[發(fā)明專利]一種窄脈沖電壓采樣電路以及方法

在審

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• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107478899A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李培偉;柏子平
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州匯川技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司44217
• 代理人: 陸軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電壓采樣領(lǐng)域，尤其涉及一種窄脈沖電壓采樣電路以及方法。

背景技術(shù)

電機驅(qū)動器的輸出線的電壓平均值大小在驅(qū)動器的死區(qū)補償、轉(zhuǎn)矩脈動控制等方面有重要的作用，特別是當(dāng)電機轉(zhuǎn)速低時，對死區(qū)補償和轉(zhuǎn)矩脈動性能要求更高，此時更要求準(zhǔn)確采樣電機驅(qū)動器的輸出線的電壓平均值。

輸出線電壓波形的特點是低電平非常小(±5V以內(nèi))，高電平非常高(幾百伏特)，電壓跨度非常大。采樣以上電壓，最簡單常用的做法是忽略低電平，用0V代替，而高電平則直接使用母線電壓，此時無需增加硬件成本，只要軟件處理即可。另一種電壓采樣方法是將輸出電壓經(jīng)過增益衰減后，送入逐次逼近型寄存器(SAR，Successiveapproximationregister)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC，Analog-to-Digital Converter)中，通過ADC來采樣電機驅(qū)動器的輸出線電壓。

由于電機驅(qū)動器的輸出線電壓在低速情況下，會出現(xiàn)窄脈沖輸出線電壓波形，若采用上述第一種方案，因為電機驅(qū)動器的逆變單元中的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)和反并聯(lián)續(xù)流二極管都存在自身的正向?qū)▔航担虼耍苯佑?V和母線電壓來預(yù)估輸出線電壓的高低電平幅值是有較大誤差的，直接影響控制性能；若采用第二種方案，經(jīng)過增益衰減后的模擬電壓在保證高電平落入SAR ADC的輸入量程范圍后，無法同時保證低電平可以被有效采樣出來，而窄脈沖時低電平在整個周期中時間占比長，若采樣不準(zhǔn)會對輸出線電壓的平均值產(chǎn)生較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種窄脈沖電壓采樣電路以及方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種窄脈沖電壓采樣電路，包括：

積分放電單元，用于對輸入脈沖進行積分產(chǎn)生積分電壓，并根據(jù)放電信號對所述積分電壓進行放電；

采樣控制單元，與所述積分放電單元連接，用于周期性地向所述積分放電單元發(fā)送放電信號，并在所述積分放電單元的放電起始時刻采樣所述積分電壓，根據(jù)所述積分電壓確定輸入脈沖所對應(yīng)的輸入電壓。

在本發(fā)明所述的窄脈沖電壓采樣電路中，所述采樣控制單元向所述積分放電單元發(fā)送放電信號的周期為所述輸入脈沖所對應(yīng)的一個開關(guān)周期；

所述采樣控制單元用于在每個所述開關(guān)周期內(nèi)向所述積分放電單元發(fā)送一次預(yù)定時長的放電信號；以及在放電信號發(fā)送次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)后的每次放電的起始時刻采樣所述積分電壓。

在本發(fā)明所述的窄脈沖電壓采樣電路中，所述積分放電單元包括積分電阻和積分電容，所述采樣控制單元根據(jù)以下公式確定所述輸入電壓：

其中，V₁表示采樣控制單元采樣的所述積分電壓，V₂表示所述輸入電壓，R₁表示所述積分電阻的阻值，C₁表示所述積分電容的容值，T₁表示發(fā)送放電信號的周期，T₂表示放電時長。

在本發(fā)明所述的窄脈沖電壓采樣電路中，所述采樣控制單元包括：

采樣子單元，與所述積分放電單元連接，用于在放電起始時刻在控制子單元的觸發(fā)下采樣所述積分電壓；

控制子單元，與所述積分放電單元、所述采樣子單元分別連接，用于周期性地向所述積分放電單元發(fā)送預(yù)定時長的放電信號，以及在放電起始時刻觸發(fā)采樣子單元采樣所述積分電壓，并根據(jù)所述積分電壓確定輸入脈沖所對應(yīng)的輸入電壓。

在本發(fā)明所述的窄脈沖電壓采樣電路中，所述積分放電單元包括：

放電子單元，與所述采樣控制單元連接，用于在所述采樣控制單元發(fā)送放電信號時從斷開狀態(tài)切換至導(dǎo)通狀態(tài)；

積分子單元，與所述放電子單元、所述采樣控制單元連接，用于在所述放電子單元處于斷開狀態(tài)時，對輸入脈沖進行積分產(chǎn)生積分電壓；以及在所述放電子單元處于導(dǎo)通狀態(tài)時，通過所述放電子單元對所述積分電壓進行放電。

在本發(fā)明所述的窄脈沖電壓采樣電路中，所述放電子單元包括與所述積分子單元中的積分電容并聯(lián)的開關(guān)芯片，所述開關(guān)芯片的控制端連接至所述采樣控制單元。