[發(fā)明專利]一種電磁開關(guān)高頻信號的數(shù)據(jù)采集方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810434610.0
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108614149A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯龍飛;韓志平;許志紅
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種電磁開關(guān)高頻信號的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于：將輸入電源依次經(jīng)過整流單元、濾波單元后，通過兩個電力電子開關(guān)施加在電磁開關(guān)線圈上，根據(jù)兩個電力電子開關(guān)的驅(qū)動信號與前端直流濾波電壓間接合成電磁開關(guān)線圈的高頻方波電壓；

其中，所述兩個電力電子開關(guān)與一嵌入式控制芯片電性相連，用以獲取驅(qū)動信號；所述濾波單元的兩端并接有用以采集前端直流濾波電壓的電壓傳感器，所述電磁開關(guān)線圈串接有用以采集電磁開關(guān)線圈電流的電流傳感器；

所述電壓傳感器、電流傳感器均連接至一采集卡的模擬通道，用以將前端直流濾波電壓、電磁開關(guān)線圈電流信號輸入采集卡；所述嵌入式控制芯片與所述采集卡的數(shù)字通道相連，用以將兩個電力電子開關(guān)的驅(qū)動信號輸入采集卡；

所述采集卡的輸出連接至上位機，用以將采集到的前端直流濾波電壓、電磁開關(guān)線圈電流信號、以及兩個電力電子開關(guān)的驅(qū)動信號輸入至上位機進行后續(xù)處理；

其中，所述上位機進行后續(xù)處理包括以下步驟：

步驟S1：上位機分別獲取前端直流濾波電壓、電磁開關(guān)線圈電流信號、以及兩個電力電子開關(guān)的驅(qū)動信號的波形成分；

步驟S2：獲取電磁開關(guān)線圈電流信號波形的幅值，并存儲為數(shù)組；獲取前端直流濾波電壓信號波形的幅值，并存儲為數(shù)組；獲取兩個電力電子開關(guān)的驅(qū)動信號波形的初始時刻、波形數(shù)據(jù)間隔、兩個驅(qū)動信號所組成的二進制數(shù)組及二進制數(shù)組的對數(shù)；

步驟S3：將所述二進制數(shù)組轉(zhuǎn)換成BCD碼，并定義所述BCD碼對應(yīng)的電路狀態(tài)系數(shù)，同時判斷電磁開關(guān)線圈電流的幅值是否大于零，并將其邏輯結(jié)果與所述電路狀態(tài)系數(shù)作邏輯與運算，得到最終的電壓系數(shù)；

步驟S4：將所述二進制數(shù)組的對數(shù)除以采集卡中的采樣頻率倍比n，使得每n個電壓系數(shù)對應(yīng)同一個前端直流濾波電壓信號波形的幅值；

步驟S5：將每n個電壓系數(shù)乘以同一個前端直流濾波電壓信號波形的幅值，并配合兩個電力電子開關(guān)的驅(qū)動信號波形的初始時刻、波形數(shù)據(jù)間隔，依次運算重構(gòu)得到電磁開關(guān)線圈的高頻方波電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁開關(guān)高頻信號的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于：所述整流單元采用整流橋電路實現(xiàn)，所述濾波單元采用并接在所述整流橋電路輸出端的濾波電容實現(xiàn)，所述濾波電容的兩端分別連接至兩個電力電子開關(guān)的一端，所述兩個電力電子開關(guān)的另一端分別連接至所述電磁開關(guān)線圈的兩端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁開關(guān)高頻信號的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于：所述采集卡的數(shù)字通道的采集端口設(shè)置有低通濾波電路，用以濾除電力電子開關(guān)驅(qū)動信號的高頻尖峰干擾。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁開關(guān)高頻信號的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于：所述采集卡的驅(qū)動程序中設(shè)置有采樣頻率倍比，使得數(shù)字通道的采樣頻率高于模擬通道采樣頻率若干數(shù)量級，用以進行精確的驅(qū)動信號采樣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁開關(guān)高頻信號的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于：步驟S5中，所述依次運算重構(gòu)得到電磁開關(guān)線圈的高頻方波電壓具體包括以下步驟：

步驟S51：從波形采集的初始時刻開始，將每n個電壓系數(shù)分為一組，每一組電壓系數(shù)依次對應(yīng)一個前端直流濾波電壓信號波形的幅值；從第一組開始，依次將每組的n個電壓系數(shù)乘以對應(yīng)的前端直流濾波電壓信號波形的幅值，直至最后一組為止，得到高頻方波電壓的幅值數(shù)組；

步驟S52：得到高頻方波電壓幅值數(shù)組后，對線圈方波電壓波形進行重構(gòu)：通過獲取數(shù)字波形成分得到數(shù)字波形的初始時刻t₀及數(shù)字波形的數(shù)據(jù)間隔dt，以t₀作為波形初始時刻，以dt作為波形數(shù)據(jù)的時間間隔，依次以高頻方波電壓的幅值數(shù)組作為對應(yīng)時刻的波形數(shù)據(jù)，完成線圈方波電壓波形的重構(gòu)。