一種交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓去除方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及交流電機(jī)，尤其涉及交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓。一種交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓去除方法，它包括：把交流電流送入模擬電路處理模塊，經(jīng)電流傳感器以及偏置電壓電路，把交流電流轉(zhuǎn)化成疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)；疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)經(jīng)微處理器模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，把疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶直流偏置的離散交流信號(hào)；帶直流偏置的離散交流信號(hào)經(jīng)過(guò)由減法器、積分器以及比例放大器組成的閉環(huán)系統(tǒng)，最后得到表征當(dāng)前由直流偏置電壓大小的直流離散信號(hào)以及表征交流電流大小及頻率的交流離散信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓的去除。通過(guò)本發(fā)明能得到的直流離散分量。
【專利說(shuō)明】一種交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交流電機(jī)，尤其涉及交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓。
【背景技術(shù)】
[0002]通常情況下，交流電流的采樣是通過(guò)交流電流傳感器把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流電壓信號(hào)由微處理器進(jìn)行采樣，而微處理器通常情況下只能采樣正電壓信號(hào)，所以交流電流信號(hào)在轉(zhuǎn)化成交流電壓信號(hào)的過(guò)程中加上了一個(gè)直流偏置電壓，使得交流電壓信號(hào)始終為正電壓信號(hào)(此交流電壓信號(hào)包括表征交流電流大小以及頻率的交流連續(xù)分量以及由直流偏置電壓帶來(lái)的直流連續(xù)分量，特別地，當(dāng)交流電流為O時(shí)，交流電壓信號(hào)顯示為直流電壓信號(hào)，即直流偏置電壓信號(hào))。從而微控制器可以正常采樣交流電壓信號(hào)。
[0003]微處理器采樣交流電壓信號(hào)得到的交流離散信號(hào)包括表征交流電流大小以及頻率的交流離散分量以及由直流偏置電壓帶來(lái)的直流離散分量，而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中直流離散分量是一種無(wú)用的信號(hào)，所以我們要找出上述直流離散分量的大小，然后在采樣處理過(guò)程中把它去除，得到真正的表征交流電流大小和頻率的交流離散分量。
[0004]通常情況下直流偏置(直流離散分量)的去除方法是:假設(shè)由直流偏置電壓帶來(lái)的直流離散分量是一個(gè)固定值。在交流電流信號(hào)為O時(shí)(此時(shí)交流電壓信號(hào)顯示為直流電壓信號(hào)，即直流偏置電壓信號(hào))，微處理器采樣并記錄下當(dāng)前的采樣值，此值即作為直流偏置電壓帶來(lái)的直流離散分量，然后在之后的采樣過(guò)程中減去上訴采樣值，即得到表征交流電流大小和頻率的交流離散分量。但實(shí)際情況是直流偏置電壓帶來(lái)的直流離散分量是并不是一個(gè)固定值，而是有一定的變化范圍。例如:直流偏置電壓一般是由穩(wěn)壓裝置提供，但是隨著穩(wěn)壓裝置工作溫度的升高和降低，直流偏置電壓也會(huì)在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，同一型號(hào)不同批次的穩(wěn)壓裝置也存在一致性的問(wèn)題，所以此方法不利于提高產(chǎn)品的性能，在通用性上也不是很理想。而且此方法只能在交流電流信號(hào)為O的時(shí)候才能得到表征直流偏置電壓大小的直流離散分量，如果此時(shí)采樣信號(hào)受到外界干擾，那么得到的直流離散分量就是一個(gè)完全錯(cuò)誤的值。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓去除裝置。通過(guò)本發(fā)明能得到的直流離散分量。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，一種交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓去除方法，它包括:
模擬電路處理模塊，該模塊主要包括電流傳感器以及偏置電壓電路；和微處理器處理模塊，微處理器主要包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、減法器、積分器以及比例放大器，減法器、積分器以及比例放大器組成閉環(huán)系統(tǒng)；
并包括下列步驟:步驟一，把交流電流送入模擬電路處理模塊，經(jīng)電流傳感器以及偏置電壓電路，把交流電流轉(zhuǎn)化成疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)；
步驟二，疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)經(jīng)微處理器模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，把疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶直流偏置的離散交流信號(hào)；
步驟三，帶直流偏置的離散交流信號(hào)經(jīng)過(guò)由減法器、積分器以及比例放大器組成的閉環(huán)系統(tǒng)，最后得到表征當(dāng)前由直流偏置電壓大小的直流離散信號(hào)以及表征交流電流大小及頻率的交流離散信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓的去除。
[0008]本發(fā)明區(qū)別于上述傳統(tǒng)方法為把直流偏置電壓帶來(lái)的直流離散分量看成一個(gè)變化的量來(lái)處理，通過(guò)微處理器閉環(huán)計(jì)算的方法實(shí)時(shí)計(jì)算出當(dāng)前由直流偏置電壓帶來(lái)的直流離散分量的大小從而得到表征交流電流大小以及頻率的交流離散分量。由于是閉環(huán)計(jì)算，此方法提高了直流離散分量的計(jì)算精度，從而提高了電流采樣精度；由于是實(shí)時(shí)計(jì)算，此方法能夠在工作環(huán)境變化的情況下實(shí)時(shí)的計(jì)算出表征當(dāng)前直流偏置電壓大小的直流離散分量并將之去除，同時(shí)提高了電流采樣的抗干擾能力；此方法通用性好，易實(shí)現(xiàn)。
[0009]本發(fā)明的關(guān)鍵在于實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的計(jì)算出由直流偏置電壓帶來(lái)的直流離散分量大小，然后在之后的采樣過(guò)程中減去上述直流離散分量，即得到表征交流電流大小和頻率的交流離散分量，此方法相對(duì)于傳統(tǒng)的方法有以下優(yōu)點(diǎn)--第一，由于是微處理器實(shí)時(shí)閉環(huán)計(jì)算，此方法提高了直流離散分量的計(jì)算精度，從而提高了電流采樣精度。第二，由于是微處理器閉環(huán)計(jì)算，直流離散分量的計(jì)算不易受到外界的干擾。第三，此方法能夠在工作環(huán)境變化的情況下實(shí)時(shí)的計(jì)算出當(dāng)前直流離散分量大小，提高電流采樣精度。第四，通用性好，易實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的功能模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，圖中I為模擬信號(hào)處理模塊、2為微處理器處理模塊、3為電流傳感器以及偏置電壓電路、4為減法器、5為積分器、6為比例放大器、7為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；a為交流電流、b是疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)、c是帶直流偏置的離散交流信號(hào)、d是表征當(dāng)前由直流偏置電壓大小的直流離散信號(hào)、e是表征交流電流大小以及頻率的交流離散信號(hào)。
[0012]本發(fā)明一種交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓去除方法，該方法需要兩個(gè)主要的功能模塊，第一，模擬電路處理模塊，該模塊主要包括電流傳感器以及偏置電壓電路，把交流電流轉(zhuǎn)化成疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)。第二，微處理器處理模塊，微處理器主要包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、減法器、積分器以及比例放大器，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬電路處理模塊送過(guò)來(lái)的疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶直流偏置的離散交流信號(hào)，減法器、積分器以及比例放大器組成閉環(huán)系統(tǒng)，能夠?qū)е绷髌玫碾x散交流信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并計(jì)算出表征當(dāng)前由直流偏置電壓大小的直流離散分量以及表征交流電流大小及頻率的交流尚散分量。
[0013]實(shí)施該方法的具體步驟為: 步驟一，把交流電流送入模擬電路處理模塊，經(jīng)電流傳感器以及偏置電壓電路，把交流電流轉(zhuǎn)化成疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)。
[0014]步驟二，疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)經(jīng)微處理器模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，把疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶直流偏置的離散交流信號(hào)。
[0015]步驟三，選取合適的比例放大器，比例放大器的放大倍數(shù)取值較小，例如1/65536。
[0016]步驟四，帶直流偏置的離散交流信號(hào)經(jīng)過(guò)由減法器、積分器以及比例放大器組成閉環(huán)系統(tǒng)，最后得到表征當(dāng)前由直流偏置電壓大小的直流離散信號(hào)以及表征交流電流大小及頻率的交流離散信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)交流電流采樣過(guò)程中直流偏置的去除。
【權(quán)利要求】
1.一種交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓去除方法，其特征在于，它包括: 模擬電路處理模塊，該模塊主要包括電流傳感器以及偏置電壓電路；和微處理器處理模塊，微處理器主要包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、減法器、積分器以及比例放大器，減法器、積分器以及比例放大器組成閉環(huán)系統(tǒng)； 并包括下列步驟: 步驟一，把交流電流送入模擬電路處理模塊，經(jīng)電流傳感器以及偏置電壓電路，把交流電流轉(zhuǎn)化成疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)； 步驟二，疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)經(jīng)微處理器模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，把疊加了直流偏置電壓的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶直流偏置的離散交流信號(hào)； 步驟三，帶直流偏置的離散交流信號(hào)經(jīng)過(guò)由減法器、積分器以及比例放大器組成的閉環(huán)系統(tǒng)，最后得到表征當(dāng)前由直流偏置電壓大小的直流離散信號(hào)以及表征交流電流大小及頻率的交流離散信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)交流電流采樣過(guò)程中直流偏置電壓的去除。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK103941069SQ201310742039
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】潘葉輝, 雷小軍, 徐性怡 申請(qǐng)人:上海大郡動(dòng)力控制技術(shù)有限公司