BLDC开发笔记5.过流保护时瞬时电流采样时刻点

由于本人不是自动/电气专业，所以对这方面不太熟，希望了解的朋友可以指出错误。长期更新。

TIM触发ADC的采样时刻

电机的电流采样，在用于电流环时，有两种采样方式：

1. 瞬时电流，采集真实的每个PWM周期上高电平到来时的电流，采集周期和控制周期短（us），响应快，程序较复杂。
2. 平均电流，一直采集总线采样电阻上的电流，然后做平均处理，得到的结果基本和供电电源上电流一样，控制周期较长（ms），程序较简单。

FOC驱动算法需要的就是实时采集真实的电流（瞬时电流），方波驱动做PID控制时，瞬时和平均都有人做，主要看控制对象和目的，选择合适就可以了。

需要注意的是：

过流保护是采的瞬时电流，因为开通和关断瞬间存在一个电流峰值，除此之外，如果电机短路，电机实际上就相当于一个很小的电阻（零点几欧~几欧），电流会非常大，假设这个时候mos管是打开的，因为这个过程是非常短的（ns-us），供电电源部分上的是平均电流，即使有保险丝，也可能反应不过来的，这个时间也是单片机根本处理不过来的（如果进行平均电流采样，由于要准确性可能采集多点进行平均，处理时间可能在ms级别），所以瞬时电流保护通常是纯硬件实现，然后给软件一个中断，告诉单片机，已经触发了瞬时电流保护，单片机再判断是下一个周期的时候让PWM再打开尝试，还是直接关闭PWM输出。

这里主要讨论一下方波驱动时瞬时电流采样。

瞬时电流的采样，并不能随机采样，一般是通过定时器去触发ADC进行采样，并且需要在特定的时间窗口进行采样。

MCU输出PWM到裂变桥，是由延时的，我们可以用示波器比较出来。供参考的数值是大部分这个延时在2us左右。所以我们就不能用MCU的上升沿来采样，因为可能采到的是0。

所以需要确定ADC的触发时刻。窗口时间的确定分为两个情况：
在占空比大时候：

1. 在MCU输出的控制PWM的高电平的中间进行采样。
   
   当PWM占空比比较大的时候，我们可以选择中间时刻采样，可以确保检流电阻上是流过电流的。这种方法本质就是延时一段时间，避开干扰区。在MOS开通瞬间有一个开通干扰，参考数值是干扰大概也在2us左右，所以需要等待一定时间，等电流稳定。需要避开干扰区测量。
   进行触发的定时器需要和输出PWM的定时器同步输出。
   
   在互补输出的时候，还有死区时间。采样窗口需要综合考虑干扰，死区时间与高电平时间的相对大小。

2. 第二种方法，利用延时特性，在输出控制PWM的下降沿采样。
   
   简单，不需要根据MCU输出的PWM计算触发时刻，避开了干扰区，保证准确性。
   假设使用TIM1的CH4去触发ADC采样，因为这个CH4输出的PWM就是全时域的，所以需要初始就一直开着，初始化的时候给定一个很小的占空比即可（因为电机还没转起来），后面启动电机转动的时候再根据另外三个互补通道的占空比，更改CH4的占空比配置。
   以上两种方法都是在控制PWM的ON期间采样。规律：高电平时间越短，ADC采样窗口越往后靠。
   在占空比小时候：
   干扰区和高电平时间可以相提并论，加上系统延时，在PWM-ON期间可能都采不到检流电阻上波形。即使在下降沿采样，也可能采到干扰区，怎么办？
   在BLDC开发笔记8中提到，我们可以采集续流阶段相电流检流电阻上电流，此时方法就和占空比大的时候类似，但是是在输出控制PWM-off阶段检测。
   具体还是实际测试波形为准。