CN109828140B

CN109828140B - 电流值计算方法、装置及电子设备

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Publication number: CN109828140B
Application number: CN201910119302.3A
Authority: CN
Inventors: 任富佳; 何剑萍; 吴凯松; 黄一闻; 李明; 何峰
Original assignee: Hangzhou Robam Appliances Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Robam Appliances Co Ltd
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2039-02-15
Also published as: CN109828140A

Abstract

本发明提供了一种电流值计算方法、装置及电子设备，涉及电流检测的技术领域，该方法包括按照预设时间间隔采集多个检测电压值；其中，检测电压值为被检测电流经由光耦检测电路转换后输出电压的电压值；基于多个检测电压值与电压最大值计算被检测电流的电流值。本发明通过采用检测电压值与电压最大值计算被检测电流的电流值，可以有效降低被检测电流的偏差，提高计算电流值的精确度。

Description

电流值计算方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及电流检测技术领域，尤其是涉及电流值计算方法、装置及电子设备。

背景技术

在电流检测领域内，光耦检测电流电路因其成本较低而被广泛应用。但是光耦的CTR(Current Transfer Ratio，电流传输比)值一致性差，导致检测的电流偏差较大，无法精确计算被检测电流的电流值。诸如当被检测电流为交流正弦波时，光耦检测电路输出波形也是类正弦波，现有的普遍处理方法为取波形的峰值或谷值作为电流值，这样的处理方法导致电流偏差较大，只能用光耦检测电路来定性判断被检测电流是否超过设定值，而无法精确计算被检测电流的电流值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供电流值计算方法、装置及电子设备，以有效降低被检测电流的偏差，提高计算电流值的精确度。

第一方面，本发明实施例提供了一种电流值计算方法，其中，所述方法包括：

按照预设时间间隔采集多个检测电压值；其中，所述检测电压值为被检测电流经由光耦检测电路转换后输出电压的电压值；

基于多个所述检测电压值与电压最大值计算所述被检测电流的电流值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述基于所述检测电压值与电压最大值计算所述被检测电流的电流值的步骤，包括：

判断所述检测电压值是否小于所述电压最大值；

如果小于所述电压最大值，计算所述检测电压值与所述电压最大值之间的电压差值；

如果不小于所述电压最大值，判断所述检测电压值保持所述电压最大值的持续时间是否满足预设时间；

如果满足预设时间，对全部所述检测电压值对应的电压差值进行累加，将得到的累加电压值确定为所述被检测电流的电流值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述对全部所述检测电压值对应的电压差值进行累加的步骤，包括：

生成随时间变化的所述检测电压值的曲线图；

计算由所述电压最大值对应的直线与所述曲线图围成的曲线面积；

将所述曲线面积确定为所述检测电压值对应的电压差值的累加结果。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述按照预设时间间隔采集多个检测电压值的步骤，包括：

将被检测电流输入至光耦检测电路，通过所述光耦检测电路对所述被检测电流进行转换，输出检测电压；

按照预设时间间隔采集所述检测电压的检测电压值。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述光耦检测电路包括：二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和光耦U1；

所述二极管D1的阴极分别与所述电阻R1的一端和所述电阻R2的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述二极管D2的阳极相连，所述二极管D2的阴极与所述二极管D1的阳极和光耦U1原边的一端相连，所述R2的另一端与所述光耦U1原边的另一端相连，所述光耦U1副边的一端接地，所述光耦U1副边的另一端分别与电阻R3和电阻R4相连。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述通过所述光耦检测电路对所述被检测电流进行转换，输出检测电压的步骤，包括：

所述被检测电流通过所述电阻R1产生感应电压；

所述感应电压施加于光耦U1的原边产生光耦U1的输入电流，所述输入电流通过光耦U1在副边产生输出电流；

所述输出电流在所述电阻R3上产生压降，所述输出电流通过所述电阻R4产生检测电压。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

将额定电流输入至待修正光耦检测电路，通过所述待修正光耦检测电路对所述额定电流进行转换，输出检测电压；其中，所述额定电流为具有额定电流值的被检测电流；

基于所述检测电压值与电压最大值计算所述额定电流的电流计算值；

基于所述额定电流值和所述电流计算值生成电流校准表；其中，所述电流校准表中记录有所述额定电流值和所述电流计算值之间的关联关系。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述电压最大值包括3.3V。

第二方面，本发明实施例还提供一种电流值计算装置，其中，所述装置包括：

电压值采集模块，用于按照预设时间间隔采集多个检测电压值；其中，所述检测电压值为被检测电流经由光耦检测电路转换后输出电压的电压值；

电流值计算模块，用于基于多个所述检测电压值与电压最大值计算所述被检测电流的电流值。

第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面任一项所述的方法的步骤。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供的一种电流值计算方法、装置及电子设备，首先按照预设时间间隔采集多个检测电压值；其中，检测电压值为被检测电流经由光耦检测电路转换后输出电压的电压值；然后基于多个检测电压值与电压最大值计算被检测电流的电流值。本发明通过采用检测电压值与电压最大值计算被检测电流的电流值，可以有效降低被检测电流的偏差，提高计算电流值的精确度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的光耦检测电路的电路图；

图2-4为本发明实施例提供的检测电压的感应曲线图；

图5为本发明实施例提供的一种电流值计算方法流程图；

图6为本发明实施例提供的另一种电流值计算方法流程图；

图7为本发明实施例提供的电流值计算装置的结构框图。

图标：

100-电压值采集模块；200-电流值计算模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有的光耦的CTR值一致性差，导致电流检测中电流偏差较大，无法精确计算被检测电流的电流值，本发明实施例提供的一种电流值计算方法、装置及电子设备，可以有效降低被检测电流的偏差，提高计算电流值的精确度。

实施例一：

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种光耦检测电路进行详细介绍。

参照如图1所示的光耦检测电路的电路图，该光耦检测电路包括：二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和光耦U1。

二极管D1的阴极分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端与二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极与二极管D1的阳极和光耦U1原边的一端相连，R2的另一端与光耦U1原边的另一端相连，光耦U1副边的一端接地，光耦U1副边的另一端分别与电阻R3和电阻R4相连。

在实际应用中，将被检测电流I_in输入至光耦检测电路，通过光耦检测电路对被检测电流I_in进行转换，输出检测电压U_O。在具体实现时，被检测电流I_in通过感应电阻R1产生感应电压U_in；感应电压U_in施加于光耦U1的原边(也即发光侧)产生光耦U1的输入电流I_F，输入电流I_F通过光耦U1在副边产生输出电流I_O；输出电流I_O在电阻R3上产生压降，且输出电流I_O通过电阻R4在检测口产生检测电压U_O。

其中，I_o/I_F的值即为光耦的CTR值。

参照如图2至4所示的不同交流电流(也即被检测电流)对应的U_O的感应曲线图，其中，图2表示交流电流I_in为0.2A时对应的U_O的感应曲线，图3表示交流电流I_in为0.4A时对应的U_O的感应曲线，图4表示交流电流I_in为0.8A时对应的U_O的感应曲线。可以看出，交流电流I_in的正半波在光耦副边产生Io，所以U_O被拉低，负半波没有产生感应电压，所以U_O一直为3.3V，接下来可以通过电流值计算方法计算被拉低曲线的面积，来获取被检测电流I_in的大小。

基于上述的光耦检测电路，本发明实施例提供了一种电流值计算方法，该方法的实现过程可参照如图5所示的一种电流值计算方法流程图，包括：

步骤S102，按照预设时间间隔采集多个检测电压值；其中，通过上述描述可知，检测电压值U_O为被检测电流经由光耦检测电路转换后输出电压的电压值。

具体的，时间间隔可以设置为0.2ms。本步骤一些可选的实施方式中，包括：将被检测电流输入至光耦检测电路，通过光耦检测电路对被检测电流进行转换，输出检测电压。按照预设时间间隔采集检测电压的检测电压值，也即每间隔0.2ms执行一次检测电压值U_O的采集，得到多个检测电压值U_O。

结合上述的图2至4可知，U_O的感应曲线可以通过多个检测电压值U_O绘制。

步骤S104，基于多个检测电压值与电压最大值计算被检测电流的电流值。

在本实施例中，上述电压最大值可以为3.3V。本步骤的具体实现过程可参照如图6所示的另一种电流值计算方法流程图，包括：

步骤S202，判断检测电压值是否小于电压最大值；如果小于，也即U_O＜3.3V，则执行步骤S204；如果不小于，也即U_O＝3.3V，则执行步骤S206。其中，通过上述实施例对光耦检测电路的描述可知，在实际应用中不会出现U_O＞3.3V的情况。

步骤S204，计算检测电压值与电压最大值之间的电压差值，即ΔU＝3.3V-U_O

步骤S206，判断检测电压值保持电压最大值的持续时间是否满足预设时间(诸如10ms)；如果满足预设时间，则确定正半波电流检测完成，执行步骤S208；如果不满足预设时间，则执行步骤S210，即按照预设时间间隔继续采集检测电压值U_O。

步骤S208，对全部检测电压值对应的电压差值进行累加，将得到的累加电压值确定为被检测电流的电流值，可参照如下公式：I_in＝∑ΔU＝∑(3.3V-U_O)。

结合上述图2至4，本实施例给出一种步骤S208中对全部检测电压值对应的电压差值进行累加的具体实现过程，可以包括如下步骤(1)至(3)：

(1)生成随时间变化的检测电压值的曲线图。

(2)通过细分累加法计算由电压最大值对应的直线与曲线图围成的曲线面积；诸如图2中的阴影部分。

(3)将曲线面积确定为检测电压值对应的电压差值的累加结果。

进一步的，因为光耦的CTR值批量一致性较差，所以对于相同的被检测电流I_in，根据上述电流值计算方法在不同的光耦上得到的被检测电流值I_in却并不一定相同。针对这个问题，还可以基于电流值计算方法在光耦出厂前对其进行电流校准，在具体实现时该方法包括：

首先，将额定电流输入至待修正光耦检测电路，通过待修正光耦检测电路对额定电流进行转换，输出检测电压；其中，额定电流为具有额定电流值的被检测电流，诸如0.2A、0.4A和0.8A的50HZ交流电。

其次，基于检测电压值与电压最大值计算额定电流的电流计算值；具体可参照上述有关电流计算值的获取过程，在此不再赘述。

然后，基于额定电流值和电流计算值生成电流校准表；其中，电流校准表中记录有额定电流值和电流计算值之间的关联关系。

最后，在实际应用中当获取到其他未知的待检测电流时，通过电流值计算方法计算其电流计算值，再根据电流校准表查找该电流计算值对应的额定电流值，当然，该额定电流值即为上述未知的待检测电流的真实电流值。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供的一种电流值计算方法，首先按照预设时间间隔采集多个检测电压值；其中，检测电压值为被检测电流经由光耦检测电路转换后输出电压的电压值；然后基于多个检测电压值与电压最大值计算被检测电流的电流值。本发明通过采用检测电压值与电压最大值计算被检测电流的电流值，可以有效降低被检测电流的偏差，提高计算电流值的精确度。

实施例二：

对于实施例一提供的电流值计算方法，本实施例提供了一种电流值计算装置，参照如图7所示的电流值计算装置的结构框图，包括：

电压值采集模块100，用于按照预设时间间隔采集多个检测电压值；其中，检测电压值为被检测电流经由光耦检测电路转换后输出电压的电压值；

电流值计算模块200，用于基于多个检测电压值与电压最大值计算被检测电流的电流值。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例一的电流值计算方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例一的电流值计算方法的步骤。

本发明实施例所提供的进行电流值计算方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种电流值计算方法，其特征在于，所述方法包括：

基于多个所述检测电压值与电压最大值计算所述被检测电流的电流值；

所述基于所述检测电压值与电压最大值计算所述被检测电流的电流值的步骤，包括：

判断所述检测电压值是否小于所述电压最大值；

如果满足预设时间，对全部所述检测电压值对应的电压差值进行累加，将得到的累加电压值确定为所述被检测电流的电流值；

所述按照预设时间间隔采集多个检测电压值的步骤，包括：

按照预设时间间隔采集所述检测电压的检测电压值；

所述光耦检测电路包括：二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和光耦U1；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对全部所述检测电压值对应的电压差值进行累加的步骤，包括：

生成随时间变化的所述检测电压值的曲线图；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述光耦检测电路对所述被检测电流进行转换，输出检测电压的步骤，包括：

所述被检测电流通过所述电阻R1产生感应电压；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压最大值包括3.3V。

6.一种电流值计算装置，其特征在于，所述装置包括：

电流值计算模块，用于基于多个所述检测电压值与电压最大值计算所述被检测电流的电流值；

所述电流值计算模块，进一步用于：

判断所述检测电压值是否小于所述电压最大值；

所述电压值采集模块还用于：

按照预设时间间隔采集所述检测电压的检测电压值；

7.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现上述权利要求1至5任一项所述的方法的步骤。