一种提升采样精度的控制方法、存储介质及逆变电源与流程

本发明涉及逆变电源的技术领域，尤其是涉及一种提升采样精度的控制方法、存储介质及逆变电源。

背景技术：

现有的逆变电源在采样过程中，当电流过零点时，电流a/d（模数）转换受零点漂移和噪声的影响比较严重，导致采样精度下降，现有逆变电源提升采样精度的方法一般是通过对电流进行滤波、改进硬件电路降低pwm开通关断噪声幅值或对死区进行补偿等方法实现。这些方法一方面会提升硬件成本，加大滤波也会使得采样结果产生延迟，系统实时性降低，导致电源性能下降。

申请公布号为cn108092532a的中国专利公开了一种基于pwm触发端电压采样的逆变器死区补偿方法，包括如下步骤：（1）pwm模块配置，（2）配置adc模块，（3）在一个开关周期的开始读取端电压转换值，对adc通道重新排序并复位排序器，（4）对采样得到的三相端电压值进行滤波，（5）进行三相电流极性的判断，（6）进行补偿时间计算，（7）将电流极性和补偿时间代入表达式得到三相补偿电压，（8）对三相补偿电压进行clarke变换，得到两相静止坐标系下的补偿电压，（9）将两相静止坐标系下的补偿电压加到两相静止坐标系下的目标电压得到补偿后的目标电压；（10）以补偿后的目标电压为输入，执行空间矢量脉宽调制策略，得到下一个开关周期三相占空比。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：对电流进行滤波的缺点是会造成较大的相位延迟，系统实时性降低，导致电流过零区间电流检测不准确，导致电源性能下降；采用改进硬件电路降低pwm开通关断噪声幅值的缺点是所需的硬件电路比较复杂，增加成本并且降低可靠性，实际中难以应用；基于pwm触发端电压采样的逆变器死区补偿方法对死区进行补偿的缺点是无法降低pwm开通关断噪声，使得pwm开通关断噪声的影响依然存在。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种提升采样精度的控制方法、存储介质及逆变电源。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种提升采样精度的控制方法，配置处理单元mcu，以控制模数转换单元adc在pwm的关断死区时间内触发并完成模数转换。

通过采用上述技术方案，利用处理单元mcu内部模数转换单元adc灵活的触发特性，在逆变pwm处于关断死区时间内触发并完成模数转换，模数转换过程中不会出现pwm的开通或关断，避免了pwm开通关断噪声对采样结果产生的影响，降低了对硬件消除pwm开通关断噪声的依赖度，从而达到提升模拟量采样精度的目的，提升了逆变电源性能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述pwm的关断死区时间为pwm1脉冲下降沿关断的t1时刻到pwm2脉冲上升沿到来的t4时刻之间的时间段。

通过采用上述技术方案，pwm的关断死区时间内不会出现pwm的开通或关断，避免了pwm开通关断噪声对采样结果产生的影响。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述配置处理单元mcu具体为：配置处理单元mcu的定时器，在pwm1脉冲下降沿关断的t1时刻，发出驱动信号使能模数转换单元adc。

通过采用上述技术方案，pwm的关断死区时间内不会出现pwm的开通或关断，避免了pwm开通关断噪声对采样结果产生的影响。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述配置处理单元mcu具体为：配置处理单元mcu的定时器，在pwm1脉冲下降沿关断的t1时刻并间隔预设时间后的t2时刻，发出驱动信号使能模数转换单元adc。

通过采用上述技术方案，避免pwm1脉冲下降沿关断的t1时刻瞬间产生的噪声对采样结果产生影响。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述预设时间的两倍加上模数转换时间之和小于所述关断死区时间。

通过采用上述技术方案，避免pwm2脉冲上升沿到来的t4时刻瞬间产生的噪声对采样结果产生影响。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：若pwm是由软件产生，则所述关断死区时间可通过软件进行修改。

通过采用上述技术方案，改变关断死区时间会影响逆变电源的性能，一般不会随意调整，但如果模数转换时间所需的的时间过长且修改后逆变电源的性能依然能符合实际使用标准，可以通过软件进行修改。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：若pwm是由硬件产生，则所述关断死区时间可通过硬件进行修改。

通过采用上述技术方案，改变关断死区时间会影响逆变电源的性能，一般不会随意调整，但如果模数转换时间所需的的时间过长且修改后逆变电源的性能依然能符合实际使用标准，可以通过硬件进行修改。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种存储介质，其存储有指令集，所述指令集适用于一处理器加载并执行如权利要求1-7任一项所述的提升采样精度的控制方法。

通过采用上述技术方案，利用处理单元mcu内部模数转换单元adc灵活的触发特性，在逆变pwm处于关断死区时间内触发并完成模数转换，模数转换过程中不会出现pwm的开通或关断，避免了pwm开通关断噪声对采样结果产生的影响，降低了对硬件消除pwm开通关断噪声的依赖度，从而达到提升模拟量采样精度的目的，提升了逆变电源性能。

本发明的上述发明目的三是通过以下技术方案得以实现的：

一种逆变电源，包括：处理单元mcu，用于加载并执行指令集；以及，如权利要求8所述的存储介质。

通过采用上述技术方案，利用处理单元mcu内部模数转换单元adc灵活的触发特性，在逆变pwm处于关断死区时间内触发并完成模数转换，模数转换过程中不会出现pwm的开通或关断，避免了pwm开通关断噪声对采样结果产生的影响，降低了对硬件消除pwm开通关断噪声的依赖度，从而达到提升模拟量采样精度的目的，提升了逆变电源性能。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用处理单元mcu内部模数转换单元adc灵活的触发特性，在逆变pwm处于关断死区时间内触发并完成模数转换，模数转换过程中不会出现pwm的开通或关断，避免了pwm开通关断噪声对采样结果产生的影响；

2.降低了对硬件消除pwm开通关断噪声的依赖度，从而达到提升模拟量采样精度的目的，提升了逆变电源性能；

3.无需对电流进行滤波，不会造成相位延迟，系统实时性高。

附图说明

图1是逆变电源全桥主电路拓扑示意图；

图2是逆变电源半桥主电路拓扑示意图；

图3是本发明的控制方法示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明公开一种提升采样精度的控制方法，配置处理单元mcu，以控制模数转换单元adc在pwm（脉冲宽度调制）的关断死区时间内触发并完成模数转换。

参照图1和图2，其中pwm1、pwm2交替通断实现能量传递，为保证功率管的安全，pwm1、pwm2切换通断需留有足够的同时关断的关断死区时间；所述pwm的关断死区时间为pwm1脉冲下降沿关断的t1时刻到pwm2脉冲上升沿到来的t4时刻之间的时间段。

所述配置处理单元mcu具体为：配置处理单元mcu的定时器，在pwm1脉冲下降沿关断的t1时刻，发出驱动信号使能模数转换单元adc。

所述配置处理单元mcu具体为：配置处理单元mcu的定时器，在pwm1脉冲下降沿关断的t1时刻并间隔预设时间后的t2时刻，发出驱动信号使能模数转换单元adc；其中，所述预设时间的两倍加上模数转换时间之和小于所述关断死区时间，模数转换时间为所述模数转换单元adc完成模数转换所需的时间。

参照图3，a)pwm1（t0~t1）和b)pwm2（t4~t5）是控制逆变电源主功率器件通断的脉冲，主功率器件在t1或t4时刻的通断会导致c)模拟量信号上产生噪声；为了避免主功率器件的通断噪声对采样结果产生影响，配置处理单元mcu的定时器，在d)pwm关断死区的t2时刻，发出驱动信号使能模数转换单元adc，e)模数转换在t2~t3内完成。

不同功率、驱动硬件的逆变电源t2时刻不同，不同的mcu内部的定时器特性以及模数转换器特性不同，定时器特性的差别会使得启动模数转换器方式有差别，模数转换器特性的差别主要指的是转换完成时间的差别。

例如：20kw逆变焊机电源，开关频率20khz，关断死区时间t1~t4:3us；模数转换时间t2~t3:1.5us，预设时间小于等于（3-1.5）/2=0.75us。

又例如：5kw半桥逆变电源，开关频率50khz，关断死区时间t1~t4:2.5us，模数转换时间t2~t3:1us，预设时间小于等于（2.5-1）/2=0.75us。

再例如：50kw全桥逆变焊机电源，开关频率20khz，关断死区时间t1~t4：5us，模数转换时间t2~t3：2us，预设时间小于等于（5-2）/2=1.5us。

为了保证功率器件的安全才设置了关断死区时间，改变关断死区时间会影响逆变电源的性能，一般不会随意调整，但如果模数转换时间所需的的时间过长且修改后逆变电源的性能依然能符合实际使用标准，若pwm是由软件产生，则所述关断死区时间可通过软件进行修改；若pwm是由硬件产生，则所述关断死区时间可通过硬件进行修改。

本发明还公开一种存储介质，其存储有指令集，所述指令集适用于一处理器加载并执行所述的提升采样精度的控制方法。

本发明又公开一种逆变电源，包括：处理单元mcu，用于加载并执行指令集；以及，所述的存储介质。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。