WO2022016813A1 - 一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法及*** - Google Patents

一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法及*** Download PDF

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刘蕾
孙雪
张�林
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    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques

Definitions

  • the invention relates to the calibration of a current sensor, in particular to a current calibration method and system by compensating the voltage of the current sensor.
  • the performance of the torque loop directly affects the control effect of the system. Improving the control accuracy and stability of the current loop can improve the performance of the torque loop. Therefore, improving the sampling accuracy of the phase current can further improve the control accuracy of the system, thereby improving the safety performance of the system.
  • the ground plane of the current sensor may deviate from the ground plane sampled by the MCU and ADC, and the fluctuation of the power supply of the current sensor will also cause the deviation of the current sampling value, it is necessary to perform a certain voltage compensation on the current sensor, so as to measure the current calibration.
  • a current calibration method by compensating the voltage of a current sensor including:
  • Vnom is the rated voltage of the current sensor power supply
  • a current calibration system for voltage compensation of a current sensor comprising:
  • a sensor current sampling circuit for sampling to obtain the sensor sampling voltage V out ;
  • a sensor power supply sampling circuit for sampling to obtain the sampling voltage V cc of the power supply
  • the sensor ground plane sampling circuit is used for sampling to obtain the ground plane sampling voltage V GND_sensor ;
  • the calibration module is used for calibrating the sensor sampling voltage V out according to the power supply sampling voltage V cc and the ground plane sampling voltage V GND_sensor , and obtaining the calibrated sensor current value according to the calibrated sensor sampling voltage V out_correct .
  • the calibration module adopts an MCU.
  • the calibration module may also adopt a DSP.
  • the sensor current sampling circuit, the sensor power supply sampling circuit, and the sensor ground plane sampling circuit are ADC sampling, and output digital sampling signals to the calibration module respectively.
  • the sampling current can be calibrated, thereby improving the accuracy of current sampling.
  • the advantage is that it solves the problem of inaccurate current sampling caused by the unstable power supply of the current sensor, does not need to add an additional reference current circuit, and reduces the cost of the circuit.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of current calibration by voltage compensation of a current sensor provided by an embodiment of the present application.
  • the current calibration system provided by the embodiment of the present application by compensating the voltage of the current sensor circuit 1 includes:
  • the sensor current sampling circuit 2 is used for sampling to obtain the sensor sampling voltage V out ;
  • the sensor power supply sampling circuit 3 is used for sampling to obtain the sampling voltage V cc of the power supply;
  • the sensor ground plane sampling circuit 4 is used for sampling to obtain the ground plane sampling voltage V GND_sensor ;
  • the calibration module 5 is used for calibrating the sensor sampling voltage V out according to the power supply sampling voltage V cc and the ground plane sampling voltage V GND_sensor , and obtaining the calibrated sensor current value according to the calibrated sensor sampling voltage V out_correct .
  • the calibration module 5 uses other sampling processing devices such as MCU or DSP to sample the output current of the current sensor.
  • Vnom is the rated voltage of the current sensor power supply
  • the MCU samples the current output by the current sensor to obtain the sampling voltage V out as 2.5V, the rated voltage V nom of the current sensor power supply is 5V, and the MCU samples the current sensor's power supply V cc and ground V GND_sensor to obtain 5.1 V, 0.2V, then the calibrated sensor sampling voltage obtained by the voltage compensation of the current sensor:

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Abstract

一种对电流传感器电压补偿的电流校准方法及***，通过对电流传感器的供电电源和地平面的电压进行ADC采样，分别得到供电电源采样电压V cc、地平面采样电压V GND_sensor；然后对电流传感器进行电压补偿，从而对传感器采样电压V out进行校准，校准后的传感器采样电压为：V out_correct=(V out-V GND_sensor)V nom/(V cc-V GND_sensor)，得到校准后的传感器采样电压V out_correct后，通过采样电压-电流的转换系数得到校准后的传感器电流值。本方法借助对电流传感器供电电源和地的采样，对电流传感器进行电压补偿，即可对采样电流进行校准，从而提高电流采样的精度，解决了电流传感器供电不稳造成电流采样不准的问题，不必要增加额外的基准电流电路，降低了电路的成本。

Description

一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法及*** 技术领域
本发明涉及电流传感器的校准，特别涉及一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法及***。
背景技术
在三相逆变器对电机的电流闭环控制中，转矩环的性能直接影响着***的控制效果，提高电流环的控制精度和稳定性，可以改善转矩环的性能。因此，提高相电流的采样精度可以进一步提高***的控制精度，从而提高***的安全性能。
当前常用的电流采样技术有采样电阻、互感器、霍尔传感器。然而采样电阻自身损耗大、稳定性差，互感器的体积大、精度一般，在精度、稳定性要求比较高的场合一般采用霍尔传感器。但是，在霍尔传感器供电电源不稳时，霍尔传感器输出的电压会存在一定的误差，从而造成测量的电流不准。
由于电流传感器的地平面与MCU和ADC采样的地平面可能存在偏差，并且电流传感器的供电电源的波动也会造成电流采样值的偏差，因此需要对电流传感器进行一定的电压补偿，从而对电流进行校准。
与本技术最为接近的技术主要如下：
1、如图1所示，通过对基准电流进行采样，得到校准电流数据，从而对采样的电流进行校准。该现有技术通过对基准电流的采样校准其他采样电流，虽然提高了电流的采样精度，但需要增加基准电流产生电路，会增加电路的成本。
2、将电流表获取的实测电流与采样电流进行对比，得到校准电流数据， 从而对采样电流进行校准。该现有技术通过电流表实测结果校准其他采样电流，需要对每一件样品进行测试获取校准数据，方案不具有普及性。
发明内容
基于***的控制精度需求，设计了一种通过电流传感器电压补偿的电流校准方法及***。
一方面，提供了一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法，包括：
S1、通过对电流传感器的供电电源进行ADC采样，得到供电电源采样电压V cc，并对地平面的电压进行ADC采样，得到地平面采样电压V GND_sensor；
S2、对电流传感器的电流采样得到传感器采样电压V out，对电流传感器进行电压补偿，从而对传感器采样电压V out进行校准，校准后的传感器采样电压V out_correct为：
Figure PCTCN2020140697-appb-000001
其中V nom为电流传感器供电电源的额定电压；
S3、得到校准后的传感器采样电压V out_correct后，通过采样电压-电流的转换系数得到校准后的传感器电流值。
另一方面，提供了一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准***，包括：
传感器电流采样电路，用于采样得到传感器采样电压V out；
传感器供电电源采样电路，用于采样得到供电电源采样电压V cc；
传感器地平面采样电路，用于采样得到地平面采样电压V GND_sensor；
校准模块，用于根据供电电源采样电压V cc和地平面采样电压V GND_sensor，对传感器采样电压V out进行校准，根据校准后的传感器采样电压V out_correct，得到校准后的传感器电流值。
如上述方案的任一可能实现方式，进一步地，所述校准模块采用MCU。
如上述方案的任一可能实现方式，进一步地，所述校准模块还可以采用 DSP。
如上述方案的任一可能实现方式，进一步地，所述传感器电流采样电路、传感器供电电源采样电路、传感器地平面采样电路均为ADC采样，分别输出数字采样信号到校准模块。
借助对电流传感器供电电源和地的采样，对电流传感器进行电压补偿，即可对采样电流进行校准，从而提高电流采样的精度。其优势是解决了电流传感器供电不稳造成电流采样不准的问题，不必要增加额外的基准电流电路，降低了电路的成本。
附图说明
下面结合附图及实施例作进一步描述：
图1为现有技术1电流传感器电流校准的原理图；
图2为本申请实施例提供的通过对电流传感器电压补偿的电流校准的原理图。
具体实施方式
如图2所示，本申请实施例提供的通过对电流传感器电路1电压补偿的电流校准***，包括：
传感器电流采样电路2，用于采样得到传感器采样电压V out；
传感器供电电源采样电路3，用于采样得到供电电源采样电压V cc；
传感器地平面采样电路4，用于采样得到地平面采样电压V GND_sensor；
校准模块5，用于根据供电电源采样电压V cc和地平面采样电压V GND_sensor，对传感器采样电压V out进行校准，根据校准后的传感器采样电压V out_correct，得到校准后的传感器电流值。
校准模块5采用MCU或者DSP等其他采样处理器件对电流传感器输出电流进行采样。
本申请其他实施例提供的通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法， 包括：
S1、通过对电流传感器的供电电源进行ADC采样，得到供电电源采样电压V cc，并对地平面的电压进行ADC采样，得到地平面采样电压V GND_sensor；
S2、对电流传感器的电流采样得到传感器采样电压V out，对电流传感器进行电压补偿，从而对传感器采样电压V out进行校准，校准后的传感器采样电压V out_correct为：
Figure PCTCN2020140697-appb-000002
其中V nom为电流传感器供电电源的额定电压；
S3、得到校准后的传感器采样电压V out_correct后，通过采样电压-电流的转换系数得到校准后的传感器电流值。
例如：MCU对电流传感器输出的电流进行采样得到采样电压V out为2.5V，电流传感器供电电源的额定电压V nom为5V，MCU对电流传感器的供电电源V cc和地V GND_sensor进行采样分别得到5.1V、0.2V，则通过对电流传感器的电压补偿得到的校准后的传感器采样电压：
Figure PCTCN2020140697-appb-000003
最后通过采样电压-电流的转换系数得到实际电流值。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

  1. 一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准方法，其特征在于，包括：
    S1、通过对电流传感器的供电电源进行ADC采样，得到供电电源采样电压V cc，并对地平面的电压进行ADC采样，得到地平面采样电压V GND_sensor；
    S2、对电流传感器的电流采样得到传感器采样电压V out，对电流传感器进行电压补偿，从而对传感器采样电压V out进行校准，校准后的传感器采样电压V out_correct为：
    Figure PCTCN2020140697-appb-100001
    其中V nom为电流传感器供电电源的额定电压；
    S3、得到校准后的传感器采样电压V out_correct后，通过采样电压-电流的转换系数得到校准后的传感器电流值。
  2. 一种通过对电流传感器电压补偿的电流校准***，其特征在于，包括：
    传感器电流采样电路，用于采样得到传感器采样电压V out；
    传感器供电电源采样电路，用于采样得到供电电源采样电压V cc；
    传感器地平面采样电路，用于采样得到地平面采样电压V GND_sensor；
    校准模块，用于根据供电电源采样电压V cc和地平面采样电压V GND_sensor，对传感器采样电压V out进行校准，根据校准后的传感器采样电压V out_correct，得到校准后的传感器电流值。
  3. 根据权利要求2所述的通过对电流传感器电压补偿的电流校准***，其特征在于，所述校准模块采用MCU。
  4. 根据权利要求2所述的通过对电流传感器电压补偿的电流校准***，其特征在于，所述校准模块采用DSP。
  5. 根据权利要求3或4所述的通过对电流传感器电压补偿的电流校准***，其特征在于，
    所述传感器电流采样电路、所述传感器供电电源采样电路、所述传感器地平面采样电路均为ADC采样，分别输出数字采样信号到所述校准模块。
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