[发明专利]一种结合互感器及采样电阻的逆变电路电流采样电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变电路电流采样电路。

背景技术

目前常用的逆变电路电流采样方法基本是利用电流霍尔传感器对电流进行采样，传统的采用霍尔传感器的采样电路如图2所示，虽然使用简单，且具有电气隔离、响应时间短、测量频率范围宽的显著优点，但是会有一定延时(一般小于40us),在采样电流频率高时，延时现象更加明显，这样便降低了电流采样的效率。另外它价格高昂、体积庞大、成本费用较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种结合互感器及采样电阻的逆变电路电流采样电路，解决传统电流采样电路延时的缺点，提高采样效率。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种结合互感器及采样电阻的逆变电路电流采样电路，所述的逆变电路为半桥臂逆变电路，其特征在于：它包括高频互感器、电阻电流采样电路、互感器电流采样电路、开关管驱动波形跟踪电路、逻辑型电流采样叠加电路和反向加法合成电路；

其中高频互感器的初级线圈从电机相电压采集信号；

电阻电流采样电路用于对半桥臂逆变电路的下桥臂功率管导通时的电流进行采样；通过在半桥臂逆变电路下桥臂管Q2源极和地之间串联一个采样电阻R9，通过采集采样电阻R9两端的电压信号CU，再经过一个反向放大电路，实现对半桥臂逆变电路的下桥臂功率管Q2导通时的电流进行采样。

互感器电流采样电路，采集高频互感器次级线圈的输出电压，用于对半桥臂逆变电路输出电流变化率采样；

逻辑型电流采样叠加电路，用于在半桥臂逆变电路下桥臂功率管导通时实现电阻电流采样电路输出电压和互感器电流采样电路输出电压的加法合成，在半桥臂逆变电路下桥臂功率管截止时，保持导通时的该电路的输出电压；

开关管驱动波形跟踪电路，输入信号为半桥臂逆变电路下桥臂功率管的驱动信号，输出端用于控制逻辑型电流采样叠加电路；

反向加法合成电路，用于互感器电流采样电路和逻辑型电流采样叠加电路的加法合成，实现对半桥臂输出电流的采样。

按上述方案，所述的互感器电流采样电路，通过将采集到的高频互感器次级线圈输出电压CTU经过电流转电压放大电路，实现对半桥臂逆变电路输出电流变化率采样。

按上述方案，所述的逻辑型电流采样叠加电路，包括一个开关管和一个叠加电路，开关管的控制端与所述的开关管驱动波形跟踪电路的输出端连接，开关管的一个连接端与所述的互感器电流采样电路和电阻电流采样电路连接，开关管的另一个连接端与叠加电路连接，叠加电路的输出端输出逻辑型电流采样叠加电路的输出电压VO3。

本发明的工作原理为：利用采样电阻采样半桥臂电路下桥臂功率管导通时的实时电流，利用高频互感器采样半桥臂逆变电路输出的电流变化率；在下桥臂功率管导通时，利用逻辑型电流采样叠加电路完成电阻电流采样电路输出电压和互感器电流采样电路输出电压的加法合成，在下桥臂功率管截止时，保持导通时的该电路的输出电压；起隔离跟随作用的开关管驱动波形跟踪电路实现开关管驱动电压为低时，输出负电压，开关管驱动电压为高时，输出正电压；反向加法合成电路用来实现互感器电流采样电路和逻辑型电流采样叠加电路的加法合成，实现对半桥臂逆变电路输出电流的采样。

本发明的有益效果为：本发明很好的解决了传统霍尔传感器采样存在的延时现象，极大的提高了电流采样效率；并且本发明电路硬件成本比传统霍尔传感器的成本低。

附图说明

图1为本发明一实施例的电路原理图。

图2为传统霍尔元器件采样电路。

图3为本采样电路与传统采样电路波形对比(低频100Hz)。

图4为本采样电路与传统采样电路波形对比(高频2KHz)。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

图1为本发明一实施例的电路原理图，它包括高频互感器U1、电阻电流采样电路、互感器电流采样电路、开关管驱动波形跟踪电路、逻辑型电流采样叠加电路和反向加法合成电路。本实施例中的半桥臂逆变电路由两只N型MOS管(Q1和Q2)组成，并且两只N型MOS管均带有反向二极管，用该半桥臂逆变电路来驱动电机的某一相绕组，为其提供工作电流。假设有两路带死区的PWM波与PWM_U，两路波本来为对称的方波，但是由于该半桥上桥臂的开通时间快于下桥臂的关断时间，容易出现上下两管同时导通现象，因此要在两路带死区的PWM波中加入死区。加入死区以后的与PWM_U波驱动该半桥臂逆变电路。