CN106546809B - 一种基于无滤波相电流采样电路的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电机控制领域，提供了一种基于无滤波相电流采样电路的控制方法，该方法具体为：判断PWM信号是否有效；若所述PWM信号有效，以所述PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时；若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样。以PWM信号的周期为基准对电机的相电流进行周期性采样，因为采样值未经过滤波，故可真实反映实际相电流的大小，解决了因滤波处理导致基于相电流采样的电机控制不准确的问题，也避免瞬间大电流导致的驱动器MOS器件，以及电池和其他外围设备损坏的问题。

Description

一种基于无滤波相电流采样电路的控制方法及装置

技术领域

本发明属于电机控制领域，尤其涉及一种基于无滤波相电流采样电路的控制方法及装置。

背景技术

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。目前，三相直流无刷电机的应用领域越来越广泛，在各种电动设备、工具中，特别是交通工具领域，三相直流无刷电机的应用一直是处于超前并高速发展的。其中，电动单车在中国是最早的大批量应用三相直流无刷电机控制技术的产品；电动单车是用电池提供能源，三相直流无刷电机提供动力，经过电动单车驱动器控制的一种交通工具。在电机控制技术中，电机电流采样的准确性至关重要，电流采样为后续电流控制算法提供了准确的数据来源，为保护驱动器中的MOS器件的电流算法提供了基础。

在传统的电机驱动器中，例如电动车驱动器，常常采用低成本的单电阻去采样母线电流，为了降低采样难度，往往会先利用硬件电路中的滤波电路将电机的相电流进行滤波，如图1所示，通过电容C46进行滤波，然而这样做会将相电流原本的脉冲电流波形转变为接近于直流电平的波形，体现的是平均电流，如图2所示，平均电流无法反应实际相电流(如图2中的虚线部分的波形)的大小，导致基于电流采样的电机控制不准确，而且如果实际相电流为瞬间大电流，则易导致驱动器的MOS器件、电池和其他外围设备的损坏。

发明内容

本发明提供一种基于无滤波相电流采样电路的控制方法，旨在解决现有的电流采样方法会造成电机控制不准确，易导致驱动器的MOS器件，以及电池、其他外围设备的损坏的问题。

本发明是这样实现的，一种基于无滤波相电流采样电路的控制方法，所述方法包括：

判断PWM信号是否有效；

若所述PWM信号有效，以所述PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时；

若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样。

一种基于无滤波相电流采样电路的控制装置，所述装置包括：

PWM信号有效判断单元，用于判断PWM信号是否有效；

采样延时单元，用于若所述PWM信号有效，以所述PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时；

相电流采样单元，用于若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样。

本发明实施例提供的基于无滤波相电流采样电路的控制方法，若判定PWM信号有效，则以PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时，如果采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样。以PWM信号的周期为基准对电机的相电流进行周期性采样，因为采样值未经过滤波，故可真实反映实际相电流的大小，解决了因滤波处理导致基于相电流采样的电机控制不准确的问题，也避免瞬间大电流导致的驱动器MOS器件，以及电池和其他外围设备损坏的问题。

附图说明

图1是现有技术提供的带滤波处理的相电流采样电路；

图2是现有技术提供的上桥臂PWM波形、上桥臂MOS驱动波形，及滤波后采样波形的对比图；

图3是本发明提供的设置采样电阻的三相无刷直流电机的驱动电路示意图；

图4是本发明提供的上桥臂PWM波形、上桥臂MOS驱动波形，以及无滤波电流采样波形的对比图；

图5是本发明第一实施例提供的一种基于无滤波相电流采样电路的控制方法的流程图；

图6是本发明第一实施例提供的判断PWM信号是否有效的流程图；

图7是本发明第一实施例提供的对相电流进行采样的流程图；

图8是本发明第一实施例提供的判断相电流采样值是否有效的流程图；

图9是本发明第一实施例提供的一种优选实施例的流程图；

图10是本发明第一实施例提供的另一种优选实施例的流程图；

图11是本发明第二实施例提供的一种基于无滤波相电流采样电路的控制装置的结构图；

图12是本发明第二实施例提供的PWM信号有效判断单元的结构图；

图13是本发明第二实施例提供的相电流采样单元的结构图；

图14是本发明第二实施例提供的采样值判断模块的结构图；

图15是本发明第二实施例提供的一种优选实施例的结构图；

图16是本发明第二实施例提供的一种优选实施例的结构图。

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。

本发明实施例提供的基于无滤波相电流采样电路的控制方法，若判定PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)信号有效，则以PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时，如果采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样。以PWM信号的周期为基准对电机的相电流进行周期性采样，因为采样值未经过滤波，故可真实反映实际相电流的大小，解决了因滤波处理导致基于相电流采样的电机控制不准确的问题，也避免瞬间大电流导致的驱动器MOS器件，以及电池和其他外围设备损坏的问题。

图3示出了本发明实施例提供的三相直流无刷电机的驱动电路示意图；在无刷电机中，每个120度电流角度的时间内，打开一组上桥臂和另一组下桥臂的驱动MOS，为了实现电流大小调节，上桥臂采用PWM控制，而下桥臂是不做控制，直接导通。其中，上桥臂PWM波形、上桥臂MOS驱动波形，以及无滤波电流采样波形的波形如图4所示。

第一实施例

本发明实施例基于上述的无滤波相电流采样电路以及三相直流无刷电机的驱动电路，单片机的AD采样模块以PWM信号的周期为基准，通过该无滤波相电流采样电路对三相直流无刷电机的相电流进行周期性采样。

采用逐周期采样的方案，即以PWM信号的周期来设定，例如，在每个PWM周期进行采样，这样对相电流的采样更即时准确，可以更快得到相电流的变化趋势，以便更准确的控制相电流。

图5进一步示出基于无滤波相电流采样电路的控制方法流程图，详述如下。

在步骤S201中，判断PWM信号是否有效。

在本发明实施例中，对电机相电流进行AD采样之前，首先要判断PWM信号是否有效。如图6所示，作为本发明的一个优选实施例，步骤S201的具体实现流程为：

步骤S301，判断所述PWM信号是否为高电平。

在本发明实施例中，通过PWM信号对相电流进行周期性采样，而只有PWM信号为高电平时，才能控制MOS管开通，以便进行进一步的采样控制。

步骤S302，若判定所述PWM信号不为高电平，则判定所述PWM信号无效，则流程终止。

在本发明实施例中，若PWM信号不为高电平，说明当前的信号电平无效，即可能当前PWM信号输出为低电平，则受该PWM信号控制的MOS管处于非导通状态，无法进行采样工作，流程终止。

步骤S303，若所述PWM信号为高电平，则判断所述PWM信号的脉宽是否小于最小采样时间Tmin。

在本发明实施例中，AD采样模块从启动到完成采样需要一定的时间，这段时间具体包括：AD采样模块设定和启动时间t3，AD采样模块本身的延迟时间以及采样时间t4。其中，最小采样时间Tmin＝t3+t4。要求PWM信号的脉宽要不小于Tmin，否则无法完成采样工作。

步骤S304，若所述PWM信号的脉宽小于最小采样时间Tmin，则判定所述PWM信号无效，并查表获取所述PWM脉宽的修正值，然后流程终止。

在本发明实施例中，如果PWM信号的脉宽小于最小采样时间Tmin，即PWM信号的脉宽太小，采样周期太短，比AD采样模块从启动到采样完成的时间还短，从而无法完成对相电流的采样。

PWM信号的脉宽小于最小采样时间Tmin，采样无法完成，则通过PWM脉宽查表的方式获取PWM脉宽查表值，并用PWM脉宽查表值替代原有的PWM脉宽值，其中，PWM脉宽查表值为预设于程序中的PWM脉宽理论、估计值。当PWM脉宽很小时，相电流很小，有些许偏差不影响最大值的保护，一般不会造成MOS管损坏；若PWM脉宽足够宽时，根据PWM脉宽查表，并计算需要延时启动的采样时间。

步骤S305，若所述PWM信号的脉宽不小于最小采样时间Tmin，则判定所述PWM信号有效，则执行下一步骤，即进入步骤S202。

在步骤S202中，若PWM信号有效，则以所述PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时。

在本发明实施例中，为了保证AD采样模块可以准确采样到相电流中的脉冲电流的峰值电平，那么需要确保AD采样的时间点要在有效的采样电平区间内。这样单片机需要在每个采样周期前根据当前的PWM值，计算出PWM信号的最大脉宽。

计算PWM信号的最大脉宽，要考虑MOS驱动电路的开通时间t1和上升时间t2，而开通时间t1和上升时间t2和MOS驱动电路本身的驱动能力以及MOS的规格参数有关，需要预先根据实际电路来进行测量，以获得一个准确值，并预设于程序中；这里将MOS驱动电路的开通时间t1和上升时间t2的总时间记为MOS延时时间T1。

此外，还要考虑单片机本身的延时时间，即AD延时时间T2。其中，AD延时时间T2包括AD采样模块的设定和启动时间t3，AD采样模块本身的延迟时间与采样时间t4。为了确保相电流采样值有效，要保证AD采样模块从启动到完成采样的时间，即在AD延时时间T2内，采样的信号电平必须都是有效的。

每个采样周期中，进行采样延时的时间起点是上桥臂通过PWM信号驱动开通时的时间点。即单片机以PWM信号的上升沿为起点，开始延时T1时间后，启动AD采样模块进行采样，经过T2时间后可以得到当前采样周期的相电流采样值；这里将T1与T2之和记为采样延时总时间T，也即从PWM信号的上升沿开始到采样到有效信号的总时间为T。

在本发明的一个实施例中，进行采样延时，系统设置一计时器，该计时器以每个PWM信号周期的上升沿为计时起点，以预设的时长，即MOS延时时间T1进行计时，并不停检测或判断计时是否完成，若计时完成这进入下一步，即进入步骤S203。

在步骤S203中，若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样。

在本发明实施例中，当单片机以PWM信号的上升沿为起点，开始延时T1时间后，启动AD采样模块进行采样，直到完成采样，其持续时间为T。

在本发明实施例中，如图7所示，进行相电流采样的详细流程如下：

步骤S401，启动所述AD采样模块，并获取所述AD采样模块的相电流采样值。

在本发明的一个实施例中，启动所述AD采样模块后，AD采样模块经过AD延时时间T2后，即可获得相电流采样值。

步骤S402，判断所述相电流采样值是否有效；

在本发明的一个实施例中，为了使采样值准确反映电机相电流的状态，以保证后续基于相电流采样的电机控制的准确性，必须判断相电流采样值是否有效；常见的做法是避免采集到零值或一些突变值。

如图8所示，在本发明的一个优选实施例中，上述的步骤S402判断所述相电流采样值是否有效具体流程为：

步骤S501，判断所述相电流采样值是否为零；

步骤S502，若所述相电流采样值为零，则判定所述相电流采样值无效；

步骤S503，若所述相电流采样值不为零，则判断所述相电流采样值与上一采样周期中的相电流采样值的差值是否超过第一预设值；

在本发明实施例中，第一预设值为相电流采样值允许的波动值，即相电流采样值在该范围内波动，不会对后续的电流控制以及电路器件的保护造成影响。

步骤S504，若是，则判定所述相电流采样值无效。

在本发明实施例中，若本周期中的相电流采样值的波动幅度较大，并且其变化幅度超过第一预设值，例如出现突变值，该突变值与上一个周期中的相电流采样值相差如果超过第一预设值，那么便可认为该值为突变值，可判定该相电流采样值无效。

步骤S505，若否，则判定所述相电流采样值有效。

若本周期中的相电流采样值的波动幅度较小，并且其变化幅度未超过第一预设值，则该相电流采样值符合要求，判定其有效。

上述实施例只是一个例子，通过设置判断其是否有效的环节，可以避免干扰信号对采样结果的影响。实际使用中，相电流采样值是否有效，还有其他情况，这里不一一列举。

步骤S403，若所述相电流采样值有效，则根据所述相电流采样值计算电机的相电流。

在本发明实施例中，可根据预先设置的采样值与相电流的对应规则计算电机的相电流。

步骤S404，若所述相电流采样值无效，则重新获取所述AD采样模块的相电流采样值。

在本发明的一个实施例中，若相电流采样值无效，则需要抛弃该无效值，并重新启动AD采样模块，对相电流进行再一次采样。

如图9所示，作为发明的一个优选实施例，若PWM信号的高电平最大时间大于采样时间t4的2倍以上，那么便可以进行连续两次采样，再计算平均值。详细地，在步骤S203之后还包括：

步骤S601，若所述PWM信号的脉宽大于2倍的采样时间t4，则当所述AD采样模块在当前采样周期内完成第一次采样之后，经过预设时长对所述相电流进行第二次采样。

在本发明实施例中，该预设时长一般或最小为采样时间t4，当然也可以根据需要适当调整延长。

步骤S602，获取所述第一次采样的第一采样值，以及第二次采样的第二采样值。

步骤S603，对所述第一采样值及所述第二采样值进行求平均，将得到的平均值作为相电流采样值。

本实施例通过在单个周期内进行连续两次的采样，并对采样值进行求平均，使采样结果更加准确。

作为本发明的另一个优选实施例，因为采样值可能存在被干扰的问题，如采样过程中得到的采样值与之前有异常变高或低的过程，则在考虑采样时间足够的情况下，可以再次启动AD采样模块进行采样，以确认是否为干扰；如图10所示，详细步骤如下：

步骤S701，若所述PWM信号的脉宽大于2倍的采样时间t4，获取所述AD采样模块在当前采样周期内对相电流进行第一次采样的第一采样值；

在本发明实施例中，该预设时长一般或最小为采样时间t4，当然也可以根据需要适当调整延长。

步骤S702，若所述第一采样值与前一周期的相电流采样值相差的值超过第二预设值，则控制所述AD采样模块进行第二次采样，并获得第二采样值；

步骤S703，若所述第一采样值与所述第二采样值相差的值超过第二预设值，则将所述第二采样值作为相电流采样值；

在本发明实施例中，第二预设值的作用可参见第一预设值，都是相电流采样值允许的波动值，即相电流采样值在该范围内波动，不会对后续的电流控制以及电路器件的保护造成影响。

步骤S704，若所述第一采样值与所述第二采样值相差的值小于第二预设值，则将所述第一采样值与第二采样值的平均值作为相电流采样值。

本实施例这样处理可以剔除突变的采样值或异常值(如零值)，可以避免杂波干扰。

在本发明的一个实施例中，AD采样模块所采集的电流为相电流，需要经过算法处理为母线平均电流，以保护外围电池或其它配件，避免其被瞬间大电流击穿或损坏。在所述步骤S203之后进一步包括：

根据所述采样值及所述PWM信号的占空比计算电机的母线平均电流。

其中，所述母线平均电流的计算公式为：

母线平均电流＝采样值*PWM占空比；

其中，PWM占空比可通过查表获得。

通过相电流采样值，可计算母线电流值，为后续电流控制算法中的母线电流的限定来提供基础。

本发明实施例提供的基于无滤波相电流采样电路的控制方法，若判定PWM信号有效，则以PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时，如果采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样。以PWM信号的周期为基准对电机的相电流进行周期性采样，因为采样值未经过滤波，故可真实反映实际相电流的大小，解决了因滤波处理导致基于相电流采样的电机控制不准确的问题，也避免瞬间大电流导致的驱动器MOS器件，以及电池和其他外围设备损坏的问题。

第二实施例

本发明实施例基于上述的无滤波相电流采样电路以及三相直流无刷电机的驱动电路，单片机的AD采样模块以PWM信号的周期为基准，通过该无滤波相电流采样电路对三相直流无刷电机的相电流进行周期性采样。

采用逐周期采样的方案，即以PWM信号的周期来设定，例如，在每个PWM周期进行采样，这样对相电流的采样更即时准确，可以更快得到相电流的变化趋势，以便更准确的控制相电流。

图11进一步示出基于无滤波相电流采样电路的控制装置的结构图，包括：PWM信号有效判断单元10、采样延时单元20，以及相电流采样单元30；详述如下。

PWM信号有效判断单元10，用于判断PWM信号是否有效。

在本发明实施例中，对电机相电流进行AD采样之前，首先要判断PWM信号是否有效。如图12所示，作为本发明的一个优选实施例，PWM信号有效判断单元10包括：

高电平判断模块101，用于判断所述PWM信号是否为高电平；

在本发明实施例中，通过PWM信号对相电流进行周期性采样，而只有PWM信号为高电平时，才能控制MOS管开通，以便进行进一步的采样控制。

PWM信号无效第一判定模块102，用于若判定所述PWM信号不为高电平，则判定所述PWM信号无效，则流程终止。

在本发明实施例中，若PWM信号不为高电平，说明当前的信号电平无效，即可能当前PWM信号输出为低电平，则受该PWM信号控制的MOS管处于非导通状态，无法进行采样工作，流程终止。

脉宽条件判断模块103，用于若判定所述PWM信号为高电平，则判定所述PWM信号有效，则判断所述PWM信号的脉宽是否小于最小采样时间Tmin。

在本发明实施例中，AD采样模块从启动到完成采样需要一定的时间，这段时间具体包括：AD采样模块设定和启动时间t3，AD采样模块本身的延迟时间以及采样时间t4。其中，最小采样时间Tmin＝t3+t4。要求PWM信号的脉宽要不小于Tmin，否则无法完成采样工作。

PWM信号无效第二判定模块104，用于若所述PWM信号的脉宽小于最小采样时间Tmin，则判定所述PWM信号无效，则查表获取所述PWM脉宽的修正值，然后流程终止。

在本发明实施例中，如果PWM信号的脉宽小于最小采样时间Tmin，即PWM信号的脉宽太小，采样周期太短，比AD采样模块从启动到采样完成的时间还短，从而无法完成对相电流的采样。

PWM信号的脉宽小于最小采样时间Tmin，采样无法完成，则通过PWM脉宽查表的方式获取PWM脉宽查表值，并用PWM脉宽查表值替代原有的PWM脉宽值，其中，PWM脉宽查表值为预设于程序中的PWM脉宽理论、估计值。当PWM脉宽很小时，相电流很小，有些许偏差不影响最大值的保护，一般不会造成MOS管损坏；若PWM脉宽足够宽时，根据PWM脉宽查表，并计算需要延时启动的采样时间。

PWM信号有效判定模块105，用于若所述PWM信号的脉宽不小于最小采样时间Tmin，则判定所述PWM信号有效，则执行下一步骤，即进入步骤S202。

在步骤S202中，若PWM信号有效，则以所述PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时。

在本发明实施例中，为了保证AD采样模块可以准确采样到相电流中的脉冲电流的峰值电平，那么需要确保AD采样的时间点要在有效的采样电平区间内。这样单片机需要在每个采样周期前根据当前的PWM值，计算出PWM信号的最大脉宽。

计算PWM信号的最大脉宽，要考虑MOS驱动电路的开通时间t1和上升时间t2，而开通时间t1和上升时间t2和MOS驱动电路本身的驱动能力以及MOS的规格参数有关，需要预先根据实际电路来进行测量，以获得一个准确值，并预设于程序中；这里将MOS驱动电路的开通时间t1和上升时间t2的总时间记为MOS延时时间T1。

此外，还要考虑单片机本身的延时时间，即AD延时时间T2。其中，AD延时时间T2包括AD采样模块的设定和启动时间t3，AD采样模块本身的延迟时间与采样时间t4。为了确保相电流采样值有效，要保证AD采样模块从启动到完成采样的时间，即在AD延时时间T2内，采样的信号电平必须都是有效的。

每个采样周期中，进行采样延时的时间起点是上桥臂通过PWM信号驱动开通时的时间点。即单片机以PWM信号的上升沿为起点，开始延时T1时间后，启动AD采样模块进行采样，经过T2时间后可以得到当前采样周期的相电流采样值；这里将T1与T2之和记为采样延时总时间T，也即从PWM信号的上升沿开始到采样到有效信号的总时间为T。

在本发明的一个实施例中，进行采样延时，系统设置一计时器，该计时器以每个PWM信号周期的上升沿为计时起点，以预设的时长，即MOS延时时间T1进行计时，并不停检测或判断计时是否完成，若计时完成这进入下一步。

相电流采样单元30，用于若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样。

在本发明实施例中，当单片机以PWM信号的上升沿为起点，开始延时T1时间后，启动AD采样模块进行采样，直到完成采样，其持续时间为T。

在本发明实施例中，如图13所示，相电流采样单元30包括：

相电流采样值获取模块301，用于启动所述AD采样模块，并获取所述AD采样模块的相电流采样值。

在本发明的一个实施例中，启动所述AD采样模块后，AD采样模块经过AD延时时间T2后，即可获得相电流采样值。

采样值判断模块302，用于判断所述相电流采样值是否有效；

在本发明的一个实施例中，为了使采样值准确反映电机相电流的状态，以保证后续基于相电流采样的电机控制的准确性，必须判断相电流采样值是否有效；常见的做法是避免采集到零值或一些突变值。

如图14所示，在本发明的一个优选实施例中，上述的采样值判断模块302包括：

零值判断子模块3021，用于判断所述相电流采样值是否为零；

第一无效判定子模块3022，用于若所述相电流采样值为零，则判定所述相电流采样值无效；

突变值判断子模块3023，用于若所述相电流采样值不为零，则判断所述相电流采样值与上一采样周期中的相电流采样值的差值是否超过第一预设值；

在本发明实施例中，第一预设值为相电流采样值允许的波动值，即相电流采样值在该范围内波动，不会对后续的电流控制以及电路器件的保护造成影响。

采样值第二无效判定子模块3024，用于若是，则判定所述相电流采样值无效。

在本发明实施例中，若本周期中的相电流采样值的波动幅度较大，并且其变化幅度超过第一预设值，例如出现突变值，该突变值与上一个周期中的相电流采样值相差如果超过第一预设值，那么便可认为该值为突变值，可判定该相电流采样值无效。

采样值有效判定子模块3025，用于若否，则判定所述相电流采样值有效。

若本周期中的相电流采样值的波动幅度较小，并且其变化幅度未超过第一预设值，则该相电流采样值符合要求，判定其有效。

上述实施例只是一个例子，通过设置判断其是否有效的环节，可以避免干扰信号对采样结果的影响。实际使用中，相电流采样值是否有效，还有其他情况，这里不一一列举。

采样值有效判定模块303，若所述相电流采样值有效，则根据所述相电流采样值计算电机的相电流。

在本发明实施例中，可根据预先设置的采样值与相电流的对应规则计算电机的相电流。

采样值无效判定模块304，用于若所述相电流采样值无效，则重新获取所述AD采样模块的相电流采样值。

在本发明的一个实施例中，若相电流采样值无效，则需要抛弃该无效值，并重新启动AD采样模块，对相电流进行再一次采样。

作为发明的一个优选实施例，若PWM信号的高电平最大时间大于采样时间t4的2倍以上，那么便可以进行连续两次采样，再计算平均值。详细地，如图14所示，在相电流采样单元30之后还包括：

二次采样单元401，用于若所述PWM信号的脉宽大于2倍的采样时间t4，则当所述AD采样模块在当前采样周期内完成第一次采样之后，经过预设时长对所述相电流进行第二次采样。

在本发明实施例中，该预设时长一般或最小为采样时间t4，当然也可以根据需要适当调整延长。

第一采样值及第二采样值获取单元402，用于获取所述第一次采样的第一采样值，以及第二次采样的第二采样值。

相电流采样值第一设定单元403，用于对所述第一采样值及所述第二采样值进行求平均，将得到的平均值作为相电流采样值。

本实施例通过在单个周期内进行连续两次的采样，并对采样值进行求平均，使采样结果更加准确。

如图15所示，作为本发明的另一个优选实施例，因为采样值可能存在被干扰的问题，如采样过程中得到的采样值与之前有异常变高或低的过程，则在考虑采样时间足够的情况下，可以再次启动AD采样模块进行采样，以确认是否为干扰；详细步骤如下：

第一采样值获取单元501，用于若所述PWM信号的脉宽大于2倍的采样时间t4，获取所述AD采样模块在当前采样周期内对相电流进行第一次采样的第一采样值；

在本发明实施例中，该预设时长一般或最小为采样时间t4，当然也可以根据需要适当调整延长。

第二采样值获取单元502，用于若所述第一采样值与前一周期的相电流采样值相差的值超过第二预设值，则控制所述AD采样模块进行第二次采样，并获得第二采样值；

相电流采样值第二设定单元503，用于若所述第一采样值与所述第二采样值相差的值超过第二预设值，则将所述第二采样值作为相电流采样值；

在本发明实施例中，第二预设值的作用可参见第一预设值，都是相电流采样值允许的波动值，即相电流采样值在该范围内波动，不会对后续的电流控制以及电路器件的保护造成影响。

相电流采样值第二设定单元504，用于若所述第一采样值与所述第二采样值相差的值小于第二预设值，则将所述第一采样值与第二采样值的平均值作为相电流采样值。

本实施例这样处理可以剔除突变的采样值或异常值(如零值)，可以避免杂波干扰。

在本发明的一个实施例中，AD采样模块所采集的电流为相电流，需要经过算法处理为母线平均电流，以保护外围电池或其它配件，避免其被瞬间大电流击穿或损坏。在所述步骤S203之后进一步包括：

母线平均电流计算单元，用于根据所述采样值及所述PWM信号的占空比计算电机的母线平均电流。

其中，所述母线平均电流的计算公式为：

母线平均电流＝采样值*PWM占空比；

其中，PWM占空比可通过查表获得。

通过相电流采样值，可计算母线电流值，为后续电流控制算法中的母线电流的限定来提供基础。

本发明实施例提供的基于无滤波相电流采样电路的控制方法，若判定PWM信号有效，则以PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时，如果采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样。以PWM信号的周期为基准对电机的相电流进行周期性采样，因为采样值未经过滤波，故可真实反映实际相电流的大小，解决了因滤波处理导致基于相电流采样的电机控制不准确的问题，也避免瞬间大电流导致的驱动器MOS器件，以及电池和其他外围设备损坏的问题。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

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 (12)

1.一种基于无滤波相电流采样电路的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

判断PWM信号是否有效；

若所述PWM信号有效，以所述PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时；

若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样；

其中，所述判断PWM信号是否有效的步骤具体为：

判断所述PWM信号是否为高电平；

若所述PWM信号不为高电平，则判定所述PWM信号无效，流程终止；

若所述PWM信号为高电平，则判断所述PWM信号的脉宽是否小于最小采样时间Tmin；

若所述PWM信号的脉宽小于最小采样时间Tmin，则判定PWM信号无效，并查表获取所述PWM脉宽的修正值，然后流程终止；

若所述PWM信号的脉宽不小于最小采样时间Tmin，则判定PWM信号有效，并执行下一步骤。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样的步骤具体为：

启动所述AD采样模块，并获取所述AD采样模块的相电流采样值；

判断所述相电流采样值是否有效；

若所述相电流采样值有效，则根据所述相电流采样值计算电机的相电流；

若所述相电流采样值无效，则重新获取所述AD采样模块的相电流采样值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断所述相电流采样值是否有效的步骤具体为：

判断所述相电流采样值是否为零；

若所述相电流采样值为零，则判定所述相电流采样值无效；

若所述相电流采样值不为零，则判断所述相电流采样值与上一采样周期中的相电流采样值的差值是否超过第一预设值；

若是，则判定所述相电流采样值无效；

若否，则判定所述相电流采样值有效。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样的步骤之后还包括：

若所述PWM信号的脉宽大于2倍的采样时间，则当所述AD采样模块在当前采样周期内完成第一次采样之后，经过预设时长对所述相电流进行第二次采样；

获取所述第一次采样的第一采样值，以及第二次采样的第二采样值；

对所述第一采样值及所述第二采样值进行求平均，将得到的平均值作为相电流采样值。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样的步骤之后还包括：

若所述PWM信号的脉宽大于2倍的采样时间，获取所述AD采样模块在当前采样周期内对相电流进行第一次采样的第一采样值；

若所述第一采样值与前一周期的相电流采样值相差的值超过第二预设值，则控制所述AD采样模块进行第二次采样，并获得第二采样值；

若所述第一采样值与所述第二采样值相差的值超过第二预设值，则将所述第二采样值作为相电流采样值；

若所述第一采样值与所述第二采样值相差的值小于第二预设值，则将所述第一采样值与第二采样值的平均值作为相电流采样值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样的步骤之后还包括：

根据采样值及所述PWM信号的占空比计算电机的母线平均电流，所述母线平均电流的计算公式为：

母线平均电流＝采样值*PWM占空比

其中，PWM信号的占空比可通过查表获得。

7.一种基于无滤波相电流采样电路的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

PWM信号有效判断单元，用于判断PWM信号是否有效；

采样延时单元，用于若所述PWM信号有效，以所述PWM信号的上升沿为计时起点，进行采样延时；

相电流采样单元，用于若采样延时完成，则启动AD采样模块对电机的相电流进行采样；

其中，所述PWM信号有效判断单元包括：

高电平判断模块，用于判断所述PWM信号是否为高电平；

PWM信号无效第一判定模块，用于若所述PWM信号不为高电平，判定所述PWM信号无效，流程终止；

脉宽条件判断模块，用于若所述PWM信号为高电平，判断所述PWM信号的脉宽是否小于最小采样时间Tmin；

PWM信号无效第二判定模块，用于若所述PWM信号的脉宽小于最小采样时间Tmin，则判定PWM信号无效，并查表获取所述PWM脉宽的修正值，然后流程终止；

PWM信号有效判定模块，用于若所述PWM信号的脉宽不小于最小采样时间Tmin，则判定PWM信号有效，并执行下一步骤。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述相电流采样单元包括：

相电流采样值获取模块，用于启动所述AD采样模块，并获取所述AD采样模块的相电流采样值；

采样值判断模块，用于判断所述相电流采样值是否有效；

采样值有效判定模块，若所述相电流采样值有效，则根据所述相电流采样值计算电机的相电流；

采样值无效判定模块，用于若所述相电流采样值无效，则重新获取所述AD采样模块的相电流采样值。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述采样值判断模块包括：

零值判断子模块，用于判断所述相电流采样值是否为零；

第一无效判定子模块，用于若所述相电流采样值为零，则判定所述相电流采样值无效；

突变值判断子模块，用于若所述相电流采样值不为零，则判断所述相电流采样值与上一采样周期中的相电流采样值的差值是否超过第一预设值；

采样值第二无效判定子模块，用于若是，则判定所述相电流采样值无效；

采样值有效判定子模块，用于若否，则判定所述相电流采样值有效。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述相电流采样单元之后还包括：

二次采样单元，用于若所述PWM信号的脉宽大于2倍的采样时间，则当所述AD采样模块在当前采样周期内完成第一次采样之后，经过预设时长对所述相电流进行第二次采样；

第一采样值及第二采样值获取单元，用于获取所述第一次采样的第一采样值，以及第二次采样的第二采样值；

相电流采样值第一设定单元，用于对所述第一采样值及所述第二采样值进行求平均，将得到的平均值作为相电流采样值。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述相电流采样单元之后还包括：

第一采样值获取单元，用于若所述PWM信号的脉宽大于2倍的采样时间，获取所述AD采样模块在当前采样周期内对相电流进行第一次采样的第一采样值；

第二采样值获取单元，用于若所述第一采样值与前一周期的相电流采样值相差的值超过第二预设值，则控制所述AD采样模块进行第二次采样，获得第二采样值，并将所述第二采样值作为相电流采样值；

相电流采样值第二设定单元，用于若所述第一采样值与所述第二采样值相差的值小于第二预设值，则将所述第一采样值与第二采样值的平均值作为相电流采样值。

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述相电流采样单元之后还包括：

母线平均电流计算单元，用于根据采样值及所述PWM信号的占空比计算电机的母线平均电流，所述母线平均电流的计算公式为：

母线平均电流＝采样值*PWM占空比

其中，PWM信号的占空比可通过查表获得。