[發明專利]一種電壓信號采樣濾波電路

有效

• 申請號: 202010037216.0
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111049501B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 曹先貴;張磊;田小野;孫引紅
• 申請（專利權）人: 西安清泰科新能源技術有限責任公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 胡川

本發明公開了一種電壓信號采樣濾波電路，包括：比例調制器用于接收電壓信號，將電壓信號調制到預定電壓范圍；第一濾波器和第二濾波器均用于對電壓信號進行濾波得到信號頻率，將信號頻率輸入至數字模擬開關，第二濾波器的截止頻率高于第一濾波器的截止頻率；數字模擬開關用于根據第一選通信號將第一濾波器輸出的信號頻率輸入至控制單元，或者根據第二選通信號將第二濾波器輸出的信號頻率輸入至控制單元；控制單元用于將信號頻率與預設頻率閾值進行比較，在信號頻率低于預設頻率閾值時，向數字模擬開關發送第一選通信號，在信號頻率高于預設頻率閾值時，向數字模擬開關發送第二選通信號。本發明能夠實現在不同轉速下對濾波常數進行選擇。

技術領域

本發明涉及信號采集技術領域，特別是涉及一種電壓信號采樣濾波電路。

背景技術

隨著對功率密度的追求，高速化成為電機發展的重要方向之一。高速永磁電機廣泛應用于空壓機、飛輪儲能等領域，傳統的位置傳感器檢測范圍無法滿足轉速范圍檢測要求，且存在可靠性問題。因而高速電機控制往往采用無位置傳感器控制方法，通過檢測電機運行過程中的端電壓對電機狀態進行識別。

高速電機啟動初期轉速低，反電勢信號電平和頻率較低，為準確識別過零點，需要濾波常數大，截止頻率低的濾波電路，在高轉速運行時，反電勢信號電平及頻率高，為防止信號延遲失真，需要濾波常數小，截止頻率高的濾波電路。

現有的反電勢檢測濾波器電路參數固定，無法滿足控制系統根據實際運行工況進行濾波參數選擇的需求，使得控制器轉速控制范圍窄，在高速運行工況下檢測誤差大，造成轉速控制誤差大，在需求控制精度高的場合無法滿足應用。采用軟件進行差異化處理數據的方法則要占用較多的運算時間，影響控制芯片程序處理，對控制芯片運行速度的需求提升，從而造成成本增加。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種電壓信號采樣濾波電路，能夠實現在不同轉速下對濾波常數進行選擇，從而提高全轉速運行工況下的信號檢測質量。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種電壓信號采樣濾波電路，包括比例調制器、第一濾波器、第二濾波器、數字模擬開關和控制單元；所述比例調制器用于接收電壓信號，將所述電壓信號調制到預定電壓范圍后，輸入至第一濾波器和第二濾波器；所述第一濾波器用于對所述電壓信號進行濾波得到信號頻率，將所述信號頻率輸入至數字模擬開關；所述第二濾波器用于對所述電壓信號進行濾波得到信號頻率，將所述信號頻率輸入至數字模擬開關，其中，所述第二濾波器的截止頻率高于第一濾波器的截止頻率；所述數字模擬開關用于接收第一選通信號，根據所述第一選通信號將所述第一濾波器輸出的信號頻率輸入至控制單元，或者接收第二選通信號，根據所述第二選通信號將所述第二濾波器輸出的信號頻率輸入至控制單元；所述控制單元用于將信號頻率與預設頻率閾值進行比較，在信號頻率低于預設頻率閾值時，向所述數字模擬開關發送第一選通信號，在信號頻率高于預設頻率閾值時，向所述數字模擬開關發送第二選通信號，其中，所述控制單元在初始狀態下默認向數字模擬開關發送第一選通信號。

作為本發明的一個優選實施例，所述第一濾波器和所述第二濾波器均為低通濾波器。

區別于現有技術的情況，本發明的有益效果是：

1.兩種濾波器組合使用，在電壓信號頻率范圍寬時分別采用不同濾波器輸出的信號頻率，在高頻和低頻工況下選擇使用最優信號頻率；

2.采樣低頻信號時提高波形平滑度，采樣高頻信號時減少信號失真；

3.降低控制單元的復雜度，降低硬件需求；

4.均采用被動器件搭建，成本低，控制效果好。

附圖說明

圖1是本發明實施例的電壓信號采樣濾波電路的結構示意圖。

圖2是本發明實施例的電壓信號采樣濾波電路的幅頻特性示意圖。

具體實施方式