跟着进步体系功率的需求不断增加,咱们面对着改进电
机作业功率和操控功用的直接压力。简直一切类型的电
机均面对着这种需求压力,包含以下范畴中运用的电机:
● 白色家电
● 工业驱动器
● 自动化
● 轿车运用
在作业电压较高且具有较高功率的体系中特别如此。关于保证电机以峰值功率和功用运转而言,反应到操控算法中的电机运转特性至关重要。相电流是体系操控器运用的这些重要确诊反应要素(用于完成最佳的电机功用)之一。
因为丈量信号具有连续性并与相电流直接相关,因而测
量电机电流的抱负方位应直接与每个相位坚持共同,如图 1 所示。在其他方位(如每个相位的低侧)丈量电流
需求首要对数据进行重新组合和处理,以便操控算法使
用有意义的数据。
图 1. 直列式电流感应
电机的驱动电路可生成脉宽调制 (PWM) 信号来操控电机的运转。这些调制信号使与每个电机相位共同的丈量电路饱尝很大的电压瞬变,这些瞬变每个周期在正负电源轨之间切换。抱负的电撒播感器可以彻底按捺丈量的共模电压重量,而且仅丈量相关的电流。TMCS1100 等封装内磁性电撒播感器使相电流流经封装引线框,然后
发生内部磁场。然后,电阻隔传感器丈量磁场,然后在
传感器 IC 和阻隔的相电流之间没有任何直接电气衔接
的情况下供给电流丈量。经过仅丈量磁场,该传感器可阻隔高共模电压,并供给超卓的抗 PWM 开关瞬态功用。这可以完成超卓的电机相电流丈量,而不会因为较
大的 PWM 驱动输入电压阶跃而在传感器输出端发生不
必要的搅扰。
图 2. 具有高瞬态抗扰度的电机相电流丈量
图 2 显现了经过 RC 滤波的 TMCS1100
输出波形,以及电机相电压和电流波形。只能观察到因为丈量寄生效应引起的细小 PWM 耦合,TMCS1100 输
出盯梢电机相电流,而没有 300V 开关事情引起的显着输出瞬态。
封装内磁性电撒播感器的共同特性消除了丈量电机相电
流的代替解决方案所面对的许多应战。固有的电阻隔提
供了接受高电压的才能,而且输出的高瞬态抗扰度下降
了因为开关事情引起的输出噪声。没有该抗扰性的电流
感应完成需求更高的带宽,以缩短输出搅扰的建立时
间;磁性传感器可以运用较低带宽的信号链,而不献身
瞬态抗扰性。因为不需求外部电阻分流器、无源滤波或
相关于高电压输入的阻隔电源,因而封装内磁性电撒播
感器还可以下降整体解决方案本钱和规划复杂性。
表 1. 备选器材主张
关于相电流丈量可供给过电流维护或确诊的运用,磁
性电撒播感器的高瞬态按捺可防止因为输出搅扰而引起
的过错过流指示。在运用闭环电机操控算法的电机体系中,需求进行准确的相电流丈量以优化电机功用。曩昔,根据霍尔效应的电撒播感器具有很大的温度、寿数
和迟滞差错,这些差错会下降电机功率、动态呼应并引
起非抱负的差错(如转矩动摇)。常见的体系级校准技
术可以进步室温下的精度,可是阐明参数(如灵敏度和失调电压)中的温度漂移是具有应战性的。
德州仪器 (TI) 的磁性电流感应产品经过选用已获专利的线性化技能和零漂移架构(可在整个温度规模内供给稳定、准确的电流丈量)来进步体系级功用。高精度传感器严格操控相间电流丈量差错,然后坚持准确的反应操控并供给无缝的用户体会。
图 3. 在整个温度规模内的 TMCS1100 典型灵敏度差错
TMCS1100 在室温下具有小于 0.3% 的典型灵敏度误
差，在 –40°C 至 125°C 的整个温度规模内具有小于
0.85% 的最大灵敏度差错。如图 3 所示，这种在整个温度规模内的稳定性经过最大程度地减小传感器的温度漂移供给了超卓的相间匹配。除高灵敏度精度之外，该器材还具有小于 2mV 的输出温漂（如图 4 所示），这极大地进步了丈量动态规模，而且即便在轻负载下也可以
进行准确的反应操控。
图 4. 在整个温度规模内的 TMCS1100 典型输出失调电压
高灵敏度稳定性和低失调电压相结合，形成了业界抢先的阻隔式电流感应解决方案，此解决方案在该器材的整个温度规模内具有小于 1% 的总差错。600V 的作业电压和 3kV 的阻隔栅使该器材可以运用于各种高电压体系。TMCS1100 将丈量温度稳定性、电阻隔和瞬态
PWM 输入按捺功用结合在一起， 是需求准确且牢靠的丈量来完成准确操控功用的 PWM 驱动运用（如电机相电流丈量）的抱负之选。
表 2. 相关 TI 技能手册
