采用雙電源的n端單電阻電流偵測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種采用雙電源的N端單電阻電流偵測(cè)電路，包括變頻器DC-AC主電路部分和硬件放大電路部分；變頻器DC-AC主電路部分包括由三個(gè)兩單元的IGBT功率模塊組成的三相逆變器，三相逆變器的輸出端U、V、W與電機(jī)相連，直流母線上串聯(lián)有采樣電阻；硬件放大電路部分包括雙電源運(yùn)放和電壓跟隨器；母線電流流過(guò)采樣電阻以后，經(jīng)硬件放大電路部分并上抬2.5V后，供CPU的AD模組進(jìn)行采樣。本實(shí)用新型基于單電阻采樣直流母線電流的方式進(jìn)行電機(jī)相電流的重構(gòu)，可以降低成本、減少體積、提高效率。
【專利說(shuō)明】采用雙電源的N端單電阻電流偵測(cè)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及變頻器電流偵測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種采用雙電源的N端單電阻電流偵測(cè)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在變頻器交流調(diào)速的閉環(huán)控制方案中，對(duì)電動(dòng)機(jī)三相電流進(jìn)行采樣是一個(gè)核心環(huán)節(jié)。當(dāng)前變頻器電流偵測(cè)常使用電流互感器來(lái)采樣變頻器輸出電流，這樣不僅成本高，變頻器體積也會(huì)較大。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的變頻器電流偵測(cè)方式已經(jīng)不能滿足要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型旨在提供一種采用雙電源的N端單電阻電流偵測(cè)電路，從而降低成本、減少體積、提聞效率。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種采用雙電源的N端單電阻電流偵測(cè)電路，包括變頻器DC-AC主電路部分和硬件放大電路部分；
[0006]所述變頻器DC-AC主電路部分包括由三個(gè)兩單元的IGBT功率模塊組成的三相逆變器，三相逆變器的輸出端U、V、W與電機(jī)相連，三相逆變器的直流母線上串聯(lián)有采樣電阻；
[0007]所述硬件放大電路部分包括雙電源運(yùn)放和電壓跟隨器；雙電源運(yùn)放的同相輸入端串聯(lián)所述采樣電阻后連接變頻器DC-AC主電路部分的直流母線，雙電源運(yùn)放的反相輸入端串聯(lián)第一電阻后連接模擬地端，第二電阻連接在雙電源運(yùn)放的反相輸入端和輸出端之間，雙電源運(yùn)放和輸出端串聯(lián)第三電阻后連接電壓跟隨器的同相輸入端，雙電源運(yùn)放的正負(fù)電源端采用±15V供電并分別連接有下拉的第一電容、第二電容；電壓跟隨器的同相輸入端連接有上拉的第四電阻，以及下拉的第五電阻和第三電容，電壓跟隨器的反相輸入端和輸出端短接，電壓跟隨器的輸出端連接CPU并連有下拉的第四電容。
[0008]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:
[0009]本實(shí)用新型基于單電阻采樣直流母線電流的方式，進(jìn)行電機(jī)相電流的重構(gòu)，可以降低成本、減少體積、提聞效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是變頻器DC-AC主電路部分原理圖。
[0011]圖2是采樣電阻上的電壓信號(hào)與輸出電流波形圖。
[0012]圖3是硬件放大電路部分原理圖。
[0013]圖4是CPU端的電壓波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1為變頻器DC-AC主電路部分原理圖，其中三相逆變器由三個(gè)兩單元的IGBT功率模塊組成，電阻R是檢測(cè)直流側(cè)母線電流的采樣電阻，變頻器的輸出端U、V、W與電機(jī)相連。
[0016]實(shí)際測(cè)試電阻R上的電壓信號(hào)與輸出電流波形見(jiàn)圖2。(CHl為偵測(cè)電阻上電壓，CH2，CH3，CH4為變頻器輸出電流波形)
[0017]母線電流Idc流過(guò)采樣電阻R以后，經(jīng)如圖3所示的硬件放大電路部分并上抬
2.5V (信號(hào)大小在O?5V之間)后，供CPU的AD模組進(jìn)行采樣。
[0018]硬件放大電路部分如圖3所示，采用雙電源運(yùn)放IC202A，型號(hào)為TL3474，運(yùn)放采用±15V供電，對(duì)于正負(fù)信號(hào)放大失真小。計(jì)算過(guò)程如下:
[0019]因?yàn)樘摂嗫傻贸鯥l = 12,因?yàn)樘摱炭傻肰- = V+ = Vin,則可得
[0020]-Vin/R260 = (Vin-Vl)/R265
[0021]Vl = (l+R265/R260)*Vin
[0022]Vl = 23*Vin
[0023]因Vin = Idc*R
[0024]實(shí)際偵測(cè)電阻阻值為30ι?Ω，所以Vin = 0.03*Idc，Vl = 0.69*IdcV2點(diǎn)電壓可通過(guò)節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算可得:
[0025]V2 = (AVCC/R283+V1/R268)/(1/R283+1/R268+1/R279)
[0026]V2 = (5/1+V1/2)/(1+1/2+1/2)
[0027]V2 = 2.5+0.25*V1
[0028]V2 = 2.5+0.1725*Idc
[0029]因?yàn)镮C202C為電壓跟隨器，所以輸出電壓VO = V2 = 2.5+0.1725*Idc，實(shí)際CPU測(cè)得電壓為V0，實(shí)際測(cè)試電壓值如圖4，由圖4可知，通過(guò)硬件電路的轉(zhuǎn)換，把直流母線電流轉(zhuǎn)換成以2.5V為中心，幅值O?5V的電壓信號(hào)，提供了軟件所需要的處理信號(hào)。(CHI，CH2，CH3為輸出PWM驅(qū)動(dòng)波形，CH4為CPU偵測(cè)得到的母線電流)。
[0030]構(gòu)成以上電路的元器件均為市售商品。
[0031]上述電路通過(guò)對(duì)母線電流的放大與轉(zhuǎn)換，得到了軟件處理所需要的信號(hào)，完成了硬件電路的功能。接下來(lái)可以根據(jù)相電流、直流母線電流及逆變器開(kāi)關(guān)狀態(tài)之間的關(guān)系，通過(guò)空間電壓矢量移相的方法來(lái)重構(gòu)三相電流，該重構(gòu)技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，本文不做詳解。
[0032]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種采用雙電源的N端單電阻電流偵測(cè)電路，其特征在于:包括變頻器DC-AC主電路部分和硬件放大電路部分； 所述變頻器DC-AC主電路部分包括由三個(gè)兩單元的IGBT功率模塊組成的三相逆變器，三相逆變器的輸出端U、V、W與電機(jī)相連，三相逆變器的直流母線上串聯(lián)有采樣電阻； 所述硬件放大電路部分包括雙電源運(yùn)放和電壓跟隨器；雙電源運(yùn)放的同相輸入端串聯(lián)所述采樣電阻后連接變頻器DC-AC主電路部分的直流母線，雙電源運(yùn)放的反相輸入端串聯(lián)第一電阻后連接模擬地端，第二電阻連接在雙電源運(yùn)放的反相輸入端和輸出端之間，雙電源運(yùn)放和輸出端串聯(lián)第三電阻后連接電壓跟隨器的同相輸入端，雙電源運(yùn)放的正負(fù)電源端采用±15V供電并分別連接有下拉的第一電容、第二電容；電壓跟隨器的同相輸入端連接有上拉的第四電阻，以及下拉的第五電阻和第三電容，電壓跟隨器的反相輸入端和輸出端短接，電壓跟隨器的輸出端連接CPU并連有下拉的第四電容。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK203941226SQ201420318670
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】謝曉東 申請(qǐng)人:臺(tái)安科技(無(wú)錫)有限公司