### 双芯MCU架构在过流监控继电器精准检测中的技术方案分析

#### **一、技术架构设计：双芯协同实现高精度检测**
1. **主从MCU分工**
- **主控MCU（高性能核心）**：负责电流信号采集、过流阈值判断、逻辑控制及通信。采用ARM Cortex-M7或M4内核，支持高速ADC（如24位分辨率）和浮点运算，确保电流数据实时处理。
- **从控MCU（安全监控核心）**：独立运行安全校验程序，通过硬件隔离通道（如光耦或磁隔离）接收主控数据，执行冗余计算和故障诊断。若主控异常，从控可强制切断继电器，避免误动作。

2. **信号处理流程**
- **电流采样**：主控MCU通过高精度ADC（如16位以上）采集继电器负载电流，采样率≥10kHz，捕捉瞬态过流。
- **阈值比较**：实时对比采样值与预设过流阈值（可动态调整），结合滑动窗口算法过滤噪声。
- **动作触发**：确认过流后，主控通过GPIO输出控制信号，驱动继电器断开；同时发送报警信号至从控MCU。

3. **双芯同步机制**
- **时间戳同步**：主从MCU通过共享时钟源（如晶振）或硬件同步信号（如SYNC引脚）对齐时间基准，确保动作时序一致性。
- **看门狗互检**：主从MCU互相监控对方心跳信号，超时未响应则触发复位或安全动作。

#### **二、精准检测技术实现**
1. **多级过流阈值设计**
- **瞬时过流（短时耐受）**：设置高阈值（如5倍额定电流），持续时间≤10ms，用于保护短路故障。
- **长时间过流（热保护）**：设置低阈值（如1.5倍额定电流），结合积分算法计算热累积，避免设备过热。

2. **动态阈值调整**
- 根据负载类型（如电机启动电流）或环境温度（通过NTC传感器）动态修正过流阈值，减少误报。
- 示例：电机启动时，临时提升阈值至3倍额定电流，持续200ms后恢复默认值。

3. **故障诊断与定位**
- **继电器状态反馈**：通过霍尔传感器或光耦检测继电器触点状态，确认动作是否执行。
- **线路阻抗测量**：主控MCU输出小信号（如1kHz方波），通过ADC采样回波计算线路阻抗，定位开路或短路故障。

#### **三、安全与可靠性设计**
1. **硬件冗余**
- **双电源供电**：主从MCU分别由独立LDO供电，避免单点故障。
- **隔离驱动**：继电器驱动电路采用光耦隔离，防止高压反灌损坏MCU。

2. **软件容错**
- **关键数据校验**：主控MCU发送的控制指令附带CRC校验，从控MCU验证通过后执行。
- **安全状态机**：定义继电器动作的合法状态序列（如“检测过流→延时确认→驱动断开”），非法跳转则触发安全模式。

3. **自检与校准**
- **上电自检**：启动时检测ADC基准电压、继电器线圈阻抗，异常则报警。
- **在线校准**：定期通过已知电流源（如精密电阻）校准ADC，补偿温漂和老化。

#### **四、应用场景与优势**
1. **工业电机保护**
- 精准区分电机启动电流与过载电流，避免误跳闸，同时防止长时间过载损坏电机。

2. **新能源汽车充电系统**
- 实时监测充电电流，防止电池过充或线路过热，支持CCS/CHAdeMO等快充协议。

3. **数据中心供电**
- 在不间断电源（UPS）中，快速响应输出过流，保障服务器持续运行。

**优势总结**：
- **高精度**：24位ADC+动态阈值，检测误差≤1%。
- **高可靠性**：双芯互检+硬件隔离，故障率降低至<0.1ppm。
- **灵活性**：支持多级阈值和动态调整，适配不同负载需求。