2.4 采樣檢測(cè)及保護(hù)電路的實(shí)現(xiàn)

　　由于霍爾傳感器的體積相對(duì)較大，所以本文僅僅使用兩個(gè)霍爾電流傳感器對(duì)電機(jī)A、C兩相繞組電流進(jìn)行檢測(cè)，將A、C相中的-100 A～100 A大電流轉(zhuǎn)化為-4 V～4 V的小電壓信號(hào)，再根據(jù)無(wú)刷直流電機(jī)三相電流的特性IA+IB+IC=0，計(jì)算得出IB=-（IA+IC），因此B相電流可以通過(guò)對(duì)A、C相求和反相得到，從而可以減少霍爾電流傳感器的使用數(shù)量，縮小體積，削減成本。如圖5所示。

圖5 B相電流的實(shí)現(xiàn)

　　再得到B相電流以后，分別對(duì)A、B、C三相相使用TL082構(gòu)成的高精度半波整流模塊進(jìn)行半波整流，再將整流過(guò)的A、B、C三相電壓信號(hào)求和反相，得到此時(shí)進(jìn)入功率管電流的瞬時(shí)值所對(duì)應(yīng)的電壓值。

圖6 無(wú)刷直流電機(jī)電流采樣保護(hù)電路結(jié)構(gòu)圖

　　在電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，該電路能實(shí)時(shí)測(cè)量電機(jī)的電流，并發(fā)出兩路信號(hào)，一路輸入到DSP的ADC模塊中去，采樣電機(jī)電流的數(shù)字值，從而可以方便的在DSP中實(shí)行電流的閉環(huán)PID調(diào)節(jié)。

　　另一路送到比較電路中，然后DSP采用了兩種方式來(lái)對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。一種是限流保護(hù)，當(dāng)電流增大超過(guò)限流電流62.5 A（對(duì)應(yīng)電壓值為2.5 V）時(shí)，保護(hù)電路向CPLD發(fā)出限流信號(hào)，進(jìn)而使控制芯片DSP啟動(dòng)相應(yīng)的限流程序進(jìn)行操作，調(diào)節(jié)PWM的占空比，來(lái)改變實(shí)際加載到電機(jī)兩端的電壓，改變電流大小;另一種是停機(jī)保護(hù)，如果電流由于某些原因，繼續(xù)增大到停機(jī)電流80 A（對(duì)應(yīng)電壓值為3.2 V）時(shí)，DSP就會(huì)啟動(dòng)停機(jī)程序，立即關(guān)斷所有的功率管，電機(jī)馬上停止運(yùn)行，這樣可以防止由于電流過(guò)大而引起的對(duì)功率管或者電機(jī)的損壞，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

　　2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　電流采樣及保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)波形如圖7所示。

圖7 采樣電路實(shí)驗(yàn)波形

　　在圖7中通道1輸入A相經(jīng)過(guò)電流傳感器后的波形曲線，通道2輸入C相經(jīng)過(guò)電流傳感器后的波形曲線，通道1和通道2相位相差120。，幅值，通道3為A、B、C三相信號(hào)經(jīng)過(guò)求和反相后的波形，平均幅值為1.48 V，符合理論分析結(jié)果。

　　3 結(jié)論

　　該電路利用了放大器的原理提出了一種高精度電流采樣的方法，并且結(jié)合了過(guò)流保護(hù)、停機(jī)保護(hù)的功能，從而能保障無(wú)刷直流電機(jī)的安全運(yùn)行。目前該電路已經(jīng)應(yīng)用于某型號(hào)無(wú)刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)中，實(shí)際應(yīng)用中也證明這個(gè)電路可以對(duì)電機(jī)的實(shí)時(shí)電流進(jìn)行高精度檢測(cè)采樣并且及時(shí)、可靠的保護(hù)好電機(jī)。

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