本發(fā)明涉及電流幅值檢測(cè)，尤其涉及一種模數(shù)混合高頻電流幅值檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、基于磁場(chǎng)共振耦合原理的無(wú)線電能傳輸技術(shù)能夠在毫米至米級(jí)距離范圍內(nèi)傳遞毫瓦至兆瓦的功率，且具有高達(dá)90％以上的傳輸效率，能夠滿足包括電動(dòng)汽車(chē)、消費(fèi)電子設(shè)備、水下潛航器、無(wú)人機(jī)在內(nèi)的各類設(shè)備的無(wú)線充電需求，正在成為一種有吸引力的能量補(bǔ)給方式。

2、上述無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)使用khz至mhz頻率范圍的高頻交流電流建立耦合磁場(chǎng)，并通過(guò)共振，實(shí)現(xiàn)能量的高效傳遞。其中，用于建立磁場(chǎng)的高頻電流由電力電子變換器產(chǎn)生。為了保證系統(tǒng)正常工作，高頻電流需要被控制在合適的范圍內(nèi)。通常采用的控制方法包括直流電壓調(diào)制、移相調(diào)制、脈沖密度調(diào)制等。不論采用哪種方法，高頻電流的幅值都是一個(gè)重要的反饋信號(hào)，可用于提高控制的速度和精度，并提供快速過(guò)流保護(hù)。

3、常見(jiàn)的幅值檢測(cè)方法有兩種，一是數(shù)字方法，即使用高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)電流值采樣，然后利用短時(shí)fft或數(shù)字濾波+最大值檢測(cè)的算法求出幅值；二是模擬方法，即利用比較器和電容充放電電路構(gòu)建峰值檢測(cè)電路。對(duì)于數(shù)字方法，所使用的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率必須遠(yuǎn)高于電流頻率，而無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)中的電流頻率已經(jīng)高達(dá)khz至mhz，更高采樣頻率的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器必然帶來(lái)成本的增加和對(duì)控制器算力的消耗；對(duì)于模擬方法，峰值檢測(cè)電路可以檢測(cè)到快速增大的電流幅值，但由于受到電容放電速度的限制，難以跟蹤快速減小的電流幅值，從而造成檢測(cè)誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種模數(shù)混合高頻電流幅值檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)低成本且快速準(zhǔn)確的高頻電流幅值檢測(cè)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供一種模數(shù)混合高頻電流幅值檢測(cè)方法，應(yīng)用于模數(shù)混合高頻電流幅值檢測(cè)電路，所述模數(shù)混合高頻電流幅值檢測(cè)電路包括模擬電路與數(shù)字電路，所述模擬電路的輸出端與所述數(shù)字電路的輸入端連接；所述模擬電路包括電壓轉(zhuǎn)換模塊和電壓比較模塊，所述數(shù)字電路包括選擇計(jì)數(shù)模塊和計(jì)算模塊；

3、所述方法包括：

4、所述電壓轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)輸入的待測(cè)交流電流，轉(zhuǎn)換獲得數(shù)值相等的交流電壓；

5、所述電壓比較模塊將所述交流電壓和參考電壓值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳輸給所述選擇計(jì)數(shù)模塊；

6、所述選擇計(jì)數(shù)模塊根據(jù)所述比較結(jié)果進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲得計(jì)數(shù)值；

7、所述計(jì)算模塊根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算獲得電流測(cè)量值。

8、可選的，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括電流互感器和電阻，所述電壓比較模塊包括比較器和參考電壓；

9、所述電流互感器的一次側(cè)接入所述待測(cè)交流電流，所述電流互感器的二次側(cè)的一端，與所述比較器的正極和所述電阻的一端連接，所述電流互感器的二次側(cè)的另一端與所述電阻的另一端連接并接地；所述比較器的負(fù)極與所述參考電壓的正極連接，所述參考電壓的負(fù)極接地；所述比較器的輸出端為所述模擬電路的輸出端。

10、可選的，所述選擇計(jì)數(shù)模塊包括累加器、選擇器和延遲器；

11、所述累加器的輸入端、重置端和所述選擇器的選擇端均與所述比較器的輸出端連接；所述選擇器的第一輸入端與所述累加器的輸出端連接；所述選擇器的輸出端與所述延遲器的輸入端連接；所述延遲器的輸出端與所述選擇器的第二輸入端、所述計(jì)算模塊的輸入端連接。

12、可選的，所述計(jì)算模塊根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算獲得電流測(cè)量值，包括：

13、所述計(jì)算模塊根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算電流測(cè)量值上限和電流測(cè)量值下限；

14、所述計(jì)算模塊計(jì)算所述電流測(cè)量值上限和所述電流測(cè)量值下限的平均值作為所述電流測(cè)量值。

15、可選的，所述計(jì)算模塊根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算電流測(cè)量值上限和電流測(cè)量值下限，包括：

16、所述計(jì)算模塊根據(jù)所述延遲器的計(jì)數(shù)值、所述參考電壓值、所述待測(cè)交流電流的頻率和時(shí)鐘頻率，計(jì)算獲得所述電流測(cè)量值上限和所述電流測(cè)量值下限。

17、本技術(shù)另一方面還提供一種一種模數(shù)混合高頻電流幅值檢測(cè)電路，所述電路包括模擬電路與數(shù)字電路，所述模擬電路的輸出端與所述數(shù)字電路的輸入端連接；所述模擬電路包括電壓轉(zhuǎn)換模塊和電壓比較模塊，所述數(shù)字電路包括選擇計(jì)數(shù)模塊和計(jì)算模塊，其中：

18、所述電壓轉(zhuǎn)換模塊、所述電壓比較模塊、所述選擇計(jì)數(shù)模塊和所述計(jì)算模塊依次連接；

19、所述電壓轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)輸入的待測(cè)交流電流，轉(zhuǎn)換獲得數(shù)值相等的交流電壓；

20、所述電壓比較模塊，用于將所述交流電壓和參考電壓值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳輸給所述選擇計(jì)數(shù)模塊；

21、所述選擇計(jì)數(shù)模塊，用于根據(jù)所述比較結(jié)果進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲得計(jì)數(shù)值；

22、所述計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算獲得電流測(cè)量值。

23、可選的，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括電流互感器和電阻，所述電壓比較模塊包括比較器和參考電壓；

24、所述電流互感器的接入所述待測(cè)交流電流，所述電流互感器的二次側(cè)的一端，與所述比較器的正極和所述電阻的一端連接，所述電流互感器的二次側(cè)的另一端與所述電阻的另一端連接并接地；所述比較器的負(fù)極與所述參考電壓的正極連接，所述參考電壓的負(fù)極接地；所述比較器的輸出端為所述模擬電路的輸出端。

25、可選的，所述選擇計(jì)數(shù)模塊包括累加器、選擇器和延遲器；

26、所述累加器的輸入端、重置端和所述選擇器的選擇端均與所述比較器的輸出端連接；所述選擇器的第一輸入端與所述累加器的輸出端連接；所述選擇器的輸出端與所述延遲器的輸入端連接；所述延遲器的輸出端與所述選擇器的第二輸入端、所述計(jì)算模塊的輸入端連接。

27、可選的，所述計(jì)算模塊包括上限計(jì)算單元和下限計(jì)算單元；

28、所述上限計(jì)算單元和所述下限計(jì)算單元的輸入端為所述計(jì)算模塊的輸入端；

29、所述上限計(jì)算單元，用于計(jì)算電流測(cè)量值上限；

30、所述下限計(jì)算單元，用于計(jì)算電流測(cè)量值下限；

31、所述計(jì)算模塊，具體用于根據(jù)所述電流測(cè)量值上限和所述電流測(cè)量值下限計(jì)算獲得電流測(cè)量值。

32、可選的，所述上限計(jì)算單元，具體用于根據(jù)所述延遲器的計(jì)數(shù)值、所述參考電壓值、所述待測(cè)交流電流的頻率和時(shí)鐘頻率，計(jì)算獲得所述電流測(cè)量值上限；

33、所述下限計(jì)算單元，具體用于根據(jù)所述延遲器的計(jì)數(shù)值、所述參考電壓值、所述待測(cè)交流電流的頻率和時(shí)鐘頻率，計(jì)算獲得所述電流測(cè)量值下限。

34、本技術(shù)提供一種模數(shù)混合高頻電流幅值檢測(cè)方法，應(yīng)用于模數(shù)混合高頻電流幅值檢測(cè)電路，所述模數(shù)混合高頻電流幅值檢測(cè)電路包括模擬電路與數(shù)字電路，所述模擬電路的輸出端與所述數(shù)字電路的輸入端連接；所述模擬電路包括電壓轉(zhuǎn)換模塊和電壓比較模塊，所述數(shù)字電路包括選擇計(jì)數(shù)模塊和計(jì)算模塊；通過(guò)所述電壓轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)輸入的待測(cè)交流電流，轉(zhuǎn)換獲得數(shù)值相等的交流電壓；所述電壓比較模塊將所述交流電壓和參考電壓值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳輸給所述選擇計(jì)數(shù)模塊；所述選擇計(jì)數(shù)模塊根據(jù)所述比較結(jié)果進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲得計(jì)數(shù)值；所述計(jì)算模塊根據(jù)所述計(jì)數(shù)值計(jì)算獲得電流測(cè)量值，可以實(shí)現(xiàn)低成本且快速準(zhǔn)確的高頻電流幅值檢測(cè)。