CN103186152B - 滞环比较控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滞环比较控制方法，包括：检测待测电路的电流值I；判断电流是处于上升还是下降阶段，如果电流处于上升阶段则进行到上升电流调节步骤，如果电流处于下降阶段则进行到下降电流调节步骤，其中，上升电流调节步骤包括：将所检测的电流值I与指令电流Iref的下限阈值Il进行比较，如果电流值I小于下限阈值Il，则使电流上升，如果电流值I大于或等于下限阈值Il，则使电流下降；下降电流调节步骤包括：将所检测的电流值I与上限阈值Ih进行比较，如果电流值I小于上限阈值Ih，则使电流上升；如果电流值I大于或等于上限阈值Ih，则使电流下降。利用该方法能够通过减小滞环宽度，来减小滤波幅度，降低滤波成本，大大降低滤波所带来的损耗。

Description

滞环比较控制方法

技术领域

本发明涉及一种滞环比较控制方法。

背景技术

现今，硬件调理电路绝大部分都会有滤波电路以防止外部噪声等对设备的采样造成干扰，这样的硬件电路必然会带来硬件延时，并且通带的宽度越窄，硬件延时会越长(虽然效果越好)。另外，由于AD采样频率和AD转换器的转换时间，必然也会带来一定的延时。这样，硬件电路延时和AD采样器转换延时，势必会采集不到当时的瞬时值，而只能采集到上一个时刻的值，在使用滞环比较方法时，会导致滞环宽度太大，硬件滤波更难，而滤波所导致的损耗也必然会更大。

目前的滞环比较控制方法原理主要是实际电流与指令电流I_ref的上限阈值和下限阈值相比较，交点做为开关点，在电流上升时，实际电流只要超过指令电流I_ref的上限阈值Ih时，开关就立即动作，使电流下降；而当电流下降时，实际电流只要超过指令电流I_ref的下限阈值Il时，开关就立即动作，使实际电流上升；通过设定指令电流I_ref的上限阈值Ih和下限阈值Il(即设定滞环宽度W)来控制实际电流和指令电流I_ref的差值，这样的控制方法可以很好的跟踪指令电流I_ref(或电压)，得到了广泛的应用。但是这种方法需要采样没有延时的情况下，只要实际电流超过指令电流I_ref的上限阈值和下限阈值开关就立即动作，可以很好地把实际电流和指令电流I_ref限定在设定的滞环宽度内。一旦有采样延时，必然会比设定的上限阈值Ih和下限阈值Il的宽度更大。

为了方便阐述，现在简单地以跟踪直流电流为例(对于跟踪直流电压、交流电压或交流电流也同样适用)。图1为传统的滞环比较控制方法的原理图。粗线表示指令电流I_ref，细线表示实际电流。A0到A1、A1到A2、A2到A3等之间的时间长度为一个采样周期T(设定滞环比较周期也为T，即每次采样完成后，立即进行滞环比较)，参考电平V0为0电平，初始状态实际电流为0。设定采样延时为2个采样周期(实际电路中延时可能会比这个更大)，即在A2时刻(A0以前都为0电平，不再描述)，检测到的电流值实际上是A0时刻的电流值，而A3时刻检测到的电流值实际上是A1时刻的电流值，依此类推，所以，在A2时刻，采样得到的电流值I(即A0时刻的电流值)小于指令电流I_ref的上限，此时，必须让实际电流上升才能跟踪到指令电流I_ref；在A3时刻，检测到的电流值I(即A1时刻的电流值)小于指令电流I_ref的上限阈值，让电流上升；......在A9时刻，采样得到的电流值I(即A7时刻的电流值)小于指令电流I_ref的上限阈值，继续让电流I上升；在A10时刻，采样得到的电流值I(即A8时刻的电流值)大于指令电流I_ref的上限阈值，那么，开关立即动作，必须让电流下降才能跟踪到指令电流I_ref。同理，在电流下降时，到A18时刻采样到的电流值才小于指令电流I_ref的下限阈值，开关才开始动作，让电流上升。

从此我们可以看出，等到A10时刻才得到实际跟踪电流值比指令电流I_ref的上限阈值大，此时才让实际电流下降，实际上如果不存在任何延时的话，在A8时刻电流已经比指令电流I_ref上限阈值大，此时应该让实际电流下降，但是，因为延时在A10的时刻才检测到。所以，正因为有这两个采样周期的延时，使得在A10时刻才得到实际跟踪电流的值大于指令电流I_ref的上限，这已经远远超过了指令电流I_ref上限值；同理，在电流下降时，因为延时要到A18时刻才得到实际跟踪电流小于指令电流Iref的下限，才使开关动作，让电流上升，这时已远远超过指令电流I_ref的下限值。从上述描述和图1可以看出，实际滞环宽度W’远大于设定的滞环宽度W。这里只假设了2个采样周期的延时，实际电路中可能有比2个采样周期更长的延时，那么，实际的滞环宽度会更大。

发明内容

本发明的目的是提供一种滞环比较控制方法，以用于有效解决因采样延时而导致滞环宽度增大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种滞环比较控制方法，所述方法包括：检测步骤：检测待测电路的电流值I；判断步骤：判断电流是处于上升阶段还是下降阶段，如果电流处于上升阶段，则进行到上升电流调节步骤，如果电流处于下降阶段，则进行到下降电流调节步骤，其中，所述上升电流调节步骤包括：将所检测的电流值I与指令电流I_ref的下限阈值Il进行比较，如果所检测的电流值I小于所述下限阈值Il，则使电流上升，如果所检测的电流值I大于或等于所述下限阈值Il，则使电流下降；所述下降电流调节步骤包括：将所检测的电流值I与指令电流I_ref的上限阈值Ih进行比较，如果所检测的电流值I小于所述上限阈值Ih，则使电流上升；如果所检测的电流值I大于或等于所述上限阈值Ih，则使电流下降。

利用本发明提供的滞环比较控制方法，能够有效解决因采样延时而导致滞环宽度增大的问题。在采用传统的滞环比较控制方法时，实际滞环宽度远比我们设定的滞环宽度大，而采用本发明提供的滞环比较控制方法时，实际滞环宽度不会大于设定的滞环宽度。利用本发明提供的滞环比较控制方法，能够通过减小滞环宽度，来减小滤波幅度，降低滤波成本，同时也大大降低滤波所带来的损耗。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是传统的滞环比较控制方法的原理示意图；

图2是根据本发明的滞环比较控制方法的示例性的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2是根据本发明的滞环比较控制方法的示例性的原理示意图。

参考图2，本发明提供了一种滞环比较控制方法，所述方法包括：检测步骤：检测待测电路的电流值I；判断步骤：判断电流是处于上升阶段还是下降阶段，如果电流处于上升阶段，则进行到上升电流调节步骤，如果电流处于下降阶段，则进行到下降电流调节步骤，其中，所述上升电流调节步骤包括：将所检测的电流值I与指令电流I_ref的下限阈值Il进行比较，如果所检测的电流值I小于所述下限阈值Il，则使电流上升，如果所检测的电流值I大于或等于所述下限阈值Il，则使电流下降；所述下降电流调节步骤包括：将所检测的电流值I与指令电流I_ref的上限阈值Ih进行比较，如果所检测的电流值I小于所述上限阈值Ih，则使电流上升；如果所检测的电流值I大于或等于所述上限阈值Ih，则使电流下降。

具体来说，根据本发明的滞环比较控制方法，在初始化阶段，和传统的滞环比较方法一样，需要设定指令电流I_ref的上限阈值Ih和下限阈值Il(即设定滞环宽度W)。不同的是，根据本发明的滞环比较控制方法还要判断电流是处于上升阶段还是下降阶段。如果电流处于上升阶段，则采用上升电流调节步骤，如果电流处于下降阶段，则采用下降电流调节步骤。

优选地，可以通过设定电流值I的标志位FLAG来判断电流是处于上升阶段还是下降阶段。从而，根据一种优选实施方式，所述判断步骤还包括：根据电流值I的标志位FLAG判断电流是处于上升阶段还是下降阶段，如果所述标志位FLAG为第一数值，判断电流处于上升阶段，如果标志位FLAG为第二数值，判断电流处于下降阶段；所述上升电流调节步骤还包括：如果使电流上升，则将电流值I的标志位FLAG更新为第一数值，如果使电流下降，则将电流值I的标志位FLAG更新为第二数值；所述下降电流调节步骤还包括：如果使电流上升，则将电流值I的标志位FLAG更新为第一数值，如果使电流下降，则将电流值I的标志位FLAG更新为第二数值。

在上述优选实施方式中，首先，检测待测电路的电流值I，然后判断电流值I的标志位FLAG，如果所述标志位FLAG为第一数值，则将所检测的电流值I与指令电流I_ref的下限阈值Il进行比较，如果所检测的电流值I小于所述下限阈值Il，则使电流上升，并将电流值I的标志位FLAG更新为第一数值，如果所检测的电流值I大于或等于所述下限阈值Il，则使电流下降，并将电流值I的标志位FLAG更新为第二数值。如果标志位FLAG为第二数值，则将所检测的电流值I与指令电流I_ref的上限阈值Ih进行比较，如果所检测的电流值I小于所述上限阈值Ih，则使电流上升，并将电流值I的标志位FLAG更新为第一数值，如果所检测的电流值I大于或等于所述上限阈值Ih，则使电流下降，并将电流值I的标志位FLAG更新为第二数值。

优选地，由于机器通常采用二进制计数，所以第一数值可以为1，第二数值可以为0，也就是说，1表示电流处于上升阶段，0表示电流处于下降阶段。可以理解，这只是示例性的，而并不用于限定本发明，也可以第一数值为0，第二数值为1。并且，根据一种优选实施方式，在初始阶段，可以将标志位FLAG的初始值设定为1。

根据优选实施方式，在执行完所述上升电流调节步骤或所述下降电流调节步骤之后，返回到所述检测步骤，从而，可以按照电流的检测周期T重复执行上述步骤。

其中，优选地，所述指令电流I_ref的上限阈值Ih和下限阈值Il可以根据待测电路的电流延时来设定。设定适当的上限阈值Ih和下限阈值Il，当这个上限阈值Ih和下限阈值Il正好可以抵消因采样延迟检测到的电流值I和实际电流值I的差值时，此时的上限阈值Ih和下限阈值Il才是最好的。比如，采样(检测)延时为2个周期，那么可以设定上限阈值Ih和下限阈值Il之间的差值等于或略大于两个周期T内变化的电流值。如图2所示，在A8时刻，检测到的实际是A6时刻的值，A6时刻的值已经超过了指令电流I_ref的下限阈值，此时开关动作，实际电流就不会远远超过设定的上限阈值，相当于提前了2个周期做出了判断，则很好的控制了电流上限，同理，电流下限也得到了控制，这样就控制了实际的滞环宽度。实际的电路不同，延时也会不同，这就需合理地设定上限阈值Ih和下限阈值Il，可以通过不断地实验进行调整，来得到最好的上限阈值Ih和下限阈值Il。

下面以图2中所示出的根据本发明的滞环比较控制方法的示例性的电流图为例，进一步说明本发明的滞环比较控制方法。

设定标志位FLAG初始值为1。A0以前的电流都为0，在A2时刻，将检测到的电流值I(实际上是A0时刻的电流值I)与指令电流I_ref的下限阈值Il做比较，很显然，这个电流值比下限阈值小，此时，让电流上升，标志位FLAG更新为1；在A3时刻，将检测到的电流值I(实际上是A1时刻的电流值)与下限阈值Il做比较，这个电流值比下限阈值Il小，让电流I上升，标志位FLAG更新为1；......在A7时刻，把检测到的电流值I(实际上是A5时刻的电流值)与下限阈值Il做比较，这个电流值比下限阈值Il小，让电流I上升，标志位FLAG更新为1；在A8时刻，把检测到的电流值I(实际上是A6时刻的电流值)与下限阈值Il比较，这个电流值比下限阈值Il大，让电流下降，标志位FLAG更新为0。在A9时刻，把检测到的电流值I(实际上是A7时刻的电流值)与上限阈值Ih比较，这个值比上限阈值Ih小，让电流I上升，标志位FLAG更新为1，在A10时刻，把检测到的电流值I(实际上是A8时刻的电流值)与下限阈值Il比较，这个电流值比下限阈值Il大，让电流下降，标志位FLAG更新为0，这样按照电流的检测周期T重复进行下去。由于当电流上升(标志为FLAG为1)时，把检测到的电流值I和指令电流I_ref的下限阈值Il比较，而电流下降时(标志位FLAG为0)，把检测到的电流值I和上限阈值Ih比较，这样相当于提前做出了判断，实现了纠正采样延时的目的。

利用本发明提供的滞环比较控制方法，能够有效解决因采样延时而导致滞环宽度增大的问题。在采用传统的滞环比较控制方法时，实际滞环宽度W’远比我们设定的滞环宽度W大，而采用本发明提供的滞环比较控制方法时，实际滞环宽度W’不会大于设定的滞环宽度W。利用本发明提供的滞环比较控制方法，能够通过减小滞环宽度，来减小滤波幅度，降低滤波成本，同时也大大降低滤波所带来的损耗。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种滞环比较控制方法，所述方法包括：

检测步骤：检测待测电路的电流值I；

判断步骤：判断电流是处于上升阶段还是下降阶段，如果电流处于上升阶段，则进行到上升电流调节步骤，如果电流处于下降阶段，则进行到下降电流调节步骤，

其中，所述上升电流调节步骤包括：将所检测的电流值I与指令电流I_ref的下限阈值Il进行比较，如果所检测的电流值I小于所述下限阈值Il，则使电流上升，如果所检测的电流值I大于或等于所述下限阈值Il，则使电流下降；

所述下降电流调节步骤包括：将所检测的电流值I与指令电流I_ref的上限阈值Ih进行比较，如果所检测的电流值I小于所述上限阈值Ih，则使电流上升；如果所检测的电流值I大于或等于所述上限阈值Ih，则使电流下降；以及

在执行完所述上升电流调节步骤或所述下降电流调节步骤之后，返回到所述检测步骤。

2.根据权利要求1所述的滞环比较控制方法，其中，

所述判断步骤包括：根据电流值I的标志位FLAG来判断电流是处于上升阶段还是下降阶段，如果所述标志位FLAG为第一数值，则判断电流处于上升阶段，如果标志位FLAG为第二数值，则判断电流处于下降阶段；

所述上升电流调节步骤还包括：如果使电流上升，则将电流值I的标志位FLAG更新为第一数值，如果使电流下降，则将电流值I的标志位FLAG更新为第二数值；

所述下降电流调节步骤还包括：如果使电流上升，则将电流值I的标志位FLAG更新为第一数值，如果使电流下降，则将电流值I的标志位FLAG更新为第二数值。

3.根据权利要求2所述的滞环比较控制方法，其中，所述第一数值为1，所述第二数值为0。

4.根据权利要求1所述的滞环比较控制方法，其中，所述指令电流I_ref的上限阈值Ih和下限阈值Il根据待测电路的电流延时来设定。

5.根据权利要求4所述的滞环比较控制方法，其中，所述上限阈值Ih和下限阈值Il之间的差值大于或等于待测电路的电流延时期间内变化的电流值。