foc控制基于電阻的電流采樣方案比較

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1、FOC控制基于電阻的電流采樣方案比較最近奮吋間把TlST還奮Microchip三家關于PMSM控制屮使川電阻采樣相的電路看了一下，發(fā)現(xiàn)各家都有自己的特點，就做個總結(jié)吧。1.TIC2000系列雙電阻釆樣法原理說明在U相和V相的下橋分別串聯(lián)一個功率電阻，通過一個運放電路連接至A/D。采樣吋機放在PWM的K溢屮斷進行，UV兩相電阻上的電流即為電機UV相的線電流。關鍵點(1)采樣時機：必須在下橋臂全部導通的時候進行釆樣。CMPR3CMPR2CMPR1PWMI在軟件沒計的時候,采用下溢中斷(處于第7段和第1段零矢量區(qū)域屮)，將電流采樣的任務

2、安排在一個PWM周期的幵始處，在比較匹配到來之前的期間，U、V兩相的上橋臂都足關斷的，也就足說下橋臂足導通的，這樣就可以在每個PWM周期順利采樣一次兩個相電流值。(1)采樣方式因為電機繞組線圈呈感性，線圈上的相電流不能突變，因此從矢量U0轉(zhuǎn)換到零矢量后，其對應的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖所示，艽屮二極管能起到續(xù)流作用，此時，下橋臂采樣電阻上流過的是相電流，因此在每個PWM周期前期通過下橋臂的采樣電阻檢測相電流是可行的。開關狀態(tài)為000時電流的流通路抒(1)采樣電流電路從上圖可以看出，流經(jīng)各相采樣電阻的電流是正負的，故采樣電阻上端的電壓是一個

3、帶正負信號的正弦波形(下端為地)，后級運放電路作用是將整體電壓抬高,并且進行比例增益。2.STM32的方案：三電阻釆樣法co電流處理:IB釆樣電阻上端釆集到的電壓是一個帶正負的正弦波形，所以其后端一定要接一個運放電路，一方面是濾波，更重要的則是把采集到的信號縮放到AD能采集的電壓范圍。這個電路可以采用同相比例放大+偏移。(2)AD觸發(fā)：在STM32的高級定時器屮，除了產(chǎn)生三相PWM波的CH1,CH2,CH3之外還有一個CH4,這個通道只能產(chǎn)生一路PWM波，它可以川來觸發(fā)AD,可以比較容易的和前面幾個PWM波同步，而且配置好周期能非

4、常靈活的取采樣點。(3)相采樣選擇：每次需要釆集兩個電流，釆集哪兩個電流rflSVPWM當前扇區(qū)決定。每次只存在下橋臂打開的時候才能進行采樣。(4)干擾Tnoise和Trise:Tnoise是每次開關管打開或者關閉吋，對當前釆集的相電壓的影響吋間。Trise是每次開關管打開的吋候該相電流會有一個跳變，需耍一段時間來穩(wěn)定。在這兩個時問里面不能采集電流。(5)SVPWM：SVPWM是FOC算法的最后一步，根據(jù)前面運算得到的數(shù)據(jù)，修改PWM波形輸出，從而修正電機的運行，同時確定下次和電流采樣的扇區(qū)。此處與TI方案不同，ST方案根據(jù)扇區(qū)號

5、來確定當前需要采樣的電流相，而77根據(jù)二極管續(xù)流可以持續(xù)獲得穩(wěn)定的U//相電流反饋，Tl的方法覓好IR2YH的方案是在PWM關閉的時候采樣的，也就沒冇了干擾的問題卜面這張表格是是運用ST庫的時候三電阻和單電阻在效率等方面的比較:參參鏞參99魯暴暴攀.9999*參參參9粗:::::::::::::::::::絕也姐::::::::::::::::■?????負蒔::::::::<::::::::-:.20%at10k35；%ati0kHz飢cg及k[ysa2SkB<<<

6、::::::糊成本"dr.s/^Mori.hil采ff電ffiy：-：y：i么波:::::::::駄foc執(zhí)n速冬記21kHzTHD：2.8：：THD;4,2:0.44A?:?::THD:2.4THD:2.73.Microchip方案（AN1299）采用單電附方式采樣，在一組7段矢量的時問內(nèi)，根據(jù)不同的開關順序，進行多次采樣IR3］相比TI方案,采樣次數(shù)較多，消耗的CPU資源較多，需要考慮死區(qū)對各個采樣窗的影響，還冇各采樣窗口冇最小寬度限制，處理算法相對比較麻煩用9:測賦屯淹的采時W窗II賺兒!■——J曜M/ww.motorqr

7、jvsrY⑵rrixnHPWM5LIII對于三相逆變器，我們將分析此周期的所有不同的PWMxL組合（TO、T1、T2和T3），了解電流測景代表著什么。從TO開始，在逆變器中我們杏如下的電子開關（MOSFET或IGBT）組合，從中我們看到，沒有電流流經(jīng)單分流電阻（圖10）。前進到T1，我們看到PWM2L有效，M吋PWM1H和PWM3H也有效（目前沒有叢示，但假沒PWM輸岀是互補的）。由于有電流通過相A和C流入電機，通過相B流出電機，我們可以認為此電流測解:位表示的是-舊，如圖11所示。在T2期間，PWM2L和PWM3L有效，且PWM

8、1H有效。這種組合給出的是流經(jīng)單分流電阻的電流IA，如圖12所示。闬12:電流IA浪經(jīng)分流電阻T3的情形與T0—樣，其中沒有電流流經(jīng)分流電阻，所以舊US=O,如圖13所示O閣13:無電?流經(jīng)分流電阱臨界時間窗U和死區(qū)時間影響著賦給SEVTCMP的值