具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统技术方案

本发明专利技术涉及相电流检测技术领域，具体涉及一种具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统，包括电机控制模块、采样电阻模块和可编程PGA阵列模块。采样电阻模块包括由m个并联组成的采样电阻，m>1的整数，采样电阻模块根据需求动态调整相电流采样的放大倍数。可编程PGA阵列模块包括由n条并联组成的可编程增益放大器，n>1的整数，可编程PGA阵列模块根据需求动态调整相电流采样的放大倍数。本发明专利技术采用可编程PGA阵列模块和采样电阻模块阵列组合，在运行中根据具体需求动态调整的电路装置，使其电流采样输出的信号始终处于最佳的幅度和信噪比范围内。不但实现大范围高精度相电流检测，使FOC电机控制转矩精度更高，而且相电流反馈电流回路SNR更佳。馈电流回路SNR更佳。馈电流回路SNR更佳。

【技术实现步骤摘要】
具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统


[0001]本专利技术涉及相电流检测
，具体涉及具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统。

技术介绍

[0002]现有的FOC电机控制系统其相电流采样放大倍数和采样电阻的阻值都是根据电机实际工况，取得权衡固定数值；当电流采样放大倍数放的时候，电路中的噪音也会被放大，此时我们通过调整采样电阻的阻值，来降低噪音对采样信号的影响。其主要缺陷在于：
[0003]1.现有FOC控制系统固定了最大采样电流范围值，电流范围值固定的大，那么采样电流精度低，无法平衡大范围高精度电流采样需求。
[0004]2.当电流采样放大倍数放大的时候，电路中的噪音也会被放大。
[0005]有鉴于此，本申请提出一种实现大范围高精度相电流检测，使FOC电机控制转矩精度更高的具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种实现大范围高精度相电流检测，使FOC电机控制转矩精度更高的具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统。
[0007]为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
[0008]具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统，包括电机控制模块、采样电阻模块和可编程PGA阵列模块。
[0009]所述采样电阻模块包括由m个并联组成的采样电阻，m>1的整数，所述采样电阻模块根据需求动态调整所述相电流采样的放大倍数。
[0010]所述可编程PGA阵列模块包括由n条并联组成的可编程增益放大器，n>1的整数，所述可编程PGA阵列模块根据需求动态调整所述相电流采样的放大倍数。
[0011]进一步的，所述采样电阻模块还包括栅极驱动单元和多个mos管，所述栅极驱动单元的一端连接所述电机控制模块，所述栅极驱动单元的另一端串联连接多个所述mos管，所述mos管对应一个栅极驱动单元的栅极驱动电路，所述采样电阻连接对应的所述mos管。
[0012]进一步的，所述可编程PGA阵列模块还包括多个电子开关，所述电子开关的一端连接所述采样电阻，所述电子开关的另一端连接所述可编程增益放大器。
[0013]进一步的，所述电机控制模块包括pwm控制输出单元，所述pwm控制输出连接所述采样电阻模块。
[0014]进一步的，所述电机控制模块还包括ADC检测单元，所述ADC检测单元为电机三相电流经过所述可编程PGA阵列模块和所述采样电阻模块组合的检测单元。
[0015]进一步的，所述电机控制模块还包括SPI通信单元，所述SPI通信单元为所述可编程PGA阵列模块通过电机控制模块SPI通信的调整增益单元。
[0016]进一步的，所述电机控制模块还包括IO_OUT单元，所述IO_OUT单元为所述可编程
PGA阵列模块通过电机控制模块IO_OUT调整采样电阻值。
[0017]进一步的，所述电机控制模块还包括DAC_out输出单元，所述DAC_out输出单元为所述可编程PGA阵列模块输出固定的偏置电压。
[0018]进一步的，所述电机控制模块为FOC电机控制模块。
[0019]由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0020]本专利技术为具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统，本专利技术采用可编程PGA阵列模块和采样电阻模块阵列组合，在运行中根据具体需求动态调整的电路装置，使其电流采样输出的信号始终处于最佳的幅度和信噪比范围内。不但实现大范围高精度相电流检测，使FOC电机控制转矩精度更高，而且相电流反馈电流回路SNR(信噪比)更佳。
附图说明
[0021]下面结合附图对本专利技术作进一步说明：
[0022]图1为本专利技术实施例具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统的结构示意图。
[0023]图2为本专利技术实施例可编程PGA阵列模块的结构示意图。
[0024]图3为本专利技术实施例采样电阻模块的结构示意图。
[0025]图4为本专利技术实施例电机控制模块的结构示意图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0027]实施例
[0028]参看图1
‑
图4，具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统，包括电机控制模块、采样电阻模块和可编程PGA阵列模块。
[0029]参看图2，所述采样电阻模块包括由m个并联组成的采样电阻，m>1的整数，所述采样电阻模块根据需求动态调整所述相电流采样的放大倍数。
[0030]作为对本专利技术的进一步说明，所述采样电阻模块还包括栅极驱动单元和多个mos管，所述栅极驱动单元的一端连接所述电机控制模块，所述栅极驱动单元的另一端串联连接多个mos管，所述mos管对应一个栅极驱动单元的栅极驱动电路，所述采样电阻连接对应的所述mos管。
[0031]在本实施例中，采样电阻设置有三个，分别为R1、R2和R3，其中R1＝1，大小为R3＝10倍R2＝100R1，R1、R2和R3分别对应连接mos管Q1,、mos管Q2和mos管Q3，mos管Q1,、mos管Q2和mos管Q3均和栅极驱动单元的栅极驱动电路连接，且mos管Q1,、mos管Q2和mos管Q3均与mos管Q4相连接，所述mos管Q4与电机控制模块的pwm控制输出单元相连接。通过设置R1、R2和R3，他们之间为10倍的放大关系，可根据需要连通其中一路。具体选择根据用户设置的电流基准值Iset来决定。比如用户设置的电流基准值Iset，计算出最大值Imax＝k*Iset，K取值1.5
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2。然后根据电机控制模块，计算出电机控制模块控制的相电流(R*G)max＝3.3/
Imax；此处选用最常见3.3V的电机控制模块系统。接着进行判断(R*G)max≤8则选R1＝1,如果(R*G)max>8则R2＝10,如果(R*G)max>80则R3＝100。
[0032]所述可编程PGA阵列模块包括由n条并联组成的可编程增益放大器，n>1的整数，所述可编程PGA阵列模块根据需求动态调整所述相电流采样的放大倍数。
[0033]作为对本专利技术的进一步说明，所述可编程PGA阵列模块还包括多个电子开关，所述电子开关的一端连接所述采样电阻，所述电子开关的另一端连接所述可编程增益放大器。
[0034]在本实施例中，由于采样电阻设置有三个，分别为R1、R2和R3，对应的电子开关也为三个，其一端分别对应连接采样电阻R1、R2和R3，另一端电子开关连接多组可编程的增益放大器。
[0035]对应上述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统，其特征在于：包括电机控制模块、采样电阻模块和可编程PGA阵列模块，所述采样电阻模块包括由m个并联组成的采样电阻，m>1的整数，所述采样电阻模块根据需求动态调整所述相电流采样的放大倍数；所述可编程PGA阵列模块包括由n条并联组成的可编程增益放大器，n>1的整数，所述可编程PGA阵列模块根据需求动态调整所述相电流采样的放大倍数。2.根据权利要求1所述的具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统，其特征在于：所述采样电阻模块还包括栅极驱动单元和多个mos管，所述栅极驱动单元的一端连接所述电机控制模块，所述栅极驱动单元的另一端串联连接多个所述mos管，所述mos管对应一个栅极驱动单元的栅极驱动电路，所述采样电阻连接对应的所述mos管。3.根据权利要求1所述的具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统，其特征在于：所述可编程PGA阵列模块还包括多个电子开关，所述电子开关的一端连接所述采样电阻，所述电子开关的另一端连接所述可编程增益放大器。4.根据权利要求1所述的具有大动态范围高精度相电流检测FOC电机控制系统，其特征在于：所述电机控制模块包括p...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟春蓓，刘文迅，江先武，杨得运，
申请(专利权)人：杭州龙蓓格科技有限公司，
类型：发明
国别省市：