基于PSoC?4的矢量控制方案 ：電流采樣

　　3. 電流采樣方法分析

　　矢量控制中，精確的采樣定子電流至關(guān)重要。電流采樣的精度和實時性在很大程度上決定了系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)性能。因此，精確的電流檢測是提高系統(tǒng)控制精度、穩(wěn)定性和快速性的重要條件，是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在矢量控制系統(tǒng)中，常見的電流檢測方案有霍耳電流傳感器、使用采樣電阻等方案。其中采用采樣電阻是一種常見的高性價比的方案。

　　采用采樣電阻的方式一般又分三電阻采樣方式、雙電阻采樣方式和單電阻采樣方式。下面將對這三種采樣方式做一下分析。

　　1) 三電阻采樣

　　三電阻典型采樣電路如圖3所示, 到 是6個功率晶體管。三個下橋臂分別串聯(lián)一個采樣電阻，采樣電阻上的電壓信號再經(jīng)過運放送達ADC。單片機通過ADC分別采樣三相電流。采樣時刻在三相上橋臂截止的時刻，如圖4所示。此時相電流通過二極管進行續(xù)流，通過采樣續(xù)流電流可以得到真實的相電流。

　　三電阻采樣方式較為靈活。當某相電壓占空比達到100%時，該相下橋臂關(guān)閉，采樣電阻上無續(xù)流電流。此時可以采樣其他兩相電流，通過公式“Iu + Iv + Iw = 0”重構(gòu)出該相電流。當某項電壓占空比較高時，續(xù)流時刻較短，功率管開關(guān)會造成電流振蕩，此時采樣會造成較大誤差。此種情況也可通過采樣其他兩相電流進行重構(gòu)。

　　三電阻采樣方式在某相占空比達到100%時也可對相電流進行精確采樣，因此電壓利用率高。同時也支持兩相PWM調(diào)制。缺點是成本稍高，需要3個采樣電阻，三個運放。

　　2) 雙電阻采樣

　　雙電阻典型采樣電路如圖5所示, 到 是6個功率晶體管。在U相及V相兩個下橋臂分別串聯(lián)一個采樣電阻，采樣電阻上的電壓信號再經(jīng)過運放送達ADC。單片機通過ADC分別采樣UV兩相電流。采樣時刻在三相上橋臂截止的時刻，與三電阻方式相同，如圖4所示。此時相電流通過二極管進行續(xù)流，通過采樣續(xù)流電流可以得到真實的相電流。采樣UV兩相電流后，通過公式“Iu + Iv + Iw = 0”重構(gòu)出W相電流。

　　一般情況下，雙電阻采樣方式可以實現(xiàn)三相電流的重構(gòu)。但當U或V相電壓占空比達到100%時，此時該相下橋臂關(guān)閉，采樣電阻上無續(xù)流電流，無法進行采樣。或當U或V相電壓占空比較高時，續(xù)流時刻較短，功率管開關(guān)會造成電流振蕩，此時采樣會造成較大誤差。因此采用雙電阻采樣方式時，一般限制電壓最大相占空比為95%左右，給電流采樣留出足夠的空間。

　　雙電阻采樣方式只需要2個采樣電阻，兩個運放即可完成三相電流重構(gòu)。但電壓利用率較三電阻低，達不到100%，不支持兩相調(diào)制(另一相調(diào)制比為100%)。