一种通过数字控制的温度补偿提高电流采样精度的方法与流程

本发明涉及电子电路技术，具体的说是涉及一种通过数字控制的温度补偿提高电流采样精度的方法。

背景技术：

在电机控制器中，由于电机的工作环境较为苛刻，所处环境温度变化无常，而现有电流采样方式如电阻采样、霍尔电流传感器和电流互感器等方式，电阻的阻值、传感器、互感器的测量精度均会受到温度的影响，从而降低采样的准确性，同时相线的电流是载流量，会反过来影响电动车控制器的温度，为此需对相电流进行采样并校准输出以实现更精确的控制。

一种通过数字控制的温度补偿提高电流采样精度的方法在对系统架构进行优化的同时，更可提高电机控制器整体系统的可靠性，优化电机控制器整体系统所占用面积，适应于当代电机控制器可靠性要求高的发展潮流。

技术实现要素：

为了克服上述技术的不足，本发明提供一种通过数字控制的温度补偿提高电流采样精度的方法，本发明的技术方案中所提出的的温度补偿提高电流采样精度的方法，它可以通过在实验室阶段得到真实电流ireal、电流检测模块所输出电流检测vh（经adc转换后为电压输出）、温度检测模块所检测温度vntc（经adc转换后为电压输出）三者之间根据实验数据所拟合的关系式，再实时监测电流检测模块所输出检测电流以及环境温度，对输出电流进行调整和校准，有效提高真实输出电流信号ireal的准确度，提高了后续使用电流信号系统作为输入的模块的精确性，大大增强整个电机控制器系统的可靠性，同时因具有系数放大作用，可减小采样装置模块面积。

本发明所采用的技术方案为：

电流采样装置模块、温度采样装置模块、电流信号调理模块、温度信号调理模块、电流adc模块、温度adc模块、数字处理模块；

其中，所述电流采样装置模块用于收集所输出的电流imeasure，

所述温度采样装置模块用于收集环境温度temp，

电流、温度信号调理模块用于放大测量电流imeasure、temp信号，

电流、温度adc模块用于将收集到的电流、温度信号转换为二进制表示传输给数字处理模块，

数字处理模块用于处理接收到的数据，

具体来讲，电流采样装置模块采集输出的电流imeasure作为输入输出给电流信号调理模块，温度采样装置模块收集环境温度temp作为输入输出给温度信号调理模块，电流、温度信号调理模块将放大后的电流、温度信号imeasure_m、temp_m作为输入输出给电流、温度adc模块，电流、温度adc模块将转换后的vh、vntc作为输入输出给数字处理模块，数字处理模块接收到前述模块输入数据之后，输出真实电流信号ireal

其中电流采样装置模块可使用电阻采样、霍尔电流传感器和电流互感器等方式实现，其中电阻采样一般使用低端采样、高端采样、采样电阻在负载上方，运放电源地悬浮在负载上等方式实现。

温度采样装置模块检测方式包括热膨胀原理法、压力温度原理法、热效应法、热电阻原理法及热辐射原理法等方法，可以为热敏电阻、热电偶或温度采样芯片等方式实现。

电流、温度信号调理模块作用为放大采集到的微弱或较小的电流信号，放大倍数和具体实施方法视需求而定。

电流、温度adc模块位数要求视整体系统速度、精度要求所定。

数字处理模块可使用mcu微处理器模块或asic专用数字处理电路模块，且其内部含有ireal与vh、vntc之间拟合好的关系式ireal=f(vh,vntc)或建立好的数据表，所使用mcu型号、性能以及asic专用数字处理电路模块时钟频率、电路规模等根据整体系统所需处理速度、处理精度等所定。。

本发明的有益效果是：在电机控制器中，需对相电流进行采样以实现更精确的控制。现有电流采样方式会受到温度的影响，使从电流采样装置模块所得到的数据采样精度降低，为此加入数字处理模块，预先对在实验室检测电流采样装置模块所收集到的电流imeasure（用vh表示）、温度采样装置模块收集到的环境温度temp（用vntc表示）以及实际电机真实相电流信号ireal进行数据拟合，建立三者之间的关系式或数据表，数字处理模块接收到vh与vntc信号后，通过公式计算或查表，可得到更为精确的真实电流ireal。

同时本方法在实验室阶段收集好各项数据，拟合好公式或建立好数据表后存入数字处理模块，减去了实际电机控制器中检测实际相电流的模块或装置，且因有数字处理模块，可对公式系数进行放大或缩小，所需电流、温度采样装置面积可大大减小（电流、温度采样装置越大，所检测数据可越大），只需将检测到的微弱信号经过系数放大即可还原为真实值。

附图说明

图1所示是本发明的一种通过数字控制的温度补偿提高电流采样精度的方法的原理图。

图2所示为本发明信号关系示例图。

图3所示为本发明信号关系示例表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：

如图1所示为一种通过数字控制的温度补偿提高电流采样精度的方法的原理图，具体包含电流采样装置模块、温度采样装置模块、电流信号调理模块、温度信号调理模块、电流adc模块、温度adc模块、数字处理模块；

本例的具体工作原理为：

初始时，在实验室阶段，测量电流采样装置模块输出电流imeasure、温度采样装置模块输出环境温度temp，将前述信号经过电流、温度信号调理模块进行调理放大送入电流、温度adc模块，得到用电压vh、vntc所表示的二进制代码给数字处理模块，同时测量不受温度影响方式下检测到的真实相电流信号ireal，拟合出三者之间的关系式：

ireal=f(vh,vntc)

可得如图2所示的信号关系示例图，或者直接建立三者之间的数据表，可得如图3所示的信号关系示例表。

所使用电流采样装置为霍尔电流感应传感器，温度采样装置为温度传感器，最终所得数据拟合关系如下：

ireal=a*vh+b*vntc

其中a、b均为常数，即ireal、vh、vntc三者之间在本例中为线性关系。

若数字处理模块使用mcu微处理器模块实现，核心代码（c语言）为：

inta=a;

intb=b;

intireal;intvh;intvntc;

intfunction(intvh,intvntc,inta,intb)

{

returna*vh+b*vntc;

}

ireal=function(vh,vntc,a,b);

若数字处理模块使用asic专用数字处理电路模块实现，核心代码（verilog）为：

input[y-1:0]vh,vntc;

input[z-1:0]a,b;

output[x-1:0]ireal;

always@(posedgeclkornegedgerst_n)

begin

if(rst_n==1’b0)begin

ireal<=x’b0000…0000;

elsebegin

ireal<=vh*a+vntc*b;

end

end

其中x、y、z代表各项参数位数，具体位数需根据所需精度要求确定，且三者之间位数关系应当与关系式所匹配。同时本例还可对乘法器和加法器进行优化，调用不同乘法、加法器。

实际使用时，数字处理模块接收到电流、温度adc模块输出vh、vntc后，根据数字处理模块内部预先拟合出的关系式或数据表，通过算法计算或查表，直接得到真实的相电流ireal值。

所需注意的是电流、温度采样装置本身精度越高越好，精度越高，数字处理模块所拟合的关系式或数据表越精准，对后续真实电流ireal输出值的校准调整力度和精确性越大。

数字处理模块所使用的拟合方法不限，并且存储结果可为关系式，可为数据表，数据位宽需根据电流测试精度进行选择。同时需根据精度要求和电流采样装置模块、温度采样装置模块精度数据点数影响，需选择内部存储空间相匹配的数字处理单元。

若使用建立数据表的方式，不论mcu、asic实现，均可预先使用存储器存储各项值数据，再利用地址寻址方式得到所需值，如图3所示为本发明信号关系示例表。

可以理解的是，本发明不限于上文示出的精确配置和组件。在不脱离权利要求书的保护范围基础上，可以对上文方法和结构的步骤顺序、细节及操作做出各种修改、改变和优化。