[發明專利]一種斬波式直流電流檢測方法及電路

有效

• 申請號: 201510324358.4
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104991115B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 彭騫;胡國鋒;嚴運思;沈亞非;陳凱
• 申請（專利權）人: 武漢精測電子技術股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 黎慧華

1.一種斬波式直流電流檢測方法，其特征在于，通過連續實時采集分流電阻兩端的正向電壓與反向電壓，根據所述正向電壓與反向電壓，獲取直流電壓檢測值，具體如下：

(1)在第n個斬波周期的上半個周期內，采集分流電阻兩端的正向電壓V_out1；其中，V_out1＝V_sig+V_os,n取正整數；

(2)在第n個斬波周期的下半個周期內，采集分流電阻兩端的反向電壓V_out2；其中，V_out2＝-V_sig+V_os；

(3)將上半個斬波周期的正向電壓V_out1與下半個斬波周期的反向電壓V_out2進行運算，抵消掉所述正向電壓與反向電壓中的電壓噪聲，獲取分流電阻兩端的直流電壓檢測值

(4)根據所述直流電壓檢測值V與分流電阻的阻值R，獲取直流電流檢測值；

(5)重復步驟(1)～(4)，實時獲取直流電流檢測值；

其中，V_sig是擬檢測直流電壓信號的實際值，V_os是由低頻噪聲、失調電壓以及溫度變化引起的電壓噪聲。

2.如權利要求1所述的直流電流檢測方法，其特征在于，所述采集分流電阻兩端正向電壓與反向電壓的方法具體如下：

a、在第n個斬波周期的上半個周期，將分流電阻的近電源端信號接入放大器的同相輸入端，將分流電阻的近負載端信號接入放大器的反相輸入端，完成正向電壓接入；

b、延時xms后開始采集所述正向電壓，根據預設的采樣頻率，在半個斬波周期內采集i次；以i次采樣的平均值作為該半個斬波周期內采集到的正向電壓V_out1；其中，i取正整數；

c、采集次數達到i后，在第n個斬波周期的下半個周期，將分流電阻的近電源端端信號接入放大器的反相輸入端，將分流電阻的近負載端信號接入放大器的同相輸入端，完成反向電壓接入；

d、延時xms后開始采集所述反向電壓，根據預設的采樣頻率，在半個斬波周期內采集i次；以i次采樣的平均值作為該半個斬波周期內采集到的反向電壓V_out2。

3.如權利要求2所述的直流電流檢測方法，其特征在于，所述延時x的范圍為(0，kt)；

其中，0時刻為開關切換時刻，k是V_out(k)-V_out(k-1)≤ε時對應的采樣次數；ε為預設的電壓測試誤差許可范圍，t為采樣周期；V_out(k)是指第k個采樣值；在正向電壓采集中，V_out(k)即為V_out1(k)，在反向電壓采集中，V_out(k)即為V_out2(k)。

4.如權利要求2或3所述的直流電流檢測方法，其特征在于，所述延時x為10ms～50ms。

5.如權利要求2或3所述的直流電流檢測方法，其特征在于，采集放大器的輸出電壓的采樣頻率為128kHz。

6.一種斬波式直流電流檢測電路，其特征在于，包括分流電阻、模擬開關、放大器、模數轉換器和控制單元；

所述分流電阻用于將母線電流轉換為端電壓；所述模擬開關并聯在分流電阻的兩端，模擬開關的兩個輸入端分別連接分流電阻的兩端；所述放大器的輸入端連接模擬開關的輸出端，用于對采集到的分流電阻兩端的電壓信號進行放大；所述模數轉換器的輸入端連接放大器的輸出端，用于將放大器輸出的模擬的正反向電壓信號轉換成數字的正反向電壓信號；

所述控制單元的輸入端連接模數轉換器的輸出端，控制單元的輸出端連接模擬開關的控制信號輸入端；控制單元用于提供數字信號控制模擬開關的切換，以對分流電阻與放大器的連接方式進行切換，還根據數字的正向電壓信號與反向電壓信號，獲取直流電流檢測值。

7.如權利要求6所述的斬波式直流電流檢測電路，其特征在于，工作時，

a、通過數字信號控制模擬開關動作，在第n個斬波周期的上半個周期，將分流電阻的近電源端信號接入放大器的同相輸入端，將分流電阻的近負載端信號接入放大器的反相輸入端，完成開關動作，接入正向電壓；

b、當開關動作完成后，延時xms后采集放大器輸出的正向電壓，根據預設的采樣頻率，在半個斬波周期內采集i次；以i次采樣的平均值作為該半個斬波周期內采集到的正向電壓值V_out1；其中，i取正整數；

c、采集次數達到i后，通過數字信號控制模擬開關切換，在第n個斬波周期的下半個周期，將分流電阻的近電源端端信號接入放大器的反相輸入端，將分流電阻的近負載端信號接入放大器的同相輸入端，完成開關切換，接入反向電壓；

d、當開關切換完成后，延時xms后采集放大器輸出的反向電壓，根據預設的采樣頻率，在半個斬波周期內采集i次；以i次采樣的平均值作為該半個斬波周期內采集到的反向電壓值V_out2。