馬達控制三相變頻器中相電流Shunt 檢測電路設計

常用電機控制中，PWM頻率一般是10KHz到20KHz，以20KHz為例，一個(gè)PWM周期為50us。在50us里需要檢測三相電流，所以每相相電流檢測窗口時(shí)間是50/3us乘以PWM占空比。一般電機控制系統中最小 PWM占空比常常定義為5%，所以每相相電流檢測窗口時(shí)間最小為50/3us×5%=0.83us。而在程序控制中 ADC采樣時(shí)刻?？刂圃谶@個(gè)相電流檢測窗口正中間，所以對于Shunt電流檢測電路來(lái)說(shuō)，必須在A(yíng)DC采樣 時(shí)刻之前穩定，完成電壓信號的建立穩定。具體來(lái)說(shuō)如圖3所示，此時(shí)間主要包含兩個(gè)時(shí)間，上升沿時(shí)間（Tsr，由運放的壓擺率決定）和穩定時(shí)間（Tset）。假設上升沿時(shí)間占相電流檢測窗口的20%，即20%×0.83us=0.167us，那么對于一個(gè)3.3V的MCU，運放最小壓擺率SR=3.3V/0.167us=19.76V/us。同時(shí)運放的帶 寬應遠大于PWM頻率，至少10倍以上。

3 2-Shunt電流檢測
對于2-Shunt電流檢測來(lái)說(shuō)，2個(gè)Shunt電阻分別置于2相，如A，B，那么C相電流就可以通過(guò)2相電流計 算出來(lái)，如圖4所示。

圖4 2-Shunt電流檢測原理

所以與1-Shunt電流檢測相比，2-Shunt電流檢測不需要利用分時(shí)檢測。所以其每相相電流檢測窗口時(shí) 間最小值是1-Shunt的3倍，即壓擺率應為1-Shunt方式的1/3。所以對于一個(gè)PWM頻率10KHz，5%最小占空
比，3.3V的MCU系統來(lái)說(shuō)，運放的壓擺率SR=3.3V/0.48us=6.9V/us。