foc控制基于电阻的电流采样方案比较

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1、FOC控制基于电阻的电流采样方案比较最近奋吋间把TlST还奋Microchip三家关于PMSM控制屮使川电阻采样相的电路看了一下，发现各家都有自己的特点，就做个总结吧。1.TIC2000系列双电阻釆样法原理说明在U相和V相的下桥分别串联一个功率电阻，通过一个运放电路连接至A/D。采样吋机放在PWM的K溢屮断进行，UV两相电阻上的电流即为电机UV相的线电流。关键点(1)采样时机：必须在下桥臂全部导通的时候进行釆样。CMPR3CMPR2CMPR1PWMI在软件没计的时候,采用下溢中断(处于第7段和第1段零矢量区域屮)，将电流采样的任务

2、安排在一个PWM周期的幵始处，在比较匹配到来之前的期间，U、V两相的上桥臂都足关断的，也就足说下桥臂足导通的，这样就可以在每个PWM周期顺利采样一次两个相电流值。(1)采样方式因为电机绕组线圈呈感性，线圈上的相电流不能突变，因此从矢量U0转换到零矢量后，其对应的工作状态转换如图所示，艽屮二极管能起到续流作用，此时，下桥臂采样电阻上流过的是相电流，因此在每个PWM周期前期通过下桥臂的采样电阻检测相电流是可行的。开关状态为000时电流的流通路抒(1)采样电流电路从上图可以看出，流经各相采样电阻的电流是正负的，故采样电阻上端的电压是一个

3、带正负信号的正弦波形(下端为地)，后级运放电路作用是将整体电压抬高,并且进行比例增益。2.STM32的方案：三电阻釆样法co电流处理:IB釆样电阻上端釆集到的电压是一个带正负的正弦波形，所以其后端一定要接一个运放电路，一方面是滤波，更重要的则是把采集到的信号缩放到AD能采集的电压范围。这个电路可以采用同相比例放大+偏移。(2)AD触发：在STM32的高级定时器屮，除了产生三相PWM波的CH1,CH2,CH3之外还有一个CH4,这个通道只能产生一路PWM波，它可以川来触发AD,可以比较容易的和前面几个PWM波同步，而且配置好周期能非

4、常灵活的取采样点。(3)相采样选择：每次需要釆集两个电流，釆集哪两个电流rflSVPWM当前扇区决定。每次只存在下桥臂打开的时候才能进行采样。(4)干扰Tnoise和Trise:Tnoise是每次开关管打开或者关闭吋，对当前釆集的相电压的影响吋间。Trise是每次开关管打开的吋候该相电流会有一个跳变，需耍一段时间来稳定。在这两个时问里面不能采集电流。(5)SVPWM：SVPWM是FOC算法的最后一步，根据前面运算得到的数据，修改PWM波形输出，从而修正电机的运行，同时确定下次和电流采样的扇区。此处与TI方案不同，ST方案根据扇区号

5、来确定当前需要采样的电流相，而77根据二极管续流可以持续获得稳定的U//相电流反馈，Tl的方法觅好IR2YH的方案是在PWM关闭的时候采样的，也就没冇了干扰的问题卜面这张表格是是运用ST库的时候三电阻和单电阻在效率等方面的比较:參參鏞參99鲁暴暴攀.9999*參參參9粗:::::::::::::::::::绝也姐::::::::::::::::■•••••负莳::::::::<::::::::-:.20%at10k35；%ati0kHz飢cg及k[ysa2SkB<<<

6、::::::糊成本"dr.s/^Mori.hil采ff电ffiy：-：y：i么波:::::::::駄foc执n速冬记21kHzTHD：2.8：：THD;4,2:0.44A•:•::THD:2.4THD:2.73.Microchip方案（AN1299）采用单电附方式采样，在一组7段矢量的时问内，根据不同的开关顺序，进行多次采样IR3］相比TI方案,采样次数较多，消耗的CPU资源较多，需要考虑死区对各个采样窗的影响，还冇各采样窗口冇最小宽度限制，处理算法相对比较麻烦用9:測賦屯淹的采时W窗II賺儿!■——J曜M/ww.motorqr

7、jvsrY⑵rrixnHPWM5LIII对于三相逆变器，我们将分析此周期的所有不同的PWMxL组合（TO、T1、T2和T3），了解电流测景代表着什么。从TO开始，在逆变器中我们杏如下的电子开关（MOSFET或IGBT）组合，从中我们看到，没有电流流经单分流电阻（图10）。前进到T1，我们看到PWM2L有效，M吋PWM1H和PWM3H也有效（目前没有丛示，但假没PWM输岀是互补的）。由于有电流通过相A和C流入电机，通过相B流出电机，我们可以认为此电流测解:位表示的是-旧，如图11所示。在T2期间，PWM2L和PWM3L有效，且PWM

8、1H有效。这种组合给出的是流经单分流电阻的电流IA，如图12所示。闬12:电流IA浪经分流电阻T3的情形与T0—样，其中没有电流流经分流电阻，所以旧US=O,如图13所示O阁13:无电«流经分流电阱临界时间窗U和死区时间影响着赋给SEVTCMP的值