[发明专利]一种大功率永磁同步电机电流采样电路

说明书

本发明公开了一种大功率永磁同步电机电流采样电路,包括处理器单元、IGBT/MOSFET驱动电路单元、大功率永磁同步电机单元、双电流采样电路单元、AD转换单元；IGBT/MOSFET驱动电路单元接收处理器单元的PWM信号，经过调理放大后输出三相驱动信号；大功率永磁同步电机单元接收三相驱动信号后转动，输出电流信号；双电流采样电路单元接收大功率永磁同步电机的电流信号并进行监测，输出第一电流模拟量和第二电流模拟量；AD转换单元转换后输出第一电流采样值和第二电流采样值；处理器单元接收AD转换单元的第一电流采样值和第二电流采样值，进行控制算法解算后输出PWM信号。本发明实现了大功率永磁同步电机电流采样电路的高精度、强抗扰的特性。

技术领域

本发明涉及电流采样电路，特别是一种大功率永磁同步电机电流采样电路。

背景技术

高精度的电流采样对永磁同步电机闭环控制至关重要。在永磁同步电机全电压启动及紧急制动过程中，由于电枢内阻小，会产生很大的冲击电流，可能毁坏电流采样电路。另外，大功率永磁同步电机工作电磁环境尤为恶劣，电流采样电路输出的模拟信号容易引入开关噪声，导致采样得到的电流波形含丰富的高频开关毛刺，引起电机控制环误动作。因此，大功率永磁同步电机对电流采样电路提出了高精度、强抗扰等严苛要求。

国内外关于大功率永磁同步电机对电流采样电路主要包括以下两种方式：1)通过测量采样电阻两端电压来监测流经电流，该方案简单低成本易实现。但电流采样电路在不同运行工况下参数漂移明显，测量精度较低；2)通过一片霍尔电流传感芯片来监测流经电流，以供电电压为基准，进行电流值解算。但供电电压的扰动，直接导致解算电流值偏移。另外，以上两种方案均直接将器件串联至主回路内，器件的失效将直接导致整个系统发生短路故障。

发明内容

本发明解决的技术问题提出一种高精度强抗扰的大功率永磁同步电机电流采样电路。

一种大功率永磁同步电机电流采样电路,包括处理器单元、IGBT/MOSFET驱动电路单元、大功率永磁同步电机单元、双电流采样电路单元、AD转换单元；双电流采样电路单元由第一电流采样电路、第二电流采样电路、供电模块组成；

处理器单元输出PWM信号；IGBT/MOSFET驱动电路单元接收处理器单元的PWM信号，经过调理放大后输出三相驱动信号；大功率永磁同步电机单元接收三相驱动信号后转动，输出电流信号；双电流采样电路单元接收大功率永磁同步电机的电流信号并进行监测，输出第一电流向量模拟量和第二电流向量模拟量；AD转换单元接收双电流采样电路单元的第一电流向量模拟量和第二电流向量模拟量，进行AD转换后输出第一电流向量采样值和第二电流向量采样值；处理器单元接收AD转换单元的第一电流向量采样值和第二电流向量采样值，进行控制算法解算后输出PWM信号，实现大功率永磁同步电机系统闭环控制。

进一步地，双电流采样电路单元中的第一电流采样电路、第二电流采样电路，分别选用两片不同原理的霍尔电流传感芯片并联，其中一片输入输出引脚反向配置，即由芯片定义的输出引脚流入，定义的输入引脚流出，分别输出第一电流向量模拟量和第二电流向量模拟量，监测的电机电流为两路电流分流向量的差值。

进一步地，霍尔电流传感芯片分别选用Allegro公司的ACE770ECB-200B和航天513所的HCS724-200B。

进一步地，供电模块为5V，选用Linear公司的LT3082EST电源芯片；

AD转换单元选用AD公司的AD7606，将第一电流向量模拟量和第二电流向量模拟量分别接入引脚，进行外围电路配置，实现与处理器单元通讯；

处理器单元选用TI的6000系列DSP或Xilinx的ZYNQ处理器，处理器包括PWM模块以及与AD转换单元通讯的GPIO口。

本发明以双电流传感拓扑技术、电压基准自校正技术、电流实时监测及故障隔离技术为手段，具有如下有益效果：