[发明专利]一种三相电流采样和过电流保护电路

说明书

本发明公开了一种三相电流采样和过电流保护电路，包括两个电流传感器、电流采样输入电路、第三相电流计算电路和过电流比较电路；所述两个电流传感器分别对电机控制器三相中两相进行电流采样，通过电流采样输入电路连接第三相电流计算电路的输入端，第三相电流计算电路输出连接过电流比较电路的输入端，过电流比较电路的输出端判断电机的第三相是否过电流。本发明电路可减少使用一个霍尔电流传感，只需要一个集成运放芯片，根据电机两相的电流采样值计算出第三相电流值，电路简洁，节省成本。本专利使用硬件电路搭建电机控制器过电流的保护功能，过电流时响应速度比软件计算控制的方法更快，能更好的保护IGBT模块。

技术领域

本发明涉及新能源汽车电机，特别涉及一种三相电流采样和过电流保护电路。

背景技术

新能源汽车电机采用扭矩控制策略，需要控制器硬件采样三相电流值形成控制闭环反馈，同时为防止突发过电流情况发生，硬件会设置过电流保护，瞬间保护IGBT驱动模块；现阶段应用比较成熟的方案：使用三个霍尔电流传感器分别采样三相电流值，设置三相电流处理电路，达到电流采样以及过电流保护功能，如附图1所示。

专利文献1（公开号：CN204012661U）公开了一种电机驱动保护电路，该电机驱动保护电路通过IPM驱动模块自身内部的硬件自检功能的硬件故障输出端的输出和IPM驱动模块的输出电流，控制电机的驱动情况，当IPM驱动模块硬件自检结果认为出现故障或输出电流出现异常时，直接控制电平转换模块停止工作，使IPM驱动模块不工作，进而切断电机，起到电机驱动保护的作用。

现有的技术方案缺点：1、电机控制器需要对三相输出进行电流采样，通常需要使用三个电流传感器，每一相的电流都需要采样，成本较高，安装繁琐。2、使用软件方法计算出第三相的电流值，并判断是否过电流。但软件计算的方式延时较长，在过电流情况发生时容易导致IGBT模块损坏。

发明内容

本发明目的是：提供一种三相电流采样和过电流保护电路，只需要使用两个电流传感器，根据基尔霍夫电流定律，计算出第三相电流的大小，并连接到过电流比较电路实现过电流保护功能，降低了整体的硬件成本，在响应时间上更快。

本发明的技术方案是：

一种三相电流采样和过电流保护电路，包括两个电流传感器、电流采样输入电路、第三相电流计算电路和过电流比较电路；所述两个电流传感器分别对电机控制器三相中两相进行电流采样，通过电流采样输入电路连接第三相电流计算电路的输入端，第三相电流计算电路输出连接过电流比较电路的输入端，过电流比较电路的输出端判断电机的第三相是否过电流。

优选的，所述电流采样电路包括两个运算放大器U1A、U1C，分别对两个电流传感器的采样输入信号实现电压跟随和隔离功能。

优选的，所述第三相电流计算电路包括两个运算放大器U1D、U1B，其中U1D构成电压跟随电路，向U1B提供稳定电压，U1B构成一个相电流计算电路，电流采样电路的两路输出分别连接相电流计算电路的输入端，是计算出第三相电机电流的大小并产生一个恒定的电压源。

优选的，所述过电流比较电路包括比较器U2A和U2B，将第三相电流计算电路的输出电压分别与两个参考点的电压比较，实现过电流比较的功能。

优选的，所述运算放大器U1A、U1C、U1D、U1B属于一个集成运算放大器U1；所述比较器U2A和U2B属于一颗集成芯片U2。

本发明的优点是：

1、在电机控制器内使用本发明电路可减少使用一个霍尔电流传感，降低电机控制器的整体成本。本发明电路只需要一个集成运放芯片，该芯片内部集成了4个运算放大器，根据电机两相的电流采样值计算出第三相电流值，电路简洁，节省成本。

2、本专利使用硬件电路搭建电机控制器过电流的保护功能，过电流时响应速度比软件控制的方法更快，能更好的保护IGBT模块。