一种电流测量方法及装置 |
|||||||
申请号 | CN201480000046.1 | 申请日 | 2014-03-06 | 公开(公告)号 | CN104040363A | 公开(公告)日 | 2014-09-10 |
申请人 | 深圳市欣锐特科技有限公司; | 发明人 | 刘鹏飞; 赵德琦; | ||||
摘要 | 本 发明 实施例 公开了一种 电流 测量方法,包括:针对所述 电路 设置n组不同的输入 电压 Vin和钳位电容电压Vc,对应得到n组输入电流Iin和输出电流Iout,所述n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc、输入电流Iin和输出电流Iout的值构成n组数据;对所述n组数据进行数据拟合,得到拟合函数;测量电路的输入电压Vin、钳位电容电压Vc的值,代入拟合函数中,计算得到所述电路的输入电流Iin、输出电流Iout的值。本发明实施例还相应公开了一种电流测量装置。实施本发明实施例,只需要测量出电路的输入电压和钳位电容电压,代入拟合函数中,即可得到输入电流、输出电流,减小了测量电流的成本和损耗。 | ||||||
权利要求 | 1.一种电流测量方法,其特征在于: |
||||||
说明书全文 | 一种电流测量方法及装置技术领域背景技术[0002] 目前在新能源汽车中,需要监测其中用于直流转直流(DC-DC)变压器中的输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、功率、效率等参数。对于输入电压和输出电压,可以通过分压的方式来采集测量。对于输入电流和输出电流的测量,目前公知的方法主要是通过直接采集的方法:比如加入电流传感器或是串联电阻的方式来测量。但是直接测量的方法都要加入测量电路,使整体电路复杂,用串联电阻的方式更是增加了的系统的损耗;尤其是新能源汽车中,电流一般在一百安培以上,用加入电流传感器的方法测量会大大增加电路的成本,用加入串联电阻的方法测量会显著地增加电路的损耗。 发明内容[0003] 本发明实施例公开了一种电流测量方法,通过间接地方式测量电流大小,减小线路的成本和损耗。 [0004] 本发明实施例第一方面公开了一种电流测量方法,具体包括: [0005] 测量电路的输入电压Vin、钳位电容电压Vc的值,代入拟合函数中,计算得到所述电路的输入电流Iin、输出电流Iout的值; [0006] 所述代入预设拟合函数的步骤之前,还包括: [0007] 针对所述电路设置n组不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,对应得到n组输入电流Iin和输出电流Iout,所述n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc、输入电流Iin和输出电流Iout的值构成n组数据; [0008] 对所述n组数据进行数据拟合,得到拟合函数。 [0009] 本发明实施例第二方面公开了一种电流测量装置,具体包括: [0010] 数据获取模块,用于针对所述电路设置n组不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,对应得到n组输入电流Iin和输出电流Iout,所述n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc、输入电流Iin和输出电流Iout的值构成n组数据; [0011] 数据拟合模块,用于对所述n组数据进行数据拟合,得到拟合函数; [0012] 电流计算模块,用于测量电路的输入电压Vin、钳位电容电压Vc的值,代入所述拟合函数获取模块获取的拟合函数中,计算得到所述电路的输入电流Iin、输出电流Iout的值。 [0013] 本发明实施例先通过对电路设置n组不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,对应得到n组输入电流Iin和输出电流Iout,对n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc、输入电流Iin和输出电流Iout的值构成n组数据进行数据拟合,得到电流和电压之间的关系,即拟合函数;在实际使用过程中,当需要得到电路的输入电流、输出电流时,只需要测量出电路的输入电压和钳位电容电压,代入拟合函数中,即可得到输入电流、输出电流,减小了测量电流的成本和损耗。附图说明 [0014] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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。 [0015] 图1是本发明实施例的第一种电流测量方法的流程示意图; [0016] 图2是本发明实施例的第二种电流测量方法的流程示意图; [0017] 图3是本发明实施例的第一种电流测量装置的结构示意图; [0018] 图4是本发明实施例的第二种电流测量装置的结构示意图。 具体实施方式[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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作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。 [0020] 请参阅图1,图1是本发明实施例的第一种电流测量方法的流程示意图。图1所示的电流测量方法可应用在变压器电路中,尤其是有源钳位电源电路中。如图1所示,该方法包括: [0021] S101:针对所述电路设置n组不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,对应得到n组输入电流Iin和输出电流Iout,所述n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc、输入电流Iin和输出电流Iout的值构成n组数据。 [0022] S102:对所述n组数据进行数据拟合,得到拟合函数。 [0023] S103:测量电路的输入电压Vin、钳位电容电压Vc的值,代入拟合函数中,计算得到所述电路的输入电流Iin、输出电流Iout的值。 [0024] 本发明实施例中,以将该方法应用于有源钳位电源电路为例。在有源钳位电源电路中,电路的输入电压Vin和钳位电容电压Vc的大小决定了输入电流Iin以及输出电流Iout的大小,因此在利用测量电压值间接得到电流值的方法中,测得输入电压Vin和钳位电容电压Vc的值,即可推算出输入电流Iin和输出电流Iout的值。 [0025] 从一堆数据中找出规律,设法构造一条曲线(拟合曲线)反映所给数据点的总的趋势,寻找一个反映数据变化规律的函数,被称为数据拟合。目前数据拟合已广泛使用在各种应用领域中。本发明实施例中,采用数据拟合的方法,得到反映输入电流、输出电流与输入电压、钳位电容电压关系的拟合函数,即可在实际的使用过程中,无需使用电流测量方法去检测电流,而是通测量电压值,利用拟合函数,计算得到电流值。 [0026] 本发明实施例中,对电路设置n个不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,可以通过以下方式完成: [0027] 使用电压检测设备与电路中输入电压的电位相连接,检测输入电压值,调整输入电压的大小,以获得不同的输入电压值; [0028] 使用电压检测设备与电路中钳位电容电压的电位相连接,检测钳位电容电压值,调整输出电流,获得不同输入电流大小,同时获得到不同的钳位电容电压值; [0029] 进一步地,输入电压Vin可以设置为n1个不同的值,钳位电容电压Vc设置n2个不同的值;因此电路设置了n=n1×n2个不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,即电路共有n1×n2个不同的工作状态,每个工作状态是由输入电压的取值和钳位电容电压的取值决定。 [0030] 在设置好输入电压Vin和钳位电容电压Vc的值之后,对应得到n组输入电流Iin和输出电流Iout,可以通过以下方式完成: [0031] 使用电流检测设备与电路中输入电流的电位相连接,检测输入电流值; [0032] 使用电流检测设备与电路中输出电流的电位相连接,检测输出电流值; [0033] 在电路的n个工作状态下,即由电路输入电压的不同取值和钳位电容电压的不同取值构成的不同工作状态下,使用以上方式获得其对应的n组输入电流Iin和输出电流Iout。n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc、输入电流Iin和输出电流Iout的值构成n组数据,成为进行数据拟合的基础。 [0034] 进一步地,为保证数据拟合得到的拟合函数更精确,进行数据拟合的数据点要尽量多,因此输入电压Vin至少设置5个不同的取值,钳位电容电压Vc至少设置5个不同的取值,即n1>=5,n2>=5。 [0035] 请参阅图2,图2是本发明实施例的第一种电流测量方法的流程示意图。图1所示的电流测量方法可应用在变压器电路中,尤其是有源钳位电源电路中。如图2所示,该方法包括: [0036] S201:针对所述电路设置n组不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,对应得到n组输入电流Iin和输出电流Iout,所述n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc、输入电流Iin和输出电流Iout的值构成n组数据。 [0037] S202:根据公式Duty=(Vc-Vin)/Vc计算得到占空比Duty,将所述n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc代入所述公式计算得到n组占空比Duty。 [0038] S203:以所述输入电压Vin、所述钳位电容电压Vc、所述占空比Duty作为自变量X,以输入电流Iin作为因变量Y1,以输出电流Iout作为因变量Y2,对所述输入电压Vin、钳位电容电压Vc、占空比Duty、输入电流Iin和输出电流Iout的n组数据进行数据拟合,得到拟合函数Y1=f1(Vin,Vc,Duty),Y2=f2(Vin,Vc,Duty)。 [0039] S204:测量电路的输入电压Vin、钳位电容电压Vc的值,代入拟合函数中,计算得到所述电路的输入电流Iin、输出电流Iout的值。 [0041] 本发明实施例中,向Matlab软件中输入如表1所示的由输入电压Vin、钳位电容电压Vc、占空比Duty、输入电流Iin和输出电流Iout构成的n组数据,使用matlab软件来进行拟合。 [0042] 表1 [0043] [0044] [0045] 进一步地,以Y1=a1×Vin+b1×Vc+c1×Duty+d1×Duty×Duty+e1×Duty×Vin+f1,Y2=a2×Vin+b2×Duty+c2×Vc×Duty+d2×Vin×Duty+e2×Vc×Vin+f2的函数形式来进行数据拟合;其中a1、b1、c1、d1、e1、f1为使用matlab软件进行所述数据拟合得到的参数值;a2、b2、c2、d2、e2、f2为使用matlab软件进行所述数据拟合得到的参数值。 [0046] 具体地,在matlab软件中输入以下命令: [0047] x=[Vin,Vct.*Vin,duty,Vct.*duty,Vin.*duty,a]; [0048] y=Iout; [0049] b=regress(y,x); [0050] matlab软件计算得出的矩阵b的参数,即a2、b2、c2、d2、e2、f2的值。 [0051] 得到Y2=0.2829×Vin+-0.000313×Duty+77.364×Vc×Duty+-0.09×Vin×Duty+6.5958×Vc×Vin+-872.7。 [0052] 具体地,在matlab软件中输入以下命令: [0053] x=[Vin,Vct.*Vin,duty,Vct.*duty,Vin.*duty,a]; [0054] y=Iin; [0055] b=regress(y,x); [0056] matlab软件计算得出的矩阵b的参数,即a1、b1、c1、d1、e1、f1的值。 [0057] 得到Y1=-0.0643×Vin-0.0658×Vc-300.9229×Duty+276.8394×duty×duty+0.6709×duty×Vin+47.3817; [0058] 实施本发明实施例,在实际使用过程中,只需要测量出电路的输入电压和钳位电容电压,代入拟合函数Y1、Y2中,即可得到输入电流、输出电流,减小了测量电流的成本和损耗。 [0059] 请参阅图3,图3是本发明实施例的第一种电流测量装置的结构示意图;图3所示的电流测量装置可应用在变压器电路中,尤其是有源钳位电源电路中。如图3所示,电流测量装置300具体包括: [0060] 数据获取模块301,用于针对所述电路设置n组不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,对应得到n组输入电流Iin和输出电流Iout,所述n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc、输入电流Iin和输出电流Iout的值构成n组数据; [0061] 数据拟合模块302,用于对所述n组数据进行数据拟合,得到拟合函数; [0062] 电流计算模块303,用于测量电路的输入电压Vin、钳位电容电压Vc的值,代入所述拟合函数获取模块获取的拟合函数中,计算得到所述电路的输入电流Iin、输出电流Iout的值。 [0063] 进一步地,数据获取模块301包括第一设置单元和第二设置单元;其中第一设置单元用于针对所述电路的输入电压Vin设置n1个不同的值,第二设置单元,用于针对所述电路的钳位电容电压Vc设置n2个不同的值;因此数据获取模块301设置了n=n1×n2个不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,即对设置了n1×n2个不同的工作状态,每个工作状态是由输入电压的取值和钳位电容电压的取值决定。 [0064] 进一步地,为保证数据拟合模块302得到的拟合函数更精确,数据获取模块301获取的数据要尽量多,因此输入电压Vin至少设置5个不同的取值,钳位电容电压Vc至少设置5个不同的取值,即n1>=5,n2>=5。 [0065] 请参阅图4,图4是本发明实施例的第一种电流测量装置的结构示意图;图4所示的电流测量装置可应用在变压器电路中,尤其是有源钳位电源电路中。如图4所示,电流测量装置400具体包括: [0066] 数据获取模块401,用于针对所述电路设置n组不同的输入电压Vin和钳位电容电压Vc,对应得到n组输入电流Iin和输出电流Iout,所述n组输入电压Vin、钳位电容电压Vc、输入电流Iin和输出电流Iout的值构成n组数据; [0067] 数据拟合模块402,用于对所述n组数据进行数据拟合,得到拟合函数; [0068] 电流计算模块403,用于测量电路的输入电压Vin、钳位电容电压Vc的值,代入所述拟合函数获取模块获取的拟合函数中,计算得到所述电路的输入电流Iin、输出电流Iout的值。 [0069] 进一步地,数据拟合模块402包括: [0070] 占空比计算单元4021,用于根据公式Duty=(Vc-Vin)/Vc计算得到占空比Duty; [0071] 拟合函数获得单元4022,用于以所述输入电压Vin、所述钳位电容电压Vc、所述占空比Duty作为自变量X,以输入电流Iin作为因变量Y1,以输出电流Iout作为因变量Y2,对所述输入电压Vin、钳位电容电压Vc、占空比Duty、输入电流Iin和输出电流Iout的n组取值进行数据拟合,得到拟合函数Y1=f1(Vin,Vc,Duty),Y2=f2(Vin,Vc,Duty)。 [0072] 具体地,拟合函数获得单元4022使用matlab软件,运行matlab函数,以Y1=a1×Vin+b1×Vc+c1×Duty+d1×Duty×Duty+e1×Duty×Vin+f1,Y2=a2×Vin+b2×Duty+c2×Vc×Duty+d2×Vin×Duty+e2×Vc×Vin+f2的函数形式来进行数据拟合;其中a1、b1、c1、d1、e1、f1为使用matlab软件进行所述数据拟合得到的参数值;a2、b2、c2、d2、e2、f2为使用matlab软件进行所述数据拟合得到的参数值。 [0073] 实施本发明实施例,在实际使用过程中,只需要测量出电路的输入电压和钳位电容电压,代入拟合函数Y1、Y2中,即可得到输入电流、输出电流,减小了测量电流的成本和损耗。 |