[发明专利]一种PWMi的检测方法与装置

说明书

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。

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；