CN109104080A - 一种功率变换器件中滤波调节方法、存储介质及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种功率变换器件中滤波调节方法，滤波调节方法至少包括：获取采样值，以及与每一个采样值所对应的滤波结果值；根据采样值和滤波结果值，获取采样值中任一时刻的第一采样值，以及第一采样值下一个时刻的第二采样值，以及，第一采样值上一时刻的第三采样值所对应的第一滤波结果值，第二采样值所对应的第二滤波结果值；根据第一采样值、第二采样值、第一滤波结果值和第二滤波结果值确定滤波器中滤波系数；根据滤波器和滤波系数，计算第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。另外，本发明实施例还提供了一种存储介质及终端。应用本发明的实施例，避免使用固定的滤波系数，无法兼顾灵敏度与平稳度的问题。

Description

一种功率变换器件中滤波调节方法、存储介质及终端

技术领域

本发明涉及功率器件的功率变换器件中滤波调节技术领域，特别是涉及一种功率变换器件中滤波调节方法、存储介质及终端。

背景技术

数字功率变换器越来越多，需要使用MCU内部集成AD模块采集电压、电流、温度等信号内部运算来达到控制的目的，以实现功率变换器的电压控制、电流控制、以及一些过温、过流、过压等保护功能。AD模块采样数据的过程中附加了的各式各样的干扰，所以需要采用滤波器件进行滤波，如果采用硬件滤波器就会增加整个设备的成本、且硬件滤波器的配置不够灵活，因此，需要采用软件滤波来使采集到的数据真实地反应实际情况。

现有技术中，常见的滤波有算术平均值滤波、普通一阶低通滤波算法等，这样的滤波算法存在滤波效果差，灵敏度低，平稳度较差等缺点。一阶低通滤波器的算法公式为：Y_(n)＝a*X_(n)+(1-a)*Y_(n-1)，式中Y_(n):本次为本次滤波结果，Y_(n-1)：上次滤波结果，X_(n)：新的采样值，a：滤波系数(取值范围0<a<1)，a越小，滤波结果非常平稳，灵敏度很低。a越大，丧失滤波的意义，滤波没有效果。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种功率变换器件中滤波调节方法、存储介质及终端，避免使用固定的滤波系数，无法兼顾灵敏度与平稳度的问题，用于解决现有技术中波算法存在滤波效果差，灵敏度低，平稳度较差缺点。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种功率变换器件中滤波调节方法，所述滤波调节方法至少包括：获取采样值，以及与每一个采样值所对应的滤波结果值；根据所述采样值和所述滤波结果值，获取所述采样值中任一时刻的第一采样值，以及所述第一采样值下一个时刻的第二采样值，以及，所述第一采样值上一时刻的第三采样值所对应的第一滤波结果值，所述第二采样值所对应的第二滤波结果值；根据所述第一采样值、所述第二采样值、所述第一滤波结果值和所述第二滤波结果值确定所述滤波器中滤波系数；根据所述滤波器和所述滤波系数，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。

本发明的优选实施方式中，所述根据所述第一采样值、所述第二采样值、所述第一滤波结果值和所述第二滤波结果值，确定所述滤波器中滤波系数的步骤，包括：判断所述第一次采样值是否大于第一滤波结果值、所述第二采样值是否大于所述第二滤波结果值；如果是，调整所述滤波器中的滤波系数。

本发明的优选实施方式中，所述滤波器中所采用的低通波算式具体表达为：

Y_(n)＝(a*X_(n)+(256-a)*Y_(n-1))>>8

其中，Y_(n)为第二采样值X_(n)所对应的第三滤波结果值，X_(n)为第二采样值，Y_(n-1)为第二滤波结果值，a为滤波系数，>>为左移符号。

本发明的优选实施方式中，所述调整所述滤波器中的滤波系数的步骤，还包括：获取所述第二采样值与所述第二滤波结果值之间的差值；判断所述差值是否大于预设抖动阈值；如果是，判断此次不为偶然的数据抖动，并对当前消抖计数做加上第一预设值处理，获得新的消抖计数值；在判断所述消抖计数值大于第一预设阈值的情况下，将消抖计数值设置为第二预设阈值，并调整所述滤波器中的滤波系数。

本发明的优选实施方式中，在所述在判断所述消抖计数值大于第一预设阈值的情况下，将消抖计数值设置为第二预设阈值，并调整所述滤波器中的滤波系数的步骤之后，包括：判断所述滤波系数是否达到最大滤波系数值；如果是，将当前滤波系数值设置为所述最大滤波系数值；所述根据所述滤波器中的滤波系数，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值的步骤，包括：采用所述最大滤波系数值，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。

本发明的优选实施方式中，在判断所述第一次采样值不满足大于第一滤波结果值、和/或所述第二采样值不满足大于所述第二滤波结果值的情况下，所述方法还包括：将滤波系数设置为预设滤波系数值；所述根据所述滤波器和所述滤波系数，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值的步骤，包括：根据所述滤波器和所述预设滤波系数值，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。

本发明的优选实施方式中，所述滤波系数的取值范围为0至255。

本发明的优选实施方式中，所述调整所述滤波器中的滤波系数的步骤，包括：按照预设增量，调整所述滤波器中的滤波系数。

以及，公开了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一项所述的功率变换器件中滤波调节方法的步骤。

本发明还公开了一种终端，包括处理器存储器，存储器存储有程序指令，处理器运行程序指令实现任一项所述的功率变换器件中滤波调节方法中的步骤。

如上所述，本发明的一种功率变换器件中滤波调节方法、存储介质及终端，具有以下有益效果：在AD采样值变化较快的时候，滤波结果能跟进采样变化，保证灵敏度；AD采样值趋于稳定时，在一定范围内震荡时，滤波结果能趋于平稳，保证平稳度；当AD采样稳定时，滤波结果等于AD采样，保证误差小，通过动态调节滤波系数，避免使用固定的滤波系数，无法兼顾灵敏度与平稳度。

附图说明

图1显示为本发明的功率变换器件中滤波调节方法的流程示意图。

图2是现有技术的一种滤波效果示意图；

图3是基于图1的滤波效果示意图；

图4是现有技术的另一种滤波效果示意图；

图5是现有技术的再一种滤波效果示意图。

元件标号说明

S101～S104 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

参见图1，为本发明实施例提供的一种功率变换器件中滤波调节方法，所述功率变换器件中滤波调节方法至少包括：

S101，获取采样值，以及与每一个采样值所对应的滤波结果值。

可以理解的是，功率变换器中所采集到的采样值，可以包括但不限于电压值、电流值、温度值，以便及时进行过压、过流和过热的保护。

可以理解的是，电压、电流和温度值可以通过不同的传感器进行获得采样值，并对采样值进行滤波处理，获得滤波结果值。

可以理解的是，滤波是采用一种固定的滤波算法或者硬件滤波器，对输入的采样值按照一定的预设规定进行过滤，从而得到过滤后的结果值。当采用滤波算法时，需要采用滤波算法那公式，如现有技术中所采用的算法公式为：Y_(n)＝a*X_(n)+(1-a)*Y_(n-1)，式中Y_(n):本次为本次滤波结果，Y_(n-1)：上次滤波结果，X_(n)：新的采样值，a：滤波系数(取值范围0<a<1)，a越小，滤波结果非常平稳，灵敏度很低。a越大，丧失滤波的意义，滤波没有效果。因此，获得采样值所对应的滤波值这一过程为现有技术，本发明实施例在此不做赘述。

S102，根据所述采样值和所述滤波结果值，获取所述采样值中任一时刻的第一采样值，以及所述第一采样值下一个时刻的第二采样值，以及，所述第一采样值上一时刻的第三采样值所对应的第一滤波结果值，所述第二采样值所对应的第二滤波结果值。

以任意一个时刻作为目标点，可以获得该目标点时刻前和目标时刻点后的采样值，并找到与其对应的滤波结果值。

本发明实施例中，以目标时刻点的采样值为第一采样值，以及第一采样值所对应的目标时刻点的下一个时刻的为第二采样值，以及，第一采样值所对应的目标时刻点上一时刻的第三采样值所对应的第一滤波结果值，第二采样值所对应的第二滤波结果值。

S103，根据所述第一采样值、所述第二采样值、所述第一滤波结果值和所述第二滤波结果值确定所述滤波器中滤波系数。

本发明实施例中，可以根据第一采样值、第二采样值、第一滤波结果值和第二滤波结果值确定滤波器中滤波系数。

可以理解的是，在判断连续两次AD采样值是否都比其对应的上一次滤波结果大，如果是，则表示数据变化方向一致，本发明实施例中，可以在数据变化方向一致的情况下，提高当前的滤波系数所对应的值，以便能够快速反应AD采样数据的变化。具体的提高方式滤波系数的方式可以采用按照预设增量，提高所述滤波器中的滤波系数。具体的，预设增量可以为1、或者为3、或者为5、或者为10，或者按照当前滤波系数本身值的比例进行增加，例如按照当前滤波系数的10％进行增加，等等，本发明实施例在此不做具体限定。

S104，根据所述滤波器和所述滤波系数，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。

可以理解的是，滤波器中所采用的低通波算式可以为具体的公式，本发明实施例汇总，低通滤波算式的具体表达为：

Y_(n)＝(a*X_(n)+(256-a)*Y_(n-1))>>8

其中，Y_(n)为第二采样值X_(n)所对应的第三滤波结果值，X_(n)为第二采样值，Y_(n-1)为第二滤波结果值，a为滤波系数，>>为左移符号。

当指导第二采样值、第二滤波结果值和滤波系数以后可以计算得到第二采样值所对应的第三滤波结果。

本发明实施例还提供了一种调整所述滤波器中的滤波系数的具体实施方式，还包括：获取所述第二采样值与所述第二滤波结果值之间的差值；判断所述差值是否大于预设抖动阈值；如果是，判断此次不为偶然的数据抖动，并对当前消抖计数做加上第一预设值处理，获得新的消抖计数值；在判断所述消抖计数值大于第一预设阈值的情况下，将消抖计数值设置为第二预设阈值，并调整所述滤波器中的滤波系数。

可以理解的是，当采用图1的实施例判断表示数据变化方向一致时，还有可能是一次数据抖动造成的数据变化方向一致，所以如果直接提高滤波系数将会存在误操作，错误拔一次抖动当成AD的采样值。因此，本发明实施例为了解决这一技术问题，获取第二采样值与第二滤波结果值之间的差值，如果差值较大则说明AD采样值的变化较大，需要提高滤波系数；并在判断差值大于预设抖动阈值的情况下判断为不是一次偶然的数据抖动，此时对消抖计数进行增加处理，具体的，可以在当前的消抖计数值基础上加上一个第一预设值，第一预设值为预先设定的一个值，具体的，可以为1，用于进行消抖计数的统计，也可以为其他数值，本发明实施例在此不做具体限定。

另外，对于消抖计数值的统计还可以设置有上限值，具体的上限值为第一预设阈值，且在消抖计数值大于第一预设阈值的情况下，将消抖计数值设置为第二预设阈值，并调整所述滤波器中的滤波系数。具体的，第二预设值可以为0，那么就是在消抖计数值达到最大值的时候，将其重新设置回0，第一预设阈值。示例性的，消抖计数值的最大值可以为50，那么消抖计数值的范围可以为0-50之间，消抖计数值的最大值可以为30，那么消抖计数值的范围可以为0-30之间，本发明实施例在此不做具体限定。

可以理解的是，滤波系数也会根据实际应用将其设置在一个合理的范围内，避免滤波系数的增加会导致高出合理的范围，使得滤波出现问题。本发明的一种实现方式中，在所述在判断所述消抖计数值大于第一预设阈值的情况下，将消抖计数值设置为第二预设阈值，并调整所述滤波器中的滤波系数的步骤之后，包括：判断所述滤波系数是否达到最大滤波系数值；如果是，将当前滤波系数值设置为所述最大滤波系数值。

具体的，滤波系数值可以设置在0-255之间，那么滤波系数值中的最大滤波系数值为255，当滤波系数值大于255的时候，将其设置为255。

然后根据滤波器中的滤波系数，计算第二采样时刻所对应的第三滤波结果值的步骤，包括：采用最大滤波系数值，计算第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。

本发明的另一种实现方式中，如果表示数据变化方向不一致，那么即在判断所述第一次采样值不满足大于第一滤波结果值、和/或所述第二采样值不满足大于所述第二滤波结果值的情况下，所述方法还包括：将滤波系数设置为预设滤波系数值；具体的，滤波系数可以设置为0，还可以将当前消抖计数值也可以为0，然后根据所述滤波器和所述滤波系数，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值的步骤，包括：根据所述滤波器和所述预设滤波系数值，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。

应用本发明的实施例，与现有技术进行对比，如图2和图3所示，图2为未使用本发明实施例提供的动态调节滤波系数算法的一阶滤波效果，滤波系数为120，图3为使用动态调节滤波系数算法的一阶滤波效果，滤波系数也为120。图2中和图3的滤波效果相比较可以得知，图2的滤波效果不明显，无法消除抖动，基本无稳态误差，图3能快速反应数据变化，可消除抖动，无稳态误差。

为了进一步描述滤波系数对滤波效果的影响，如图4和图5所示，图4为未使用本发明实施例提供的动态调节滤波系数算法的一阶滤波效果，滤波系数为20，滤波系数较小，滤波效果为：曲线平滑，消除了抖动，但不能快速反应AD采样数据的变化，有稳态误差；图5为未使用本发明实施例提供的动态调节滤波系数算法的一阶滤波效果，滤波系数为80，滤波效果相比较图4为：滤波系数增加，能快速反应数据变化，消除抖动效果不明显，稳态误差小。

因此，应用本发明提供的实施例，具有以下有益效果：在AD采样值变化较快的时候，滤波结果能跟进采样变化，保证灵敏度；AD采样值趋于稳定时，在一定范围内震荡时，滤波结果能趋于平稳，保证平稳度；当AD采样稳定时，滤波结果等于AD采样，保证误差小，通过动态调节滤波系数，避免使用固定的滤波系数，无法兼顾灵敏度与平稳度。

另外，本发明实施例还公开了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一项所述的功率变换器件中滤波调节方法的步骤。

以及，公开了一种终端，包括处理器存储器，存储器存储有程序指令，处理器运行程序指令实现任一项所述的功率变换器件中滤波调节方法中的步骤。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种功率变换器件中滤波调节方法，其特征在于，所述滤波调节方法至少包括：

获取采样值，以及与每一个采样值所对应的滤波结果值；

根据所述采样值和所述滤波结果值，获取所述采样值中任一时刻的第一采样值，以及所述第一采样值下一个时刻的第二采样值，以及，所述第一采样值上一时刻的第三采样值所对应的第一滤波结果值，所述第二采样值所对应的第二滤波结果值；

根据所述第一采样值、所述第二采样值、所述第一滤波结果值和所述第二滤波结果值确定所述滤波器中滤波系数；

根据所述滤波器和所述滤波系数，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。

2.根据权利要求1所述的功率变换器件中滤波调节方法，其特征在于，所述根据所述第一采样值、所述第二采样值、所述第一滤波结果值和所述第二滤波结果值，确定所述滤波器中滤波系数的步骤，包括：

判断所述第一次采样值是否大于第一滤波结果值、所述第二采样值是否大于所述第二滤波结果值；

如果是，调整所述滤波器中的滤波系数。

3.根据权利要求1所述的功率变换器件中滤波调节方法，其特征在于，所述滤波器中所采用的低通波算式具体表达为：

Y_(n)＝(a*X_(n)+(256-a)*Y_(n-1))>>8

其中，Y_(n)为第二采样值X_(n)所对应的第三滤波结果值，X_(n)为第二采样值，Y_(n-1)为第二滤波结果值，a为滤波系数，>>为左移符号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的功率变换器件中滤波调节方法，其特征在于，所述调整所述滤波器中的滤波系数的步骤，还包括：

获取所述第二采样值与所述第二滤波结果值之间的差值；

判断所述差值是否大于预设抖动阈值；

如果是，判断此次不为偶然的数据抖动，并对当前消抖计数做加上第一预设值处理，获得新的消抖计数值；

在判断所述消抖计数值大于第一预设阈值的情况下，将消抖计数值设置为第二预设阈值，并调整所述滤波器中的滤波系数。

5.根据权利要求4所述的功率变换器件中滤波调节方法，其特征在于，在所述在判断所述消抖计数值大于第一预设阈值的情况下，将消抖计数值设置为第二预设阈值，并调整所述滤波器中的滤波系数的步骤之后，包括：

判断所述滤波系数是否达到最大滤波系数值；

如果是，将当前滤波系数值设置为所述最大滤波系数值；

所述根据所述滤波器中的滤波系数，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值的步骤，包括：

采用所述最大滤波系数值，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。

6.根据权利要求2所述的功率变换器件中滤波调节方法，其特征在于，在判断所述第一次采样值不满足大于第一滤波结果值、和/或所述第二采样值不满足大于所述第二滤波结果值的情况下，所述方法还包括：

将滤波系数设置为预设滤波系数值；

所述根据所述滤波器和所述滤波系数，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值的步骤，包括：

根据所述滤波器和所述预设滤波系数值，计算所述第二采样时刻所对应的第三滤波结果值。

7.根据权利要求3所述的功率变换器件中滤波调节方法，其特征在于，所述滤波系数的取值范围为0至255。

8.根据权利要求2所述的功率变换器件中滤波调节方法，其特征在于，所述调整所述滤波器中的滤波系数的步骤，包括：

按照预设增量，调整所述滤波器中的滤波系数。

9.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的功率变换器件中滤波调节方法的步骤。

10.一种终端，包括处理器存储器，存储器存储有程序指令，其特征在于：处理器运行程序指令实现如1至8任一项所述的功率变换器件中滤波调节方法中的步骤。