[發(fā)明專利]一種斬波式直流電流檢測方法及電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510324358.4
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104991115B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 彭騫;胡國鋒;嚴運思;沈亞非;陳凱
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢精測電子技術(shù)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

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于直流電流檢測技術(shù)領域，更具體地，涉及一種斬波式直流電流檢測方法及電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的直流電流檢測方法是在母線上串聯(lián)分流電阻，通過檢測分流電阻的端電壓來檢測流過該分流電阻的電流；當母線電流較小時，分流電阻的端電壓信號較小，必須經(jīng)過放大器進行信號調(diào)理；受限于現(xiàn)有信號調(diào)理器件的噪聲影響，當電流極小時，信噪比極低，導致信號失真，很難準確地檢測出電流值；具體的，信號失真主要受以下因素影響：

放大器的噪聲，濾波器很難處理放大器件的低頻噪聲；而恰恰是低頻噪聲對直流信號的檢測影響最大；

放大器的失調(diào)電壓，放大器的失調(diào)電壓取決于器件內(nèi)部晶體管的匹配、器件有限的共模抑制比；

溫度變化，當工作環(huán)境溫度變化時，直流檢測電路的噪聲和失調(diào)電壓等參數(shù)都會隨溫度發(fā)生變化，難以通過定期校準的方法來規(guī)避誤差。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種斬波式直流電流檢測方法及電路，其目的在于，消除低頻噪聲和失調(diào)電壓對檢測結(jié)果的影響，解決現(xiàn)有直流電流檢測技術(shù)中信號失真的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種斬波式直流電流檢測方法，通過分時采集分流電阻兩端的正向電壓與反向電壓，并通過對該正向電壓與反向電壓相減后求平均的方式，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(nèi)，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(shù)；

(2)在第n個斬波周期的下半個周期內(nèi)，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V：

(4)根據(jù)分流電阻兩端的直流電壓檢測值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是低頻噪聲、失調(diào)電壓以及溫度變化引起的電壓噪聲，是時間t和溫度T的函數(shù)，V_os＝f(t，T)；通過上述方法，消除低頻噪聲、失調(diào)電壓以及溫度變化引起的電壓噪聲對檢測結(jié)果的影響，取得的直流電壓檢測值就是該電壓的實際值。

優(yōu)選的，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(jù)預設的采樣頻率，在半個斬波周期內(nèi)采集i次；以i次采樣的平均值作為該半個斬波周期內(nèi)采集到的正向電壓值V_out1；其中，i取正整數(shù)；

c、采集次數(shù)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(jù)預設的采樣頻率，在半個斬波周期內(nèi)采集i次；以i次采樣的平均值作為該半個斬波周期內(nèi)采集到的反向電壓值V_out2。

優(yōu)選的，上述延時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(shù)；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)。

優(yōu)選的，斬波頻率根據(jù)電壓噪聲特性確定，當在Δt時間段內(nèi)的電壓噪聲幅度變化小于預設的電壓測試誤差許可范圍ε，則斬波頻率f設為