zaiwushuazhiliudianjikongzhixitongzhong，dianliucaiyangjibaohudianluzuoweiqizhongdeyigefankuihuanjie
，zuoyongshiduidianjiyunxingshidedianliujinxingshishijiancecaiji
，jingguochulihou，badianliuxinhaozhuanhuanweikongzhixitongkeyishibiedexiaodianyaxinhao，rangkongzhixitongkeyizuochuxiangyingdekongzhihebaohudongzuo。youyudianjidianliushijiaoliudianliu，yincidianliucaiyangjibaohudianluxuyaojubeizhengliugongneng
，putongzhengliudianludehexinyuanjianshijuyoudanxiangdaodianxingnengdeerjiguan
，tongchangshiyong1個
、2個或4個二極管組成半波
、全波或者橋式整流電路。但二極管在小信號時表現為非線性

，這將使整流的波形產生失真(小信號部分)
，gengweiyanzhongdeshi，erjiguancunzaisiqudianya，zaishurenxinhaoxiaoyusiqudianyashi，erjiguanbingweidaotong
，yincishishuchuxinhaochanshengyanzhongjibian
，yinqiwucha，xiaoxinhaoshizhezhongwuchajiangbukehulve。weiletigaojingdu，wenzhongliyongjichengyunfangdefangdazuoyongheshendufufankuichanshengdetexinglaikefuerjiguandefeixianxingzaochengdewucha，weimouxinghaowushuazhiliudianjishejileyizhongkekaoxinggao
、精度高的采樣保護電路。1 高精度半波整流電路

 

整流電路是把正、fujiaobiandedianyazhuanhuanweidanjixingdianyadedianlu。benwendebanbogaojingduzhengliudianlushizaibilifangdadianluzhongjiaruerjiguan，liyongerjiguandedanxiangdaodianxingshixianzhengfuliangbanzhouneiyinrubutongshendudefufankui。anzhezhongsilugouchengdebanbogaojingduzhengliudianlurutu1所示。

圖1 高精度半波整流電路
 

 

在ui<0期間(t1～t2)。當|ui|還很小時，D1和D2均為導通

，這時運算放大器處於開環狀態，其開環放大倍數很大
，因此|ui|隻需稍大一些，運放輸出u0’就會很大，且為負值
，這使二極管D1截止、D2導通，D2的導通給運放引入了深度的負反饋。由於a點電位為零(虛地)
，故u0’≈-0.7 V;而D1截止，且a點電位為零，故u0=0
，即u0端波無波形。整個過程如圖2所示。

圖2 半波整流波形圖

例如假設輸入信號的頻率為50 Hz，在該頻率下運放的開環電壓放大倍數為5x104，二極管的起始導通電壓為0.5V
，則最小整流電壓(即輸入信號)僅為10μA。也就是說隻要輸入信號大於10 μA
，整流器就進入正常工作狀態;而對於普通二極管半波整流器，輸入電壓必須大於0.5 V(5×105μV)才能正常工作，其輸入電壓是前者的5萬倍
，可見該電路大大提高了整流精度。圖3為該整流電路的傳輸特性，它是一條過原點斜率為Rf/R1的直線。

圖3 整流電路的傳輸特性

 

 

 

霍爾電流傳感器是一種先進的
、能隔離主電路回路和電子控製電路的電檢測元件。它綜合了互感器和分流器的所有優點
，同時又克服了互感器和分流器的不足(互感器隻適用於50 Hz工頻測量;分流器無法進行隔離測量)，可測量任意波形的電流，精度高
，動態性能好

，工作頻帶寬，本文中的霍爾傳感器采用萊姆(lem)公司的LF205-S，該型傳感器的最大電流測量範圍是：±200 A

，有效測量範圍是±100 A，當測量電流在有效範圍之類時
，輸出電壓是：±4 V，其測量精度達到1%
，動態響應時間小於7μs,跟蹤速度di/dt高於50A/μs。

 

 

TL082是一種通用的J—FET雙運算放大器。其特點有：較低的輸入偏置和偏移電流;輸出設有短路保護;輸入級具有較高的輸入阻抗內建頻率補償電路
，在電流保護電路設計中，使用TL082構成高精度半波整流電路和加法器
，而由於TL082為雙運算放大器
，所以節省了控製板的空間
，使得電路的設計更加的簡潔和精巧。

 

 

TL431是一個有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref(2.5 V)到36 V範圍內的任何值(如圖3)。該器件的典型動態阻抗為0.2 Ω，在很多應用中可以用它代替齊納二極管，輸出為一個固定電壓值
，計算公式是：Vout=(R1+R2)x2.5/R2

圖4 TL431恒壓5V輸出電路圖

 

當R1取值為0的時候，R2可以省略，在本文中，使用TI431構成恒壓電壓源5 V，給比較器供電。

 

由於霍爾傳感器的體積相對較大，所以本文僅僅使用兩個霍爾電流傳感器對電機A、C兩相繞組電流進行檢測，將A、C相中的-100 A～100 A大電流轉化為-4 V～4 V的小電壓信號，再根據無刷直流電機三相電流的特性IA+IB+IC=0，計算得出IB=-(IA+IC)，因此B相電流可以通過對A、C相求和反相得到，從而可以減少霍爾電流傳感器的使用數量，縮小體積，削減成本。如圖5所示。

圖5 B相電流的實現

 

再得到B相電流以後，分別對A、B、C三相相使用TL082構成的高精度半波整流模塊進行半波整流，再將整流過的A、B
、C三相電壓信號求和反相
，得到此時進入功率管電流的瞬時值所對應的電壓值。

圖6 無刷直流電機電流采樣保護電路結構圖

 

在電機的運行過程中，該電路能實時測量電機的電流，並發出兩路信號，一路輸入到DSP的ADC模塊中去，采樣電機電流的數字值，從而可以方便的在DSP中實行電流的閉環PID調節。

 

另一路送到比較電路中
，然後DSP采用了兩種方式來對電機進行保護。一種是限流保護，當電流增大超過限流電流62.5 A(對應電壓值為2.5 V)時，保護電路向CPLD發出限流信號，進而使控製芯片DSP啟動相應的限流程序進行操作
，調節PWM的占空比
，來改變實際加載到電機兩端的電壓，改變電流大小;另一種是停機保護，如果電流由於某些原因
，繼續增大到停機電流80 A(對應電壓值為3.2 V)時，DSP就jiu會hui啟qi動dong停ting機ji程cheng序xu，立li即ji關guan斷duan所suo有you的de功gong率lv管guan，電dian機ji馬ma上shang停ting止zhi運yun行xing，這zhe樣yang可ke以yi防fang止zhi由you於yu電dian流liu過guo大da而er引yin起qi的de對dui功gong率lv管guan或huo者zhe電dian機ji的de損sun壞huai

，從cong而er提ti高gao係xi統tong的de可ke靠kao性xing。

 

電流采樣及保護電路實驗波形如圖7所示。

圖7 采樣電路實驗波形

 

在圖7中通道1輸入A相經過電流傳感器後的波形曲線，通道2輸入C相經過電流傳感器後的波形曲線，通道1和通道2相位相差120。
，幅值，通道3為A
、B
、C三相信號經過求和反相後的波形，平均幅值為1.48 V，符合理論分析結果。

 

 

該電路利用了放大器的原理提出了一種高精度電流采樣的方法，並且結合了過流保護、tingjibaohudegongneng
，congernengbaozhangwushuazhiliudianjideanquanyunxing。muqiangaidianluyijingyingyongyumouxinghaowushuazhiliudianjidekongzhixitongzhong，shijiyingyongzhongyezhengmingzhegedianlukeyiduidianjideshishidianliujinxinggaojingdujiancecaiyangbingqiejishi、可靠的保護好電機。