智能变频电动执行器的电流检测电路介绍

随着执行器的高速发展，变频执行器必然成为发展趋势。因此在变频执行器中电流检测技术也将成为关键因素。

原先部分的电流检测都是采用串联小阻值大功率电阻检测;电磁式电流互感器及其它检测方式。其中串电阻检测方式的缺点分别为温漂较大，无隔离效果，量程较大的时候需要分多档进行处理结果，容易受到地干扰。电磁式电流互感器的缺点在于重量大，不能用于高频检测，且精度比较低。

为实现上述目的，本文介绍一种智能变频电动执行器的电流检测电路，包括ACS712(或国产CH701)芯片、电容、电阻、放大器、二极管，其特征在于：ACS712/CH701芯片的1、2号管脚短接后连接到绝缘栅双极型晶体管芯片的11号管脚，ACS712/CH701芯片的3、4号管脚短接后连接到直流母线的正端，ACS712/CH701芯片的5号管脚连接电容一的一端并接地，电容一的另一端连接到ACS712/CH701芯片的6号管脚;ACS712/CH701芯片的7号管脚连接到电阻一的一端，电阻一的另一端分别连接到电容二的一端、电阻二的一端和电阻三的一端，电容二的另一端接地，电阻二的另一端分别连接电容三的一端和电容四的一端及开关二极管的3号脚，电阻三的另一端连接到放大器一的5号脚，电容三和电容四的另一端的相连接到开关二极管的1号脚并接地，开关二极管的2号脚接电源3 .3V;放大器一的6号脚连接电阻四的一端，电阻四的另一端连接放大器一的7号脚及电阻五的一端，电阻五的另一端分别连接到电阻六的一端和放大器二的3号脚，电阻六的另一端分别连接放大器二的1号脚和二极管一的正端，二极管一的负端分别连接二极管二的负端、单片机的P1 .21管脚和电阻七的一端，二极管二的正端连接单片机的P1 .20管脚P1 .20;电阻七的另一端连接电源3 .3V;ACS712/CH701芯片的8号管脚分别连接电容五的一端和电阻八的一端，电容五的另一端接地，电阻八的另一端分别连接电阻九的一端、电容六的一端和放大器二的2号脚，电阻九的和电容六的另一端相连并接地。

ACS712/CH701芯片的1、2号管脚为IP+端口;3、4号管脚为IP-端口;5号管脚为GND端口;6号管脚为FILTER端口;7号管脚为VIOUT端口;8号管脚为VCC端口。

图1 芯片内部原理图

采用ACS712/CH701霍尔电流传感器芯片，该芯片为电流输入，电压输出。将芯片直接串联接入直流母线中，检测母线电流，霍尔元件根据磁场强度感应原理输出一个线性的电压信号。这样的优势在于芯片直接串联在电流回路中，外围电路简单;可测交直流电流;无需检测电阻，内置毫欧级路径内阻;单电源供电，原边无需供电，因此强电和弱电进行隔离;相比原先的检测方式，安全可靠且精度要高得多。

图2 电路原理图

ACS712/CH701芯片完全是基于霍尔感应原理设计，由一个精确的低偏移线性霍尔传感器电路与位于接近芯片表面的铜箔组成，当电流流过铜箔时，产生一个磁场，霍尔元件根据磁场强度感应出一个线性的电压信号，经过内部的放大、滤波、斩波与修正电路，输出一个电压信号，由该芯片的7号管脚输出，直接反应出流经铜箔电流的大小。因为斩波电路的原因，其输出将加载于0 .5*Vcc上，其输出与输入的关系为Vout=0 .5*Vcc+Ip*Sensitivity。

CH701霍尔电流传感器IC，是工业、汽车、商业和通信系统中交流或直流电流传感的经济而精确的解决方案。小封装是空间受限应用的理想选择，同时由于减少了电路板面积而节省了成本。典型应用包括电机控制、负载检测和管理、开关电源和过电流故障保护。

参考文章：霍尔传感器芯片该如何选型

CH701可以检测到50A峰值的电流。

如果需要检测更大电流，需要更高的隔离电压，可以选择更大电流范围的产品，比如16脚的CH701W系列，电流范围可以到70A，绝缘耐压可以到4800Vrms：

审核编辑：汤梓红