直流无刷电机高精度电流采样系统设计

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1、第44卷第5期电力电子技术Vo1．44．No．52010年5月PowerElectronicsMay，2010直流无刷电机高精度电流采样系统设计李峰。，吴一辉，武俊峰，黎海文(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：为及时、准确地采样直流无刷电机(BLDCM)绕组中的电流值．以实现电流闭环控制，针对常用的直流无刷电机电流采样方法中电路复杂，分立元件温漂严重，调整困难，可靠性低等问题，提出了一种高集成度、高精度的电流采样方案。该方案以FPGA为控制芯片，电流检测调理和A／D转换电路均采

2、用精度高、温度稳定性好的集成芯片实现，消除了分立元件温漂大、抗干扰能力弱的缺陷。采用PWM周期中点采样法，克服了功率管开关噪声对电流采样精度的影响。实验结果表明，整个电流采样系统线性度好、精度高、实时性好，为高品质电流环控制提供了可靠保证。关键词：无刷直流电机；电流采样；电流闭环；高精度中图分类号：TP202文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)05—0041～03ResearchofHighPrecisionBlushlessDCMotorCurrentSamplingMethodLIFeng一，WUYi—hui，WUJun—feng一，

3、LIHai—wen(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，CAS，Changchun130033，China；2．GraduateSchoolofCAS，Beijing100049，China)Abstract：Inordertomeasurewinding’ScurrentofblushlessDCmotor(BLDCM)real—timeandaccuratelyforcurentloopofthedigitalcontrolsystem，acurrentsamplingschemef

4、orBLDCMofhighintegrationandhighaccuracyisproposedbasedontheanalysisofusualmethodsofcurrentsampling．Thisschemeovercomestheefectofdiscretecomponent’Stemperaturedriftandpowertransistor’SswitchingnoisebyusingFPGAcontroller，integratedchipsandPWM—midpointsamplingmethod．Theexperimentalre

5、sultsshowthatthecurrentsamplingsystemhashighlinearity，highaccuracyandre—al—timeperformance．Keywords：blushlessDCmotor；currentsampling；eurrenloop；highaccuracyFoundationProject：SupportedbyNationalFoundationof863Btype(No．2006AA04Z367)1引言电压信号。比例系数为185mV／A。该传感器输出电在直流无刷电机(BLDCM)数字控制系统中引压

6、与其检测的电流关系为=2．5+0．1851m。入电流环闭环控制可改善启动性能，最大限度地利用电机的过载能力，还可对电机进行过流保护。提出一种高集成度、高精度的电流采样方案：电流检测调理及A／D转换电路均采用精度高、温度稳定性好的集成芯片实现。消除了分立元件温漂大、抗干扰能力D血匝Tl：弱的缺陷；采用PWM中点采样法和数字滤波技术有效去除了测量噪声。保证了系统的采样精度。2硬件电路设计图1ACS712内部结构图ACS712隔离性好，可有效防止主电路与控制电2．1基于电流传感器的电流检测电路选用的电流传感器为隔离型电流霍尔传感器路的互相串扰，提高系统可靠性；另

7、外引脚6可起到ACS712型集成芯片，该芯片体积小、价格低、便于安硬件滤波作用，并可抑制周期性高频或工频干扰。放采用5v单电源供电。低噪音模拟输入路径，阶2．2电流信号调理放大电路由于选用的A／D转换器AD7472要求输入0～跃响应只需5s，可通过外部滤波引脚调整带宽，功2．5v的单极信号，显然与A／D转换器的输入耗低。隔离性能好，其输出精度为185mV／A，误差小于1．5％。图1示出其内部结构。当通过引脚1，2到不匹配，因此选用低价格、单电源、输出摆幅能引脚3，4的电流不断上升时，引脚7输出正斜率的达到电源电压的仪表放大器AD623集成芯片，对信号进行调

8、理放大处理。AD623是在传统的三运放结构基础上改进的一基金项目：