一種電流采樣處理裝置及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電流采樣處理裝置，包括第一濾波器組和電流環(huán)計(jì)算電路，其中第一濾波器組包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的CIC濾波器，多個(gè)CIC濾波器對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行并行解碼處理，并且多個(gè)CIC濾波器在不同的時(shí)刻輸出電流采樣值，從而縮短了電流采樣值的更新時(shí)間間隔，因此降低了電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被CIC濾波器輸出的時(shí)刻之間出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，從而降低了電流環(huán)計(jì)算過程中電流采樣值出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，進(jìn)而降低了電流環(huán)的帶寬變窄的概率。本發(fā)明還公開了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
【專利說(shuō)明】—種電流采樣處理裝置及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電流采樣【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電流采樣處理裝置及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流采樣的方案為:利用一個(gè)CIC(級(jí)聯(lián)積分梳狀)濾波器對(duì)一個(gè)Sigma Delta ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼,獲得電流采樣值。SigmaDelta ADC也稱為Σ - Δ ADC0 CIC濾波器的抽取率直接決定其采樣精度，當(dāng)CIC濾波器的抽取率較高時(shí)，其采樣精度也相應(yīng)較高。CIC濾波器輸出更新時(shí)間間隔與CIC濾波器的抽取率相關(guān)，當(dāng)CIC濾波器的抽取率為M時(shí)，則CIC濾波器每隔M個(gè)時(shí)鐘周期輸出采樣完成標(biāo)志和電流采樣值。
[0003]電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通常利用CIC濾波器輸出的電流采樣值進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算，以獲得用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的PWM (脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)。如果用于電流環(huán)計(jì)算的電流采樣值出現(xiàn)較大延時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電流環(huán)的帶寬變窄。這里要說(shuō)明的是，電流采樣值的延時(shí)是指:電流環(huán)計(jì)算的起始時(shí)刻與電流采樣時(shí)刻之間的時(shí)間值。
[0004] 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn):現(xiàn)在的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算過程中，電流采樣值出現(xiàn)較大延時(shí)的概率很高，導(dǎo)致電流環(huán)的帶寬變窄的概率很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種電流采樣處理裝置及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，可以降低電流環(huán)計(jì)算過程中電流采樣值出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，從而降低電流環(huán)的帶寬變窄的概率。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明公開了一種電流采樣處理裝置，應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括
一Sigma delta ADC，所述電流采樣處理裝置包括第一濾波器組和電流環(huán)計(jì)算電路；
[0008]所述第一濾波器組包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的級(jí)聯(lián)積分梳狀CIC濾波器，所述多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸入端均與所述ADC的數(shù)據(jù)輸出端口連接，所述多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸出端均與所述電流環(huán)計(jì)算電路連接，所述多個(gè)CIC濾波器對(duì)所述ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，并且任意兩個(gè)CIC濾波器的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于所述CIC濾波器的解碼時(shí)間；
[0009]所述電流環(huán)計(jì)算電路利用所述第一濾波器組輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算。
[0010]優(yōu)選的，在上述電流采樣處理裝置中，所述第一濾波器組中的CIC濾波器對(duì)所述ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)依次相差M1/N1個(gè)時(shí)鐘周期，其中，Ml為所述第一濾波器組中的CIC濾波器的抽取率，NI為所述第一濾波器組中的CIC濾波器的數(shù)量。
[0011]優(yōu)選的，在上述電流采樣處理裝置中，所述第一濾波器組中CIC濾波器的數(shù)量NI與所述第一濾波器組中的CIC濾波器的抽取率Ml —致。[0012]優(yōu)選的，上述電流采樣處理裝置還包括過流保護(hù)電路，所述多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸出端均與所述過流保護(hù)電路連接，所述過流保護(hù)電路利用所述第一濾波器組輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行過流檢測(cè)。
[0013]優(yōu)選的，上述電流采樣處理裝置還包括過流保護(hù)電路和第二濾波器組；
[0014]所述第二濾波器組包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的CIC濾波器，所述第二濾波器組中的多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸入端均與所述ADC的數(shù)據(jù)輸出端口連接，所述第二濾波器組中的多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸出端均與所述過流保護(hù)電路連接，所述第二濾波器組中的多個(gè)CIC濾波器對(duì)所述ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，并且任意兩個(gè)CIC濾波器的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于所述第二濾波器組中的CIC濾波器的解碼時(shí)間，所述第二濾波器組中的CIC濾波器的抽取率小于所述第一濾波器組中的CIC濾波器的抽取率；
[0015]所述過流保護(hù)電路利用所述第二濾波器組輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行過流檢測(cè)。
[0016]優(yōu)選的，在上述電流采樣處理裝置中，所述第二濾波器組中的CIC濾波器對(duì)所述ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)依次相差M2/N2個(gè)時(shí)鐘周期，其中，M2為所述第二濾波器組中的CIC濾波器的抽取率，N2為所述第二濾波器組中的CIC濾波器的數(shù)量。
[0017]優(yōu)選的，在上述電流采樣處理裝置中，所述第二濾波器組中CIC濾波器的數(shù)量N2與所述第二濾波器組中的CIC濾波器的抽取率M2 —致。
[0018]優(yōu)選的，上述電流采樣處理裝置還包括時(shí)鐘電路，所述時(shí)鐘電路與所述ADC連接、為所述ADC提供時(shí)鐘信號(hào)。
[0019]本發(fā)明還公開一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括控制器、Sigma delta ADC和電流采樣處理裝置，其中，所述電流采樣處理裝置為上述公開的任意一種電流采樣處理裝置。
[0020]由此可見，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明公開的電流采樣處理裝置包括第一濾波器組和電流環(huán)計(jì)算電路，其中第一濾波器組包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的CIC濾波器，多個(gè)CIC濾波器對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行并行解碼處理，并且多個(gè)Cic濾波器在不同的時(shí)刻輸出電流采樣值，從而縮短了電流采樣值的更新時(shí)間間隔，因此降低了電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被Cic濾波器輸出的時(shí)刻之間出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，從而降低了電流環(huán)計(jì)算過程中電流采樣值出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，進(jìn)而降低了電流環(huán)的帶寬變窄的概率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為現(xiàn)有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算過程中的各信號(hào)的時(shí)序圖；
[0023]圖2為本發(fā)明公開的一種電流采樣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明公開的電流采樣處理裝置進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算過程中的各信號(hào)的時(shí)序圖；
[0025]圖4為本發(fā)明公開的另一種電流采樣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明公開的另一種電流采樣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0027]電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在開啟電流環(huán)計(jì)算后，讀取距離當(dāng)前時(shí)刻最近的電流采樣值，利用該電流采樣值進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算?？梢钥吹?，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算過程中，電流采樣值的延時(shí)主要包括:ADC的采樣時(shí)間、CIC解碼器的解碼時(shí)間(也就是輸出更新時(shí)間)，以及電流環(huán)計(jì)算的起始時(shí)刻與CIC濾波器輸出電流采樣值的時(shí)刻之間的時(shí)間。在ADC的采樣時(shí)間以及CIC濾波器的解碼時(shí)間不變的情況下，電流采樣值的延時(shí)將主要取決于電流環(huán)計(jì)算的起始時(shí)刻與本次計(jì)算過程中使用到的電流采樣值由CIC濾波器輸出的時(shí)刻之間的時(shí)間值。
[0028]在現(xiàn)有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，僅有一個(gè)CIC濾波器對(duì)ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，因此電流采樣值的更新時(shí)間較長(zhǎng)。由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算的起始時(shí)刻相對(duì)于CIC濾波器輸出電流采樣值的時(shí)刻不是固定的，因此，隨著電流采樣值的更新時(shí)間的延長(zhǎng)，電流環(huán)計(jì)算的起始時(shí)刻相對(duì)于Cic濾波器輸出電流采樣值的時(shí)刻出現(xiàn)較大延時(shí)的概率也相應(yīng)增大。
[0029]結(jié)合圖1進(jìn)行說(shuō)明，圖1為現(xiàn)有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算過程中的各信號(hào)的時(shí)序圖。
[0030]電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的CIC濾波器在開啟后持續(xù)對(duì)ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼。CIC濾波器在完成第一次解碼操作后輸出電流采樣值A(chǔ)D1，同時(shí)開始進(jìn)行第二次解碼操作，在完成第二次解碼操作后輸出電流采樣值A(chǔ)D2，同時(shí)開始進(jìn)行第三次解碼操作，如此循環(huán)，直至CIC濾波器被關(guān)閉。CIC濾波器的解碼時(shí)間為Tl，解碼時(shí)間與CIC濾波器的抽取率相同。
[0031]電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在開啟第一次電流環(huán)計(jì)算后，讀取最新的電流采樣值，也就是讀取電流采樣值A(chǔ)D1，之后利用電流采樣值A(chǔ)Dl進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算，以生成PWM信號(hào)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在開啟第二次電流環(huán)計(jì)算后，讀取最新的電流采樣值，也就是讀取電流采樣值A(chǔ)D3，之后利用電流采樣值A(chǔ)D3進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算，以生成PWM信號(hào)。
[0032]通過圖1可以看到，由于電流采樣值的更新時(shí)間間隔較大，電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被CIC濾波器輸出的時(shí)刻之間出現(xiàn)較大延時(shí)的概率也較聞。
[0033]本發(fā)明公開了電流采樣處理裝置及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，能夠降低電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被CIC濾波器輸出的時(shí)刻之間出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，從而降低電流環(huán)計(jì)算過程中電流采樣值出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，降低電流環(huán)的帶寬變窄的概率。
[0034]本發(fā)明的主要思想為:通過多個(gè)CIC濾波器對(duì)ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行并行解碼處理，以此縮短電流采樣值的更新時(shí)間間隔，從而降低電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被CIC濾波器輸出的時(shí)刻之間出現(xiàn)較大延時(shí)的概率。其中，ADC為SigmaDelta ADC0
[0035]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036]參見圖2，圖2為本發(fā)明公開的一種電流采樣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該電流采樣處理裝置包括第一濾波器組100和電流環(huán)計(jì)算電路200。
[0037]其中:[0038]第一濾波器組100包括多個(gè)CIC濾波器101。
[0039]多個(gè)CIC濾波器101的結(jié)構(gòu)相同。多個(gè)CIC濾波器101的信號(hào)輸入端均與ADC20的數(shù)據(jù)輸出端口連接，多個(gè)CIC濾波器101的信號(hào)輸出端均與電流環(huán)計(jì)算電路200連接。多個(gè)CIC濾波器101對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，并且任意兩個(gè)CIC濾波器101的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于CIC濾波器101的解碼時(shí)間。第一濾波器組100中的多個(gè)CIC濾波器101對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行并行解碼處理。
[0040]這里需要說(shuō)明的是，ADC20為Sigma Delta ADC。
[0041]電流環(huán)計(jì)算電路200利用第一濾波器組100輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算。這里需要說(shuō)明的是，電流環(huán)計(jì)算電路200進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算的過程為現(xiàn)有技術(shù)，不再進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0042]由于多個(gè)CIC濾波器101的結(jié)構(gòu)相同，因此各個(gè)CIC濾波器101的解碼時(shí)間是相同的。另外，由于多個(gè)CIC濾波器101對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，而且任意兩個(gè)CIC濾波器101的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于CIC濾波器101的解碼時(shí)間，因此各個(gè)CIC濾波器101輸出電流采樣值的時(shí)刻是不同的。
[0043]由此可以明確:第一濾波器組100輸出電流采樣值的時(shí)間間隔小于CIC濾波器101的解碼時(shí)間，縮短了電流采樣值的更新時(shí)間間隔。進(jìn)一步的，由于第一濾波器組100縮短了更新電流采樣值的時(shí)間間隔，因此降低了電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被Cic濾波器101輸出的時(shí)刻之間出現(xiàn)較大延時(shí)的概率。
[0044]這里結(jié)合一個(gè)實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明:假定CIC濾波器的抽取率為256，則該CIC濾波器的解碼時(shí)間為256個(gè)時(shí)鐘周期。若僅由一個(gè)CIC濾波器對(duì)ACD輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼處理，則每隔256個(gè)時(shí)鐘周期輸出一個(gè)電流采樣值，也就是說(shuō)電流采樣值的更新時(shí)間間隔為256個(gè)時(shí)鐘周期，在這種情況下，電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被輸出時(shí)刻之間的延時(shí)大于64個(gè)時(shí)鐘周期的概率為75%。當(dāng)?shù)谝粸V波器組100中多個(gè)CIC濾波器101對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行并行解碼處理，以使得每隔128個(gè)時(shí)鐘周期輸出一個(gè)電流采樣值時(shí)，電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被輸出時(shí)刻之間的延時(shí)大于64個(gè)時(shí)鐘周期的概率為50%。
[0045]綜上，本發(fā)明上述公開的電流采樣處理裝置包括第一濾波器組100和電流環(huán)計(jì)算電路200，其中第一濾波器組100包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的CIC濾波器101，多個(gè)CIC濾波器101對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行并行解碼處理，并且多個(gè)Cic濾波器101在不同的時(shí)刻輸出電流采樣值，從而縮短了電流采樣值的更新時(shí)間間隔，因此降低了電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被Cic濾波器輸出的時(shí)刻之間出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，從而降低了電流環(huán)計(jì)算過程中電流采樣值出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，進(jìn)而降低了電流環(huán)的帶寬變窄的概率。
[0046]實(shí)施中，第一濾波器組100中的各個(gè)CIC濾波器101對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)可以依次相差相同的時(shí)間間隔，也可以相差不同的時(shí)間間隔。
[0047]作為優(yōu)選方案，第一濾波器組100中的CIC濾波器101對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)依次相差M1/N1個(gè)時(shí)鐘周期，其中，Ml為第一濾波器組100中的CIC濾波器101的抽取率，NI為第一濾波器組100中的CIC濾波器101的數(shù)量。在這種情況下，第一濾波器組100每隔M1/N1個(gè)時(shí)鐘周期輸出一個(gè)電流采樣值。當(dāng)?shù)谝粸V波器100以固定時(shí)間間隔輸出電流采樣值時(shí)，可以進(jìn)一步降低電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被Cic濾波器輸出的時(shí)刻之間出現(xiàn)較大延時(shí)的概率。
[0048]更進(jìn)一步的，第一濾波器組100中的CIC濾波器101的數(shù)量NI與CIC濾波器101的抽取率Ml相同。在這種情況下，第一濾波器組100每隔I個(gè)時(shí)鐘周期輸出一個(gè)電流采樣值，可參見圖3。由于第一濾波器組100每隔I個(gè)時(shí)鐘周期就輸出一個(gè)電流采樣值，因此能夠保證電流環(huán)計(jì)算的起點(diǎn)時(shí)刻與本次計(jì)算所使用電流采樣值被CIC濾波器輸出的時(shí)刻不存在延時(shí)或者延時(shí)很小，從而極大降低電流環(huán)計(jì)算過程中電流采樣值出現(xiàn)較大延時(shí)的概率，進(jìn)而降低電流環(huán)的帶寬變窄的概率。
[0049]參見圖4，圖4為本發(fā)明公開的另一種電流采樣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該電流采樣處理裝置包括第一濾波器組100、電流環(huán)計(jì)算電路200和過流保護(hù)電路300。
[0050]其中:
[0051]第一濾波器組100包括多個(gè)CIC濾波器101。
[0052]多個(gè)CIC濾波器101的結(jié)構(gòu)相同。多個(gè)CIC濾波器101的信號(hào)輸入端均與ADC20的數(shù)據(jù)輸出端口連接，多個(gè)CIC濾波器101的信號(hào)輸出端均與電流環(huán)計(jì)算電路200連接。多個(gè)CIC濾波器對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，并且任意兩個(gè)CIC濾波器的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于CIC濾波器的解碼時(shí)間。第一濾波器組100中的多個(gè)CIC濾波器101對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行并行解碼處理。
[0053]電流環(huán)計(jì)算電路200利用第一濾波器組100輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算。
[0054]第一濾波器組100中的CIC濾波器101的信號(hào)輸出端均與過流保護(hù)電路300連接，過流保護(hù)電路300利用第一濾波器組100輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行過流檢測(cè)。
[0055]實(shí)施中，過流保護(hù)電路300可以多種方式進(jìn)行過流檢測(cè)。例如:在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，過流保護(hù)電路300從第一濾波器組100獲取到的超出預(yù)設(shè)范圍的電流采樣值的數(shù)量達(dá)到第一數(shù)量時(shí)，確定發(fā)生過流故障。
[0056]本發(fā)明還公開另外一種過流保護(hù)電路300進(jìn)行過流檢測(cè)的方法:判斷從第一濾波器組100獲取到的電流采樣值是否大于正閾值或者小于負(fù)閾值；如果獲取到的電流采樣值大于正閾值或者小于負(fù)閾值，則將計(jì)數(shù)值加1，之后判斷計(jì)數(shù)值是否達(dá)到設(shè)定值，在計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值的情況下，確定發(fā)生過流故障；如果獲取到的電流采樣值位于正閾值和負(fù)閾值之間，則將計(jì)數(shù)值清零。也就是說(shuō)，過流保護(hù)電路300在連續(xù)出現(xiàn)電流異常，且異常次數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)確定出現(xiàn)過流故障。
[0057]本發(fā)明圖4所示電流采樣處理裝置相對(duì)于圖2所示電流采樣處理裝置，進(jìn)一步設(shè)置過流保護(hù)電路300，過流保護(hù)電路300能夠利用第一濾波器組100輸出的電流采樣值判斷是否出現(xiàn)過流故障，以使得圖4所示電流采樣處理裝置具有過流檢測(cè)功能，而且由于第一濾波器組100輸出電流采樣值的時(shí)間間隔較小，因此當(dāng)出現(xiàn)過流故障時(shí)，過流保護(hù)電路300能夠很快檢測(cè)到該過流故障。
[0058]參見圖5，圖5為本發(fā)明公開的另一種電流采樣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該電流采樣處理裝置包括第一濾波器組100、電流環(huán)計(jì)算電路200、過流保護(hù)電路300和第二濾波器組 400。
[0059]其中:
[0060]第一濾波器組100包括多個(gè)CIC濾波器101。[0061]各個(gè)CIC濾波器101的結(jié)構(gòu)相同。各個(gè)CIC濾波器101的信號(hào)輸入端均與ADC20的數(shù)據(jù)輸出端口連接，各個(gè)CIC濾波器101的信號(hào)輸出端均與電流環(huán)計(jì)算電路200連接。各個(gè)CIC濾波器101對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，并且任意兩個(gè)CIC濾波器101的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于CIC濾波器101的解碼時(shí)間。第一濾波器組100中的多個(gè)CIC濾波器101對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行并行解碼處理。
[0062]電流環(huán)計(jì)算電路200利用第二濾波器組400輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算。
[0063]第二濾波器組400包括多個(gè)CIC濾波器401。
[0064]第二濾波器組400中的CIC濾波器401的結(jié)構(gòu)相同。第二濾波器組400中的各個(gè)濾波器401的信號(hào)輸入端均與ADC20的數(shù)據(jù)輸出端口連接，各個(gè)CIC濾波器401的信號(hào)輸出端均與過流保護(hù)電路200連接。第二濾波器組400中的各個(gè)CIC濾波器401對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，并且任意兩個(gè)CIC濾波器401的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于CIC濾波器401的解碼時(shí)間。第二濾波器組400中的CIC濾波器401的抽取率小于第一濾波器組100中的CIC濾波器101的抽取率。
[0065]第二濾波器組400中的CIC濾波器401的信號(hào)輸出端均與過流保護(hù)電路300連接，過流保護(hù)電路300利用第二濾波器組400輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行過流檢測(cè)。過流保護(hù)電路300進(jìn)行過流檢測(cè)的過程請(qǐng)參見上文描述。
[0066]由于多個(gè)CIC濾波器401的結(jié)構(gòu)相同，因此各個(gè)CIC濾波器401的解碼時(shí)間是相同的。另外，由于多個(gè)CIC濾波器401對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，而且任意兩個(gè)CIC濾波器401的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于CIC濾波器401的解碼時(shí)間，因此各個(gè)CIC濾波器401輸出電流采樣值的時(shí)刻是不同的。
[0067]由于第二濾波器組400中的CIC濾波器401的抽取率小于第一濾波器組100中的CIC濾波器101的抽取率，因此，第二濾波器組400中的CIC濾波器401的解碼時(shí)間小于第一濾波器組100中的CIC濾波器101的解碼時(shí)間。由此可以明確:第二濾波器組400輸出電流采樣值的時(shí)間間隔更短，也就是第二濾波器組400更新電流采樣值的速率更高。
[0068]這里需要說(shuō)明的是，CIC濾波器主要包括N級(jí)積分器、抽取器和N級(jí)梳狀濾波器三部分組成，其中積分器和梳狀濾波器的級(jí)聯(lián)數(shù)量直接決定了 CIC濾波器的抽取率。
[0069]過流檢測(cè)過程中所需電流采樣值的精度較低，據(jù)此在圖5所示電流采樣處理電路中，第一濾波器組100輸出的精度較高的電流采樣值傳輸至電流環(huán)計(jì)算電路200，由電流環(huán)計(jì)算電路200利用精度較高的電流采樣值進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算，而第二濾波器組400輸出的精度較低的電流采樣值傳輸至過流保護(hù)電路300，由過流保護(hù)電路300利用精度較低但更新速度更快的電流采樣值進(jìn)行過流檢測(cè)。由于第二濾波器組400輸出電流采樣值的時(shí)間間隔更短，因此相對(duì)于圖4中的過流保護(hù)電路300，圖5中的過流保護(hù)電路300可以在更短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到過流故障。
[0070]實(shí)施中，第二濾波器組400中的各個(gè)CIC濾波器401對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)可以依次相差相同的時(shí)間間隔，也可以相差不同的時(shí)間間隔。
[0071]作為優(yōu)選方案，第二濾波器組400中的CIC濾波器401對(duì)ADC20輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)依次相差M2/N2個(gè)時(shí)鐘周期，其中，M2為第二濾波器組400中的CIC濾波器401的抽取率，N2為第二濾波器組400中的CIC濾波器401的數(shù)量。在這種情況下，第二濾波器組400每隔M2/N2個(gè)時(shí)鐘周期輸出一個(gè)電流采樣值。
[0072]更進(jìn)一步的，第二濾波器組400中的CIC濾波器401的數(shù)量N2與CIC濾波器401的抽取率M2相同。在這種情況下，第二濾波器組400每隔I個(gè)時(shí)鐘周期輸出一個(gè)電流采樣值。
[0073]在上述公開的各個(gè)電流采樣處理裝置中，可以進(jìn)一步設(shè)置時(shí)鐘電路，該時(shí)鐘電路除了為電流采樣處理裝置中的各個(gè)電路提供時(shí)鐘信號(hào)外，還與ADC20連接，從而為ADC20提供時(shí)鐘信號(hào)。
[0074]本發(fā)明還公開一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,該電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括控制器、Sigma DeltaADC和電流采樣處理裝置，其中電流采樣處理裝置為本發(fā)明公開的任意一種電流采樣處理裝置，電流采樣處理裝置分別與Sigma Delta ADC和控制器連接。
[0075]本發(fā)明公開的電流采樣處理裝置和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都可以基于FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編輯門陣列)或者CPLD (復(fù)雜可編程邏輯器件)實(shí)現(xiàn)。
[0076]本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0077]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電流采樣處理裝置，應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括一 Sigma deltaADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電流采樣處理裝置包括第一濾波器組和電流環(huán)計(jì)算電路； 所述第一濾波器組包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的級(jí)聯(lián)積分梳狀CIC濾波器，所述多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸入端均與所述ADC的數(shù)據(jù)輸出端口連接，所述多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸出端均與所述電流環(huán)計(jì)算電路連接，所述多個(gè)CIC濾波器對(duì)所述ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，并且任意兩個(gè)CIC濾波器的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于所述CIC濾波器的解碼時(shí)間； 所述電流環(huán)計(jì)算電路利用所述第一濾波器組輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行電流環(huán)計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流采樣處理裝置，其特征在于，所述第一濾波器組中的CIC濾波器對(duì)所述ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)依次相差M1/N1個(gè)時(shí)鐘周期，其中，Ml為所述第一濾波器組中的CIC濾波器的抽取率，NI為所述第一濾波器組中的CIC濾波器的數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流采樣處理裝置，其特征在于，所述第一濾波器組中CIC濾波器的數(shù)量NI與所述第一濾波器組中的CIC濾波器的抽取率Ml —致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電流采樣處理裝置，其特征在于，還包括過流保護(hù)電路，所述多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸出端均與所述過流保護(hù)電路連接，所述過流保護(hù)電路利用所述第一濾波器組輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行過流檢測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電流采樣處理裝置，其特征在于，還包括過流保護(hù)電路和第二濾波器組； 所述第二濾波器組包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的CIC濾波器，所述第二濾波器組中的多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸入端均與所述ADC的數(shù)據(jù)輸出端口連接，所述第二濾波器組中的多個(gè)CIC濾波器的信號(hào)輸出端均與所述過流保護(hù)電路連接，所述第二濾波器組中的多個(gè)CIC濾波器對(duì)所述ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)不同，并且任意兩個(gè)CIC濾波器的時(shí)間起點(diǎn)之間的時(shí)間差不等于所述第二濾波器組中的CIC濾波器的解碼時(shí)間，所述第二濾波器組中的CIC濾波器的抽取率小于所述第一濾波器組中的CIC濾波器的抽取率； 所述過流保護(hù)電路利用所述第二濾波器組輸出的解碼后的電流采樣值進(jìn)行過流檢測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流采樣處理裝置，其特征在于，所述第二濾波器組中的CIC濾波器對(duì)所述ADC輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的時(shí)間起點(diǎn)依次相差M2/N2個(gè)時(shí)鐘周期，其中，M2為所述第二濾波器組中的CIC濾波器的抽取率，N2為所述第二濾波器組中的CIC濾波器的數(shù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電流采樣處理裝置，其特征在于，所述第二濾波器組中CIC濾波器的數(shù)量N2與所述第二濾波器組中的CIC濾波器的抽取率M2 —致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流采樣處理裝置，其特征在于，還包括時(shí)鐘電路，所述時(shí)鐘電路與所述ADC連接、為所述ADC提供時(shí)鐘信號(hào)。
9.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括控制器、Sigma delta ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器和電流采樣處理裝置，其特征在于，所述電流采樣處理裝置為權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的電流采樣處理裝置。
【文檔編號(hào)】H03M1/54GK103731148SQ201310754125
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】陳書賢, 趙一凡, 劉小兵 申請(qǐng)人:上海英威騰工業(yè)技術(shù)有限公司