[发明专利]一种窄脉冲电压采样电路以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电压采样领域，尤其涉及一种窄脉冲电压采样电路以及方法。

背景技术

电机驱动器的输出线的电压平均值大小在驱动器的死区补偿、转矩脉动控制等方面有重要的作用，特别是当电机转速低时，对死区补偿和转矩脉动性能要求更高，此时更要求准确采样电机驱动器的输出线的电压平均值。

输出线电压波形的特点是低电平非常小(±5V以内)，高电平非常高(几百伏特)，电压跨度非常大。采样以上电压，最简单常用的做法是忽略低电平，用0V代替，而高电平则直接使用母线电压，此时无需增加硬件成本，只要软件处理即可。另一种电压采样方法是将输出电压经过增益衰减后，送入逐次逼近型寄存器(SAR，Successiveapproximationregister)的模拟数字转换器(ADC，Analog-to-Digital Converter)中，通过ADC来采样电机驱动器的输出线电压。

由于电机驱动器的输出线电压在低速情况下，会出现窄脉冲输出线电压波形，若采用上述第一种方案，因为电机驱动器的逆变单元中的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)和反并联续流二极管都存在自身的正向导通压降，因此，直接用0V和母线电压来预估输出线电压的高低电平幅值是有较大误差的，直接影响控制性能；若采用第二种方案，经过增益衰减后的模拟电压在保证高电平落入SAR ADC的输入量程范围后，无法同时保证低电平可以被有效采样出来，而窄脉冲时低电平在整个周期中时间占比长，若采样不准会对输出线电压的平均值产生较大误差。

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，提供一种窄脉冲电压采样电路以及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种窄脉冲电压采样电路，包括：

积分放电单元，用于对输入脉冲进行积分产生积分电压，并根据放电信号对所述积分电压进行放电；

采样控制单元，与所述积分放电单元连接，用于周期性地向所述积分放电单元发送放电信号，并在所述积分放电单元的放电起始时刻采样所述积分电压，根据所述积分电压确定输入脉冲所对应的输入电压。

在本发明所述的窄脉冲电压采样电路中，所述采样控制单元向所述积分放电单元发送放电信号的周期为所述输入脉冲所对应的一个开关周期；

所述采样控制单元用于在每个所述开关周期内向所述积分放电单元发送一次预定时长的放电信号；以及在放电信号发送次数达到预设次数后的每次放电的起始时刻采样所述积分电压。

在本发明所述的窄脉冲电压采样电路中，所述积分放电单元包括积分电阻和积分电容，所述采样控制单元根据以下公式确定所述输入电压：

其中，V₁表示采样控制单元采样的所述积分电压，V₂表示所述输入电压，R₁表示所述积分电阻的阻值，C₁表示所述积分电容的容值，T₁表示发送放电信号的周期，T₂表示放电时长。

在本发明所述的窄脉冲电压采样电路中，所述采样控制单元包括：

采样子单元，与所述积分放电单元连接，用于在放电起始时刻在控制子单元的触发下采样所述积分电压；

控制子单元，与所述积分放电单元、所述采样子单元分别连接，用于周期性地向所述积分放电单元发送预定时长的放电信号，以及在放电起始时刻触发采样子单元采样所述积分电压，并根据所述积分电压确定输入脉冲所对应的输入电压。

在本发明所述的窄脉冲电压采样电路中，所述积分放电单元包括：

放电子单元，与所述采样控制单元连接，用于在所述采样控制单元发送放电信号时从断开状态切换至导通状态；

积分子单元，与所述放电子单元、所述采样控制单元连接，用于在所述放电子单元处于断开状态时，对输入脉冲进行积分产生积分电压；以及在所述放电子单元处于导通状态时，通过所述放电子单元对所述积分电压进行放电。

在本发明所述的窄脉冲电压采样电路中，所述放电子单元包括与所述积分子单元中的积分电容并联的开关芯片，所述开关芯片的控制端连接至所述采样控制单元。