一种低成本电流检测的电机驱动电路和检测方法技术

技术编号:17267590 阅读:63 留言:0更新日期:2018-02-14 16:01
本发明专利技术提供一种低成本电流检测的电机驱动电路和检测方法,包括三相桥臂和三相电流检测电路,每一相桥臂均包括串联连接的上开关管和下开关管,每一相电流检测电路包括电流采样电路、采样开关电路、采样保持电路和放大电路。本案的驱动电路可采用PWM进行驱动,取一个PWM周期内采样PWM脉宽最小的两路电流,第三相电流由这两相电流计算得出,同时由于具有采样保持电路和延迟电路,电流AD转换时刻非常灵活,采样时间可以在PWM中断延迟必要时间后的任何时刻,对CPU性能要求较低,也不采用霍尔传感器成本较低。

A motor drive circuit and detection method for low cost current detection

The invention provides a circuit and a low cost detection method of motor current detection driver, including three-phase bridge and three-phase current detection circuit, each phase bridge arm includes series switch and switch tube connected with each phase current detection circuit comprises a current sampling circuit, sampling circuit, sampling circuit switch and amplifying circuit. In the case of the driving circuit of PWM can be used to drive, take a PWM cycle sampling PWM pulse width minimum two currents, the three-phase current is calculated by the two phase current, at the same time because of the sample and hold circuit and delay circuit, current AD conversion time is very flexible, sampling time can be interrupted at any time after the necessary time delay in PWM, requirements on the performance of CPU is relatively low, not by Holzer sensor with low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种低成本电流检测的电机驱动电路和检测方法
本专利技术涉及电机驱动电路
,尤其涉及一种低成本电流检测的电机驱动电路和电流检测方法。
技术介绍
现有技术中关于电机驱动电路对电流的检测方法有多种,其中包括在三相输出端中分别设置霍尔电流传感器,其为较为直接的检测方法,软件简单,精度高,但是成本高。也有采用一种方法是,通过霍尔电流传感器检测直流母线的电流,继而通过软件来估计三相输出电流,这种方法主要有如下缺陷,在采用采样电阻时,消耗功率大,发热严重,适合小功率应用场合,其中最大缺点是CPU计算工作量大,都对电压矢量时序有严格要求,实时性较差。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种实现低成本电流检测的电机驱动电路。本专利技术的第二目的是提供一种实现低成本电流检测的电机驱动电路的电流检测方法。为了实现本专利技术的第一目的,本专利技术提供一种低成本电流检测的电机驱动电路,其特征在于,包括三相桥臂和三相电流检测电路,每一相桥臂均包括串联连接的上开关管和下开关管;每一相电流检测电路包括:电流采样电路,电流采样电流的采样端与上开关管的驱动端或下开关管的驱动端连接,电流采样电路包括延时电路;采样开关电路,采样开关电路包括第一MOS管和第二MOS管,第一MOS管的源极连接在上开关管和下开关管之间,第一MOS管的漏极与第二MOS管的漏极连接,第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极连接,延时电路连接在第一MOS管的栅极和采样端之间;采样保持电路,采样保持电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容,第一电阻连接在第二MOS管的源极和第二电阻的第一端之间,第二电阻的第一端与第一电容的第一端连接,第二电阻的第二端与第一电容的第二端接地;放大电路,放大电路连接在第二电阻的第一端和电流检测电路的输出端之间。更进一步的方案是,延时电路包括第三电阻、第四电阻、第二电容和第一二极管,第三电阻与第一二极管并联,第一二极管的正极与第二电容的第一端、第四电阻的第一端连接,第二电容的第二端接地,第四电阻的第二端连接与第一MOS管的栅极连接。更进一步的方案是,采样端与上开关管的驱动端连接时,电流采样电路还包括第三MOS管、第五电阻和第六电阻,第五电阻连接在采样端和第三MOS管的栅极之间,第六电阻连接在电源和第三MOS管的源极之间,第三MOS管的漏极接地,第三MOS管的源极与第一二极管的负极连接。更进一步的方案是,采样端与下开关管的驱动端连接时,第一二极管的负极与采样端连接。为了实现本专利技术的第二目的,本专利技术提供一种电机驱动电路的电流检测方法,其特征在于,电机驱动电路采用上述方案中的电机驱动电路,驱动电路的开关管连接有散热器;电流检测方法包括:电路零偏步骤,电路零偏步骤包括在电机驱动电路不工作时,导通下开关管,间隔多次采样电压并取平均电压;管压降采样步骤,管压降采样步骤包括采样上开关管和下开关管的管压降;结温计算步骤,结温计算步骤包括根据散热器的温度和开关管的开关损耗,估计开关管的结温;电阻计算步骤,电阻计算步骤包括根据开光管的特性曲线和开关管的结温计算得出开关管的电阻,相电流计算步骤,相电流计算步骤包括:根据开关管的管压降和开关管的电阻计算相电流;比较三相脉宽,舍去脉宽最宽的一相电流;将另外两相电流求和取反,继而得出第三相电流,并完成三相电流的检测。本专利技术的有益效果是,对于本案的驱动电路可采用PWM进行驱动,取一个PWM周期内采样PWM脉宽最小的两路电流,第三相电流由这两相电流计算得出,同时由于具有采样保持电路和延迟电路,电流AD转换时刻非常灵活,采样时间可以在PWM中断延迟必要时间后的任何时刻,对CPU性能要求较低,也不采用霍尔传感器成本较低。附图说明图1是本专利技术电机驱动电路第一实施例的电路图。图2是本专利技术电机驱动电路第二实施例的电路图。图3是本专利技术电机驱动电路第三实施例的电路图。图4是本专利技术电机驱动电路第四实施例的电路图。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施方式电机驱动电路第一实施例:参照图1,电机驱动电路包括三相桥臂和三相电流检测电路,三相桥臂包括U相V相和W相的桥臂,每一相桥臂均包括串联连接的上开关管和下开关管,开关管为MOS管,每一相桥臂分别并联在电源Udc两端,通过控制每个开关管实现对电机IM的驱动。图1省略了UV相的电流检测电路,主要以W相的进行示例说明,电流检测电路包括:电流采样电路,电流采样电流的采样端与下开关管的驱动端即MOS管的栅极连接连接,电流采样电路包括死区延时电路,延时电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1和二极管D1,电阻R1与二极管D1并联,二极管D1的正极与电容C1的第一端、电阻R2的第一端连接,电容C1的第二端接地,电阻R2的第二端连接与MOS管1的栅极连接,二极管D1的负极与采样端连接。采样开关电路,采样开关电路主要由两个N沟道MOSFET构成双向开关,包括MOS管1和MOS管2,MOS管1的源极连接于上开关管的漏极、下开关管的源极,MOS管1的漏极与MOS管2的漏极连接,MOS管1的栅极和MOS管2的栅极连接.采样保持电路,采样保持电路包括电阻R3、电阻R4和电容C2,电阻R3连接在MOS管2的源极和电阻R4的第一端之间,电阻R4的第一端与电容C2的第一端连接,电阻R4的第二端与电容C2的第二端接地.放大电路,放大电路包括放大器OP_AMP1,OP_AMP1为由运放组成的射极跟随器或者由运放组成的通向高阻抗放大器,放大电路输入端连接在电阻R4的第一端,放大器的输出端连接有电阻R5和电容C3,电阻R5连接电流检测电路的输出端,继而可将信号输出供AD转换使用。电机驱动电路第二实施例:参照图2,第二实施例与第一实施例大致相同,不同之处在于第一实施例是采用下开关管驱动信号,而第二实施例是采用采用上开关管驱动信号。具体是,电流采样电路包括死区延时电路的同时,还包括MOS管3、第五电阻R6和第六电阻R7,第五电阻R6连接在采样端和MOS管3的栅极之间,第六电阻R7连接在电源和MOS管3的源极之间,MOS管3的漏极接地,MOS管3的源极与二极管的的负极连接。电机驱动电路第三实施例:参照图3,应用于上述的原理,如图3所示的PWM电路对驱动电路进行驱动,即采用空间电压矢量的PWM控制方法。电机驱动电路第四实施例:参照图4,应用于上述的原理,如图4所示的另外一种PWM电路对驱动电路进行驱动,亦可实现本专利技术的目的。电流检测方法实施例:驱动电路的开关管由于其发热量大需要连接有散热器进行散热,并且,开关管是有厂家给出的特性曲线,该特性曲线是关于结温和电阻值的。电流检测方法包括:电路零偏步骤,电路零偏步骤包括在电机驱动电路不工作时,导通下开关管,间隔多次采样电压并取平均电压;管压降采样步骤,管压降采样步骤包括采样上开关管和下开关管的管压降;结温计算步骤,结温计算步骤包括根据散热器的温度和开关管的开关损耗,估计开关管的结温;电阻计算步骤,电阻计算步骤包括根据开光管的特性曲线和开关管的结温查表或经计算得出开关管的电阻,相电流计算步骤。具体地,相电流计算步骤包括:根据开关管的管压降和开关管的电阻计算相电流;比较三相脉宽,舍去脉宽最宽的一相电流;利用三相电流之和等于零可求出第三相电流,故将另外两相电流求和取反,继而得出第三相电流,并完成三相电本文档来自技高网...
一种低成本电流检测的电机驱动电路和检测方法

【技术保护点】
一种低成本电流检测的电机驱动电路,其特征在于,包括三相桥臂和三相电流检测电路,每一相所述桥臂均包括串联连接的上开关管和下开关管;每一相所述电流检测电路包括:电流采样电路,所述电流采样电流的采样端与上开关管的驱动端或下开关管的驱动端连接,所述电流采样电路包括延时电路;采样开关电路,所述采样开关电路包括第一MOS管和第二MOS管,所述第一MOS管的源极连接在所述上开关管和所述下开关管之间,所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极连接,所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极连接,所述延时电路连接在所述第一MOS管的栅极和所述采样端之间;采样保持电路,所述采样保持电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容,所述第一电阻连接在所述第二MOS管的源极和所述第二电阻的第一端之间,所述第二电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接,所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第二端接地;放大电路,所述放大电路连接在所述第二电阻的第一端和所述电流检测电路的输出端之间。

【技术特征摘要】
1.一种低成本电流检测的电机驱动电路,其特征在于,包括三相桥臂和三相电流检测电路,每一相所述桥臂均包括串联连接的上开关管和下开关管;每一相所述电流检测电路包括:电流采样电路,所述电流采样电流的采样端与上开关管的驱动端或下开关管的驱动端连接,所述电流采样电路包括延时电路;采样开关电路,所述采样开关电路包括第一MOS管和第二MOS管,所述第一MOS管的源极连接在所述上开关管和所述下开关管之间,所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极连接,所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极连接,所述延时电路连接在所述第一MOS管的栅极和所述采样端之间;采样保持电路,所述采样保持电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容,所述第一电阻连接在所述第二MOS管的源极和所述第二电阻的第一端之间,所述第二电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接,所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第二端接地;放大电路,所述放大电路连接在所述第二电阻的第一端和所述电流检测电路的输出端之间。2.根据权利要求1所述的电机驱动电路,其特征在于:所述延时电路包括第三电阻、第四电阻、第二电容和第一二极管,所述第三电阻与所述第一二极管并联,第一二极管的正极与所述第二电容的第一端、所述第四电阻的第一端连接,所述第二电容的第二端接地,所述第四电阻的第二端连接与所述第一MOS管的栅极连接。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:李红雨刘宏鑫魏标
申请(专利权)人:珠海英搏尔电气股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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