4. 电流检测法（下）：电流采样滤波、去抖处理、故障确认时间
好，咱们接着聊电流检测法。上一节我把硬件方案和基本采样原理讲清楚了，这一节咱们聚焦在软件层面——采样回来的一堆数据，怎么处理才能用？
说白了，ADC采到的电流值，直接拿去判断堵转，那肯定不行。电机运行时电流本身就带纹波，PWM开关噪声、传感器温漂、机械振动，全都会叠加进去。你要是拿原始数据做阈值比较，那系统一天能误报八百回。
4.1 电流采样滤波：先把脏数据洗干净
我个人的习惯是，在ADC采样之后，先做一级硬件滤波（RC低通），再做一级软件滤波。硬件滤高频，软件滤中低频波动。两板斧下去，信号基本就干净了。
软件滤波的方法很多，我挑几个常用的说说：
- 限幅滤波：相邻两次采样值之差超过设定阈值，就丢弃当前值。对付尖峰干扰很有效。
- 中位值滤波：连续采N个点，排序后取中间值。抗脉冲干扰能力强，但响应慢。
- 滑动平均滤波：维护一个长度为N的队列，每次采新值就入队、出队，算平均值。平滑效果好，我项目里用得最多。
- 一阶低通滤波：Y(n) = α * X(n) + (1-α) * Y(n-1)。计算量小，适合资源受限的MCU。
下面给个滑动平均的代码片段，我常用的写法：
#define FILTER_WINDOW 8
typedef struct {
uint16_t buffer[FILTER_WINDOW];
uint8_t index;
uint32_t sum;
} SlidingAvgFilter;
void Filter_Init(SlidingAvgFilter *f) {
f->index = 0;
f->sum = 0;
memset(f->buffer, 0, sizeof(f->buffer));
}
uint16_t Filter_Update(SlidingAvgFilter *f, uint16_t new_sample) {
f->sum -= f->buffer[f->index];
f->buffer[f->index] = new_sample;
f->sum += new_sample;
f->index = (f->index + 1) % FILTER_WINDOW;
return (uint16_t)(f->sum / FILTER_WINDOW);
}这段代码在Cortex-M0上跑，每次更新也就几个微秒，完全够用。
4.2 去抖处理：别让噪声骗了你
滤波之后，信号平滑了，但还不够。为什么？因为堵转检测是个“状态判断”，不是“瞬时判断”。
你想想看，就算滤波了，电流偶尔还是会因为负载突变、电源波动而短暂超过阈值。如果每次超阈值都立刻判堵转，那系统就太敏感了。我管这个叫“抖动”，跟按键消抖一个道理。
去抖处理的思路很简单：连续N次采样都超过阈值，才认为真的堵转了。
具体实现：
- 设置一个计数器
blink_cnt，初始为0。 - 每次滤波后的电流值超过堵转阈值，计数器加1；低于阈值，计数器清零。
- 当计数器达到设定的去抖次数（比如5次），才触发堵转标志。
关键点： 去抖次数和采样周期要一起考虑。假设采样周期是1ms，去抖次数设5次，那实际确认时间是5ms。这个时间要跟电机热时间常数匹配，别设得太长，也别太短。
我曾经在一个风机项目里踩过坑——去抖次数设了20次，采样周期2ms，结果电机堵转后40ms才检测到，绕组温度已经飙上去了。后来改成8次，16ms确认，刚刚好。
4.3 故障确认时间：给系统一个“冷静期”
去抖处理之后，我们得到了一个“疑似堵转”的信号。但别急，这时候还不能直接执行保护动作。我建议再加一级故障确认时间。
故障确认时间，说白了就是：从“疑似堵转”到“确认堵转”，再等一小段时间。这段时间用来干嘛？
- 排除瞬时干扰（比如电网闪变、机械冲击）
- 等待系统自恢复（比如负载卡了一下又松开了）
- 避免频繁启停对MOSFET和电机的冲击
我一般把故障确认时间设在50ms~200ms之间，具体看应用场景。大惯量负载可以长一点，小电机可以短一点。
| 应用场景 | 采样周期 | 去抖次数 | 故障确认时间 |
|---|---|---|---|
| 小风扇（12V/2A） | 500μs | 4次 | 50ms |
| 水泵（24V/5A） | 1ms | 8次 | 100ms |
| 工业伺服（48V/20A） | 2ms | 10次 | 200ms |
4.4 整体流程：从采样到确认
好，我们把上面三个环节串起来，画个流程图就清楚了。
嗯，这张图把整个链路串起来了。从ADC采样开始，经过滤波、阈值比较、去抖计数，最后到故障确认。每一步都在降低误报率，同时保证响应速度。
4.5 避坑指南
最后，我把自己踩过的坑总结一下，你们做项目时能少走弯路：
- 采样周期别乱选：太快了MCU扛不住，太慢了检测滞后。我一般按PWM周期的1/2~1/4来设。
- 滤波和去抖要配合：滤波强了，去抖次数可以少一点；滤波弱了，去抖次数要多一点。两者是跷跷板关系。
- 阈值要留余量：别把堵转阈值设在额定电流的临界点。我习惯留20%~30%的余量，防止温漂和批次差异。
- 别忘了恢复逻辑：堵转解除后，要清掉去抖计数器和故障标志，否则系统会一直卡在保护状态。