CN112782633A - 一种电感电流采样校准方法、***和计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电感电流采样校准方法、***和计算机可读存储介质。该方法包括在一个开关周期内,分析开关管通断与电感电流的关系,记录电感电流上升时间;根据所述开关周期与所述电感电流上升时间以及电感两侧输入电压与输出电压的关系,计算电感电流下降时间;将所述电感电流上升时间与所述电感电流下降时间相加,再除以所述开关周期,作为电感电流自动校准比例系数;将当前电感电流采样值乘以所述电感电流自动校准比例系数作为电感电流采样校准值。本发明校准范围宽、可以对电感电流断续情况进行补偿且精度高。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域,更具体地说,涉及一种电感电流采样校准方法、***和计算机可读存储介质。
背景技术
目前,在电力电子控制领域中,为了降低电感电流纹波,实现限功率运行,需要对电感电流进行内环控制,而要控制电感电流,则必须采样电感电流。工程应用中,大多在电感电流上升阶段的中点时刻,采样电流值,作为该开关周期的平均电流值。从理论上分析,若电感电流断续,此时的采样误差较大。因为,等效计算的电感电流开关周期平均值,并没有加入电流断续时间,导致采样值偏大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种校准范围宽、可以对电感电流断续情况进行补偿且精度高的电感电流采样校准方法、***和计算机可读存储介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种电感电流采样校准方法,包括:
S1、在一个开关周期Ts内,分析开关管通断与电感电流的关系,记录电感电流上升时间Trise;
S2、根据所述开关周期Ts与所述电感电流上升时间Trise以及电感两侧输入电压Vin与输出电压Vout的关系,计算电感电流下降时间Treduce;
S3、将所述电感电流上升时间Trise与所述电感电流下降时间Treduce相加,再除以所述开关周期Ts,作为电感电流自动校准比例系数Kauto;
S4、将当前电感电流采样值Isample乘以所述电感电流自动校准比例系数Kauto作为电感电流采样校准值Iautosample。
在本发明所述的电感电流采样校准***中,所述电感电流上升时间Trise等于开关管导通时间Ton。
在本发明所述的电感电流采样校准***中,当电感电流连续时,所述电感电流下降时间Treduce等于开关管关断时间Toff;当电感电流断续时,所述电感电流下降时间Treduce小于所述开关管关断时间Toff。
在本发明所述的电感电流采样校准***中,进一步包括:
S5、获取n组电感电流采样校准值和电感电流实际测量值(Iautosample1,Imeasure1)、(Iautosample2,Imeasure2)、...、(Iautosamplen,Imeasuren),其中n为大于1的正整数;
S6、利用最小二乘法拟合曲线,计算手动校准电感电流的比例系数KmanualA以及偏置系数KmanualB;
S7、基于所述比例系数KmanualA、所述偏置系数KmanualB以及所述电感电流采样校准值Iautosample,求取电感电流手动校准采样值Ireal。
在本发明所述的电感电流采样校准***中,所述步骤S6进一步包括:
S61、分别计算n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen以及n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren的采样校准平均值IautosampleAvg和实际测量平均值ImeasureAvg:
IautosampleAvg=(Iautosample1+Iautosample2+…+Iautosamplen)/n;
ImeasureAvg=(Imeasure1+Imeasure2+…+Imeasuren)/n;
S62、根据最小二乘法拟合曲线,基于所述n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen、所述n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren、所述采样校准平均值IautosampleAvg和所述实际测量平均值ImeasureAvg按照如下公式计算所述比例系数KmanualA:
KmanualA_Sum1=(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Imeasure1-ImeasureAvg)+(Iautosample2-IautosampleAvg)*(Imeasure2-ImeasureAvg)+…+
(Iautosamplen-IautosampleAvg)*(Imeasuren-ImeasureAvg);
KmanualA_Sum2=(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Iautosample1-
IautosampleAvg+Iautosample2-IautosampleAvg*Iautosample2-IautosampleAvg+...+Iautosamplen-IautosampleAvg*Iautosmplen-Iautosampl
eAvg;
KmanualA=KmanualA_Sum1/KmanualA_Sum2;
S63、基于所述采样校准平均值IautosampleAvg所述实际测量平均值ImeasureAvg和所述比例系数KmanualA按照如下公式计算所述偏置系数KmanualB:
KmanualB=ImeasureAvg-KmanualA*IautosampleAvg。
在本发明所述的电感电流采样校准***中,在所述步骤S7中,Ireal=KmanualA*Iautosample+KmanualB。
本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是,构造一种电感电流采样校准***,包括:
电感电流上升时间记录模块,用于在一个开关周期Ts内,分析开关管通断与电感电流的关系,记录电感电流上升时间Trise;
电感电流下降时间计算模块,用于根据所述开关周期Ts与所述电感电流上升时间Trise以及电感两侧输入电压Vin与输出电压Vout的关系,计算电感电流下降时间Treduce;
自动校准比例系数计算模块,用于将所述电感电流上升时间Trise与所述电感电流下降时间Treduce相加,再除以所述开关周期Ts,作为电感电流自动校准比例系数Kauto;
自动校准模块,用于将当前电感电流采样值Isample乘以所述电感电流自动校准比例系数Kauto作为电感电流采样校准值Iautosample。
在本发明所述的电感电流采样校准***中,进一步包括:
手动校准模块,用于获取n组电感电流采样校准值和电感电流实际测量值(Iautosample1,Imeasure1)、(Iautosample2,Imeasure2)、...、(Iautosamplen,Imeasuren),其中n为大于1的正整数;利用最小二乘法拟合曲线,计算手动校准电感电流的比例系数KmanualA以及偏置系数KmanualB;基于所述比例系数KmanualA、所述偏置系数KmanualB以及所述电感电流采样校准值Iautosample,求取电感电流手动校准采样值Ireal。
在本发明所述的电感电流采样校准***中,所述手动校准模块进一步用于:
分别计算n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen以及n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren的采样校准平均值IautosampleAvg和实际测量平均值ImeasureAvg:
IautosampleAvg=(Iautosample1+Iautosample2+…+Iautosamplen)/n;
ImeasureAvg=(Imeasure1+Imeasure2+…+Imeasuren)/n;
根据最小二乘法拟合曲线,基于所述n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen、所述n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren、所述采样校准平均值IautosampleAvg和所述实际测量平均值ImeasureAvg按照如下公式计算所述比例系数KmanualA:
KmanualA_Sum1=
(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Imeasure1-ImeasureAvg)+(Iautosample2-IautosampleAvg*Imeasure2-ImeasureAvg+...+Iautosamplen-IautosampleAvg*(Imeasuren-ImeasureAvg);
KmanualA_Sum2=(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Iautosample1-
IautosampleAvg+Iautosample2-IautosampleAvg*Iautosample2-IautosampleAvg+...+Iautosamplen-IautosampleAvg*Iautosamplen-Iautosampl
eAvg;
KmanualA=KmanualA_Sum1/KmanualA_Sum2;
基于所述采样校准平均值IautosampleAvg所述实际测量平均值ImeasureAvg和所述比例系数KmanualA按照如下公式计算所述偏置系数KmanualB:
KmanualB=ImeasureAvg-KmanualA*IautosampleAvg。
本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是,构造一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的电感电流采样校准方法。
实施本发明的电感电流采样校准方法、***和计算机可读存储介质,校准范围宽、可以对电感电流断续情况进行补偿且精度高的电感电流采样校准方法、***和计算机可读存储介质。进一步地,针对电路硬件差异导致的采样误差进行了手动校准,因此其可以全方位提高电感电流采样精度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明的电感电流采样校准方法的电流采样自动校准的原理示意图;
图2是本发明的电感电流采样校准方法的第一优选实施例的流程示意图;
图3示出了适用本发明的电感电流采样校准方法的Buck电路的电路示意图;
图4示出了适用本发明的电感电流采样校准方法的Boost电路的电路示意图;
图5示出了适用本发明的电感电流采样校准方法的INV电路的电路示意图;
图6示出了常见的电路拓扑的电感电流自动校准系数;
图7是出了本发明的电感电流采样校准方法的第二优选实施例的流程示意图;
图8是本发明的电感电流采样校准***的第一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的一个方面涉及一种电感电流采样校准方法,包括:在一个开关周期Ts内,分析开关管通断与电感电流的关系,记录电感电流上升时间Trise;根据所述开关周期Ts与所述电感电流上升时间Trise以及电感两侧输入电压Vin与输出电压Vout的关系,计算电感电流下降时间Treduce;将所述电感电流上升时间Trise与所述电感电流下降时间Treduce相加,再除以所述开关周期Ts,作为电感电流自动校准比例系数Kauto;将当前电感电流采样值Isample乘以所述电感电流自动校准比例系数Kauto作为电感电流采样校准值Iautosample。
图1是本发明的电感电流采样校准方法的电流采样自动校准的原理示意图。下面结合图1对本发明的原理说明如下。
此时,定义电感电流自动校准系数:
Kauto=Itheory/Iactual=(Trise_D+Treduce_D)/Ts;
当电感电流连续时,如图1所示:
Trise_C=Ton_C,Treduce_C=Toff_C;
此时,自动校准系数Kauto不影响(不自动校准)电感电流的采样值:
Kauto=(Trise_C+Treduce_C)/Ts=1。
因此,通过上述自动校准步骤,其校准范围宽、可以对电感电流断续情况进行补偿且精度高。
本发明的另一个方面涉及针对通过采用最小二乘法拟合校准曲线,对前述获得的电感电流采样校准值Iautosample进行手动校准,估算最佳的手动校准系数,从而获得进度更高,最大限度接近实际值的电感电流手动校准采样值。该方法进一步包括获取n组电感电流采样校准值和电感电流实际测量值(Iautosample1,Imeasure1)、(Iautosample2,Imeasure2)、...、(Iautosamplen,Imeasuren),其中n为大于1的正整数;利用最小二乘法拟合曲线,计算手动校准电感电流的比例系数KmanualA以及偏置系数KmanualB;基于所述比例系数KmanualA、所述偏置系数KmanualB以及所述电感电流采样校准值Iautosample,求取电感电流手动校准采样值Ireal。通过手动采样,可以克服不同机器的硬件电路采样差异,从而获得更高的采样精度。
下面结合具体实施例对本发明进一步说明如下。图2是本发明的电感电流采样校准方法的第一优选实施例的流程示意图。如图2所示,在步骤S1中,在一个开关周期Ts内,分析开关管通断与电感电流的关系,记录电感电流上升时间Trise。在本发明的一个优选实施例中,可以先对电路拓扑结构和工作原理进行分析,比如该电路属于图3所示的Buck电路或图4所示的Boost电路或图5所示的INV电路,或者其他电感电路。常规电感电路,例如上述Buck电路、Boost电路或INV电路的拓扑结构和工作原理,是本领域中的公知常识,本领域技术人员均知悉,在此就不再累述了。然后,将开关管的开关周期设置为Ts,然后在一个开关周期Ts内,分析开关管通断与电感电流的关系,记录电感电流上升时间Trise。
在步骤S2中,根据所述开关周期Ts与所述电感电流上升时间Trise以及电感两侧输入电压Vin与输出电压Vout的关系,计算电感电流下降时间Treduce。
在本实施例中,通常情况下,所述电感电流上升时间Trise等于开关管导通时间Ton。电感电流下降时间Treduce通常为未知量,当电感电流连续时,所述电感电流下降时间Treduce等于开关管关断时间Toff;当电感电流断续时,所述电感电流下降时间Treduce小于所述开关管关断时间Toff。
在步骤S3中,将所述电感电流上升时间Trise与所述电感电流下降时间Treduce相加,再除以所述开关周期Ts,作为电感电流自动校准比例系数Kauto,即Kauto=(Trise+Treduce)/Ts。
下面,我们以图3-5所示的Buck电路、Boost电路或INV电路分别对该计算过程说明如下。
根据如图3所示的BUCK电路,在时刻进行采样,计算电感电流下降时间Treduce。Ton为BUCK电路的开关管在一个中断周期Ts内的导通时间;Toff为BUCK电路开关管在一个中断周期Ts内的关断时间。
更进一步地,当BUCK电路的电感电流连续时:Trise=Ton、Treduce=Toff,所以:Kauto=(Trise+Treduce)/Ts=1;当BUCK电路的电感电流断续时:Trise=Ton、Treduce<Toff,根据电感在一个中断周期Ts内,必须遵循伏秒平衡,即:
(Vin-Vout)*Trise=Vout*Treduce,即:
Treduce=(Vin-Vout)*Trise/Vout=(Vin-Vout)*Ton/Vout,所以:
Kauto=(Trise+Treduce)/Ts=(Vin*Ton)/(Vout*Ts)。
根据如图4所示的BOOST电路,在时刻进行采样,计算电感电流下降时间Treduce。Ton为BOOST电路的开关管在一个中断周期Ts内的导通时间;Toff为BOOST电路开关管在一个中断周期Ts内的关断时间;
更进一步地,当BOOST电路的电感电流连续时:Trise=Ton、Treduce=Toff,所以:Kauto=(Trise+Treduce)/Ts=1;当BOOST电路的电感电流断续时:Trise=Ton、Treduce<Toff,根据电感在一个中断周期Ts内,必须遵循伏秒平衡,即:
Vin*Trise=(Vout-Vin)*Treduce,即:
Treduce=Vin*Trise/(Vout-Vin)=Vin*Ton/(Vout-Vin),所以:
Kauto=(Trise+Treduce)/Ts=(Vout*Ton)/[(Vout-Vin)*Ts]。
根据如图5所示的INV电路,计算电感电流下降时间Treduce。开关管Q1和Q3的驱动相同且开关管Q1、Q3与Q5互补;开关管Q2、Q4驱动相同且开关管Q2、Q4与Q6互补。在输出电压Vout的正半周期开关管Q1、Q3、Q5进行PWM调制;在输出电压Vout的负半周期开关管Q2、Q4、Q6进行PWM调制;Ton为INV电路开关管Q1、Q3或Q2、Q4在一个中断周期Ts内的导通时间;Toff为INV电路开关管Q1、Q3或Q2、Q4在一个中断周期Ts内的关断时间。
当INV电路工作于逆变状态时,INV电路类似于BUCK电路且在时刻进行采样;当INV电路工作于逆变状态且电感电流连续时:Trise=Ton、Treduce=Toff,所以:Kauto=(Trise+Treduce)/Ts=1;当INV电路工作于逆变状态且电感电流断续时:Trise=Ton、Treduce<Toff,根据电感在一个中断周期Ts内,必须遵循伏秒平衡,即:
(Vin-Vout)*Trise=Vout*Treduce,即:
Treduce=(Vin-Vout)*Trise/Vout=(Vin-Vout)*Ton/Vout,所以:
Kauto=(Trise+Treduce)/Ts=(Vin*Ton)/(Vout*Ts)。
当INV电路工作于整流状态,INV电路类似于反向的BOOST电路且在时刻进行采样;当INV电路工作于整流状态且电感电流连续时:Trise=Toff、Treduce=Ton,所以:Kauto=(Trise+Treduce)/Ts=1。当INV工作于整流状态且电感电流断续时:Trise=Toff、Treduce<Ton,根据电感在一个中断周期Ts内,必须遵循伏秒平衡,即:
Vout*Trise=(Vin-Vout)*Treduce,即:
Treduce=Vout*Trise/(Vin-Vout)=Vout*(Ts-Ton)/(Vin-Vout),所以:
Kauto=(Trise+Treduce)/Ts=[Vin*(Ts-Ton)]/[(Vin-Vout)*Ts]。
总结以上实施例可知,常见的电路拓扑的电感电流自动校准系数,如图6所示。当然,本发明的电感电流采样校准方法还可以用于其他电感电路的电感电流校准,本领域技术人员根据本发明的教导,可以在各种电感电路中应用该方法,在此就不再累述了。
在步骤S4中,将当前电感电流采样值Isample乘以所述电感电流自动校准比例系数Kauto作为电感电流采样校准值Iautosample。即Iautosample=Isample*Kauto。
上述实施例的电感电流采样校准方法,针对的是因电感电流断续,导致的采样误差;当电感电流连续时,自动校准比例系数Kauto等于1。采用自动校准步骤,其校准范围宽、可以对电感电流断续情况进行补偿且精度高。
图7是出了本发明的电感电流采样校准方法的第二优选实施例的流程示意图。在图7所示实施例中,其自动校准的步骤可以参照图2所示的优选实施例,其在自动校准的基础上,还针对电路硬件差异导致的采样误差进行了手动校准,因此其可以全方位提高电感电流采样精度。
在图7所示优选实施例中,在获得电感电流采样校准值之后,执行下述步骤。
获取n组电感电流采样校准值和电感电流实际测量值(Iautosample1,Imeasure1)、(Iautosample2,Imeasure2)、...、(Iautosamplen,Imeasuren),其中n为大于1的正整数。
然后,利用最小二乘法拟合曲线,计算手动校准电感电流的比例系数KmanualA以及偏置系数KmanualB,
具体的,比例系数KmanualA的求取步骤如下:
分别计算n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen以及n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren的采样校准平均值IautosampleAvg和实际测量平均值ImeasureAvg:
IautosampleAvg=(Iautosample1+Iautosample2+…+Iautosamplen)/n;
ImeasureAvg=(Imeasure1+Imeasure2+…+Imeasuren)/n。
根据最小二乘法拟合曲线,基于所述n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen、所述n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren、所述采样校准平均值IautosampleAvg和所述实际测量平均值ImeasureAvg按照如下公式计算所述比例系数KmanualA。
假设:
KmanualA_Sum1=
(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Imeasure1-ImeasureAvg)+(Iautosample2-IautosampleAvg*Imeasure2-ImeasureAvg+...+Iautosamplen-IautosampleAv
g*(Imeasuren-ImeasureAvg);
进一步假设:
KmanualA_Sum2=
(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Iautosample1-IautosampleAvg)+(Iautosample2-IautosampleAvg)*(Iautosample2-IautosampleAvg)+…+(Iautosamplen-
IautosampleAvg)*(Iautosamplen-IautosampleAvg);
因此获得,KmanualA=KmanualA_Sum1/KmanualA_Sum2。
具体的,偏置系数KmanualB的求取步骤如下:
基于所述采样校准平均值IautosampleAvg所述实际测量平均值ImeasureAvg和所述比例系数KmanualA按照如下公式计算所述偏置系数KmanualB:
KmanualB=ImeasureAvg-KmanualA*IautosampleAvg。
最后,基于所述比例系数KmanualA、所述偏置系数KmanualB以及所述电感电流采样校准值Iautosample,求取电感电流手动校准采样值Ireal,即Ireal=KmanualA*Iautosample+KmanualB。
在本优选实施例中,针对的是因电路硬件差异导致的采样误差。本实施例的电感电流采样校准方法,可以全方位提高电感电流采样精度。
在本发明的进一步的优选实施例中,在手动校准结束后,可以将所述比例系数KmanualA、所述偏置系数KmanualB存储于EEPROM或其他存储芯片,避免数据丢失。
实施本发明的电感电流采样校准方法,校准范围宽、可以对电感电流断续情况进行补偿且精度高的电感电流采样校准方法、***和计算机可读存储介质。进一步地,针对电路硬件差异导致的采样误差进行了手动校准,因此其可以全方位提高电感电流采样精度。
图8是本发明的电感电流采样校准***的第一优选实施例的结构示意图。如图8所示,所述电感电流采样校准***包括:电感电流上升时间记录模块100、电感电流下降时间计算模块200、自动校准比例系数计算模块300和自动校准模块400。所述电感电流上升时间记录模块100用于在一个开关周期Ts内,分析开关管通断与电感电流的关系,记录电感电流上升时间Trise。所述电感电流下降时间计算模块200用于根据所述开关周期Ts与所述电感电流上升时间Trise以及电感两侧输入电压Vin与输出电压Vout的关系,计算电感电流下降时间Treduce。所述自动校准比例系数计算模块300用于将所述电感电流上升时间Trise与所述电感电流下降时间Treduce相加,再除以所述开关周期Ts,作为电感电流自动校准比例系数Kauto。所述自动校准模块400用于将当前电感电流采样值Isample乘以所述电感电流自动校准比例系数Kauto作为电感电流采样校准值Iautosample。
在本发明的进一步的优选实施例中,所述电感电流采样校准***进一步包括手动校准模块,用于获取n组电感电流采样校准值和电感电流实际测量值(Iautosample1,Imeasure1)、(Iautosample2,Imeasure2)、...、(Iautosamplen,Imeasuren),其中n为大于1的正整数;利用最小二乘法拟合曲线,计算手动校准电感电流的比例系数KmanualA以及偏置系数KmanualB;基于所述比例系数KmanualA、所述偏置系数KmanualB以及所述电感电流采样校准值Iautosample,求取电感电流手动校准采样值Ireal。
在本发明的优选实施例中,电感电流上升时间记录模块100、电感电流下降时间计算模块200、自动校准比例系数计算模块300、自动校准模块400和手动校准模块可以参照上述任何优选实施例中的方法步骤构造,在此就不再累述了。
在本发明的进一步的优选实施例中,所述电感电流上升时间记录模块100、电感电流下降时间计算模块200、自动校准比例系数计算模块300、自动校准模块400和手动校准模块可以设置在DSP或MCU芯片中。
本发明可以通过硬件、软件或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机***中以集中方式实现,或者由分布在几个互连的计算机***中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现本发明方法的计算机***或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机***,通过安装和执行程序控制计算机***,使其按本发明方法运行。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序包含能够实现本发明方法的全部特征,当其安装到处理器,尤其是DSP或者MCU或者其他数字控制芯片时,可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是:可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式,该指令组使***具有信息处理能力,以直接实现特定功能,或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能:a)转换成其它语言、编码或符号;b)以不同的格式再现。
以上借助于说明指定的功能和关系的方法步骤对本发明进行了描述。为了描述的方便,这些功能组成模块和方法步骤的界限和顺序在此处被专门定义。然而,只要给定的功能和关系能够适当地实现,界限和顺序的变化是允许的。任何上述变化的界限或顺序应被视为在权利要求保护的范围内。
以上还借助于说明某些重要功能的功能模块对本发明进行了描述。为了描述的方便,这些功能组成模块的界限在此处被专门定义。当这些重要的功能被适当地实现时,变化其界限是允许的。类似地,流程图模块也在此处被专门定义来说明某些重要的功能,为广泛应用,流程图模块的界限和顺序可以被另外定义,只要仍能实现这些重要功能。上述功能模块、流程图功能模块的界限及顺序的变化仍应被视为在权利要求保护范围内。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的,本领域技术人员应当明白,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外,针对特定情形或材料,可以对本发明做各种修改,而不脱离本发明的范围。因此,本发明不局限于所公开的具体实施例,而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电感电流采样校准方法,其特征在于,包括:
S1、在一个开关周期Ts内,分析开关管通断与电感电流的关系,记录电感电流上升时间Trise;
S2、根据所述开关周期Ts与所述电感电流上升时间Trise以及电感两侧输入电压Vin与输出电压Vout的关系,计算电感电流下降时间Treduce;
S3、将所述电感电流上升时间Trise与所述电感电流下降时间Treduce相加,再除以所述开关周期Ts,作为电感电流自动校准比例系数Kauto;
S4、将当前电感电流采样值Isample乘以所述电感电流自动校准比例系数Kauto作为电感电流采样校准值Iautosample。
2.根据权利要求1所述的电感电流采样校准方法,其特征在于,所述电感电流上升时间Trise等于开关管导通时间Ton。
3.根据权利要求1所述的电感电流采样校准方法,其特征在于,当电感电流连续时,所述电感电流下降时间Treduce等于开关管关断时间Toff;当电感电流断续时,所述电感电流下降时间Treduce小于所述开关管关断时间Toff。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电感电流采样校准方法,其特征在于,进一步包括:
S5、获取n组电感电流采样校准值和电感电流实际测量值(Iautosample1,Imeasure1)、(Iautosample2,Imeasure2)、...、(Iautosamplen,Imeasuren),其中n为大于1的正整数;
S6、利用最小二乘法拟合曲线,计算手动校准电感电流的比例系数KmanualA以及偏置系数KmanualB;
S7、基于所述比例系数KmanualA、所述偏置系数KmanualB以及所述电感电流采样校准值Iautosample,求取电感电流手动校准采样值Ireal。
5.根据权利要求4所述的电感电流采样校准方法,其特征在于,所述步骤S6进一步包括:
S61、分别计算n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen以及n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren的采样校准平均值IautosampleAvg和实际测量平均值ImeasureAvg:
IautosampleAvg=(Iautosample1+Iautosample2+…+Iautosamplen)/n;
ImeasureAvg=(Imeasure1+Imeasure2+…+Imeasuren)/n;
S62、根据最小二乘法拟合曲线,基于所述n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen、所述n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren、所述采样校准平均值IautosampleAvg和所述实际测量平均值ImeasureAvg按照如下公式计算所述比例系数KmanualA:
KmanualA_Sum1=(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Imeasure1-ImeasureAvg)+(Iautosample2-IautosampleAvg*Imeasure2--ImeasureAvg+...+Iautosamplen-IautosampleAvg*(Imeasuren-ImeasureAvg);
KmanualA_Sum2=(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Iautosample1-IautosampleAvg+Iautosample2-IautosampleAvg*Iautosample2-IautosampleAvg+...+Iautosamplen-IautosampleAvg*Iautosamplen-IautosampleAvg;
KmanualA=KmanualA_Sum1/KmanualA_Sum2;
S63、基于所述采样校准平均值IautosampleAvg所述实际测量平均值ImeasureAvg和所述比例系数KmanualA按照如下公式计算所述偏置系数KmanualB:
KmanualB=ImeasureAvg-KmanualA*IautosampleAvg。
6.根据权利要求5所述的电感电流采样校准方法,其特征在于,在所述步骤S7中,Ireal=KmanualA*Iautosample+KmanualB。
7.一种电感电流采样校准***,其特征在于,包括:
电感电流上升时间记录模块,用于在一个开关周期Ts内,分析开关管通断与电感电流的关系,记录电感电流上升时间Trise;
电感电流下降时间计算模块,用于根据所述开关周期Ts与所述电感电流上升时间Trise以及电感两侧输入电压Vin与输出电压Vout的关系,计算电感电流下降时间Treduce;
自动校准比例系数计算模块,用于将所述电感电流上升时间Trise与所述电感电流下降时间Treduce相加,再除以所述开关周期Ts,作为电感电流自动校准比例系数Kauto;
自动校准模块,用于将当前电感电流采样值Isample乘以所述电感电流自动校准比例系数Kauto作为电感电流采样校准值Iautosample。
8.根据权利要求7所述的电感电流采样校准***,其特征在于,进一步包括:
手动校准模块,用于获取n组电感电流采样校准值和电感电流实际测量值(Iautosample1,Imeasure1)、(Iautosample2,Imeasure2)、...、(Iautosamplen,Imeasuren),其中n为大于1的正整数;利用最小二乘法拟合曲线,计算手动校准电感电流的比例系数KmanualA以及偏置系数KmanualB;基于所述比例系数KmanualA、所述偏置系数KmanualB以及所述电感电流采样校准值Iautosample,求取电感电流手动校准采样值Ireal。
9.根据权利要求8所述的电感电流采样校准***,其特征在于,所述手动校准模块进一步用于:
分别计算n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen以及n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren的采样校准平均值IautosampleAvg和实际测量平均值ImeasureAvg:
IautosampleAvg=(Iautosample1+Iautosample2+…+Iautosamplen)/n;
ImeasureAvg=(Imeasure1+Imeasure2+…+Imeasuren)/n;
根据最小二乘法拟合曲线,基于所述n个电感电流采样校准值Iautosample1、Iautosample2、...、Iautosamplen、所述n个电感电流实际测量值Imeasure1、Imeasure2、...、Imeasuren、所述采样校准平均值IautosampleAvg和所述实际测量平均值ImeasureAvg按照如下公式计算所述比例系数KmanualA:
KmanualA_Sum1=(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Imeasure1-ImeasureAvg)+(Iautosample2-IautosampleAvg)*(Imeasure2-ImeasureAvg)+…+(Iautosamplen-IautosampleAvg)*(Imeasuren-ImeasureAvg);
KmanualA_Sum2=(Iautosample1-IautosampleAvg)*(Iautosample1-IautosampleAvg+Iautosample2-IautosampleAvg*Iautosample2-IautosampleAvg+...+Iautosamplen-IautosampleAvg*Iautosamplen-IautosampleAvg;
KmanualA=KmanualA_Sum1/KmanualA_Sum2;
基于所述采样校准平均值IautosampleAvg所述实际测量平均值ImeasureAvg和所述比例系数KmanualA按照如下公式计算所述偏置系数KmanualB:
KmanualB=ImeasureAvg-KmanualA*IautosampleAvg。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的电感电流采样校准方法。
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