[发明专利]用于降低多相马达的热灵敏度的电路

说明书

一种用于降低多相马达的热灵敏度的电路，该电路包括：驱动器，该驱动器被配置为生成多相马达的各个相的驱动电流，所有的驱动电流的瞬时总和为零；所述多相马达的各个相的电流传感器，各个电流传感器被配置为测量该相的驱动电流并且包括多个电流传感器元件，所述多个电流传感器元件相互被布置为，各个电流传感器元件的由在待测驱动电流外的磁场引起的驱动电流系统误差的大小相同；以及控制器，该控制器被配置为，针对所述多相马达的各个相，生成该相的驱动电流的估计，使其为该相的测量驱动电流减去所有相的测量驱动电流的总和的1/n，n是多相马达的相数。

本申请是原案申请号为201780074656.X的发明专利申请(申请日：2017年12月01日，PCT申请号：PCT/GB2017/053641，发明名称：感测马达电流)的分案申请。

技术领域

本公开涉及感测领域，具体地涉及降低多相马达的热灵敏度的电路。

背景技术

在由马达控制的系统中，需要准确地感测被驱动通过马达的电流。通常，电流以及几个其它参数被监测并且被输入至改进马达的操作的反馈控制环路。例如，在DC马达中，使马达旋转的电流、轴位置、速度和方向全部都可以被测量，并且那些测量输入至马达控制电路，形成到驱动器的控制输入以调整马达的操作。

可以使用电流感测电阻器来测量马达的驱动电流。分流电阻器放置在马达驱动线上，使得其先于马达接收到驱动电流。电阻器上产生的电压降例如由差动放大器测量，从而产生驱动电流。电流感测电阻器抵抗其周围环境的热变化并且抵抗外部电磁场。

然而，电力在分流电阻器中耗散，因此，电流感测电阻器是侵入电流感测机构：从电流感测电阻器到马达的电流输出低于到其的输入。在分流电阻器中耗散的电力在随电阻的增加而二次地增加。在通常用于驱动马达的高电流下，电流感测电阻器所生成的废热可能超过马达和/或周围的电路系统可以被安全的暴露的阈值。另外，马达和周围的电路系统通常受高电流下被电流感测电阻器超过的功率的限制。

为了满足功率限制和减少传感器的侵入性，可以减小电阻器的大小。然而，电流感测电阻器的输出信号随电阻线性增加，因此，通过减小电阻，降低电流感测电阻器的灵敏度。非常小的电流引起无法在背景噪声级下检测到的非常小的电压降。因此，具有低电阻的电流感测电阻器具有信噪比低的输出信号。越小的电阻器越不准确，这导致输出信号中的误差增加。另外，马达通常是用高频电流来驱动的。在低电阻下，电阻器的阻抗由电感而不是电阻控制。因此，驱动电流无法像上面描述的那样被直截了当地导出。

电流感测电阻器的替代传感器是霍尔传感器。霍尔传感器是被作用于其的外部磁场启动的磁性电流传感器。因此，能够提供对马达通过检测电流流动所生成的磁场驱动的电流的非侵入性测量。霍尔传感器产生根据其周围的磁场密度而变化的输出电压。因此，通过测量离驱动器输出的路径最近的霍尔传感器的输出电压，确定马达的驱动电流。没有测量驱动电流通过霍尔传感器耗散。因此，霍尔传感器不会遇到电流感测电阻器的废热和功率问题。

对其周围的热环境和外部电磁场不敏感的大霍尔传感器是可用的。然而，这些大霍尔传感器不适合小型的、轻量级的应用。在这些应用中，电流传感器的占地需要尽可能的小，并且需要最小化电流传感器的重量。可以包装成小IC的小霍尔传感器是可用的。然而，这些霍尔传感器会遇到这样一个问题：其操作对其周围的热环境和外部电磁场(例如，马达中的磁铁所产生的电磁场)非常敏感。当马达被驱动时，马达和霍尔传感器所在的电路板的温度增加至在狭窄的温度窗口外面的水平，在该水平下，霍尔传感器提供准确的电流测量。

因此，需要提供一种用于准确地测量马达的驱动电流的非侵入性电流传感器，该非侵入性电流传感器适合于小型的、轻量级的应用。

发明内容