一种ADC采样和环路计算控制方法和相关设备与流程

一种adc采样和环路计算控制方法和相关设备
技术领域
1.本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种数字电源使用的新型adc采样和环路计算控制方法和先关设备。


背景技术：

2.目前，电源行业在数字电源控制计算过程中采用的常规做法是：先通过adc采样，然后再计算的顺序实现方法，这样做虽然也能实现数字电源的数字控制环路，但缺点是数字环路带宽受限，因为只能先采样后计算。数字电源相比于模拟电源，由于mcu的处理速度和adc采样的原因，导致数字电源的数字控制环路带宽就会比模拟电源低，降低计算速度。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供一种adc采样和环路计算控制方法和相关设备，以提高adc采样和环路计算的计算速度。
4.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
5.一种adc采样和环路计算控制方法，应用于数字控制环路中，所述数字控制环路包括adc采样设备和数字环路计算单元，方法包括：
6.当所述数字控制环路启动时，控制adc采样设备每个周期对目标信号进行采样，并存储采样结果；
7.当所述数字控制环路启动预设周期后，在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算，以使得adc采样和数字环路计算同时进行。
8.可选的，上述adc采样和环路计算控制方法中，所述在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算包括：
9.以所述数字控制环路的周期信号为触发条件控制adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算；
10.或，以所述数字控制环路的周期信号为触发条件控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算，同时，以所述数字环路计算单元的启动信号作为触发条件，控制adc采样设备对目标信号进行采样。
11.可选的，上述adc采样和环路计算控制方法中，当所述数字控制环路启动预设周期后，在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算，包括：
12.当所述数字控制环路启动至少1个周期后，在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算。
13.可选的，上述adc采样和环路计算控制方法中，对存储的采样结果进行数字环路计算，包括：
14.基于先存储先计算的原则对存储的采样结果进行数字环路计算，并且，每个周期
仅处理一个存储的采样结果。
15.一种adc采样和环路计算控制装置，应用于数字控制环路中，所述数字控制环路包括adc采样设备和数字环路计算单元，装置包括：
16.adc采样设备控制单元，用于当所述数字控制环路启动时，控制adc采样设备每个周期对目标信号进行采样，并存储采样结果；
17.数字环路计算单元，用于当所述数字控制环路启动预设周期后，在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算，以使得adc采样和数字环路计算同时进行。
18.可选的，上述adc采样和环路计算控制装置中，所述数字环路计算单元在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算时，具体用于：
19.以所述数字控制环路的周期信号为触发条件控制adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算；
20.或，以所述数字控制环路的周期信号为触发条件控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算，同时，以所述数字环路计算单元的启动信号作为触发条件，控制adc采样设备对目标信号进行采样。
21.可选的，上述adc采样和环路计算控制装置中，所述数字环路计算单元当所述数字控制环路启动预设周期后，在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算，具体用于：
22.当所述数字控制环路启动至少1个周期后，在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算。
23.可选的，上述adc采样和环路计算控制装置中，所述数字环路计算单元在对存储的采样结果进行数字环路计算时，具体用于：
24.基于先存储先计算的原则对存储的采样结果进行数字环路计算，并且，每个周期仅处理一个存储的采样结果。
25.一种mcu处理器，应用有上述任意一项所述的adc采样和环路计算控制装置。
26.一种电子设备，应有上述mcu处理器。
27.基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案，上述数字控制环路启动时，先控制adc采样结果对目标对象进行采样，并对采样结果进行存储，当述数字控制环路启动达到预设周期时，在对存储的采样结果进行数字环路计算，在进行数字环路计算的同时，继续进行adc采样，使得所述adc采样和环路计算的总时长缩短约一半，提高了adc采样和环路计算的数据处理速度和处理效率。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
29.图1为本技术实施例公开的adc采样和环路计算控制方法的流程示意图；
30.图2为本技术另一实施例公开的adc采样和环路计算控制方法的流程示意图；
31.图3为本技术另一实施例公开的adc采样和环路计算控制方法的流程示意图；
32.图4为本技术另一实施例公开的adc采样和环路计算控制方法的流程示意图；
33.图5为本技术实施例公开的adc采样和环路计算控制装置的结构示意图；
34.图6为现有技术中adc采样和环路计算的耗时图；
35.图7为采用本技术实施例公开的方案的adc采样和环路计算的耗时图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例一
38.基于现有技术中，先进行adc采样，在进行环路计算的顺序造成的数据处理效率低的问题，本技术公开了一种adc采样和环路计算控制方法，应用于数字控制环路中，所述数字控制环路包括adc采样设备和数字环路计算电路，方法可以包括：
39.步骤s101：控制adc采样设备对目标信号进行采样。
40.在本技术实施例公开的技术方案中，为了提高数据处理效率，在应用本方案设备工作时，首先，当所述数字控制环路启动时，控制adc采样设备每个数字控制环路的动作周期对目标进行采样，所述目标信号为被控对象，例如，通常可以为vout(恒压控制)或iout(恒流控制)。
41.步骤s102：存储采样结果。
42.在本步骤中，当获取到adc采样设备的采样数据以后，对采样结果进行存储，即，在获取到采样结果以后，并不立即对所述采样结果进行环路计算，而是向将其存储，在需要进行环路计算时再提取。
43.步骤s103：判断所述数字控制环路是否启动预设周期，如果是，执行步骤s104，否则，继续等待。
44.在本技术实施例公开的技术方案中，判断所述数字控制环路是否启动了预设周期，即，判断所述adc采样设备是否进行了预设周期数量的采样，在本技术实施例公开的技术方案中，所述预设周期的数量可以基于用户需求自行设定，当所述adc采样设备采样了预设个周期以后，才执行后续步骤，否则继续等待，直至所述adc采样设备启动了预设周期。
45.步骤s104：对目标信号进行采样的同时对存储的采样结果进行数字环路计算；
46.在本方案中，所述adc采样设备在数字控制环路的每个动作周期都对目标信号进行采样，并数字控制环路启动预设周期后，在控制adc采样设备对目标信号进行采样的同时，控制数字环路计算单元对预先存储的采样结果进行数字环路计算，以使得adc采样和数字环路计算同时进行。
47.其中，在对adc采样结果进行数字环路计算时，可以基于先进先出的原则进行数字环路计算，即，在进行数字环路计算时，先计算最先存储的adc计算结果，然后再计算后存储的adc计算结果，在进行数字环路计算时，会同时进行adc采样，无需等待到adc采样的采样
结果以后再进行数字环路计算，使得adc采样和数字环路计算同时进行。
48.其中，所述在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算时，具体用于：
49.以所述数字控制环路的周期信号为触发条件控制adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算；
50.或，以所述数字控制环路的周期信号为触发条件控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算，同时，以所述数字环路计算单元的启动信号作为触发条件，控制adc采样设备对目标信号进行采样。
51.在本实施例提供的一种adc采样和环路计算控制方法中，应用本方法的数字控制环路在工作时，先控制adc采样结果对目标对象进行采样，并对采样结果进行存储，当数字控制环路的工作周期达到预设周期时，再对存储的采样结果进行数字环路计算，并且在进行数字环路计算的同时，继续进行adc采样，使得所述adc采样和环路计算的总时长缩短约一半，提高了adc采样和环路计算的数据处理速度和处理效率。
52.实施例二
53.参见图2，本实施例公开的一种adc采样和环路计算控制方法，可以包括：
54.步骤s201：当所述数字控制环路启动时，控制adc采样设备每个周期对目标信号进行采样。
55.在本技术实施例公开的技术方案中，为了提高数据处理效率，在应用本方案设备工作时，首先，控制adc采样设备对目标进行采样，所述目标信号为被控对象，例如，通常可以为vout(恒压控制)或iout(恒流控制)。
56.步骤s202：控制mcu的数字环路补偿器读取并存储所述采样结果。
57.在本步骤中，当获取到adc采样设备以后，首先对采样结果进行存储，即，在获取到采样结果以后，并不立即对所述采样结果进行环路计算，而是向将其存储，在需要进行环路计算时再提取。其中，在存储所述采样结果时，可以采用应用本方法的mcu中的数字环路补偿器读取并存储所述采样结果。
58.步骤s203：判断所述数字控制环路是否启动预设周期，如果是，执行步骤s204，否则，继续等待。
59.在本技术实施例公开的技术方案中，判断所述数字控制环路是否启动了预设周期，即，判断所述数字控制环路是否进行了预设周期数量的采样，在本技术实施例公开的技术方案中，所述预设周期的数量可以基于用户需求自行设定，当所述adc采样设备采样了预设个周期以后，才执行后续步骤，否则继续等待，直至所述数字控制环路启动了预设周期。
60.步骤s204：对目标信号进行采样的同时对存储的采样结果进行数字环路计算；
61.在本方案中，所述adc采样设备在数字控制环路的每个动作周期都对目标信号进行采样，并数字控制环路启动预设周期后，在控制adc采样设备对目标信号进行采样的同时，控制数字环路计算单元对预先存储的采样结果进行数字环路计算，以使得adc采样和数字环路计算同时进行。
62.当所述数字控制环路启动预设周期后，在对存储的adc采样结果进行数字环路计算，其中，在对adc采样结果进行数字环路计算时，基于先进先出的原则进行数字环路计算，即，在进行数字环路计算时，先计算最先存储的adc计算结果，然后再计算后存储的adc计算
结果，并且，在进行数字环路计算时，会同时进行adc采样，无需等待到adc采样的采样结果以后再进行数字环路计算，使得adc采样和数字环路计算同时进行。
63.在本实施例提供的一种adc采样和环路计算控制方法中，应用本方法的数字控制环路在工作时，先控制adc采样结果对目标对象进行采样，并控制mcu的数字环路补偿器读取并存储所述采样结果，当数字控制环路的工作周期达到预设周期时，再对存储的采样结果进行数字环路计算，在进行数字环路计算的同时，继续进行adc采样，使得所述adc采样和环路计算的总时长缩短约一半，提高了adc采样和环路计算的数据处理速度和处理效率。
64.实施例三
65.参见图3，本实施例公开的一种adc采样和环路计算控制方法，可以包括：
66.步骤s301：当数字控制环路启动时，控制adc采样设备对目标信号进行采样。
67.在本技术实施例公开的技术方案中，为了提高数据处理效率，在应用本方案设备工作时，首先，控制adc采样设备对目标进行采样，所述目标信号为被控对象，例如，通常可以为vout(恒压控制)或iout(恒流控制)。
68.步骤s302：存储采样结果。
69.在本步骤中，当获取到adc采样设备以后，首先对采样结果进行存储，即，在获取到采样结果以后，并不立即对所述采样结果进行环路计算，而是向将其存储，在需要进行环路计算时再提取。
70.步骤s303：判断所述数字控制环路是否启动至少1个周期，如果是，执行步骤s304，否则，继续等待。
71.在本技术实施例公开的技术方案中，所述至少1个周期可以为1个周期、2个周期、3个周期等正整数个周期，判断所述数字控制环路是否启动了至少1周期，即，判断所述adc采样设备是否进行了1个周期数量的采样，当所述adc采样设备采样了1个周期以后，才执行后续步骤，否则继续等待，直至所述adc采样设备启动了1周期。
72.步骤s304：在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算；
73.所述adc采样设备在数字控制环路的每个工作周期都对目标信号进行采样，并数字控制环路启动预设周期后，在adc采样设备对目标信号进行采样的同时控制所述数字环路计算单元对存储的采样结果进行数字环路计算，以使得adc采样和数字环路计算同时进行。
74.当所述数字控制环路启动预设周期后，在对存储的adc采样结果进行数字环路计算，其中，在对adc采样结果进行数字环路计算时，基于先进先出的原则进行数字环路计算，即，在进行数字环路计算时，先计算最先存储的adc计算结果，然后再计算后存储的adc计算结果，在进行数字环路计算时，会同时进行adc采样，无需等待到adc采样的采样结果以后再进行数字环路计算，使得adc采样和数字环路计算同时进行。
75.在本实施例提供的一种adc采样和环路计算控制方法中，应用本方法的数字控制环路在工作时，先控制adc采样结果对目标对象进行采样，并对采样结果进行存储，当数字控制环路的工作周期达到1个周期时，在对存储的采样结果进行数字环路计算，在进行数字环路计算的同时，继续进行adc采样，使得所述adc采样和环路计算的总时长缩短约一半，提高了adc采样和环路计算的数据处理速度和处理效率。
76.实施例四
77.参见图4，本实施例公开的一种adc采样和环路计算控制方法，可以包括：
78.步骤s401：当数字控制环路启动时，控制adc采样设备对目标信号进行采样。
79.在本技术实施例公开的技术方案中，为了提高数据处理效率，在应用本方案设备工作时，首先，当所述数字控制环路启动时，控制adc采样设备每个数字控制环路的动作周期对目标进行采样，所述目标信号为被控对象，例如，通常可以为vout(恒压控制)或iout(恒流控制)。
80.步骤s402：存储采样结果。
81.在本步骤中，当获取到adc采样设备以后，首先对采样结果进行存储，即，在获取到采样结果以后，并不立即对所述采样结果进行环路计算，而是向将其存储，在需要进行环路计算时再提取。
82.步骤s403：判断所述数字控制环路是否启动1个周期，如果是，执行步骤s404，否则，继续等待。
83.在本技术实施例公开的技术方案中，判断所述数字控制环路是否启动了1周期，即，判断所述adc采样设备是否进行了1个周期数量的采样，当所述adc采样设备采样了1个周期以后，才执行后续步骤，否则继续等待，直至所述adc采样设备启动了1周期。
84.步骤s404：基于先存储先计算的原则对存储的采样结果进行数字环路计算，并且，每个周期仅计算一个采样结果。
85.在对adc采样结果进行数字环路计算时，基于先进先出的原则进行数字环路计算，即，在进行数字环路计算时，先计算最先存储的adc计算结果，然后再计算后存储的adc计算结果，在进行数字环路计算时，会同时进行adc采样，无需等待到adc采样的采样结果以后再进行数字环路计算，使得adc采样和数字环路计算同时进行。
86.在本实施例提供的一种adc采样和环路计算控制方法中，应用本方法的装置在工作时，先控制adc采样结果对目标对象进行采样，并对采样结果进行存储，当采集周期达到1个周期，启动第下一个周期的adc采样时，在对存储的上一周期的采样结果进行数字环路计算，在进行数字环路计算的同时，继续进行adc采样，使得所述adc采样和环路计算的总时长缩短约一半，提高了adc采样和环路计算的数据处理速度和处理效率。
87.对应于上述方法，本技术还公开了一种adc采样和环路计算控制装置，本实施例中，装置中的各个单元的具体工作内容，请参见上述方法实施例的内容，下面对本发明实施例提供的adc采样和环路计算控制装置进行描述，下文描述的adc采样和环路计算控制装置与上文描述的adc采样和环路计算控制方法可相互对应参照。
88.参见图5，包括：
89.adc采样设备控制单元100，用于控制adc采样设备对目标信号进行采样，并存储采样结果；
90.数字环路计算单元200，用于所述adc采样设备启动预设周期后，对存储的采样结果进行数字环路计算，以使得adc采样和数字环路计算同时进行。
91.与上述方法相对应，所述adc采样设备控制单元在存储采样结果时，具体用于：
92.控制mcu的数字环路补偿器读取并存储所述采样结果。
93.与上述方法相对应，所述数字环路计算单元在adc采样设备启动预设周期后，对存
储的采样结果进行数字环路计算时，具体用于：
94.所述adc采样设备启动至少1个周期后，对存储的采样结果进行数字环路计算。
95.与上述方法相对应，所述数字环路计算单元在对存储的采样结果进行数字环路计算时，具体用于：
96.，基于先存储先计算的原则对存储的采样结果进行数字环路计算，并且，每个周期仅计算一个采样结果。
97.对应于上述装置，本技术还公开了一种mcu处理器，该装置可以应用有上述任意一项所述的adc采样和环路计算控制装置。
98.对应于上述装置，本技术还公开了一种电子设备，该电子设备中可以应有上述所述的mcu处理器，所述电子设备可以为数字电源。
99.以预设周期为1个预设周期为例，对本方案的实际效果进行说明，参见图6，图6为现有技术中adc采样和环路计算的耗时图，图7为本技术实施例公开的adc采样和环路计算的耗时图，参见图6和图7可见，本实施例提供的技术方案能够为adc采样和环路计算节省将近一半的时间。
100.为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
101.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
102.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
103.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
104.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
105.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。