CN114138046B - 采样电路校准控制方法、系统和光伏空调 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采样电路校准控制方法、系统和光伏空调，其中，该方法包括：获取采样电路的采样校准模式；其中，采样校准模式至少包括使用校准模式和出厂校准模式；根据采样校准模式确定需要校准的参数；其中，需要校准的参数至少包括以下之一：采样差值、延时时间；对采样电路进行采样，确定需要校准的参数的基准值。本发明解决了现有技术中采样电路易受环境影响，波动较大，导致采样不精准的问题，有效避免环境因素对采样电路的影响，提高采样精度、采样系统的可靠性与稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种采样电路校准控制方法、系统和光伏空调。
背景技术
目前，随着电力电子器件的不断进步与使用，用电也越来越智能化与多样化。但是伴随着电路的越来越复杂，采样电路受到的干扰也越来越多，采样信号也受到较大影响。尤其是采样信号受温度影响较大，采样波动较严重造成控制系统设计困难，增加可靠性维护成本。并且采样不准带来之后一系列话信号处理达不到理想要求，造成控制成本的大幅提高和安全问题较突出。
为提高采样电路的可靠性与控制设备的安全稳定性，本专利提出了一种采样电路温度系数双波自校准系统，可以有效的校准采样电路设计对于温度的影响情况，提高采样精度。
针对相关技术中采样电路易受环境影响，波动较大，导致采样不精准的问题，目前尚未提出有效地解决方案。
发明内容
本发明提供了一种采样电路校准控制方法、系统和光伏空调，以至少解决现有技术中采样电路易受环境影响，波动较大，导致采样不精准的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种采样电路校准控制方法，包括：获取采样电路的采样校准模式；其中，采样校准模式至少包括使用校准模式和出厂校准模式；根据采样校准模式确定需要校准的参数；其中，需要校准的参数至少包括以下之一：采样差值、延时时间；对采样电路进行采样，确定需要校准的参数的基准值。
进一步地，根据采样校准模式确定需要校准的参数，包括：在采样校准模式为使用校准模式时，需要校准的参数至少包括以下之一：采样差值、延时时间；在采样校准模式为出厂校准模式时，需要校准的参数至少包括采样差值。
进一步地，在需要校准的参数包括采样差值时，对采样电路进行采样，确定需要校准的参数的基准值，包括：获取校准温度；其中，校准温度包括一个或多个温度；调节采样电路所处的环境温度至校准温度，在校准温度下，获取采样电路的输入信号和输出信号；根据输入信号和输出信号确定校准温度对应的采样差值的基准值。
进一步地，获取采样电路的输入信号和输出信号，包括：生成第一直流电压信号V1，作为输入信号输入至采样电路，并采集采样电路的输出信号Vout1；生成第二直流电压信号V2，作为输入信号输入至采样电路，并采集采样电路的输出信号Vout2。
进一步地，根据输入信号和输出信号确定校准温度对应的采样差值的基准值，包括：确定输出信号Vout1的平均值Vave1和输出信号Vout2的平均值Vave2；根据第一直流电压信号V1、第二直流电压信号V2、平均值Vave1和平均值Vave2，通过如下公式确定校准温度对应的采样差值的基准值Vzero：Vzero＝Vave1-V1*(Vave1-Vave2)/(V1-V2)。
进一步地，在需要校准的参数包括延时时间时，对采样电路进行采样，确定需要校准的参数的基准值，包括：生成交流信号，输入至采样电路，并采集采样电路的输出信号；其中，交流信号为标准方波信号或正弦交流信号；根据输出信号和交流信号的时间差确定延迟时间的基准值。
进一步地，使用校准模式至少包括：上电前自校准模式和在线实时校准模式；在确定需要校准的参数的基准值之后，还包括：保存需要校准的参数的基准值；在使用校准模式包括在线实时校准模式时，在保存需要校准的参数的基准值之后，还包括：检测需要校准的参数的基准值的保存时间；在保存时间超过预设时间后，重新确定需要校准的参数的基准值。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种采样电路校准控制系统，用于实现如上述的采样电路校准控制方法，采样电路校准控制系统包括：
模式选择模块，用于确定采样电路的采样校准模式；其中，采样校准模式至少包括使用校准模式和出厂校准模式；
主控系统，与模式选择模块连接，用于控制根据采样校准模式确定需要校准的参数，对采样电路进行采样，确定需要校准的参数的基准值；其中，需要校准的参数至少包括以下之一：采样差值、延时时间。
进一步地，还包括：温度模块，与主控系统连接，用于调节采样电路所处的环境温度至校准温度；主控系统还用于在需要校准的参数包括采样差值时，在校准温度下，对采样电路进行采样，确定采样差值的基准值。
进一步地，还包括：双波发生模块，一端与主控系统连接，另一端与采样电路连接，用于生成第一直流电压信号V1、第二直流电压信号V2和交流信号，作为采样电路的输入信号；开关器件，设置于双波发送模块和采样电路之间，用于控制输入信号输入至采样电路。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的采样电路校准控制方法。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种光伏空调，其所述光伏空调包括光伏变频器，所述光伏变频器包括如上述的采样电路校准控制系统。
在本发明中，提出一种采样电路自校准方案，设置了不同的采样校准模式，并根据采样校准模式确定需要校准的参数，进而确定需要校准的参数的基准值。通过上述方式，可以进行多种采样校准，灵活应对各种工作环境场合，精确确定基准值，从而有效避免环境因素对采样电路的影响，控制采样偏差，提高采样精度，以实现不同环境条件下采样系统的采样精度、采样系统的可靠性与稳定性。
附图说明
图1是根据本发明实施例的采样电路校准控制方法的一种可选的流程图；
图2是根据本发明实施例的采样电路校准控制系统的一种可选的结构框图；以及
图3是根据本发明实施例的采样电路校准控制方法的另一种可选的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的系统和方法的例子。
实施例1
在本发明优选的实施例1中提供了一种采样电路校准控制方法，该控制方法可以直接应用至采样电路上。该采样电路应用到各种电力电子采样场合，包括变频器、离心机等大机组，也包括各种家电和汽车行业。具体来说，图1示出该方法的一种可选的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤S102-S106：
S102：获取采样电路的采样校准模式；其中，采样校准模式至少包括使用校准模式和出厂校准模式；使用校准模式为使用前的校准模式，以在使用时进一步提高采样电路的精度与可靠性。出厂校准模式为出厂前的校准模式，该模式适用于产品成品批量出货前的整体商品采样电路自校准，或者是抽样检测确定每一批次采样电路校准。
S104：根据采样校准模式确定需要校准的参数；其中，需要校准的参数至少包括以下之一：采样差值、延时时间；
S106：对采样电路进行采样，确定需要校准的参数的基准值。
在上述实施方式中，提出一种采样电路自校准方案，设置了不同的采样校准模式，并根据采样校准模式确定需要校准的参数，进而确定需要校准的参数的基准值。通过上述方式，可以进行多种采样校准，灵活应对各种工作环境场合，精确确定基准值，从而有效避免环境因素对采样电路的影响，控制采样偏差，提高采样精度，以实现不同环境条件下采样系统的采样精度、采样系统的可靠性与稳定性。
根据采样校准模式确定需要校准的参数，包括：在采样校准模式为使用校准模式时，需要校准的参数至少包括以下之一：采样差值、延时时间；在采样校准模式为出厂校准模式时，需要校准的参数至少包括采样差值。采样电路受温度影响最大，因此，采样差值与温度相关，具体地，在需要校准的参数包括采样差值时，对采样电路进行采样，确定需要校准的参数的基准值，包括：获取校准温度；其中，校准温度包括一个或多个温度；调节采样电路所处的环境温度至校准温度；为了获取环境温度对采样信号的影响，需要主动调节采样电路所处的环境温度，以确定在各种环境温度下采样信号的表现。具体地可表现为调节采样电路所在房间(例如校准实验室)的温度，调节至校准温度。在校准温度下，获取采样电路的输入信号和输出信号；根据输入信号和输出信号确定校准温度对应的采样差值的基准值。即确定不同环境温度对应的采样差值的基准值，以在使用时根据使用场景的环境温度采用对应的采样差值基准值，计算出准确的采样值。例如，环境温度从Tempa每次间隔5℃调整到Tempb，每个温度点均执行采样，确定需要校准的参数的基准值，并在确定需要校准的参数的基准值后，建立采样温度系数校正表，即环境温度与采样差值的基准值的对应关系表，在使用时，根据关系表确定准确的采样值。
在确定采样差值基准值时，采用直流输入信号。获取采样电路的输入信号和输出信号，包括：生成第一直流电压信号V1，作为输入信号输入至采样电路，并采集采样电路的输出信号Vout1；生成第二直流电压信号V2，作为输入信号输入至采样电路，并采集采样电路的输出信号Vout2。具体包括：确定输出信号Vout1的平均值Vave1和输出信号Vout2的平均值Vave2；根据第一直流电压信号V1、第二直流电压信号V2、平均值Vave1和平均值Vave2，通过如下公式确定校准温度对应的采样差值的基准值Vzero：Vzero＝Vave1-V1*(Vave1-Vave2)/(V1-V2)。
在确定延时时间的基准值时，采用交流输入信号。在需要校准的参数包括延时时间时，对采样电路进行采样，确定需要校准的参数的基准值，包括：生成交流信号，输入至采样电路，并采集采样电路的输出信号；其中，交流信号为标准方波信号或正弦交流信号；根据输出信号和交流信号的时间差确定延迟时间的基准值。
其中，使用校准模式至少包括：上电前自校准模式和在线实时校准模式；在系统上电时，进入模式选择，模式选择为上电前自校准模式时，该模式适用于对采样电路不做干涉，每次系统启动时做采样校准工作，保障初始基准值稳定，以此来保障采样精确度。系统上电，进入模式选择，模式选择模块为在线实时校准模式时，该路采样为自校准使用，从而实现实时根据实际工况保存基准值，动态改变电路基准，进一步提高电路的精度与可靠性。
在确定需要校准的参数的基准值之后，还包括：保存需要校准的参数的基准值；其中，在使用校准模式包括在线实时校准模式时，在保存需要校准的参数的基准值之后，还包括：检测需要校准的参数的基准值的保存时间；在保存时间超过预设时间后，重新确定需要校准的参数的基准值，从而实现实时根据实际工况确定基准值。
本方案中，主要使用交流波与直流波双波矫正，结合实时温度采样来矫正采样电路，可以更全面矫准采样电路对于不同信号的处理能力；另一方面该采样控制中有记忆保持功能，在工厂实际生产车间也可以在固定不同温度下自行测量矫正，数据保存，实际使用过程中不需要重复矫正功能，可以提高实际使用过程中检测速度与准度。当然，在应用场景不同，有扩展的情况下，实际使用过程中，还可以进一步进行采样校准，以根据实际工况确定更加准确的基准值。
实施例2
在本发明优选的实施例2中还提供了一种采样电路校准控制系统，用于实现如上述实施例1的采样电路校准控制方法，具体地，图2示出该系统的一种可选的结构框图，如图2所示，该系统包括：
模式选择模块，用于确定采样电路的采样校准模式；其中，采样校准模式至少包括使用校准模式和出厂校准模式；采杨模块即采杨电路；
主控系统，与模式选择模块连接，用于控制根据采样校准模式确定需要校准的参数，对采样电路进行采样，确定需要校准的参数的基准值；其中，需要校准的参数至少包括以下之一：采样差值、延时时间。
在上述实施方式中，提出一种采样电路自校准方案，设置了不同的采样校准模式，并根据采样校准模式确定需要校准的参数，进而确定需要校准的参数的基准值。通过上述方式，可以进行多种采样校准，灵活应对各种工作环境场合，精确确定基准值，从而有效避免环境因素对采样电路的影响，控制采样偏差，提高采样精度，以实现不同环境条件下采样系统的采样精度、采样系统的可靠性与稳定性。
如图2所示，还包括：温度模块，与主控系统连接，用于调节环境温度至校准温度；主控系统还用于在需要校准的参数包括采样差值时，在校准温度下，对采样电路进行采样，确定采样差值的基准值。
在采样校准时采用的直流输入和交流双波发生模块，一端与主控系统连接，另一端与采样电路连接，用于生成第一直流电压信号V1、第二直流电压信号V2和交流信号，作为采样电路的输入信号；开关器件S1，设置于双波发送模块和采样电路之间，用于控制输入信号输入至采样电路。
基于上述的采样电路校准控制系统，在本发明优选的实施例2中还提供了另一种采样电路校准控制方法，具体来说，图3示出该方法的一种可选的流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤S301-S328：
S301：开始；
S302：系统上电，进入模式选择；
S303：模式选择模块为上电前自校准模式；在此模式下，执行步骤S304-S313；在系统上电时，进入模式选择，模式选择为上电前自校准模式时，该模式适用于对采样电路不做干涉，每次系统启动时做采样校准工作，保障初始基准值稳定，以此来保障采样精确度；
S304：Step1:闭合S1开关；
S305：Step2:启动双波发生模块产生直流电压Vdc＝V1；启动温度采样模块，检测环境温度；
S306：Step3:主控系统持续监测采样返回信号2s，对采样返回信号Vin1进行累加取平均值Vave1；
S307：Step4:启动双波发生模块产生直流电压Vdc＝V2；
S308：Step5:主控系统持续监测采样返回信号2s，对采样返回信号Vin2进行累加取平均值Vave2；
S309：Step6:采样差值校准，Vzero＝Vave1-V1*(Vave1-Vave2)/(V1-V2)；
S310：Step7:该时间段内平均温度值Tem1，系统内部保存Tem1与基准参考值Vzero；采样差值校准完成；
S311：Step8：启动双波发生模块产生采样理想方波；
S312：Step9：采集采样电路输入输出，检测系统延时Tdelay；软件控制进行时间校准；
S313：Step10:断开s1，系统正常启动，采样电路正常采样使用；
S314：模式选择模块为在线实时校准模式；在此模式下，执行步骤S315-S321；系统上电，进入模式选择，模式选择模块为在线实时校准模式时，该路采样为自校准使用，从而实现实时根据实际工况保存基准值，动态改变电路基准，进一步提高电路的精度与可靠性；
S315：该路采样为自校准使用，不做其他正常采样使用，闭合S1开关；
S316：执行step2～step9；
S317：系统启动，使用初始采样差值与延迟时间；
S318：时间间隔是否大于等于T1；如果是，则执行S320，否则，执行S319；
S319：确定最新系统基准值；
S320：在线实时校准；
S321：执行step2～step9；
S322：模式选择模块为成品电路温度系数校准采样模式(对应于出厂校准模式)；在此模式下，执行步骤S323-S327；出厂校准模式为出厂前的校准模式，该模式适用于产品成品批量出货前的整体商品采样电路自校准，或者是抽样检测确定每一批次采样电路校准；
S323：该路采样为自校准参数确定电路，闭合S1开关；
S324：环境温度从Tempa每次间隔5℃调整到Tempb，每个温度值执行step2～step9；
S325：系统建立采样温度系数校正表；
S326：断开S1；系统正常启动运行；
S327：实时监控温度值，选择对应基准值处理采样信号；
S328：结束。
本发明提出一种采样电路双波自校准系统，一方面该系统包括温度检测模块，模式选择模块，采样模块，双波发送模块与主控处理模块，通过模式选择可以进行多种采样校准模式，灵活应对各种工作环境场合。另一方面通过系统处理可以精确控制采样偏差，提高采样精度、系统控制的可靠性和系统性能。
实施例3
基于上述实施例1中提供的采样电路校准控制方法，在本发明优选的实施例3中还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的采样电路校准控制方法。
在上述实施方式中，提出一种采样电路自校准方案，设置了不同的采样校准模式，并根据采样校准模式确定需要校准的参数，进而确定需要校准的参数的基准值。通过上述方式，可以进行多种采样校准，灵活应对各种工作环境场合，精确确定基准值，从而有效避免环境因素对采样电路的影响，控制采样偏差，提高采样精度，以实现不同环境条件下采样系统的采样精度、采样系统的可靠性与稳定性。
实施例4
基于上述实施例2中提供的采样电路校准控制系统，在本发明优选的实施例4中还提供了一种光伏空调，光伏空调包括光伏变频器，光伏变频器采用如上述实施例2中的采样电路校准控制系统。
在上述实施方式中，提出一种采样电路自校准方案，设置了不同的采样校准模式，并根据采样校准模式确定需要校准的参数，进而确定需要校准的参数的基准值。通过上述方式，可以进行多种采样校准，灵活应对各种工作环境场合，精确确定基准值，从而有效避免环境因素对采样电路的影响，控制采样偏差，提高采样精度，以实现不同环境条件下采样系统的采样精度、采样系统的可靠性与稳定性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种采样电路校准控制方法，其特征在于，包括：
获取采样电路的采样校准模式；其中，所述采样校准模式至少包括使用校准模式和出厂校准模式；
根据所述采样校准模式确定需要校准的参数；其中，所述需要校准的参数至少包括以下之一：采样差值、延时时间；
对所述采样电路进行采样，确定所述需要校准的参数的基准值；
在所述需要校准的参数包括所述采样差值时，对所述采样电路进行采样，确定所述需要校准的参数的基准值，包括：
获取校准温度；其中，所述校准温度包括一个或多个温度；
调节所述采样电路所处的环境温度至所述校准温度，在所述校准温度下，获取采样电路的输入信号和输出信号；
根据所述输入信号和所述输出信号确定所述校准温度对应的所述采样差值的基准值；
获取采样电路的输入信号和输出信号，包括：
生成第一直流电压信号V1，作为所述输入信号输入至所述采样电路，并采集所述采样电路的输出信号Vout1；
生成第二直流电压信号V2，作为所述输入信号输入至所述采样电路，并采集所述采样电路的输出信号Vout2；
根据所述输入信号和所述输出信号确定所述校准温度对应的所述采样差值的基准值，包括：
确定所述输出信号Vout1的平均值Vave1和所述输出信号Vout2的平均值Vave2；
根据所述第一直流电压信号V1、所述第二直流电压信号V2、所述平均值Vave1和所述平均值Vave2，通过如下公式确定所述校准温度对应的所述采样差值的基准值Vzero：
Vzero＝Vave1-V1*(Vave1-Vave2)/(V1-V2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述采样校准模式确定需要校准的参数，包括：
在所述采样校准模式为所述使用校准模式时，所述需要校准的参数至少包括所述采样差值和所述延时时间；
在所述采样校准模式为所述出厂校准模式时，所述需要校准的参数至少包括所述采样差值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述需要校准的参数包括所述延时时间时，对所述采样电路进行采样，确定所述需要校准的参数的基准值，包括：
生成交流信号，输入至所述采样电路，并采集所述采样电路的输出信号；其中，所述交流信号为标准方波信号或正弦交流信号；
根据所述输出信号和所述交流信号的时间差确定所述延时时间的基准值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用校准模式至少包括：上电前自校准模式和在线实时校准模式；在确定所述需要校准的参数的基准值之后，还包括：保存所述需要校准的参数的基准值；
在所述使用校准模式包括在线实时校准模式时，在保存所述需要校准的参数的基准值之后，还包括：
检测所述需要校准的参数的基准值的保存时间；
在所述保存时间超过预设时间后，重新确定所述需要校准的参数的基准值。
5.一种采样电路校准控制系统，用于实现如权利要求1-4任一项所述的采样电路校准控制方法，其特征在于，所述采样电路校准控制系统包括：
模式选择模块，用于确定采样电路的采样校准模式；其中，所述采样校准模式至少包括使用校准模式和出厂校准模式；
主控系统，与所述模式选择模块连接，用于控制根据所述采样校准模式确定需要校准的参数，对所述采样电路进行采样，确定所述需要校准的参数的基准值；其中，所述需要校准的参数至少包括以下之一：采样差值、延时时间；
还包括：
温度模块，与所述主控系统连接，用于调节所述采样电路所处的环境温度至校准温度；
所述主控系统还用于在所述需要校准的参数包括所述采样差值时，在所述校准温度下，对所述采样电路进行采样，确定所述采样差值的基准值。
6.根据权利要求5所述的采样电路校准控制系统，其特征在于，还包括：
双波发生模块，一端与所述主控系统连接，另一端与所述采样电路连接，用于生成第一直流电压信号V1、第二直流电压信号V2和交流信号，作为所述采样电路的输入信号；
开关器件，设置于所述双波发生模块和所述采样电路之间，用于控制所述输入信号输入至所述采样电路。
7.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1至4中任一项所述的采样电路校准控制方法。
8.一种光伏空调，其特征在于，所述光伏空调包括光伏变频器，所述光伏变频器包括如权利要求5至6中任一项所述的采样电路校准控制系统。
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