最近有时间把TI
ST还有Microchip三家关于PMSM用电阻采样相的电路看控制,发现每个家庭都有自己的特点,就做个总结吧。
1.TI C2000系列双电阻采样方法
原理说明
在U相和V相下桥串联一个功率电阻,通过输放电路连接到A/D。
放置采样时间PWM下溢中断,U V两相电阻上的电流是电机U V相的线电流。
关键点
(1)采样时间:
必须在
采样。
在软件设计中,下溢中断(在第7段和第1段零矢量区域)被用来安排电流采样的任务PWM在比较匹配到来之前的周期开始,U、V两相的上桥臂都是关闭的,也就是说下桥臂是导通的,所以每个都可以PWM一次顺利采样两个相电流值。
(2)采样方式
转换为零矢量后,相应的工作状态转换如图所示,二极管可以继续流动。此时,相电流流流流过下桥臂采样电阻,因此每个PWM前期通过下桥臂采样电阻检测相电流是可行的。
开关状态为000时电流的流路径
(3)采样电流电路
从上图可以看出,流经各相采样电阻的电流为正负,因此采样电阻上端的电压为带正负信号的正弦波形(下端为地),后排放电路的作用是提高整体电压,增加比例。
2.STM32方案:三电阻采样法
(1)电流处理:
采样电阻上端采集的电压为正负正弦波形,后端必须连接运输电路,一方面是滤波器,更重要的是将采集到的信号缩放到AD可采集的电压范围。这个电路可以用同比放大 偏移。
(2)AD触发:
在STM在32的高级定时器中,除了三相PWM波的CH1,CH2,CH另外还有一个CH4.这个通道只能一路产生PWM可用于触发波AD,它可以更容易地与前几个相匹配PWM波同步,而且配置好周期能非常灵活的取采样点。(3)相采样选择:
每次需要收集两个电流,收集哪两个电流SVPWM当前扇区决定
。只有在下桥臂打开时才能采样。
(4)
干扰Tnoise和Trise:
Tnoise每次开关管打开或关闭时,都会影响当前采集的相电压。Trise每次开关管打开时,相电流都会有跳变,需要一段时间才能稳定。电流不能在这两个时间内收集。
(5)SVPWM:
SVPWM是FOC算法的最后一步是根据之前计算的数据进行修改PWM为了纠正电机的运行,波形输出。
[R1]
此处与TI方案不同,ST方案根据风扇区号确定当前需要采样的电流相,TI可根据二极管续流持续稳定U/V相电流反馈,TI的方法更好
[R2]
TI的方案是在PWM 关闭时采样,无干扰问题
下表是用的ST三电阻和单电阻的效率比较:
3.Microchip方案(AN1299)
单电阻采样,在一组7段矢量时间内,根据不同的开关顺序多次采样
[R3]
相比TI方案采样次数多,消耗量大CPU资源较多,需要考虑死区对各采样窗的影响,每个采样窗的宽度限制最小,处理算法相对麻烦
对于三相逆变器,我们将分析这个周期的所有不同PWMxL 组合(T0、T1、T2
和T3)了解电流测量代表什么。T从0开始,我们在逆变器中有以下电子开关(MOSFET
或IGBT)由此可见,单分流电阻(图10)没有电流。
前进到T1,我们看到PWM2L
有效,同时PWM1H和PWM3H也有效(目前没有显示,但假设PWM输出是互补的)。因为电流通过相互通过A和C通过相流入电机B我们可以认为这个电流测量值表示流出电机–IB,如图11
所示。
在T2 期间,PWM2L 和PWM3L 有效,且PWM1H有效。这种组合给出了流经单分流电阻的电流IA,如图12
所示。
T3的情形与T就像0一样,没有通过分流电阻的电流,所以IBUS = 0,如图13 所示。
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PIC 单电阻 采样时间点的计算