本申請(qǐng)涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)、感應(yīng)電流檢測(cè)方法及逆變器驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù):
在現(xiàn)有技術(shù)中,其中最普遍的針對(duì)由逆變裝置驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)的控制方法之一就是通過(guò)檢測(cè)(測(cè)量)逆變裝置(特別是低端驅(qū)動(dòng)器)的電流。
測(cè)量精度是平穩(wěn)控制高調(diào)速電機(jī)及其他逆變驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵。特別地,這些測(cè)量方法應(yīng)免于由大電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的噪音的干擾。然而,現(xiàn)有的涉及電機(jī)電流的測(cè)量方法(用于測(cè)量電機(jī)電流的方法)要么是單端的要么會(huì)受到噪音影響。
請(qǐng)參閱圖1,在圖1中,描繪了傳統(tǒng)逆變器驅(qū)動(dòng)電路,其帶有一感應(yīng)電阻。
在該圖式中,串聯(lián)有高側(cè)FET器件101、低側(cè)FET器件102、以及感應(yīng)電阻103,其中,高側(cè)FET器件101的漏極連接于電源104,
高側(cè)FET器件101的源極連接于低側(cè)FET器件102的漏極并形成連接點(diǎn)106,連接點(diǎn)106用于與逆變器的輸出端連接,低側(cè)FET器件102的源極連接于感應(yīng)電阻103的一端形成連接點(diǎn)107,而感應(yīng)電阻103的另一端則連接于逆變器的接地端105。在這里我們用Rsense表示感應(yīng)電阻103,其阻值通常是數(shù)十毫歐。
該逆變器是由高側(cè)FET器件101和低側(cè)FET器件102的柵極來(lái)控制。
當(dāng)?shù)蛡?cè)FET器件102傳送感應(yīng)電流I至連接點(diǎn)106處的負(fù)載時(shí),電流也流經(jīng)感應(yīng)電阻103且產(chǎn)生電壓降,連接點(diǎn)107處的電壓即為:
Vsense=I·Rsense+GNDinv
其中,GNDinv為逆變器的接地端的電壓。如此,即可通過(guò)測(cè)量Vsense來(lái)計(jì)算出感應(yīng)電流I。
請(qǐng)參閱圖2,在圖2中,顯示了一種三相逆變器,其帶有三個(gè)高側(cè)FET器件101a、101b、101c,三個(gè)低側(cè)FET器件102a、102b、102c,三個(gè)感應(yīng)電阻103a、103b、103c,其中,高側(cè)FET器件101a、低側(cè)102a以及感應(yīng)電阻103a串聯(lián),高側(cè)FET器件101b、低側(cè)FET器件102b以及感應(yīng)電阻103b串聯(lián),高側(cè)FET器件101c、低側(cè)FET器件102c以及感應(yīng)電阻103c串聯(lián),所有高側(cè)FET器件101a、101b、101c的漏極是連接于電源端104,高側(cè)FET器件101a、101b、101c的源極與對(duì)應(yīng)的低側(cè)FET器件102a、102b、102c的漏極相連接以形成連接點(diǎn)106a、106b、106c,這三個(gè)連接點(diǎn)106a、106b、106c用于與逆變器的三相輸出端連接。低側(cè)FET器件102a、102b、102c的源極與對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電阻103a、103b、103c的一端相連接以形成連接點(diǎn)107a、107b、107c,感應(yīng)電阻103a、103b、103c的另一端均連接于逆變器的接地端105。高側(cè)FET器件101a、101b、101c及低側(cè)FET器件102a、102b、102c的柵極分別是由兩兩成對(duì)且非交迭驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
再請(qǐng)參閱圖1,如前所述,為測(cè)量負(fù)載的電流,須測(cè)量得到低側(cè)FET 102與感應(yīng)電阻103相連的連接點(diǎn)107處的感應(yīng)電壓。當(dāng)該電流來(lái)自負(fù)載時(shí),連接點(diǎn)107處的電壓是高于接地電壓的,當(dāng)該電流是輸送至負(fù)載時(shí)連接點(diǎn)107處的電壓是負(fù)的。
通常地,連接點(diǎn)107處的電壓變化范圍為±幾百毫伏(常見為±700mv)。
現(xiàn)有技術(shù)中感應(yīng)電阻上的感應(yīng)電壓及放大處理方法可參閱圖3,感應(yīng)電阻103上的電壓通過(guò)濾波電阻108而連接于放大器109的正輸入端,同時(shí),濾波電阻108與放大器109的正輸入端之間還設(shè)有電平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),在該電平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中,包括相互串聯(lián)的上電阻111和下電阻112,上電阻111的第一端連接于芯片電源端113,上電阻111的第二端連接于下電阻112的第一端并與濾波電阻108和放大器109的正輸入端連接,下電阻112的第二端連接于接地端114。逆變器的接地端105通過(guò)增益電阻115而連接于放大器109的負(fù)輸入端。放大器109的輸出端通過(guò)反饋電阻116而連接于放大器109的負(fù)輸入端。
無(wú)論接地端114是安靜的芯片接地端還是吵鬧的逆變器接地端,放大器109的輸出端19的電壓輸出值不只依賴于連接點(diǎn)107處的感應(yīng)電壓與逆變器的接地端105的電壓差值,該電壓差值是正比于負(fù)載的傳導(dǎo)電流但也取決于非理想狀態(tài)下的接地端電壓的絕對(duì)值,因此,圖3中的電路具有逆變器地面噪聲泄漏到放大器的輸出端。如此,在實(shí)際應(yīng)用中,會(huì)將顯著的噪聲分量引入電流檢測(cè)結(jié)果中,造成低信噪比,影響感應(yīng)電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性,這是我們希望避免的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)、感應(yīng)電流檢測(cè)方法及逆變器驅(qū)動(dòng)裝置,用于解決現(xiàn)有技術(shù)中逆變器感應(yīng)電流檢測(cè)不夠精確等問題。
本申請(qǐng)的第一方面,提供一種感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng),包括:逆變器感應(yīng)電路,具有電流感應(yīng)器件;所述電流感應(yīng)器件具有第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn);差分放大電路,用于從所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓處理為差分輸出電壓后輸出,所述差分輸出電壓與所述感應(yīng)電流成正比但免疫于噪聲信號(hào)。
在某些實(shí)施例中,感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)還包括電流計(jì)算電路,用于根據(jù)所述差分放大電路輸出的差分輸出電壓以計(jì)算得出對(duì)應(yīng)于所述電流感應(yīng)器件的感應(yīng)電流。
在某些實(shí)施例中,所述逆變器感應(yīng)電路還包括與所述電流感應(yīng)器件串聯(lián)的第一半導(dǎo)體開關(guān)器件和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件。
在某些實(shí)施例中,所述第一半導(dǎo)體開關(guān)器件包含兩個(gè)傳導(dǎo)端和一個(gè)控制端,所述第二半導(dǎo)體開關(guān)器件包含兩個(gè)傳導(dǎo)端和一個(gè)控制端,其中,所述第一半導(dǎo)體開關(guān)器件的第一傳導(dǎo)端與所述逆變器的電源端連接,所述第一半導(dǎo)體開關(guān)器件的第二傳導(dǎo)端與所述第二半導(dǎo)體開關(guān)器件的第一傳導(dǎo)端連接,所述第二半導(dǎo)體開關(guān)器件的第二傳導(dǎo)端與所述電流感應(yīng)器件的第一端連接以形成所述第一檢測(cè)點(diǎn),所述電流感應(yīng)器件的第二端形成所述第二檢測(cè)點(diǎn)。
在某些實(shí)施例中,所述第一半導(dǎo)體開關(guān)器件中的控制端接收第一控制信號(hào),所述第二半導(dǎo)體開關(guān)器件中的控制端接收第二控制信號(hào)。
在某些實(shí)施例中,所述第一控制信號(hào)與所述第二控制信號(hào)為成對(duì)非交迭狀態(tài)。
在某些實(shí)施例中,所述差分放大電路包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路,基于所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)的電壓而實(shí)施第一電平轉(zhuǎn)換以獲得第一轉(zhuǎn)換電壓;第二電平轉(zhuǎn)換電路,基于所述電流感應(yīng)器件的第二檢測(cè)點(diǎn)的電壓而實(shí)施第二電平轉(zhuǎn)換以獲得第二轉(zhuǎn)換電壓;差分放大器,用于接收由所述第一電平轉(zhuǎn)換電路的第一轉(zhuǎn)換電壓和所述第二電平轉(zhuǎn)換電路的第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓。
在某些實(shí)施例中,所述第一電平轉(zhuǎn)換電路包括第一上分壓電阻和第一下分壓電阻,所述第一上分壓電阻的第一端與一參考電壓或一電源電壓連接,所述第一上分壓電阻的第二端與所述第一下分壓電阻的第一端連接以形成第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn),所述第一下分壓電阻的第二端與所述第一檢測(cè)點(diǎn)連接。
在某些實(shí)施例中,所述第二電平轉(zhuǎn)換電路包括第二上分壓電阻和第二下分壓電阻,所述第二上分壓電阻的第一端與所述參考電壓或一電源電壓連接,所述第二上分壓電阻的第二端與所述第二下分壓電阻的第一端連接以形成第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn),所述第二下分壓電阻的第二端與所述第二檢測(cè)點(diǎn)連接。
在某些實(shí)施例中,所述第一電平轉(zhuǎn)換電路中的第一上分壓電阻與所述第一下分壓電阻的阻值比是相等于所述第二電平轉(zhuǎn)換電路中的第二上分壓電阻與所述第二下分壓電阻的阻值比。
在某些實(shí)施例中,所述第一電平轉(zhuǎn)換電路中的第一上分壓電阻和所述第一下分壓電阻以及所述第二電平轉(zhuǎn)換電路中的第二上分壓電阻和所述第二下分壓電阻為等阻值的電阻。
在某些實(shí)施例中,所述差分放大器具有正相輸入端和反相輸入端、以及正相輸出端和反相輸出端,其中,所述正相輸入端與所述第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)連接,所述反相輸入端與所述第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)連接。
在某些實(shí)施例中,在所述差分放大器中,所述正相輸出端與所述反相輸出端之間的電壓差值等于所述正相輸入端與所述反相輸入端之間的電壓差值與增益的乘積,且輸出的共模電壓等于所述反相輸入端的電壓。
在某些實(shí)施例中,所述第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)與所述正相輸入端之間還設(shè)有濾波電路。
在某些實(shí)施例中,所述第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)與所述反相輸入端之間還設(shè)有濾波電路。
本申請(qǐng)感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng),利用差分放大電路從電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓并將其處理為差分輸出電壓后輸出,一來(lái),經(jīng)差分放大處理之后,可將電流感應(yīng)器件中第一檢測(cè)點(diǎn)與第二檢測(cè)點(diǎn)之間的電壓差值轉(zhuǎn)換為大尺度下的量值,從而能實(shí)現(xiàn)差分檢測(cè),再者,經(jīng)處理后的差分輸出電壓僅與感應(yīng)電流呈正比關(guān)系而免疫于噪聲分量,從而盡可能地消除了噪聲分量的影響,提高了感應(yīng)電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
本申請(qǐng)的第二方面,再提供一種感應(yīng)電流檢測(cè)方法,包括:利用電流感應(yīng)器件來(lái)獲取感應(yīng)電流;從所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓處理為差分輸出電壓后輸出,所述差分輸出電壓與所述感應(yīng)電流成正比但免疫于噪聲信號(hào)。
在某些實(shí)施例中,對(duì)所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)的電壓實(shí)施第一電平轉(zhuǎn)換以獲得第一轉(zhuǎn)換電壓,對(duì)所述電流感應(yīng)器件的第二檢測(cè)點(diǎn)的電壓實(shí)施第二電平轉(zhuǎn)換以獲得第二轉(zhuǎn)換電壓;接收由所述第一轉(zhuǎn)換電壓和所述第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓,將所述差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓,以供根據(jù)所述差分輸出電壓而計(jì)算得出對(duì)應(yīng)于所述電流感應(yīng)器件的感應(yīng)電流。
本申請(qǐng)感應(yīng)電流檢測(cè)方法,通過(guò)從電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓并將其處理為差分輸出電壓后輸出,一來(lái),經(jīng)差分放大處理之后,可將電流感應(yīng)器件中第一檢測(cè)點(diǎn)與第二檢測(cè)點(diǎn)之間的電壓差值轉(zhuǎn)換為大尺度下的量值,從而能實(shí)現(xiàn)差分檢測(cè),再者,經(jīng)處理后的差分輸出電壓僅與感應(yīng)電流呈正比關(guān)系而免疫于噪聲分量,從而盡可能地消除了噪聲分量的影響,提高了感應(yīng)電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
本申請(qǐng)的第三方面,還提供一種逆變器驅(qū)動(dòng)裝置,包括:逆變電路,具有逆變器;如前所述的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng),用于檢測(cè)所述逆變器的感應(yīng)電流。
附圖說(shuō)明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中逆變器驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中三相逆變器驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)圖1的逆變器驅(qū)動(dòng)電路的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。
圖4為本申請(qǐng)逆變器驅(qū)動(dòng)裝置在一實(shí)施方式中的示意圖。
圖5為圖4中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在一實(shí)施方式中的示意圖。
圖6為圖5中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在一實(shí)施方式中的示意圖。
圖7為圖5中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在另一實(shí)施方式中的示意圖
圖8為圖6中的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在一具體實(shí)例中的電路示意圖。
圖9為圖8中逆變器感應(yīng)電路中控制信號(hào)的時(shí)序圖。
圖10為圖6中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在另一具體實(shí)例中的電路示意圖。
圖11為圖10中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)變化例。
圖12為圖10中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)的另一變化例。
圖13為圖10中的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)的又一變化例。
圖14為本申請(qǐng)感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于三相逆變器中的電路示意圖。
圖15為圖14中逆變器感應(yīng)電路中控制信號(hào)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本申請(qǐng)的實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本申請(qǐng)的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本申請(qǐng)還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用,本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用,在沒有背離本申請(qǐng)的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
需要說(shuō)明的是,本說(shuō)明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等,均僅用以配合說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容,以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀,并非用以限定本申請(qǐng)可實(shí)施的限定條件,故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義,任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整,在不影響本申請(qǐng)所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下,均應(yīng)仍落在本申請(qǐng)所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。
本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)有逆變器感應(yīng)電流的檢測(cè)技術(shù)中,由于在信號(hào)處理過(guò)程中會(huì)引入顯著的噪聲分量,影響到感應(yīng)電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。有鑒于此,本申請(qǐng)主要在于提出了一種感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)、感應(yīng)電流檢測(cè)方法及逆變器驅(qū)動(dòng)裝置,通過(guò)對(duì)電流感應(yīng)器件相對(duì)兩端的電壓信號(hào)分別進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換并據(jù)此實(shí)現(xiàn)差分檢測(cè),極大地減少了噪聲分量的干擾,提高了感應(yīng)電流信號(hào)檢測(cè)的靈敏度及準(zhǔn)確性。
請(qǐng)參閱圖4,顯示為本申請(qǐng)逆變器驅(qū)動(dòng)裝置在一實(shí)施方式中的示意圖。如圖4所示,本申請(qǐng)逆變器驅(qū)動(dòng)裝置包括:逆變電路1以及感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)2,其中,逆變電路1中配置有逆變器,而感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)2則用于檢測(cè)逆變電路1中逆變器的感應(yīng)電流,以獲取所述逆變器的運(yùn)行狀態(tài)。通常,逆變器是用于將直流電(例如:電池、蓄電瓶等)轉(zhuǎn)換為交流電(例如:110V市電、220V市電、三相380V)的電力變換設(shè)備,由于逆變器具有節(jié)能、易于控制輸出功率的特性被廣泛適用于例如空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、縫紉機(jī)、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱,錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等各類產(chǎn)品上。在逆變器驅(qū)動(dòng)裝置中,由于額定電壓和額定電流的最大容許量被限定,因而當(dāng)輸入超過(guò)額定電壓或額定電流的電壓、電流時(shí),逆變器就會(huì)無(wú)法正常工作或發(fā)生故障。因此,需要對(duì)逆變器中的電流或電壓(例如,針對(duì)電流,既可檢測(cè)電流的增減,還可檢測(cè)電流的變化率)進(jìn)行持續(xù)檢測(cè),一旦檢測(cè)到的電流或電壓超過(guò)了額定電流或額定電壓,則將逆變器立即斷開與電網(wǎng)的連接。故,為了實(shí)時(shí)了解逆變器的工作狀態(tài)及保護(hù)逆變器,本申請(qǐng)逆變器驅(qū)動(dòng)裝置中提供了感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)2。利用所提供的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)2,可實(shí)時(shí)且準(zhǔn)確地檢測(cè)逆變器的電流。進(jìn)一步地,在現(xiàn)有逆變器電流檢測(cè)技術(shù)中,對(duì)逆變電路中的可能出現(xiàn)的噪聲分量未作考量或欠考量,即,在電流檢測(cè)電路中沒有(完全)排除噪聲信號(hào),如此,會(huì)引入噪聲信號(hào)并使得引入的噪聲信號(hào)疊加于電流檢測(cè)電路中以干擾到電流檢測(cè)結(jié)果,造成低信噪比,影響感應(yīng)電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性,不能獲悉逆變器真實(shí)的運(yùn)行狀態(tài),這是我們希望避免的。有鑒于此,在本申請(qǐng)逆變器驅(qū)動(dòng)裝置中提供了一種新型的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)2,能在電流檢測(cè)應(yīng)用中盡可能排除噪聲分量的影響,以提高感應(yīng)電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
請(qǐng)參閱圖5,顯示為圖4中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在一實(shí)施方式中的示意圖。如圖5所示,所述感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:逆變器感應(yīng)電路21和差分放大電路23。
逆變器感應(yīng)電路21具有電流感應(yīng)器件210。利用電流感應(yīng)器件210可獲取逆變器的感應(yīng)電流。電流感應(yīng)器件210具有第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)。在一種實(shí)施例中,電流感應(yīng)器件210可例如為感應(yīng)電阻,為不影響逆變器驅(qū)動(dòng)裝置的整體運(yùn)行,作為電流感應(yīng)器件210的感應(yīng)電阻的阻值一般都非常小,通常是數(shù)十毫歐(milli-Ohms)。當(dāng)然,電流感應(yīng)器件210也可是其他具有器件,并不以此為限,例如,在其他實(shí)施例中,電流感應(yīng)器件210也可以是電流傳感器(例如:霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器等)。
差分放大電路23用于從所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓處理為差分輸出電壓后輸出,所述差分輸出電壓與所述感應(yīng)電流成正比但免疫于噪聲信號(hào)。
參見圖5所示的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng),本申請(qǐng)另提供了一種感應(yīng)電流檢測(cè)方法,包括:
首先,利用電流感應(yīng)器件來(lái)獲取感應(yīng)電流。
接著,從所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓處理為差分輸出電壓后輸出,所述差分輸出電壓與所述感應(yīng)電流成正比但免疫于噪聲信號(hào)。
之后,根據(jù)所述差分輸出電壓而計(jì)算得出對(duì)應(yīng)于所述電流感應(yīng)器件的感應(yīng)電流。
請(qǐng)參閱圖6,顯示為圖5中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在一實(shí)施方式中的示意圖。如圖6所示,所述感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:逆變器感應(yīng)電路21和差分放大電路23。
逆變器感應(yīng)電路21具有電流感應(yīng)器件210。利用電流感應(yīng)器件210可獲取逆變器的感應(yīng)電流。電流感應(yīng)器件210具有第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)。在一種實(shí)施例中,電流感應(yīng)器件210可例如為感應(yīng)電阻,為不影響逆變器驅(qū)動(dòng)裝置的整體運(yùn)行,作為電流感應(yīng)器件210的感應(yīng)電阻的阻值一般都非常小,通常是數(shù)十毫歐(milli-Ohms)。當(dāng)然,電流感應(yīng)器件210也可是其他具有器件,并不以此為限,例如,在其他實(shí)施例中,電流感應(yīng)器件210也可以是電流傳感器(例如:霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器等)。
差分放大電路23用于從電流感應(yīng)器件210的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓處理為差分輸出電壓后輸出,所述差分輸出電壓與所述感應(yīng)電流成正比但免疫于噪聲信號(hào)。
進(jìn)一步地,差分放大電路23進(jìn)一步包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路231、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大器235。
第一電平轉(zhuǎn)換電路231用于基于電流感應(yīng)器件210的第一檢測(cè)點(diǎn)的電壓而實(shí)施第一電平轉(zhuǎn)換以獲得第一轉(zhuǎn)換電壓。
第二電平轉(zhuǎn)換電路233用于基于電流感應(yīng)器件210的第二檢測(cè)點(diǎn)的電壓而實(shí)施第二電平轉(zhuǎn)換以獲得第二轉(zhuǎn)換電壓。
差分放大器235用于接收由第一電平轉(zhuǎn)換電路231的第一轉(zhuǎn)換電壓和第二電平轉(zhuǎn)換電路233的第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓,據(jù)此檢測(cè)出對(duì)應(yīng)于所述電流感應(yīng)器件的感應(yīng)電流。
在本實(shí)施方式的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)中:一方面,通過(guò)第一電平轉(zhuǎn)換電路而將電流感應(yīng)器件210的第一檢測(cè)點(diǎn)的電壓經(jīng)第一電平轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為第一轉(zhuǎn)換電壓,通過(guò)第二電平轉(zhuǎn)換電路而將電流感應(yīng)器件210的第二檢測(cè)點(diǎn)的電壓經(jīng)第二電平轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為第二轉(zhuǎn)換電壓(通過(guò)第一電平轉(zhuǎn)換電路能使得第一檢測(cè)點(diǎn)的電壓由原先的低的電平轉(zhuǎn)換為高的電平,通過(guò)第二電平轉(zhuǎn)換電路能使得第二檢測(cè)點(diǎn)的電壓由原先的低的電平轉(zhuǎn)換為高的電平,以利用后續(xù)的差分放大器235進(jìn)行信號(hào)差分放大處理),并通過(guò)差分放大器235將第一電平轉(zhuǎn)換電路231的第一轉(zhuǎn)換電壓和第二電平轉(zhuǎn)換電路233的第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓,從而可將電流感應(yīng)器件210中第一檢測(cè)點(diǎn)與第二檢測(cè)點(diǎn)之間的電壓差值轉(zhuǎn)換為大尺度下的量值,從而能實(shí)現(xiàn)差分檢測(cè),能更精確地得到對(duì)應(yīng)于電流感應(yīng)器件210中第一檢測(cè)點(diǎn)與第二檢測(cè)點(diǎn)之間的電壓差值,并利用所述電壓差值計(jì)算得到流經(jīng)電流感應(yīng)器件210的感應(yīng)電流。另一方面,更進(jìn)一步地,本申請(qǐng)感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)中,通過(guò)差分放大器235將第一電平轉(zhuǎn)換電路231的第一轉(zhuǎn)換電壓和第二電平轉(zhuǎn)換電路233的第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓,而所述差分輸出電壓是正比于感應(yīng)電流而不受噪聲分量的影響,提高了感應(yīng)電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
參見圖6所示的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng),本申請(qǐng)另提供了一種感應(yīng)電流檢測(cè)方法,包括:
首先,利用電流感應(yīng)器件來(lái)獲取感應(yīng)電流。
接著,對(duì)所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)的電壓實(shí)施第一電平轉(zhuǎn)換以獲得第一轉(zhuǎn)換電壓,對(duì)所述電流感應(yīng)器件的第二檢測(cè)點(diǎn)的電壓實(shí)施第二電平轉(zhuǎn)換以獲得第二轉(zhuǎn)換電壓。通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換,能使得第一檢測(cè)點(diǎn)的電壓和第二檢測(cè)點(diǎn)的電壓由原先的低的電平轉(zhuǎn)換為高的電平,以利用后續(xù)的信號(hào)差分放大處理。
之后,接收由所述第一轉(zhuǎn)換電壓和所述第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓,將所述差分輸入電壓處理為差分輸出電壓后輸出。經(jīng)過(guò)信號(hào)差分放大處理后的差分輸出電壓僅與感應(yīng)電流呈正比關(guān)系而免疫于噪聲分量,盡可能地消除噪聲分量的影響。
最后,根據(jù)所述差分輸出電壓而計(jì)算得出對(duì)應(yīng)于所述電流感應(yīng)器件的感應(yīng)電流。
請(qǐng)參閱圖7,顯示為圖5中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在另一實(shí)施方式中的示意圖。如圖7所示,所述感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:逆變器感應(yīng)電路21、差分放大電路23、以及電流計(jì)算電路25。
逆變器感應(yīng)電路21具有電流感應(yīng)器件210。利用電流感應(yīng)器件210可獲取逆變器的感應(yīng)電流。電流感應(yīng)器件210具有第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)。在一種實(shí)施例中,電流感應(yīng)器件210可例如為感應(yīng)電阻,為不影響逆變器驅(qū)動(dòng)裝置的整體運(yùn)行,作為電流感應(yīng)器件210的感應(yīng)電阻的阻值一般都非常小,通常是數(shù)十毫歐(milli-Ohms)。當(dāng)然,電流感應(yīng)器件210也可是其他具有器件,并不以此為限,例如,在其他實(shí)施例中,電流感應(yīng)器件210也可以是電流傳感器(例如:霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器等)。
差分放大電路23用于從所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓處理為差分輸出電壓后輸出,所述差分輸出電壓與所述感應(yīng)電流成正比但免疫于噪聲信號(hào)。
進(jìn)一步地,差分放大電路23更包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路231、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大器235。
第一電平轉(zhuǎn)換電路231用于基于電流感應(yīng)器件210的第一檢測(cè)點(diǎn)的電壓而實(shí)施第一電平轉(zhuǎn)換以獲得第一轉(zhuǎn)換電壓。
第二電平轉(zhuǎn)換電路233用于基于電流感應(yīng)器件210的第二檢測(cè)點(diǎn)的電壓而實(shí)施第二電平轉(zhuǎn)換以獲得第二轉(zhuǎn)換電壓。
差分放大器235用于接收由第一電平轉(zhuǎn)換電路231的第一轉(zhuǎn)換電壓和第二電平轉(zhuǎn)換電路233的第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓并將所述差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓,據(jù)此檢測(cè)出對(duì)應(yīng)于所述電流感應(yīng)器件的感應(yīng)電流。
電流計(jì)算電路25用于根據(jù)差分放大電路23輸出的差分輸出電壓以計(jì)算得出對(duì)應(yīng)于電流感應(yīng)器件210的感應(yīng)電流。
在實(shí)際應(yīng)用中,利用電流計(jì)算電路25,計(jì)算得出對(duì)應(yīng)于電流感應(yīng)器件210的感應(yīng)電流,可具體包括:計(jì)算出差分放大器235輸出的差分輸出電壓,根據(jù)所述差分輸出電壓是正比于感應(yīng)電流而不受噪聲分量的影響,根據(jù)差分放大器235的增益而得出差分放大器235的差分輸入電壓(即,所述第一轉(zhuǎn)換電壓和所述第二轉(zhuǎn)換電壓之間的電壓差值),根據(jù)第一電平轉(zhuǎn)換電路231中第一電平轉(zhuǎn)換的第一電平轉(zhuǎn)換比和第二電平轉(zhuǎn)換電路233中第二電平轉(zhuǎn)換的第二電平轉(zhuǎn)換比(為便于計(jì)算,可假設(shè)上述提及的第一電平轉(zhuǎn)換比是等于所述第二電平轉(zhuǎn)換比)來(lái)計(jì)算出電流感應(yīng)器件210中第一檢測(cè)點(diǎn)與第二檢測(cè)點(diǎn)之間的電壓差值,從而根據(jù)第一檢測(cè)點(diǎn)與第二檢測(cè)點(diǎn)之間的電壓差值以及電流感應(yīng)器件210的阻值來(lái)計(jì)算得出流經(jīng)電流感應(yīng)器件210的感應(yīng)電流。
請(qǐng)參閱圖8,顯示為圖6中的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在一具體實(shí)例中的電路示意圖。如圖8所示,在本具體實(shí)例中,所述感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:逆變器感應(yīng)電路21以及差分放大電路23。
針對(duì)逆變器感應(yīng)電路21,逆變器感應(yīng)電路21進(jìn)一步包括:第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211、第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212、以及電流感應(yīng)器件210。第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211包含兩個(gè)傳導(dǎo)端和一個(gè)控制端,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212包含兩個(gè)傳導(dǎo)端和一個(gè)控制端,其中,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的第一傳導(dǎo)端與逆變器的電源端213連接,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的第二傳導(dǎo)端與第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的第一傳導(dǎo)端連接,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的第二傳導(dǎo)端與電流感應(yīng)器件210的第一端連接以形成第一檢測(cè)點(diǎn)P1,電流感應(yīng)器件210的第二端形成第二檢測(cè)點(diǎn)P2。在實(shí)際應(yīng)用中,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211可例如為NMOS晶體管(N-Channel Metal-Oxide-Semiconductor),第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212可例如為NMOS晶體管,而電流感應(yīng)器件210可例如為感應(yīng)電阻。假設(shè):作為第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的NMOS晶體管稱為第一NMOS晶體管,作為第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的NMOS晶體管稱為第二NMOS晶體管,則它們的連接關(guān)系具體為:第一NMOS晶體管211的柵極接收第一控制信號(hào)Vc1,第一NMOS晶體管211的漏極與逆變器的電源端213連接,第一NMOS晶體管211的源極與第二NMOS晶體管212的漏極連接,第二NMOS晶體管212的柵極接收第二控制信號(hào)Vc2,第二NMOS晶體管212的源極與感應(yīng)電阻210的第一端連接以形成第一檢測(cè)點(diǎn)P1,感應(yīng)電阻210的第二端與逆變器的接地端214連接以形成第二檢測(cè)點(diǎn)P2。需說(shuō)明的是,在前述中,是以第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212均為NMOS晶體管為例進(jìn)行說(shuō)明的,但其僅為示例性說(shuō)明,并非用于限制本申請(qǐng)中第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的保護(hù)范圍,實(shí)際上,只要能實(shí)現(xiàn)電路切換功能的各類器件均是可允許的,即,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212可作不同的變化。例如,作為一種擴(kuò)展,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211可例如為PMOS晶體管,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212可例如為NMOS晶體管,這樣,PMOS晶體管的柵極接收第一控制信號(hào)Vc1,PMOS晶體管的漏極與逆變器的電源端213連接,PMOS晶體管的源極與NMOS晶體管的漏極連接,NMOS晶體管的柵極接收第二控制信號(hào)Vc2,NMOS晶體管的源極與感應(yīng)電阻210的第一端連接以形成第一檢測(cè)點(diǎn)P1,感應(yīng)電阻210的第二端與逆變器的接地端214連接以形成第二檢測(cè)點(diǎn)P2。當(dāng)然,作為其他擴(kuò)展,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212也可采用例如絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。另外,在圖8所示的具體實(shí)例中,感應(yīng)電阻210的第二端是與接地端214連接,但并不以此為限,在其他實(shí)例中,若逆變器感應(yīng)電路21中還包括其他電路或器件,那么感應(yīng)電阻210的第二端也可與其他電路或器件連接。
對(duì)于逆變器感應(yīng)電路21而言,是由作為第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的第一NMOS晶體管和作為第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的第二NMOS晶體管來(lái)決定的,具體地,通過(guò)施加于第一NMOS晶體管211的柵極的第一控制信號(hào)Vc1和施加于第二NMOS晶體管212的柵極的第二控制信號(hào)Vc2來(lái)控制電路的通斷,在所述第一控制信號(hào)Vc1為高電平時(shí)就可觸發(fā)第一NMOS晶體管211導(dǎo)通并使得第一NMOS晶體管211的源極和漏極之間傳導(dǎo)電流(而在所述第一控制信號(hào)Vc1為低電平時(shí),第一NMOS晶體管211關(guān)斷,第一NMOS晶體管211的源極和漏極之間不傳導(dǎo)電流),在所述第二控制信號(hào)Vc2為高電平時(shí)就可觸發(fā)第二NMOS晶體管212導(dǎo)通并使得第二NMOS晶體管212的源極和漏極之間傳導(dǎo)電流(而在所述第二控制信號(hào)Vc2為低電平時(shí),第二NMOS晶體管212關(guān)斷,第二NMOS晶體管212的源極和漏極之間不傳導(dǎo)電流)。如此,會(huì)出現(xiàn)這樣一種情形:當(dāng)所述第一控制信號(hào)Vc1和所述第二控制信號(hào)Vc2同時(shí)為高電平時(shí),第一NMOS晶體管211和第二NMOS晶體管212同時(shí)導(dǎo)通,電源端213至接地端214直通易造成短路。為避免上述情形的出現(xiàn),在本具體實(shí)施例中,將所述第一控制信號(hào)Vc1與所述第二控制信號(hào)Vc2可例如設(shè)計(jì)為成對(duì)非交迭狀態(tài),即,所述第一控制信號(hào)Vc1與所述第二控制信號(hào)Vc2不能同時(shí)為高電平,所述第一控制信號(hào)Vc1為高電平時(shí)所述第二控制信號(hào)Vc2為低電平,所述第二控制信號(hào)Vc2為高電平時(shí)所述第一控制信號(hào)Vc1為低電平(具體可詳見圖9)。
當(dāng)?shù)诙﨨MOS晶體管212傳送感應(yīng)電流I時(shí),電流I也流經(jīng)感應(yīng)電阻210且產(chǎn)生電壓降,第一檢測(cè)點(diǎn)P1處的電壓即為:
Vsense=I·Rsense+GNDinv (1)
其中,GNDinv為逆變器的接地端214的電壓,Rsense為感應(yīng)電阻210的阻值,阻值通常是數(shù)十毫歐(milli-Ohms)。
如此,即可通過(guò)測(cè)量Vsense來(lái)計(jì)算出感應(yīng)電流I。
不過(guò),首要地,由于感應(yīng)電阻210的阻值非常小,從而使得感應(yīng)電阻210第一檢測(cè)點(diǎn)P1處的電壓Vsense是個(gè)不易檢測(cè)的小尺度量值(即使檢測(cè)出,檢測(cè)的準(zhǔn)確性也會(huì)大打折扣),其次,接地端214通常并非是理想狀態(tài)下的接地,其往往摻雜有地面噪聲分量。如此,一般無(wú)法通過(guò)直接測(cè)量方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以,在本申請(qǐng)感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)還引入有第一電平轉(zhuǎn)換電路231、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大電路23。
差分放大電路23用于從所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓處理為差分輸出電壓后輸出,所述差分輸出電壓與所述感應(yīng)電流成正比但免疫于噪聲信號(hào)。
進(jìn)一步地,差分放大電路23更包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路231、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大器235。
第一電平轉(zhuǎn)換電路231用于基于電流感應(yīng)器件210的第一檢測(cè)點(diǎn)的電壓而實(shí)施第一電平轉(zhuǎn)換以獲得第一轉(zhuǎn)換電壓。
第二電平轉(zhuǎn)換電路233用于基于電流感應(yīng)器件210的第二檢測(cè)點(diǎn)的電壓而實(shí)施第二電平轉(zhuǎn)換以獲得第二轉(zhuǎn)換電壓。
差分放大器235用于接收由第一電平轉(zhuǎn)換電路231的第一轉(zhuǎn)換電壓和第二電平轉(zhuǎn)換電路233的第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓并將所述差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓,據(jù)此檢測(cè)出對(duì)應(yīng)于所述電流感應(yīng)器件的感應(yīng)電流。
請(qǐng)參閱圖10,顯示為圖6中的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)在另一具體實(shí)例中的電路示意圖。如圖10所示,在本具體實(shí)例中,所述感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:逆變器感應(yīng)電路21以及差分放大電路23。
針對(duì)逆變器感應(yīng)電路21,逆變器感應(yīng)電路21進(jìn)一步包括:第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211、第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212、以及電流感應(yīng)器件210。第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211包含兩個(gè)傳導(dǎo)端和一個(gè)控制端,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212包含兩個(gè)傳導(dǎo)端和一個(gè)控制端,其中,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的第一傳導(dǎo)端與逆變器的電源端213連接,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的第二傳導(dǎo)端與第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的第一傳導(dǎo)端連接,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的第二傳導(dǎo)端與電流感應(yīng)器件210的第一端連接以形成第一檢測(cè)點(diǎn)P1,電流感應(yīng)器件210的第二端形成第二檢測(cè)點(diǎn)P2。在實(shí)際應(yīng)用中,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211可例如為NMOS晶體管,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212可例如為NMOS晶體管,而電流感應(yīng)器件210可例如為感應(yīng)電阻。假設(shè):作為第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的NMOS晶體管稱為第一NMOS晶體管,作為第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的NMOS晶體管稱為第二NMOS晶體管,則它們的連接關(guān)系具體為:第一NMOS晶體管211的柵極接收第一控制信號(hào)Vc1,第一NMOS晶體管211的漏極與逆變器的電源端213連接,第一NMOS晶體管211的源極與第二NMOS晶體管212的漏極連接,第二NMOS晶體管212的柵極接收第二控制信號(hào)Vc2,第二NMOS晶體管212的源極與感應(yīng)電阻210的第一端連接以形成第一檢測(cè)點(diǎn)P1,感應(yīng)電阻210的第二端與接地端214連接以形成第二檢測(cè)點(diǎn)P2。需說(shuō)明的是,首先:作為一種擴(kuò)展,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212可作不同的變化,例如,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211可例如為PMOS晶體管,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212可例如為NMOS晶體管,這樣,PMOS晶體管的柵極接收第一控制信號(hào)Vc1,PMOS晶體管的漏極與逆變器的電源端213連接,PMOS晶體管的源極與NMOS晶體管的漏極連接,NMOS晶體管的柵極接收第二控制信號(hào)Vc2,NMOS晶體管的源極與感應(yīng)電阻210的第一端連接以形成第一檢測(cè)點(diǎn)P1,感應(yīng)電阻210的第二端與接地端214連接以形成第二檢測(cè)點(diǎn)P2。另外,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212也可采用例如絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。另外,在圖7所示的具體實(shí)例中,感應(yīng)電阻210的第二端是與接地端214連接,但并不以此為限,在其他實(shí)例中,若逆變器感應(yīng)電路21中還包括其他電路或器件,那么感應(yīng)電阻210的第二端也可與其連接。
對(duì)于逆變器感應(yīng)電路21而言,是由作為第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的第一NMOS晶體管和作為第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的第二NMOS晶體管來(lái)決定的,具體地,通過(guò)施加于第一NMOS晶體管211的柵極的第一控制信號(hào)Vc1和施加于第二NMOS晶體管212的柵極的第二控制信號(hào)Vc2來(lái)控制電路的通斷,在所述第一控制信號(hào)Vc1為高電平時(shí)就可觸發(fā)第一NMOS晶體管211導(dǎo)通并使得第一NMOS晶體管211的源極和漏極之間傳導(dǎo)電流(而在所述第一控制信號(hào)Vc1為低電平時(shí),第一NMOS晶體管211關(guān)斷,第一NMOS晶體管211的源極和漏極之間不傳導(dǎo)電流),在所述第二控制信號(hào)Vc2為高電平時(shí)就可觸發(fā)第二NMOS晶體管212導(dǎo)通并使得第二NMOS晶體管212的源極和漏極之間傳導(dǎo)電流(而在所述第二控制信號(hào)Vc2為低電平時(shí),第二NMOS晶體管212關(guān)斷,第二NMOS晶體管212的源極和漏極之間不傳導(dǎo)電流)。如此,會(huì)出現(xiàn)這樣一種情形:當(dāng)所述第一控制信號(hào)Vc1和所述第二控制信號(hào)Vc2同時(shí)為高電平時(shí),第一NMOS晶體管211和第二NMOS晶體管212同時(shí)導(dǎo)通,電源端213至接地端214直通易造成短路。為避免上述情形的出現(xiàn),在本具體實(shí)施例中,將所述第一控制信號(hào)Vc1與所述第二控制信號(hào)Vc2設(shè)計(jì)為成對(duì)非交迭狀態(tài),即,所述第一控制信號(hào)Vc1與所述第二控制信號(hào)Vc2不能同時(shí)為高電平,所述第一控制信號(hào)Vc1為高電平時(shí)所述第二控制信號(hào)Vc2為低電平,所述第二控制信號(hào)Vc2為高電平時(shí)所述第一控制信號(hào)Vc1為低電平(具體可詳見圖9)。
差分放大電路23用于從所述電流感應(yīng)器件的第一檢測(cè)點(diǎn)和第二檢測(cè)點(diǎn)獲得差分輸入電壓,并將所述差分輸入電壓處理為差分輸出電壓后輸出,所述差分輸出電壓與所述感應(yīng)電流成正比但免疫于噪聲信號(hào)。
進(jìn)一步地,差分放大電路23差分放大電路23更包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路231、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大器235。
針對(duì)第一電平轉(zhuǎn)換電路231,第一電平轉(zhuǎn)換電路231進(jìn)一步包括:第一上分壓電阻232和第一下分壓電阻234,其中,第一上分壓電阻232的第一端與一參考電壓端230連接(該參考電壓端230的參考電壓記為Vref),第一上分壓電阻232的第二端與第一下分壓電阻234的第一端連接以形成第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3,第一下分壓電阻234的第二端與第一檢測(cè)點(diǎn)P1連接。其中,第一上分壓電阻232和第一下分壓電阻234的阻值要遠(yuǎn)大于感應(yīng)電阻210的阻值。
針對(duì)第二電平轉(zhuǎn)換電路233,第二電平轉(zhuǎn)換電路233進(jìn)一步包括:第二上分壓電阻236和第二下分壓電阻238,其中,第二上分壓電阻236的第一端與參考電壓端230連接,第二上分壓電阻236的第二端與第二下分壓電阻238的第一端連接以形成第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4,第二下分壓電阻238的第二端與第二檢測(cè)點(diǎn)P2連接。其中,第二上分壓電阻236和第二下分壓電阻238的阻值要遠(yuǎn)大于感應(yīng)電阻210的阻值。
差分放大器235具有電源端237及接地端239。在本實(shí)施例中,差分放大器235可例如為雙輸入雙輸出差分放大器,即,差分放大器235具有正相輸入端和反相輸入端、以及正相輸出端和反相輸出端,其中,所述正相輸入端與第一電平轉(zhuǎn)換電路231中的第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3連接,所述反相輸入端與第二電平轉(zhuǎn)換電路233中的第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4連接。通過(guò)差分放大電路23將接收到的第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3處的第一轉(zhuǎn)換電壓和第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4處的第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓。在所述差分放大器中,所述正相輸出端與所述反相輸出端之間的電壓差值是等于所述正相輸入端與所述反相輸入端之間的電壓差值與增益的乘積,且,輸出的共模電壓是等于所述反相輸入端的電壓。利用差分放大電路23,具有消除共模干擾(如溫度、電磁干擾等)及抑制零點(diǎn)漂移的作用。
以下針對(duì)圖10所示的具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的電路分析:
首先,在逆變器感應(yīng)電路21中,
當(dāng)?shù)诙﨨MOS晶體管212導(dǎo)通并傳送感應(yīng)電流I時(shí),電流I也流經(jīng)感應(yīng)電阻210且產(chǎn)生電壓降,第一檢測(cè)點(diǎn)P1處的電壓即為:
Vsense=I·Rsense+GNDinv (1-1)
其中,GNDinv為逆變器的接地端214的電壓,Rsense為感應(yīng)電阻210的阻值,阻值通常是數(shù)十毫歐(milli-Ohms)。
如此,即可通過(guò)測(cè)量Vsense來(lái)計(jì)算出感應(yīng)電流I。
不過(guò),首要的,由于感應(yīng)電阻210的阻值非常小,從而使得感應(yīng)電阻210的第一檢測(cè)點(diǎn)P1處的電壓Vsense是個(gè)不易檢測(cè)的小尺度量值(即使檢測(cè)出,檢測(cè)的準(zhǔn)確性也會(huì)大打折扣),其次,逆變器的接地端214通常并非是理想狀態(tài)下的接地,其往往摻雜有地面噪聲分量。如此,一般無(wú)法通過(guò)直接測(cè)量方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)第一電平轉(zhuǎn)換電路,可將電流感應(yīng)器件210的第一檢測(cè)點(diǎn)P1的電壓經(jīng)第一電平轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為第一轉(zhuǎn)換電壓。具體地,第一轉(zhuǎn)換電壓Vt1為:
其中,Vref為參考電壓,R11為第一上分壓電阻,R12為第一下分壓電阻。
另外,通過(guò)第二電平轉(zhuǎn)換電路,可將電流感應(yīng)器件210的第二檢測(cè)點(diǎn)P2的電壓經(jīng)第二電平轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為第二轉(zhuǎn)換電壓。具體地,第二轉(zhuǎn)換電壓Vt2為:
其中,Vref為參考電壓,R21為第二上分壓電阻,R22為第二下分壓電阻。
如此,對(duì)于差分放大電路23的差分放大器235而言,其正相輸入端與第一電平轉(zhuǎn)換電路231中的第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3連接,反相輸入端與第二電平轉(zhuǎn)換電路233中的第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4連接,
為運(yùn)算簡(jiǎn)便,假設(shè):第一電平轉(zhuǎn)換電路231中的第一上分壓電阻232與第一下分壓電阻234的阻值比Rp1(R11/R12)是相等于第二電平轉(zhuǎn)換電路233中的第二上分壓電阻236與第二下分壓電阻238的阻值比Rp2(R21/R22),即:
有鑒于此,假設(shè)R11=R21,R12=R22,則,根據(jù)上述公式(1-2)、(1-3)得到兩者的差分電壓,即,差分輸入電壓Vin,diff為:
如此,經(jīng)過(guò)差分放大器235的信號(hào)放大處理之后得到的差分輸出電壓Vout,diff為:
其中,G為差分放大器235的增益。
另外,在本具體實(shí)例中,差分放大器235輸出的共模電壓Vout,cm是等于反相輸入端的電壓Vin-,即:
更進(jìn)一步地,假設(shè):第一電平轉(zhuǎn)換電路231中的第一上分壓電阻232和第一下分壓電阻234以及第二電平轉(zhuǎn)換電路中的第二上分壓電阻236和第二下分壓電阻238為等阻值的電阻,即:
R11=R12=R21=R22
如此,公式(1-5)即轉(zhuǎn)換為:
公式(1-6)即轉(zhuǎn)換為:
公式(1-7)即轉(zhuǎn)換為:
需指出的是:差分輸出電壓Vout,diff是正比于感應(yīng)電流I而不受逆變器的接地端214的噪聲分量的影響。
由于GNDinv的量值非常小,因此,公式(1-10)即轉(zhuǎn)換為:
共模電壓Vout,cm是等于參考電壓Vref的某一比例值。
最后,即可根據(jù)輸出的差分輸出電壓Vout,diff和共模電壓Vout,cm,得到對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流。
請(qǐng)參閱圖11,顯示為圖10中的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)變化例。如圖11所示,在本變化例中,所述感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:逆變器感應(yīng)電路21以及差分放大電路23,其中,差分放大電路23進(jìn)一步包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路231、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大器235,差分放大器235具有電源端237及接地端239。
針對(duì)逆變器感應(yīng)電路21,逆變器感應(yīng)電路21進(jìn)一步包括:第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211、第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212、以及電流感應(yīng)器件210。第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211包含兩個(gè)傳導(dǎo)端和一個(gè)控制端,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212包含兩個(gè)傳導(dǎo)端和一個(gè)控制端,其中,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的第一傳導(dǎo)端與逆變器的電源端213連接,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的第二傳導(dǎo)端與第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的第一傳導(dǎo)端連接,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的第二傳導(dǎo)端與電流感應(yīng)器件210的第一端連接以形成第一檢測(cè)點(diǎn)P1,電流感應(yīng)器件210的第二端形成第二檢測(cè)點(diǎn)P2。在實(shí)際應(yīng)用中,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211可例如為NMOS晶體管,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212可例如為NMOS晶體管,而電流感應(yīng)器件210可例如為感應(yīng)電阻。假設(shè):作為第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211的NMOS晶體管稱為第一NMOS晶體管,作為第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212的NMOS晶體管稱為第二NMOS晶體管,則它們的連接關(guān)系具體為:第一NMOS晶體管211的柵極接收第一控制信號(hào)Vc1,第一NMOS晶體管211的漏極與逆變器的電源端213連接,第一NMOS晶體管211的源極與第二NMOS晶體管212的漏極連接,第二NMOS晶體管212的柵極接收第二控制信號(hào)Vc2,第二NMOS晶體管212的源極與感應(yīng)電阻210的第一端連接以形成第一檢測(cè)點(diǎn)P1,感應(yīng)電阻210的第二端與逆變器的接地端214連接。需說(shuō)明的是,首先:作為一種擴(kuò)展,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212可作不同的變化,例如,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211可例如為PMOS晶體管,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212可例如為NMOS晶體管。另外,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212也可采用例如絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。
需特別說(shuō)明的是,與圖10所示的具體實(shí)例相比,在圖11所示的變化例中,第一電平轉(zhuǎn)換電路231和第二電平轉(zhuǎn)換電路233所連接的電源端和接地端發(fā)生了變化,簡(jiǎn)言之,圖10所示的具體實(shí)例中的第一電平轉(zhuǎn)換電路231和第二電平轉(zhuǎn)換電路233接收的是獨(dú)立的一參考電壓,圖11所示的變化例中的第一電平轉(zhuǎn)換電路231和第二電平轉(zhuǎn)換電路233是與差分放大器235共同連接于電源端237(參考電壓改為差分放大器的電源電壓)和接地端239(在這里,假設(shè)差分放大器235的接地端239是近似于逆變器的接地端214)。以下對(duì)第一電平轉(zhuǎn)換電路231和第二電平轉(zhuǎn)換電路233進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
針對(duì)第一電平轉(zhuǎn)換電路231,第一電平轉(zhuǎn)換電路231進(jìn)一步包括:第一上分壓電阻232和第一下分壓電阻234,其中,第一上分壓電阻232的第一端與一電源端237連接,第一上分壓電阻232的第二端與第一下分壓電阻234的第一端連接以形成第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3,第一下分壓電阻234的第二端與第一檢測(cè)點(diǎn)P1連接。其中,第一上分壓電阻232和第一下分壓電阻234的阻值要遠(yuǎn)大于感應(yīng)電阻210的阻值。
針對(duì)第二電平轉(zhuǎn)換電路233,第二電平轉(zhuǎn)換電路233進(jìn)一步包括:第二上分壓電阻236和第二下分壓電阻238,其中,第二上分壓電阻236的第一端與電源端237連接,第二上分壓電阻236的第二端與第二下分壓電阻238的第一端連接以形成第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4,第二下分壓電阻238的第二端與作為第二檢測(cè)點(diǎn)的接地端239連接。其中,第二上分壓電阻236和第二下分壓電阻238的阻值要遠(yuǎn)大于感應(yīng)電阻210的阻值。
差分放大電路23中的差分放大器235為雙輸入雙輸出差分放大器,即,差分放大器235具有正相輸入端和反相輸入端、以及正相輸出端和反相輸出端,其中,所述正相輸入端與第一電平轉(zhuǎn)換電路231中的第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3連接,所述反相輸入端與第二電平轉(zhuǎn)換電路233中的第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4連接。通過(guò)差分放大電路23將接收到的第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3處的第一轉(zhuǎn)換電壓和第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4處的第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓。
以下針對(duì)圖11所示的具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的電路分析:
首先,在逆變器感應(yīng)電路21中,
當(dāng)?shù)诙﨨MOS晶體管212導(dǎo)通并傳送感應(yīng)電流I時(shí),電流I也流經(jīng)感應(yīng)電阻210且產(chǎn)生電壓降,第一檢測(cè)點(diǎn)P1處的電壓即為:
Vsense=I·Rsense+GNDinv (2-1)
其中,GNDinv為逆變器的接地端214的電壓,Rsense為感應(yīng)電阻210的阻值,阻值通常是數(shù)十毫歐(milli-Ohms)。
如此,即可通過(guò)測(cè)量Vsense來(lái)計(jì)算出感應(yīng)電流I。
通過(guò)第一電平轉(zhuǎn)換電路,可將電流感應(yīng)器件210的第一檢測(cè)點(diǎn)P1的電壓經(jīng)第一電平轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為第一轉(zhuǎn)換電壓。具體地,第一轉(zhuǎn)換電壓Vt1為:
其中,Vdd為差分放大器235中電源端237的電壓,R11為第一上分壓電阻,R12為第一下分壓電阻。
另外,通過(guò)第二電平轉(zhuǎn)換電路,可將電流感應(yīng)器件210的第二檢測(cè)點(diǎn)P2的電壓經(jīng)第二電平轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為第二轉(zhuǎn)換電壓。具體地,第二轉(zhuǎn)換電壓Vt2為:
其中,Vdd為差分放大器235中電源端237的電壓,Vss為差分放大器235中接地端239的電壓,R21為第二上分壓電阻,R22為第二下分壓電阻。
如此,對(duì)于差分放大電路23的差分放大器235而言,其正相輸入端與第一電平轉(zhuǎn)換電路231中的第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3連接,反相輸入端與第二電平轉(zhuǎn)換電路233中的第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4連接,
為運(yùn)算簡(jiǎn)便,假設(shè):差分放大器235中接地端239的電壓Vss是近似于逆變器的接地端214的電壓GNDinv。第一電平轉(zhuǎn)換電路231中的第一上分壓電阻232與第一下分壓電阻234的阻值比Rp1(R11/R12)是相等于第二電平轉(zhuǎn)換電路233中的第二上分壓電阻236與第二下分壓電阻238的阻值比Rp2(R21/R22),即:
有鑒于此,假設(shè)R11=R21,R12=R22,則,根據(jù)上述公式(1-2)、(1-3)得到兩者的差分電壓,即,差分輸入電壓Vin,diff為:
如此,經(jīng)過(guò)差分放大器235的信號(hào)放大處理之后得到的差分輸出電壓Vout,diff為:
其中,G為差分放大器235的增益。
另外,在本變化例中,差分放大器235輸出的共模電壓Vout,cm是等于反相輸入端的電壓Vin-,即:
更進(jìn)一步地,假設(shè):第一電平轉(zhuǎn)換電路231中的第一上分壓電阻232和第一下分壓電阻234以及第二電平轉(zhuǎn)換電路中的第二上分壓電阻236和第二下分壓電阻238為等阻值的電阻,即:
R11=R12=R21=R22
如此,公式(2-5)即轉(zhuǎn)換為:
公式(2-6)即轉(zhuǎn)換為:
公式(2-7)即轉(zhuǎn)換為:
需指出的是:差分輸出電壓Vout,diff是正比于感應(yīng)電流I而不受逆變器的接地端214的噪聲分量的影響。
由于Vss的量值非常小,因此,公式(2-10)即轉(zhuǎn)換為:
共模電壓Vout,cm是等于差分放大器235中電源端237的電壓Vdd的某一比例值。
最后,即可根據(jù)輸出的差分輸出電壓Vout,diff和共模電壓Vout,cm,得到對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流。
當(dāng)然,本申請(qǐng)所提供的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)仍可有其他變化,如圖12所示,第一電平轉(zhuǎn)換電路231連接于獨(dú)立的參考電壓端230和第一檢測(cè)點(diǎn)P1,第二電平轉(zhuǎn)換電路連接于獨(dú)立的參考電壓端230和獨(dú)立的參考接地端G(假設(shè):差分放大器235中接地端G的電壓Vss是近似于逆變器的接地端214的電壓GNDinv),其他電路結(jié)構(gòu)基本一致,電路分析可參見前述說(shuō)明,在此不再贅述。
在本申請(qǐng)中,進(jìn)一步地,為改善電路特性,對(duì)于感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)的差分放大電路,在所述差分放大器的正相輸入端與第一電平轉(zhuǎn)換電路的第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)之間設(shè)有濾波電路,同樣地,在所述差分放大器的反相輸入端與第二電平轉(zhuǎn)換電路的第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)之間也可設(shè)有濾波電路。
請(qǐng)參閱圖13,顯示為圖10中的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)變化例。如圖13所示,所述感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:逆變器感應(yīng)電路21以及差分放大電路23,差分放大電路23進(jìn)一步包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路231、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大器235,差分放大器235具有電源端237及接地端239。
如前所述,與圖10所示的具體實(shí)例相比,在圖13所示的變化例中,差分放大電路23中增設(shè)有濾波電路,所述濾波電路例如可包含濾波電阻。簡(jiǎn)言之,圖13所示的變化例中,在差分放大器235的正相輸入端處設(shè)有濾波電阻241,在差分放大器235的反相輸入端處設(shè)有濾波電阻243。
其他電路結(jié)構(gòu)基本一致,電路分析可參見前述說(shuō)明,在此不再贅述。
當(dāng)然,差分放大電路中增設(shè)的濾波電路并不以濾波電阻為限,在其他實(shí)施例中,濾波電路仍可有其他的變化,例如,濾波電路還可包括濾波電容等。
請(qǐng)參閱圖14,顯示為本申請(qǐng)感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于三相逆變器中的電路示意圖。如圖14所示,三相逆變器的每一相上均配置有感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng),如此,即可利用感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)得到三相逆變器的每一相上的感應(yīng)電流,從而準(zhǔn)確獲得三相逆變器的運(yùn)行狀態(tài)。
具體地,每一相上的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)均包括:逆變器感應(yīng)電路以及差分放大電路,其中,差分放大電路進(jìn)一步包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路、第二電平轉(zhuǎn)換電路、以及差分放大器。在以下描述中,假設(shè):第一相上的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:第一相逆變器感應(yīng)電路21a以及第一相差分放大電路,其中,第一相差分放大電路進(jìn)一步包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路231a、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大器235a;第二相上的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:第二相逆變器感應(yīng)電路21b以及第二相差分放大電路,其中,第二相差分放大電路進(jìn)一步包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路231b、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大器235b;第三相上的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)包括:第三相逆變器感應(yīng)電路21c以及第三相差分放大電路,其中,第三相差分放大電路進(jìn)一步包括:第一電平轉(zhuǎn)換電路231c、第二電平轉(zhuǎn)換電路233、以及差分放大器235c。特別需要說(shuō)明的是,在本實(shí)施例中,三相上的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)是共用一個(gè)第二電平轉(zhuǎn)換電路,但并不以此為限。
針對(duì)第一相逆變器感應(yīng)電路21a,第一相逆變器感應(yīng)電路21a進(jìn)一步包括:第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211a、第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212a、以及電流感應(yīng)器件210a。在實(shí)際應(yīng)用中,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211a可例如為NMOS晶體管,第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212a可例如為NMOS晶體管,而電流感應(yīng)器件210a可例如為感應(yīng)電阻。假設(shè):作為第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211a的NMOS晶體管稱為第一NMOS晶體管,作為第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212a的NMOS晶體管稱為第二NMOS晶體管,則它們的連接關(guān)系具體為:第一NMOS晶體管211a的柵極接收第一控制信號(hào)Vc1a,第一NMOS晶體管211a的漏極與逆變器的電源端213a連接,第一NMOS晶體管211a的源極與第二NMOS晶體管212a的漏極連接,第二NMOS晶體管212a的柵極接收第二控制信號(hào)Vc2a,第二NMOS晶體管212a的源極與感應(yīng)電阻210a的第一端連接以形成第一檢測(cè)點(diǎn)P1a,感應(yīng)電阻210a的第二端與接地端連接以形成第二檢測(cè)點(diǎn)P2a。
同理,第二相逆變器感應(yīng)電路21b進(jìn)一步包括:第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211b、第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212b、以及電流感應(yīng)器件210b,第三相逆變器感應(yīng)電路21c進(jìn)一步包括:第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211c、第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212c、以及電流感應(yīng)器件210c。第二相逆變器感應(yīng)電路21b中各器件的連接方式以及第三相逆變器感應(yīng)電路21c中各器件的連接方式可參見前述第一相逆變器感應(yīng)電路21a中各器件的連接方式,在此不再贅述。
對(duì)于第一相逆變器感應(yīng)電路21a而言,是由作為第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211a的第一NMOS晶體管和作為第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212a的第二NMOS晶體管來(lái)決定的,具體地,通過(guò)施加于第一NMOS晶體管211a的柵極的第一控制信號(hào)Vc1a和施加于第二NMOS晶體管212a的柵極的第二控制信號(hào)Vc2a來(lái)控制電路的通斷,在所述第一控制信號(hào)Vc1a為高電平時(shí)就可觸發(fā)第一NMOS晶體管211a導(dǎo)通并使得第一NMOS晶體管211a的源極和漏極之間傳導(dǎo)電流(而在所述第一控制信號(hào)Vc1a為低電平時(shí),第一NMOS晶體管211a關(guān)斷,第一NMOS晶體管211a的源極和漏極之間不傳導(dǎo)電流),在所述第二控制信號(hào)Vc2a為高電平時(shí)就可觸發(fā)第二NMOS晶體管212a導(dǎo)通并使得第二NMOS晶體管212a的源極和漏極之間傳導(dǎo)電流(而在所述第二控制信號(hào)Vc2a為低電平時(shí),第二NMOS晶體管212a關(guān)斷,第二NMOS晶體管212a的源極和漏極之間不傳導(dǎo)電流)。如此,會(huì)出現(xiàn)這樣一種情形:當(dāng)所述第一控制信號(hào)Vc1a和所述第二控制信號(hào)Vc2a同時(shí)為高電平時(shí),第一NMOS晶體管211a和第二NMOS晶體管212a同時(shí)導(dǎo)通,電源端213至接地端214直通易造成短路。為避免上述情形的出現(xiàn),在本具體實(shí)施例中,將所述第一控制信號(hào)Vc1a與所述第二控制信號(hào)Vc2a可例如設(shè)計(jì)為成對(duì)非交迭狀態(tài),即,所述第一控制信號(hào)Vc1a與所述第二控制信號(hào)Vc2a不能同時(shí)為高電平,所述第一控制信號(hào)Vc1a為高電平時(shí)所述第二控制信號(hào)Vc2a為低電平,所述第二控制信號(hào)Vc2a為高電平時(shí)所述第一控制信號(hào)Vc1a為低電平。同理,第二相逆變器感應(yīng)電路21b中第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211b和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212b的工作方式以及第三相逆變器感應(yīng)電路21c中第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211c和第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212c的工作方式也基本類似。圖15顯示了各個(gè)逆變器感應(yīng)電路所屬的半導(dǎo)體開關(guān)器件的時(shí)序示意圖,由圖15可知,第一半導(dǎo)體開關(guān)器件211a、211b、211c及第二半導(dǎo)體開關(guān)器件212a、212b、212c的柵極上施加的控制信號(hào)為兩兩成對(duì)且非交迭。
針對(duì)第一電平轉(zhuǎn)換電路231a,第一電平轉(zhuǎn)換電路231a進(jìn)一步包括:第一上分壓電阻232a和第一下分壓電阻234a,其中,第一上分壓電阻232a的第一端與一參考電壓端230連接(該參考電壓端230的參考電壓記為Vref),第一上分壓電阻232a的第二端與第一下分壓電阻234a的第一端連接以形成第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3a,第一下分壓電阻234a的第二端與第一檢測(cè)點(diǎn)P1a連接。其中,第一上分壓電阻232a和第一下分壓電阻234a的阻值要遠(yuǎn)大于感應(yīng)電阻210a的阻值。同理,第一電平轉(zhuǎn)換電路231b包括:第一上分壓電阻232b和第一下分壓電阻234b,第一電平轉(zhuǎn)換電路231c包括:第一上分壓電阻232c和第一下分壓電阻234c,第一電平轉(zhuǎn)換電路231b中的第一上分壓電阻232b和第一下分壓電阻234b以及第一電平轉(zhuǎn)換電路231c中的第一上分壓電阻232c和第一下分壓電阻234c的連接方式可參見前述第一電平轉(zhuǎn)換電路231a中第一上分壓電阻232a和第一下分壓電阻234a的連接方式。
由于,各相上的逆變器感應(yīng)電路21a、21b、21c共用一個(gè)接地端214,因此,在本實(shí)施例中,三相上的感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)是共用一個(gè)第二電平轉(zhuǎn)換電路233。針對(duì)第二電平轉(zhuǎn)換電路233,第二電平轉(zhuǎn)換電路233進(jìn)一步包括:第二上分壓電阻236和第二下分壓電阻238,其中,第二上分壓電阻236的第一端與與參考電壓端230連接,第二上分壓電阻236的第二端與第二下分壓電阻238的第一端連接以形成第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4a,第二下分壓電阻238的第二端與第二檢測(cè)點(diǎn)P2a連接。其中,第二上分壓電阻236和第二下分壓電阻238的阻值要遠(yuǎn)大于感應(yīng)電阻210a的阻值。
針對(duì)差分放大器235a,差分放大器235a為雙輸入雙輸出差分放大器,即,差分放大器235a具有正相輸入端和反相輸入端、以及正相輸出端和反相輸出端,其中,所述正相輸入端與第一電平轉(zhuǎn)換電路231a中的第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3a連接,所述反相輸入端與第二電平轉(zhuǎn)換電路233中的第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4a連接。通過(guò)第一相差分放大電路將接收到的第一電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P3a處的第一轉(zhuǎn)換電壓和第二電平轉(zhuǎn)換輸出點(diǎn)P4a處的第二轉(zhuǎn)換電壓所形成的差分輸入電壓經(jīng)信號(hào)放大處理后輸出差分輸出電壓。在所述差分放大器中,所述正相輸出端與所述反相輸出端之間的電壓差值是等于所述正相輸入端與所述反相輸入端之間的電壓差值與增益的乘積,且,輸出的共模電壓是等于所述反相輸入端的電壓。利用差分放大器235a,具有消除共模干擾(如溫度、電磁干擾等)及抑制零點(diǎn)漂移的作用。同理,差分放大器235b、235c的連接方式可參見前述差分放大器235a的連接方式。
三相逆變器上的各個(gè)感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)的電路分析可參見前述圖10中感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)中的說(shuō)明,在此不再贅述。簡(jiǎn)言之,感應(yīng)電流檢測(cè)系統(tǒng)中差分放大器中的共模電壓Vout,cm是等于參考電壓Vref的某一比例值,而差分輸出電壓則是正比于感應(yīng)電流而不受噪聲分量的影響。
上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本申請(qǐng)的原理及其功效,而非用于限制本申請(qǐng)。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本申請(qǐng)的精神及范疇下,對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此,舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本申請(qǐng)所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應(yīng)由本申請(qǐng)的權(quán)利要求所涵蓋。