[实用新型]高精度、高速、多级输出电枢电流反馈电路

说明书

技术领域

本实用新型属于永磁无刷方波电机控制领域，具体说是一种高精度、高速、多级输出电枢电流反馈电路。

背景技术

转矩突变且变化很大的无刷电机对控制器的要求较高，大扭矩输出必须要有精准的电流反馈，相反电流反馈不精确，电流输出超出控制器的使用范围会损坏功率器件。而提高功率器件的裕度又会造成浪费。

传统的电流反馈是由三相整流电路得到的有效值，而且响应时间不够快，电流的精度也很差，这对于方波无刷电机的控制很不利。因为方波电机电流控制要求反馈的电流是一个平均值，即反应的是电机的扭矩输出，而有效值反应不准确；方波电机要求反电势要与电流输出同相位，这样在扭矩一定的情况下可以稳定可靠的使电流在功率器件的使用范围之内，如响应时间不够快则造成相位差，相同扭矩输出导致电流偏大，会损坏功率器件或大大缩短其使用寿命。同时如有短路或过流时必须要求保护信号快速的输出，以便保护电路快速响应；方波电机要求电流反馈必须精确，反馈的大小即功率器件中实际流过的电流的大小，直接关系到功率器件的寿命，所以必须准确。

实用新型内容

本实用新型提供一种高精度、高速、多级输出电枢电流反馈电路，以实时、精确的电流反馈为控制系统提供可靠的保证。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

电机的相电流反馈电压送到该电路的输入端，送达选通器件的输入端或以两项合成三相的方式，先送入运算放大器的输入端再进入选通器件的输入端，通过选通信号的不同组合选通不同的通道再输出，以实时反映电机绕组中的实际相电流，并根据反馈电压幅值和反应时间的不同分为两级输出，一路作为过流保护，一路做为短路保护。

本实用新型相对于现有技术：

电枢电流反馈电路实现了无刷电机的高精度、高速、多级输出电枢电流反馈信号的功能，根据反馈电压，该电路可以迅速做出反应，在1-2微秒之间即可输出相应的电压，为保护电路提供保护信号。高精度的反馈电压信号可以精确的反应出电枢电流的大小，为实现电枢电流的精准控制提供可靠保证。根据反馈的电压信号可分级输出短路和过流的信号，以实现短路和过流的独立控制，以此可以非常直观的辨明故障原因，为排除故障以及做必要的保护提供电压信号。

附图说明：

图1为高精度、高速、多级输出电枢电流反馈电路框图；

图2为高精度、高速、多级输出电枢电流反馈电路图。

具体实施方式

该电路具体内容和原理如下：

参见图1，所述的电枢电流反馈电路的输入端连接电机的相电流反馈电压，再以两项合成三相的方式，先送入运算放大器的输入端再进入选通开关的输入端，通过选通信号的不同组合选通不同的通道再输出，以实时反映电机绕组中的实际相电流，并根据反馈电压幅值和反应时间的不同分为两级输出，一路作为过流保护，一路做为短路保护。

参见图2，U1、V1、W1为位置传感器信号，当电机正向旋转时它们组成的信号由101→100→110→010→011→001，如此为一个周期，反复循环。反转时信号顺序颠倒。现以正转信号为例，当信号分别为101和100时，U1分别选通X5、X1通道，此时由J1的三脚输入的电流反馈信号(负值)直接送到了放大器U2C的反相输入端，经C9与R20组成的积分电路滤波，得到该反馈信号的平均值。当信号为110时，U1选通X3通道，此时由J2的三脚输入的电流反馈信号(正值)经放大器U2A的反相输入端和X3通道，送到U2C的反相输入端，经C9与R20组成的积分电路滤波，得到该反馈信号的平均值。当信号为010时，U1选通X2通道，此时由J1的三脚输入的电流反馈信号(正值)经放大器U2A的反相输入端和X2通道，送到U2C的反相输入端，经C9与R20组成的积分电路滤波，得到该反馈信号的平均值。当信号分别为011和001时，此时由J2的三脚输入的电流反馈信号(负值)直接送到了放大器U2C的反相输入端，经C9与R20组成的积分电路滤波，得到该反馈信号的平均值。如此为一个周期，反复循环，得到的电流反馈信号是相电流的平均值。其高精度、高速的反馈是由高精度和高速的器件来决定的。在信号经过不同的选通顺序送到U2C的反相输入端的同时也送到了U2B的反相输入端，C7与R13同样也组成了一个积分电路，此时可根据过流和短路要求的保护值和保护响应时间的不同，适当的选取两个积分电路中的电容与电阻的值，一路作为过流保护，一路作为短路保护，分别送到两个比较器U5A和U5B中，以便区分两种保护。