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电流传感器采样电路核心和架构

张飞实战电子

描述

用2in1 2903比较器和RC滤波电路组成的U向过流保护电路,V相的设计与U相相同。

现在我进行参考电压的设计VREFHI和VREFLO的设计,有条件的用线性电源,精度高而且纹波也小。我现在使用电阻分压的到这两个参考电压,如下图所示:

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图2 :VREF_HI和VREF_LO电压设计

通过电阻分压得到两个所需的电压,VREF_HI=2.197V;

VREF_LO=0.298V。当U或V电流采样信号大于VREF_HI=2.197V时,代表电机正转过流,当小于VREF_LO=0.298V时代表电机反转过流,如果在0.298V到2.197V间说明电机正常运转。

看上图的电阻分压,+5V的电源要与其他电源区分开,有条件可以用隔离电源或者单片机的I/o口提供一个电压,这样扛干扰能力强,不容易受干扰。VREF_LO=0.298V为R5/R1+R2+R3+R4+R5*(+5V),电阻分压得到。VREF_HI=2.197V为R5+R4+R3/R1+R2+R3+R4+R5*(+5V),电阻分压得到,这样两个参考电压就设计好了。

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图3 :U和V相,电流保护初级电路

如上图3所示,U和V相的电机正转和反转过流保护设计完成了。当U相或V相信号0.625V到4.375V,电机正常运转,当小于0.625V或大于4.375V时,经过U相R6、R7和V相R8、R9分压后低值0.625V/2=0.3125V,高值4.375V/2=2.1875V. 通过上面的数据可以得出电机正转或者反转时达到+-750A时,还不会触发保护,与触发点还有一点差距。

现在计算一下,VREF_HI=2.197V;VREF_LO=0.298V对应母线的Ip电流,根据电流传感器给定的数据算出母线峰值Ip。可以得到电流传感器的Vout低值等于:

VREF_UHI=2.197V*2=4.394V;VREF_ULO=0.298V*2=0.596V;

根据电流传感器的参数,Vout=4.394时,也就是电机正转的过流点。Vout=4.394=(Uc/5)*(Vo+G*Ip),Uc这里我们就按照理想+5V电源计算,实际5v电源可能4.99v、4.98v等等都有可能。Vo补偿电压是2.5V,电流传感器精度

G=2.5mV/A=2.5*10^-3V/A, 代入公式Vout=4.394=(Uc/5)*(Vo+G*Ip),可算出Ip=757.6A;同理算出电机反转时的过流点Vout=0.298V*2=0.596V时,Ip=761.6A。经过理论计算和实际测量过流点有点差别但是不大可以忽略,这里就认为过流点在+-750A。

从上图可知,电流传感器的核心主要由两部分组成,第一部分霍尔,第二部分运算电路。

当Vout》Vo,Ip母线电流正方向流动

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责任编辑:haq

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