马达控制三相变频器中相电流Shunt检测电路设计-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

　　随着诸如能源之星等节能标准在家电，医疗，电动车等市场的接收和推广，以磁场定向控制（FOC）算法为基础的高能效三相变频器广泛用于各类交流电机驱动应用中。FOC算法需要精确检测三相电流，Shunt电流检测电路因其成本低精度较高取得了广泛应用。本文将探讨shunt电流检测电路设计及不同Shunt电流检测电路对运算放大器的要求。

　　磁场定向控制算法通过一系列的前向Clarke运算和Park运算将检测得到交流电机的三相相电流处理，间接得到转矩分量和磁通分量，经过经典的PI算法对其进行精确控制，从而保证电机能以最佳的扭矩高效运行，实现精确的速度变化控制，算法框图如图1。由此可知，相电流检测的精度是决定整个电机控制性能的一个重要因素。一般来说，相电流检测共有闭环霍尔，Shunt电阻，开环霍尔三种方式。Shunt电阻因其精度较高（全温范围校正后精度2%至5%），成本低而得到广泛应用。

　　Shunt电流检测电路设计

　　常用的Shunt电流检测电路如图2所示。Shunt电阻将电机的相电流转化为相电压，经过RC低通滤波，偏置电压预置之后经过运放放大，输出给MCU（如TI的C28xx系列）内部12bit ADC。

　　对于RC低通滤波部分，该滤波器可显着减小功率部分的开关噪声，提高相电流检测精度。但是该滤波器并不能采用高阶滤波器，一是成本考虑，二是高阶滤波器虽然衰减效果更好，但是滤波器群延时也相应显著增加，限制了可检测相电流的最小PW占空比，降低FOC系统控制精度，一般来说，滤波电路不宜高于2阶，RC常数取在100ns到200ns之间。因为相电流方向可正可负，所以Shunt电压也带有极性，而一般MCU内部ADC并非双极性ADC，所以在滤波电路之后有一个电阻分压偏置电路将电压转化为单极性。经过一级放大器之后得到动态范围扩展至电源轨的信号，以提高信噪比。

关键字：马达控制三相变频器编辑：探路者引用地址：马达控制三相变频器中相电流Shunt检测电路设计

上一篇：利用NI虚拟仪器构建的电机监控系统电路设计
下一篇：LD3320嵌入式语音识别系统应用电路设计

推荐阅读最新更新时间：2023-10-12 22:50

利用完全可编程平台实现高效的马达控制

环保一直是备受关注的话题，为了实现低碳生活，发达国家的政府以税费的方式来降低碳排放和能源使用。超过半数的电力用于驱动电动机，因此设计人员不是应该而是必须采用更加高效的电机控制与设计。本文将介绍综合运用磁场定向控制（FOC）算法和脉冲频率调制（PFM）严密地控制电机，实现高精度与高效率。磁场定向控制（FOC）算法标量控制（或者常称的电压/频率控制）是一种简单的控制方法，通过改变供电电源（电压）和提供给定子的频率来改变电机的扭矩和转速。这种方法相当简单，甚至用8/16位微处理器也能完成设计。不过，简便的设计也伴随着最大的缺陷——缺乏稳健可靠的控制。如果负载在高转速下保持恒定，这种控制方法倒是足够。但一旦负载发生变化，

[工业控制]

马达控制系统检查算法的量化问题分析

数字控制系统能给设计人员带来很多优势，比如它能执行高级运算并降低成本。因此，在执行数字马达控制系统时，数字处理器的选择就成为需要考虑的主要问题。　现实世界中的信号在时间上是连续的，而另一方面，信号数字化表示的精密有限，而且采样时间上不连续，因此导致了量化。明显的量化源包括ADC，具有截位、舍入、溢出误差特性的计算引擎以及脉宽调制(PWM)发生器。　　使用更长字长的ADC可将ADC的量化误差最小化（嵌入式控制器中一般采用的是12位ADC）。另外设计者也需要注意采样多个电流时会产生的误差。如果使用一个ADC来连续采样两个电流，那么所产生的误差就能得到限制。　　如果使用带双取样和保持电路的ADC，就可以

[工业控制]

马达控制应用32位AVR MCU系列【爱特梅尔】

爱特梅尔公司(Atmel® Corporation)宣布推出带有512KB嵌入式闪存的Atmel UC3C AT32UC3C0512C AVR® 微控制器。作为专注于汽车电子行业的微控制器供应商，爱特梅尔继续为市场带来新的符合汽车市场品质要求的微控制器(MCU)解决方案。新器件是专用于如HVAC、电动车窗，电动车门和电动座椅等马达控制应用的32位AVR MCU系列的首个成员，在片上集成有直接控制马达的PWM控制器和各种模拟功能，以及用于车内通信的汽车电子接口(CAN、LIN)。Atmel AVR UC3C系列还将提供适应高达125°C温度的真正5V器件。 Atmel UC3C汽车等级MCU具备能耐受最恶劣的

[单片机]

<font color='red'>马达控制</font>应用32位AVR MCU系列【爱特梅尔】

采用ARM Cortex-M0处理器内核英飞凌XMC1302马达控制解决方案

XMC1300器件是基于XMC 1000系列微控制器的成员，采用ARM Cortex-M0处理器内核。 XMC1300系列解决了控制需要电机控制，数字电源转换的实时性问题。它还具有外设LED照明应用。 XMC1302主要特性 CPU子系统 CPU内核高性能32位ARM Cortex-M0 CPU 大多数16位Thumb和32位Thumb2指令集的子集单周期32位硬件乘法器用于操作系统支持的系统计时器（SysTIck）超低功耗嵌套向量中断控制器（NVIC）事件请求单元（ERU），用于处理外部和内部服务请求 MATH协处理器（MATH）用于三角计算的CORDIC单元除法单元片上存储器 8kb片上ROM 16k

[单片机]

采用ARM Cortex-M0处理器内核英飞凌XMC1302<font color='red'>马达控制</font>解决方案

大联大旗下友尚集团推出多个马达控制方案

大联大集团近日宣布，其旗下友尚集团推出多个马达控制方案，品牌囊括Fairchild、Magnachip、Samsung、ST、TI 以及TE 等众多国际一线品牌。在现今的生活中，许多工具和几乎所有家用电器都有马达系统。马达用途众多，大至重型工业，小至小型玩具都有其踪迹。在不同的环境下会选择不同类型的马达，例如常见的家用电器，例如电风扇、电动玩具车、电动车、洗衣机、电动刮胡刀、吹风机等等。为了便于工程师选择合适的方案，大联大旗下友尚集团汇集所代理的众多一线品牌，针对不同的应用领域提供不同的参考方案。具体方案包括Fairchild高效无刷直流电机控制设计方案、Magnachip 的Power Module 马达控制应用方案、

[嵌入式]

IGLOO的FPGA构成的马达控制方案

本文介绍了IGLOO系列主要特性和优势，IGLOO系列架构框图以及采用AGL125的马达控制子板主要特性，步进马达控制逻辑方框图，BLDC马达控制逻辑方框图以及马达控制子板电路图和材料清单。 Actel公司的IGLOO系列FPGA是采用Flash Freeze技术的低功耗闪存FPGA，它基于130nm闪存工艺，具有最低功耗，单片解决方案和小占位面积的封装，可重新编程以及丰富的其它特性，核电压1.2 V -1.5 V，支持低功耗和单电压系统工作，Flash Freeze模式的功耗为5uW，系统门从15K到100万，多达144kb的双端口SRAM和多达300个用户I/O，可满足消费品，工业，医疗，汽车电子，计算，通信和

[嵌入式]

IGLOO的FPGA构成的<font color='red'>马达控制</font>方案

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■免费申请 | 上百份MPS MIE模块，免费试用还有礼！

■PI 电源小课堂|无 DC-DC 变换实现多路高精度输出反激电源

■有奖直播报名:大联大世平集团&恩智浦 | AI 无所不在，单板电脑也可以

■2024 瑞萨电子MCU/MPU工业技术研讨会——深圳、上海站，火热报名中

Vishay线上图书馆

白皮书技术文章视频热门推荐