CN114325038A - 一种宽范围、高精度的电流采样方法 - Google Patents
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Abstract
一种宽范围、高精度的电流采样方法，设定数个从零起始的电流采样范围，数个电流采样范围具有不同上限，其中上限较大的采样范围相较于上限较小的采样范围具有更低的采样精度，在执行电流采样时，基于当前采样的电流值处于采样范围中大于切换判断值计算值或者小于切换判断值计算值来执行将采样范围切换至下一级或者维持在本采样范围的操作，其中，切换判断值为0‑1之间的数值，切换判断值计算值为切换判断值与该采样范围的乘积。
Description
技术领域
本发明涉及采样领域，尤其涉及一种宽范围、高精度的电流采样方法。
背景技术
电流采样是一种在电子电路产品设计、生产制造、使用维护等过程中都需要涉及的基本内容，其通常具有多种测量采样方案，一种是基于电流在通过电阻时产生压降的方式进行直接检测，例如常规的电流表、万用表就是使用的该种方案，其需要采样装置与被测电路串联。另一种是间接检测的方案，通常是利用基于霍尔原理的霍尔传感器进行采样，霍尔效应是导电材料中的电流与磁场的相互作用，而产生电动势的一种效应，霍尔效应测电流的原理以钳形表为例可以描述为驱动电路提供一个恒定的电流，经过霍尔元件形成一个回路，当穿过钳圈的导体上流过直流电流时，会在磁芯内部产生一个恒定的磁通，此时霍尔元件就处于磁场中，就会产生电压差，再经过放大器放大并滤波后就能形成一个与被测导体电流成正比的电压值，再经过采集换算就能得到对应的电流。
然而霍尔器件检测电流具有两个难以兼容的采样参数，即采样精度和采样范围，在采样中很难同时实现高采样精度和宽采样范围，当需求的采样精度高时，就会缩小采样范围，当采样范围宽时，就会降低采样精度。采样范围是霍尔器件能够检测的电流值区间，至少具有一个最低值和一个最高值，采样精度是霍尔器件能够检测的电流最小分度值，例如能够精确到小数点后几位。
CN103457558B涉及一种可变增益小电流拾取放大电路，包括用于采集小电流信号的小电流信号采样电路，其输出端与一级精密运算放大电路的输入端相连，一级精密运算放大电路的输出端、增益控制电路的输出端均与二级可变增益运算放大电路的输入端相连，二级可变增益运算放大电路的输出端与PC机相连。本发明可以灵活的改变放大倍数，能够实现在较大的电流采样范围内共用，简化了检测器的模拟量信号处理，具有较好的通用性和稳定性。
上述现有技术可以实现多个放大倍数电流采样，但在其中一个电流放大倍数时存在接近此范围最大值不及时调整更大范围的电流放大倍数，导致电流采样失真，影响控制，也即是没有同时实现高采样范围和高采样精度。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种宽范围、高精度的电流采样方法，设定数个从零起始的电流采样范围，数个电流采样范围具有不同上限，其中上限较大的采样范围相较于上限较小的采样范围具有更低的采样精度，在执行电流采样时，基于当前采样的电流值处于采样范围中大于切换判断值计算值或者小于切换判断值计算值来执行将采样范围切换至下一级或者维持在本采样范围的操作，其中，切换判断值为0-1之间的数值，切换判断值计算值为切换判断值与该采样范围的乘积。
优选地，切换判断值为0.6-0.9之间的数值，下一级采样范围是所设定的数个电流采样范围中唯一一个上限仅大于本级采样范围上限所在的采样范围。
优选地，电流是在进行检测前被预算放大器所放大，运算放大器放大倍数决定采样范围大小，通过向采样电路设置不同阻值的反馈电阻的方式来调节运算放大器的放大倍数。
优选地，采样电流经过运算放大器放大后进入微控制器，微控制器获取采样电流具体数值，基于采样电流值大于或小于当前切换判断值计算值来以控制相应的反馈电阻接入采样电路开关的方式调节采样范围。
优选地，在进行初始电流采样时，以最大采样范围检测初始电流值，基于初始电流值落入的采样范围确认初始采样电流范围。
优选地，设置反馈电阻R1对应的电流范围为0-M1，反馈电阻R2对应的电流范围为0-2M1，反馈电阻R3对应的电流范围为0-22M1，反馈电阻Rn对应的电流范围为0-2nM1，反馈电阻RN对应的电流范围为0-2N-1M1，上电后打开最大电流采样范围0-2N-1M1的控制开关，微控制器确认初始电流m。
优选地，根据m落在2n-1M1≤m≤2nM1确认初始采样电流范围为0-2nM1，其中1≤n≤N-1。
优选地，基于m落在2n-1M1≤m≤X*2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2nM1，打开控制开关(n-1)E将采样电流范围切换为0-2nM1，或者基于m落在X*2nM1≤m≤2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2n+1M1，打开控制开关nE将采样电流范围切换为0-2n+1M1。
优选地，基于切换的采样电流范围检测后续电流mn，并基于mn落在2n-1M1≤m≤X*2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2nM1，打开控制开关(n-1)E将采样电流范围切换为0-2nM1，或者基于mn落在X*2nM1≤m≤2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2n+1M1，打开控制开关nE将采样电流范围切换为0-2n+1M1。
优选地，切换判断值为0.8。
本发明优势在于：根据实时采样的电流值在线调整最适的电流采样范围；提高全范围内电流处于最适电流采样范围，提升电流采样精度。能够随时根据变化的采样电流来匹配最佳的电流采样范围，因为采样范围与采样精度呈反相关关系，即越大的采样范围只能获得精度越差的采样结果。由于电流不断增大，有可能在某一时刻增大到超过某一个采样范围的上限，而现有技术大部分是在电流超出采样上限后再选择切换下一级采样范围，这样无疑是损失了一部分的超出上限的采样结果，而本方案采用切换判断值的方式使得采样范围的切换具有预处理性，即预先将实际检测电流超出切换判断值之后就切换到下一级的采样范围，这样超出的值仍然能够在上一级的采样范围中被准确测出，同时也能满足下一个时间片的电流数值能够在下一级的采样范围中被相对较好地采样。此种设计方案将电流数据上传、微控制器判断到控制开关切换采样范围这几个步骤之间的时间延迟中可能产生新的时间片对应的电流采样数据精度记录在内，而不会因为超出检测最大限而无法检测造成数据丢失，使得本方案相较于现有技术数据完整性、数据连贯性、数据可分析性更高，能够应用于一些电流数值变化速率较快的电流检测情况，相较于现有技术仍然能够获得准确且完整的最佳采样精度的数据。
附图说明
图1是本发明提供的一种优选实施方式的电路图；
图2是本发明提供的一种优选实时方式的控制逻辑图；
具体实施方式
下面结合附图1和图2进行详细说明。
本发明提供一种宽范围、高精度的电流采样方法，其主要利用了图1所示的采样电路，该电路至少包括运放反馈电阻，即运算放大器反馈电阻，反馈电阻可以相互多个进行串联和/或并联和/或串并联组合，以组成不同的放大倍数，不同的放大倍数对应不同的电流采样范围。因此方法涉及以下反馈电阻设置步骤。
其中运算放大器是将电路中的微小电流波动放大至检测器可以处理并检测的范围幅值的元器件，其是具有较高放大倍数的元器件，其对原电路信号的处理可以是放大、减小甚至可以进行微分或积分的操作，其在使用时经常与反馈电阻作为一个组合进行使用。运算放大器至少具有正侧电源引脚、附侧电源引脚、+输入引脚、-输入引脚和输出引脚，在运算放大器被接入检测电路时，通常在其输出端和反向输入端之间连接一个电阻，可替换地，该电阻功能也可以由电容或者电感器件代替，这是根据检测数据对象不同而产生变化的，例如测量电容的电路选择将一个电容接入运放的输出端和反向输入端之间。
S1、设置反馈电阻R1对应的电流范围为0-M1，反馈电阻R2对应的电流范围为0-2M1，反馈电阻R3对应的电流范围为0-22M1，反馈电阻Rn对应的电流范围为0-2nM1，反馈电阻RN对应的电流范围为0-2N-1M1，上电后打开最大电流采样范围0-2N-1M1的控制开关，微控制器确认初始电流m。
其中M1为反馈电阻R1能够放大的最大电流值，例如100A、200A等。在另一些实施例中，多级反馈电阻可以选择更多的不同阻值，使得电流采样的范围选择更多，而不是局限于指数级放大的倍数关系。
霍尔器件采集电路高低两端电压，并且分别将电压数据送入运算放大器的+输入引脚、-输入引脚，运放将电压信号放大后由输出引脚输出放大的采样信号至微控制器，微控制器中通过运算将两端电压计算为电流值。在初始化时，微控制器默认首先通过模拟控制开关接入最大电流采样范围的反馈电阻，此时放大的采样信号所能接受的范围最大，并且对此时的电流值进行至少一次粗样检测以获得一个精度相对较粗糙的初始电流值m。
S2、根据m落在2n-1M1≤m≤2nM1确认初始采样电流范围为0-2nM1，其中1≤n≤N-1，进行二次判断，基于m落在2n-1M1≤m≤X*2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2nM1，打开控制开关(n-1)E将采样电流范围切换为0-2nM1，或者基于m落在X*2nM1≤m≤2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2n+1M1，打开控制开关nE将采样电流范围切换为0-2n+1M1。
S3、基于切换的采样电流范围检测后续电流mn，并基于mn落在2n-1M1≤m≤X*2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2nM1，打开控制开关(n-1)E将采样电流范围切换为0-2nM1，或者基于mn落在X*2nM1≤m≤2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2n+1M1，打开控制开关nE将采样电流范围切换为0-2n+1M1。
避免在2n-1M1≤m≤2nM1采样范围内达到最大采样范围输出，影响采样最大值，实时调整电流采样倍数，实现最适放大倍数电流采样。
其中X为切换判断值，其为百分比值，基础地，其为大于0.5且小于1的数值，较佳的，切换判断值设置在0.6-0.9范围，优选地，切换判断值设置为0.8，即80％。切换判断值乘以当前采样范围的上限即为切换判断值计算值，电流的比较均是基于高切换判断值计算值实现的。由于m值是基于最大的检测范围得出的电流检测结果，因此在精度上较为粗糙，微控制器在判断其落入哪个范围时被控制为仅取值为能够判断m值属于哪个检测范围的最粗真实值，该最粗真实值与预设的采样范围划分值有关，例如划分值采用取整的方式划定，例如100A、200A等，则最粗真实值就可以取值为整数值。例如，m值实测数值为125.143A，在判断时，最粗真实值取值为125A，此时可以判断m落在0-200A的采样范围内，因此控制相应的反馈电阻将采样范围控制在0-200A的采样范围。之后，维持在0-200A的采样范围进行电流采样，采样值为mn，需要注意的是mn为随着时间变化的值，一个时间片内会产生新的mn，即其不是固定值，所以需要基于新的mn的产生进行一次上述步骤S3的判断过程。
例如，M1为100A，则反馈电阻R1对应的第一电流范围是0-100A，反馈电阻R2对应的第二电流范围是0-200A，反馈电阻R3对应的第三电流范围是0-400A，类推地，可以获得0-800A、0-1600A、0-3200A等电流范围。首先假定m初始值取整测定为50A，则初始选定的检测范围是0-100A，在此范围下进行后续电流mn检测，在某一时刻电流从始终维持在0-80A范围到出现超过80A的电流值的时刻，微控制器控制开关将检测范围切换至0-200A，并且在此范围下继续进行mn的检测，在某一时刻电流从始终维持在0-160A范围到出现超过160A的电流值的时刻，微控制器控制开关将检测范围切换至0-400A，以此类推实现后续的电流检测工作。为方便阐述，可以将相邻的两个采样电流范围按照采样上限的大小来划分上下级，即采样上限较小的采样范围为前一级，采样上限较大的采样范围为后一级。若以任意一个采样范围为观察本体，采样上限相对较大的采样范围为其下一级，采样上限相对较小的采样范围为其上一级。下一级采样范围是所设定的数个电流采样范围中唯一一个上限仅大于本级采样范围上限所在的采样范围。
上述方案优势在于能够随时根据变化的采样电流来匹配最佳的电流采样范围，因为采样范围与采样精度呈反相关关系，即越大的采样范围只能获得精度越差的采样结果。由于电流不断增大，有可能在某一时刻增大到超过某一个采样范围的上限，而现有技术大部分是在电流超出采样上限后再选择切换下一级采样范围，这样无疑是损失了一部分的超出上限的采样结果，而本方案采用切换判断值的方式使得采样范围的切换具有预处理性，即预先将实际检测电流超出切换判断值之后就切换到下一级的采样范围，这样超出的值仍然能够在上一级的采样范围中被准确测出，同时也能满足下一个时间片的电流数值能够在下一级的采样范围中被相对较好地采样。此种设计方案将电流数据上传、微控制器判断到控制开关切换采样范围这几个步骤之间的时间延迟中可能产生新的时间片对应的电流采样数据精度记录在内，而不会因为超出检测最大限而无法检测造成数据丢失，使得本方案相较于现有技术数据完整性、数据连贯性、数据可分析性更高，能够应用于一些电流数值变化速率较快的电流检测情况，相较于现有技术仍然能够获得准确且完整的最佳采样精度的数据。
本实施例中，切换判断值最优选为80％，是在采样范围与采样精度之间进行博弈均衡后计算获得的最佳数值。具体地，由上所述，切换判断值是决定检测电路是否切换下一级采样范围的判断基础，从防止不断增长的电流超出当前采样范围上限的目的来看，切换判断值越小收益越高，但是基于当前的电流数值获得最好的采样精度的目的来看，切换判断值越大收益越高。本方案通过对不同电流变化速度的电路检测进行实验以及博弈计算后，认为将80％作为切换判断值能够满足大部分电流检测的场合，在此种切换判断值的作用下，电流检测的整体结果能够同时获得或者接近获得采样精度以及采样范围的双方均衡的最大收益。也即是说该切换判断值是具有较为广泛的适应性，对判断程序的需求交底，能够显著降低微控制程序的数据处理难度，减少控制延迟，有利于及时切换检测范围而减少超出检测范围的风险。
上述实施例，能够对任意变化的电流进行较好的检测范围适配，尤其是对于不断上升的电流检测适配较好，对于电流在实测的时候会减小的情况，虽然上述方案的检测范围都是从0开始的因此可以满足电流减小的正确采样需求，但是在精确采样的需求上还是稍有降低，因为电流当电流减小到一定范围内，尤其是减小到上一级的上限值之下时，可以将检测范围切换回上一级以获得更加精确的采样结果。在此，区分说明本方案中对采样结果的正确以及精确的划分，采样结果正确是指采样结果至少能够在最大置信区间内，该最大置信区间与采样人的信念程度有关，例如将检测结果的取整值是否与电流真实值的取整值一致或者在一定范围内接近一致视为可以采纳的检测结果，那么符合上述条件的采样结果可以赋予正确的属性，在电流超出采样上限之后，其采样的结果将明显不符合电流的真实值，那么可以认为此时的采样结果是不正确的。而采样结果精确是指采样的结果从精度上与电流真实值的接近程度，例如采样结果在小数点后数个分位上与真实值一致即可以认为该采样结果精确度较高。在电流采集中，应当首要保证正确，再尽量追求精确。
因此本发明还提供另一种实施例，该实施例中还设置有低位切换程序。当微控制器判断当前电流值处于低于上一级采样范围的切换判断值时，控制采样电路切换至上一级采样范围。
优选地，上述低位切换程序具有触发延时，即执行一次低位切换程序之后一定预设时间内不能执行相同的低位切换程序，预设时间即为触发延时，其可以由人工进行设定。此方案优势在于，防止电流在较大的情况下由于突变而突然变小造成控制程序误判为电流将持续减小而逐级利用低位切换程序将采样范围降到很低的程度，继而防止后续电流突然回到正常的高量值时造成采样范围不能及时跟随放大而使得电流超出检测上限而不正确的问题。
优选地，低位切换程序还有一个前置判断步骤，即在判断当前电流值低于上一级采样范围的切换判断值时，并非仅出现一次符合判断条件的电流值时即执行切换上一级采样范围的操作，而是在一段预设时间内累计出现预设数量个符合判断条件的电流采样值后才执行切换上一级采样范围的操作。此种设计进一步防止了电流突变小值，特别是经由一个或几个时间片的电流采样值突然变很小的情况下，误将电流采样范围切换为上一级后电流突变回到原大值范围后造成电流检测不正确的问题。
本发明针对电流的检测，然而电流在逐渐变换的过程中，可能并不是按照等比增量的方式增长的，而是呈曲线增长的方式进行变化的。具体到电动车控制领域，电机输出电流与转速的关系通常情况下并非呈等比变化的形式，而是具有转速电流输出曲线关系，在电动车从完全静止到开始启动时，假设驾驶员从零开始快速将油门踏板踩踏至某一个恒定位置，即从零时间开始快速给出一个恒定的功率输出指令，电机开始向外输出，此时车辆缓慢开始启动，输出电流与时间的关系为，伴随功率输出指令而短时间突变为最大电流，然后在随后的时间内做前快后慢的减电流变化；在驾驶员从当前的踏板深度继续加油门至另一个更大的恒定踏板深度时，输出电流做先快后慢的增长变化，随后做前快后慢的减电流变化。上述流程中涉及到两段电流增大过程，两端电流减小过程。由于电流减小过程电流采样能够实现逐级的近乎无缝的切换，因此可以沿用现有的电流采样方案。但是由于上述的原因，两段电流增大过程的采样需要做采样精度与采样范围的均衡设计，并且此类过程由于电流前后增长速度不同，通常的固定切换判断值不能够较好的满足这种情况，容易造成电流超范围或者电流没有以最佳的采样精度采样的问题。例如，假设电流在0-100A中以每秒20A的速度上升，但是在超出100A后以每秒50A的速度上升，在超出300A后以每秒200A的速度上升，即前慢后快的增长方式，若仍然以固定的切换判断值，例如80％来施行采样范围切换将是效果不佳的。因为，假设采样的频率为一秒一次，即时间片为1秒划分，初始采样范围是0-100A，在第一秒采集电流为20A，第四秒采集电流为80A，大于等于此范围的切换判断值80A，此时切换到下一级0-200A的采样范围；第五秒采集的电流为100A，第六秒采集的电流为150A，第七秒采集的电流为200A，大于此范围的切换判断值160A，此时切换到下一级0-400A的采样范围；第八秒采集的电流为250A，第九秒采集的电流为300A，第十秒实际电流已经增长为500A，但是由于此时的采样范围上限仍然是400A，故第十秒采集的电流数据已经不正确了。另一方面，对于前快后慢的增长方式，为满足初始一段时间内的快速增长电流能够得到正确的检测，固定切换判断值被设置的较小以保证采样范围能够快速逐级切换到大的范围，例如切换判断值设置为50％，但是在电流增长后期电流增速放缓，若此时仍然使用50％作为切换判断，会造成大量的电流采样实际上不是在最佳采样精度的情况下达成的，即损失了大量电流采样结果的精确性。可以将问题归结为固定的切换判断值应用至非线性增长的电流采样所造成的采样结果不正确或者不精确的问题。
针对上述问题，本发明还提出一种实施例，其中切换判断值是能够跟随电流的非线性变化而变化的。具体地，基于车辆运行环节信息获取电流与时间关系曲线，基于所述关系曲线分别设定每个采样范围的切换判断值，其中，所述切换判断值之间不相等。
所述车辆运行环节信息至少包括车辆启动、车辆加速、车辆逐渐加速等电流表现为与时间相关的非线性变化的情况。车辆运行环节信息可以与多种判断方式进行关系，即可以从多种判断方式来获取当前的车辆运行环节信息。
在一种实施例中，车辆运行环节信息是由通过检测踏板深度的方式来获知的，具体地，踏板深度是指油门踏板被踩下的深度，其反映的是驾驶员期望的车辆加速控制。在未对油门踏板进行任何操作时，踏板深度具有一个初始值，初始值可以设定为0值，即表示此时没有进行任何加油门操作，车辆不会执行加速的动作。当判断到踏板深度被踩踏至一个恒定的踏板深度时，产生一个车辆加速相关的车辆运行环节信息，根据上述内容，其对应的电流与时间的关系曲线为一个先快后慢的电流增长曲线。优选地，还可以对踏板深度进行数值分级，例如将踏板的初始值设置为0，全部油门设置为100，按照每20数值进行划分，将踏板深度分为5个分段，每个分段的加速对应一个电流与时间的关系曲线，这些曲线均为一个先快后慢的电流增长曲线，但是曲线之间的导数即其变化并非完全一致，因此可以针对分段分别获取多个车辆加速相关的车辆运行环节信息。针对每个对应的电流与时间相关变化曲线设定每个采样范围的切换判断值，针对曲线导数逐渐增大的曲线设定低采样范围切换判断值大于高采样范围切换判断值，针对曲线导数逐渐减小的曲线设定低采样范围切换判断值小于高采样范围切换判断值。
在另一种实施例中，车辆运行环节信息是由通过检测车辆加速度的方式来获知的，此种方式能够更好的反应车辆的运动状态与车辆电机动力输出的关系，而能够排除人工操作油门到车辆做出相应反馈之间的差异或者延迟。在车辆加速阶段，若控制车辆逐渐加速到一个预期速度，加速度是随着速度的提升而逐渐减小的，在车辆扭矩恒定的情况下，输出电流随着加速度的逐渐减小也相应地放缓增长速度。因此将加速度设置为车辆运行环节信息，基于每种情况下的加速度变化请款预先设定不同采样范围的切换判断值的数值，能够获得精度最佳且正确的采样检测结果。优选地，基于一些其它条件相对固定或者能够视为常数的情况下，可以大致得出加速度与电流变化的函数关系，例如在较为理想的车辆跑动过程中的加速过程，在此情况下甚至可以基于当前的加速度以及目前电流所在的采样范围来动态计算并调节本级或者下一级采样范围的切换判断值，以达成动态调节效果。例如假定当前车辆加速度为a，当前速度为b，当前速度对应的电流为c，其所在所在采样范围是0-100c，加速度以每秒-1进行变化，采样间隔为1秒，则此时切换判断值可以设定为一个大于50％的较大数值，例如70％，可以将此时的切换判断值称为k1，当加速度以每秒-2进行变化时，其它相同的情况下，可以将此时的切换判断值k2设置为一个大于k1且小于1的值，例如75％或者80％。因为从上述例子中可以看出，随着加速度的逐步减小，说明此时速度的增加趋势逐渐放缓，相应地，与速度呈正相关的电流可以尝试更长时间地维持在当前检测范围以获得更好的检测精度，故切换判断值随着加速度的减少幅度可以被逐步地提升。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。
Claims (10)
1.一种宽范围、高精度的电流采样方法，
其特征在于，
设定数个从零起始的电流采样范围，所述数个电流采样范围具有不同上限，其中上限较大的采样范围相较于上限较小的采样范围具有更低的采样精度，在执行电流采样时，基于当前采样的电流值处于所述采样范围中大于切换判断值计算值或者小于切换判断值计算值来执行将采样范围切换至下一级或者维持在本采样范围的操作，其中，切换判断值为0-1之间的数值，切换判断值计算值为所述切换判断值与该所述采样范围的乘积。
2.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，切换判断值为0.6-0.9之间的数值，所述下一级采样范围是所设定的数个电流采样范围中唯一一个上限仅大于本级采样范围上限所在的采样范围。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述电流是在进行检测前被预算放大器所放大，所述运算放大器放大倍数决定所述采样范围大小，通过向所述采样电路设置不同阻值的反馈电阻的方式来调节所述运算放大器的放大倍数。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，采样电流经过运算放大器放大后进入微控制器，所述微控制器获取采样电流具体数值，基于采样电流值大于或小于当前切换判断值计算值来以控制相应的反馈电阻接入采样电路开关的方式调节所述采样范围。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在进行初始电流采样时，以最大采样范围检测初始电流值，基于初始电流值落入的采样范围确认初始采样电流范围。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，设置反馈电阻R1对应的电流范围为0-M1，反馈电阻R2对应的电流范围为0-2M1，反馈电阻R3对应的电流范围为0-22M1，反馈电阻Rn对应的电流范围为0-2nM1，反馈电阻RN对应的电流范围为0-2N-1M1，上电后打开最大电流采样范围0-2N-1M1的控制开关，微控制器确认初始电流m。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据m落在2n-1M1≤m≤2nM1确认初始采样电流范围为0-2nM1，其中1≤n≤N-1。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，基于m落在2n-1M1≤m≤X*2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2nM1，打开控制开关(n-1)E将采样电流范围切换为0-2nM1，或者基于m落在X*2nM1≤m≤2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2n+1M1，打开控制开关nE将采样电流范围切换为0-2n+1M1。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，基于切换的采样电流范围检测后续电流mn，并基于mn落在2n-1M1≤m≤X*2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2nM1，打开控制开关(n-1)E将采样电流范围切换为0-2nM1，或者基于mn落在X*2nM1≤m≤2nM1范围再次确认采样电流范围为0-2n+1M1，打开控制开关nE将采样电流范围切换为0-2n+1M1。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述切换判断值为0.8。
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