设有ADC/DMA数据拷贝处理单元及电流真有效值计算单元,ADC/DMA数据拷贝处理单元及电流真有效值计算单元均位于PWM发生芯片的芯片本体上,所述ADC/DMA数据拷贝处理单元分别连接电流信号采集单元ADC及电流计算单元,ADC/DMA数据拷贝处理单元用于确定PWM产生的第i个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的起始点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样开始点a,且用于确定PWM产生的第i+1个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的结束点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样结束点b,重复拷贝记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值并传输至电流真有效值计算单元,电流真有效值计算单元基于全部电流信号采样值,计算电流真有效值,ADC/DMA数据拷贝处理单元以PWM产生的更新中断处理表示电流信号采集单元ADC的采样的示意图如图5所示,利用更新中断点做标记,一是对应解决瞬时突变,二是可以对一个周期的电流进行精准计算,快速得到准确结果,相对于未对一个周期进行标记头、尾,或者未找到一个准确的周期,而采用大量的平均值进行计算,无法满足实时性的要求,以标识的方式确定一个PWM周期精准起始点,快速得到检测结果,来避免取大量平均来减小计算结果波动的做法实时性差的缺陷,实现1~2个周期即可计算平稳电流有效值,以满足控制的需求。
ADC/DMA数据拷贝处理单元的buffer是有上限的,在重复拷贝记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值时,buffer长度不够,将ADC/DMA数据拷贝处理单元循环buffer的首尾指针进行拼接。
实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PWMi的检测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
设置PWM频率值的范围,将PWM频率值的范围按频率由小及大的顺序划分为若干个区间频率段;
为不同区间频率段配置不同的电流信号采集单元ADC电流信号采样率;确定PWM产生的第i个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的起始点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样开始点a;
确定PWM产生的第i+1个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的结束点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样结束点b;根据不同区间频率段配置的电流信号采样率,计算每周期采样开始点a~采样结束点b间的电流信号采样点数,记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值;
基于全部电流信号采样值,计算电流真有效值。
2.根据权利要求1所述的PWMi的检测方法,其特征在于,PWM频率值的范围为15Hz-1kHz,自15Hz开始,按由小及大的顺序直至1kHz,以电流信号采样点数满足30~100为基准,划分为若干个区间频率段;在为不同区间频率段配置不同的电流信号采样率时,配置时钟源,基于时钟源进行采样率配置。
3.根据权利要求2所述的PWMi的检测方法,其特征在于,根据不同区间频率段配置的电流信号采样率,计算每周期采样开始点a~采样结束点b间的电流信号采样点数时,设第j个区间频率段为ωj,该区间频率段配置的电流信号采样率为H,则每周期的电流信号采样点数q为:
q=H/ωj
在电流信号采样率H与ωj不能整除时,q采取向下取整的方式确定。
4.根据权利要求3所述的PWMi的检测方法,其特征在于,在记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值时,利用3σ原则去除异常电流信号采样值,并对瞬间冲击电流的位置的值做滑动均值处理。
5.根据权利要求4所述的PWMi的检测方法,其特征在于,基于全部电流信号采样值,计算电流真有效值的公式满足:
Figure FDA0003684774670000021
其中,Irms表示电流真有效值,Ik为第k次电流信号采样值,N电流信号采样点数。
6.一种PWMi的检测装置,其特征在于,所述检测装置包括:
PWM发生芯片,PWM发生芯片上设有PWM输出端及电流信号采集单元ADC,PWM输出端连接负载,输出PWM调制的方波电压作用于负载上,产生电流;
电流输入转换单元,电流输入转换单元的输入端连接在PWM输出端与负载的连接线上,电流输入转换单元的输出端连接电流信号采集单元ADC,电流输入转换单元将PWM输出端与负载的连接线上的电流模拟信号采集,并将电流模拟信号处理转换成与电流信号采集单元ADC要求匹配的形式;电流信号采集单元ADC将电流模拟信号转换成电流数字信号并传输到PWM发生芯片的芯片本体进行检测处理。
7.根据权利要求6所述的PWMi的检测装置,其特征在于,所述PWM发生芯片为任意能产生PWM波形的芯片。
8.根据权利要求6所述的PWMi的检测装置,其特征在于,所述的负载为感性负载或阻性负载或容性负载。
9.根据权利要求6所述的PWMi的检测装置,其特征在于,所述PWM发生芯片上还设有ADC/DMA数据拷贝处理单元及电流真有效值计算单元,ADC/DMA数据拷贝处理单元及电流真有效值计算单元均位于PWM发生芯片的芯片本体上,所述ADC/DMA数据拷贝处理单元分别连接电流信号采集单元ADC及电流计算单元,所述ADC/DMA数据拷贝处理单元用于确定PWM产生的第i个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的起始点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样开始点a,且用于确定PWM产生的第i+1个更新中断并对应标记为PWM波形第i个周期的结束点,以该起始点为基准,对应标记电流信号采集单元ADC的采样结束点b,重复拷贝记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值并传输至电流真有效值计算单元,电流真有效值计算单元基于全部电流信号采样值,计算电流真有效值。
10.根据权利要求9所述的PWMi的检测装置,其特征在于,所述ADC/DMA数据拷贝处理单元的buffer是有上限的,在重复拷贝记录采样开始点a~采样结束点b之间对应每个周期的全部电流信号采样值时,buffer长度不够,将ADC/DMA数据拷贝处理单元循环buffer的首尾指针进行拼接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115963312A (zh) * 2023-02-03 2023-04-14 电子科技大学 一种周期波形统计参数测量方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102594254A (zh) * 2012-02-27 2012-07-18 美的集团有限公司 降低永磁同步电机噪音的系统及控制方法
CN108712121A (zh) * 2018-04-20 2018-10-26 浙江大学 基于选择谐波消除脉宽调制的直流母线电压波动采样方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102594254A (zh) * 2012-02-27 2012-07-18 美的集团有限公司 降低永磁同步电机噪音的系统及控制方法
CN108712121A (zh) * 2018-04-20 2018-10-26 浙江大学 基于选择谐波消除脉宽调制的直流母线电压波动采样方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115963312A (zh) * 2023-02-03 2023-04-14 电子科技大学 一种周期波形统计参数测量方法及装置
CN115963312B (zh) * 2023-02-03 2023-08-08 电子科技大学 一种周期波形统计参数测量方法及装置

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