[发明专利]一种电磁开关高频信号的数据采集方法

权利要求书

1.一种电磁开关高频信号的数据采集方法，其特征在于：将输入电源依次经过整流单元、滤波单元后，通过两个电力电子开关施加在电磁开关线圈上，根据两个电力电子开关的驱动信号与前端直流滤波电压间接合成电磁开关线圈的高频方波电压；

其中，所述两个电力电子开关与一嵌入式控制芯片电性相连，用以获取驱动信号；所述滤波单元的两端并接有用以采集前端直流滤波电压的电压传感器，所述电磁开关线圈串接有用以采集电磁开关线圈电流的电流传感器；

所述电压传感器、电流传感器均连接至一采集卡的模拟通道，用以将前端直流滤波电压、电磁开关线圈电流信号输入采集卡；所述嵌入式控制芯片与所述采集卡的数字通道相连，用以将两个电力电子开关的驱动信号输入采集卡；

所述采集卡的输出连接至上位机，用以将采集到的前端直流滤波电压、电磁开关线圈电流信号、以及两个电力电子开关的驱动信号输入至上位机进行后续处理；

其中，所述上位机进行后续处理包括以下步骤：

步骤S1：上位机分别获取前端直流滤波电压、电磁开关线圈电流信号、以及两个电力电子开关的驱动信号的波形成分；

步骤S2：获取电磁开关线圈电流信号波形的幅值，并存储为数组；获取前端直流滤波电压信号波形的幅值，并存储为数组；获取两个电力电子开关的驱动信号波形的初始时刻、波形数据间隔、两个驱动信号所组成的二进制数组及二进制数组的对数；

步骤S3：将所述二进制数组转换成BCD码，并定义所述BCD码对应的电路状态系数，同时判断电磁开关线圈电流的幅值是否大于零，并将其逻辑结果与所述电路状态系数作逻辑与运算，得到最终的电压系数；

步骤S4：将所述二进制数组的对数除以采集卡中的采样频率倍比n，使得每n个电压系数对应同一个前端直流滤波电压信号波形的幅值；

步骤S5：将每n个电压系数乘以同一个前端直流滤波电压信号波形的幅值，并配合两个电力电子开关的驱动信号波形的初始时刻、波形数据间隔，依次运算重构得到电磁开关线圈的高频方波电压。

2.根据权利要求1所述的一种电磁开关高频信号的数据采集方法，其特征在于：所述整流单元采用整流桥电路实现，所述滤波单元采用并接在所述整流桥电路输出端的滤波电容实现，所述滤波电容的两端分别连接至两个电力电子开关的一端，所述两个电力电子开关的另一端分别连接至所述电磁开关线圈的两端。

3.根据权利要求1所述的一种电磁开关高频信号的数据采集方法，其特征在于：所述采集卡的数字通道的采集端口设置有低通滤波电路，用以滤除电力电子开关驱动信号的高频尖峰干扰。

4.根据权利要求1所述的一种电磁开关高频信号的数据采集方法，其特征在于：所述采集卡的驱动程序中设置有采样频率倍比，使得数字通道的采样频率高于模拟通道采样频率若干数量级，用以进行精确的驱动信号采样。

5.根据权利要求1所述的一种电磁开关高频信号的数据采集方法，其特征在于：步骤S5中，所述依次运算重构得到电磁开关线圈的高频方波电压具体包括以下步骤：

步骤S51：从波形采集的初始时刻开始，将每n个电压系数分为一组，每一组电压系数依次对应一个前端直流滤波电压信号波形的幅值；从第一组开始，依次将每组的n个电压系数乘以对应的前端直流滤波电压信号波形的幅值，直至最后一组为止，得到高频方波电压的幅值数组；

步骤S52：得到高频方波电压幅值数组后，对线圈方波电压波形进行重构：通过获取数字波形成分得到数字波形的初始时刻t₀及数字波形的数据间隔dt，以t₀作为波形初始时刻，以dt作为波形数据的时间间隔，依次以高频方波电压的幅值数组作为对应时刻的波形数据，完成线圈方波电压波形的重构。