CN105515472B - 电机驱动电流检测电路及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机驱动电流检测电路，包括：第一输入端子，用于从每个所述半桥电路的下MOS管的导通内阻上取得电机驱动电流的模拟电流信号；可编程增益放大器，用于接收所述模拟电流信号，对所述模拟电流信号进行调理并输出对应的模拟电压信号；ADC模数转换电路，用于对所述可编程增益放大器输出的所述模拟电压信号进行模数转换得到对应的电流值；控制器，与所述ADC模数转换电路和所述可编程增益放大器分别连接，用于根据所述电流值控制调整所述可编程增益放大器的增益。本发明使电机驱动控制系统运行稳定高效，电路简单且成本低。
Description
技术领域
本发明属于电机控制领域，特别涉及一种电机驱动电流检测电路及控制系统。
背景技术
在电机控制领域,无论是直流,两相,三相,还是五相电机,为了实现自动控制,每一组相线的驱动都是由上MOSFET管和下MOSFET管组成的半桥电路驱动的,为了实现精确的控制,大多数驱动电路上都会包含有电流采样电路以实现电流闭环控制。如图1所示传统功率电阻电流采样电路。在大多数情况下,可以直接在半桥电路中的下MOSFET管与地线之间放置一个功率采样电阻RS,再把这个电阻上的电压信号经过信号调理电路(由运算放大器构成)处理后送到ADC模拟转数字电路，得到电流值。图1中仅画出A相的信号调理电路。这样的电路结构简单但是会带来的以下问题:
1)电阻RS本身串接在电流回路中会消耗功率,降低系统效率。同时因为发热量大，还会引起整个控制系统的不稳定。
2)为了减小采样电阻上的功率损耗,就需要尽量减小采样电阻的阻值。由于运算放大器的增益是固定的，在小电流状态下运算放大器的输出电压就会很低，如果需要在小电流状态下达到较好的控制效果，就需要ADC的分辩率非常高，成本增加。
3)由于外置运算放大器的输入端直接接入了相线电压,因而要求采取必要手段防止高压损坏运算放大器的输入端,这就增加了电路的复杂度和成本。
综上所述，目前亟需一种运行稳定高效，电路简单且成本低的电机控制技术手段。
发明内容
本发明的目的是提供一种电机驱动电流检测电路及控制系统，以解决目前存在的上述技术问题，使得电机驱动控制系统运行稳定高效且成本低。
本发明进一步的目的是提供一种电机驱动电流检测电路及控制系统，以解决目前存在的上述技术问题，使得电机驱动控制系统电路简单易实现，进一步降低成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种电机驱动电流检测电路，应用于电机驱动电路中，所述电机驱动电路包括一个半桥电路或者并联的至少两个半桥电路，其中每个所述半桥电路均由上MOS管和下MOS管串联构成，所述电机的相线对应电连接至所述半桥电路的上MOS管和下MOS管之间，该检测电路包括：
第一输入端子，用于从每个所述半桥电路的上MOS管和下MOS管之间取得电机驱动电流的模拟电流信号；
可编程增益放大器，与所述第一输入端子连接，用于接收所述模拟电流信号，对所述模拟电流信号进行调理并输出对应的模拟电压信号；
ADC模数转换电路，与所述可编程增益放大器的输出端连接，用于对所述可编程增益放大器输出的所述模拟电压信号进行模数转换得到对应的电流值；以及
控制器，与所述ADC模数转换电路和所述可编程增益放大器分别连接，用于根据所述电流值控制调整所述可编程增益放大器的增益。
本发明提供的方案中，第一输入端子电连接于每个所述半桥电路的上MOS管和下MOS管之间，直接从MOS管的导通内阻上取得电机驱动电流的模拟电流信号，不用串接采样电阻，避免了在电流回路中消耗功率,进而提高电机驱动系统效率，同时发热量小，使得整个电机驱动控制系统的稳定性好，系统运行稳定高效。另外本发明采用可编程增益放大器，控制器可根据得到的电机驱动电流的电流值控制调整所述可编程增益放大器的增益，相对于现有技术中增益固定的运算放大器，本发明中放大器的增益是可调变化的，在小电流状态下能够达到较好的控制效果，对ADC器件的分辩率要求不太高，从而降低电路实现的硬件成本，大大减少电路实现成本。
在一个实施例中，所述可编程增益放大器包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端通过第一电阻连接DAC数模转换电路，所述DAC数模转换电路与所述控制器连接，当改变PGA增益的时候，同时改变DAC的输出电压，保证PGA在不同增益下，有同样的静态输出偏置电压；所述运算放大器的同相输入端还通过第二电阻连接所述第一输入端子；所述运算放大器的反相输入端与输出端之间连接有至少一个电阻网络单元，其中每个所述电阻网络单元均包括串联的一个电阻和可编程开关，每个所述可编程开关均连接至所述控制器。
进一步的，为了实现差分输入，该电路还包括第二输入端子，所述第一输入端子和第二输入端子组成差分输入的两个端子；所述第二输入端子一端就近电连接于所述半桥电路的下MOS管的源极，以减少地线回流的影响，另一端通过第四可编程开关接地，同时通过第三电阻与所述运算放大器的反相输入端连接；所述第四可编程开关与所述控制器连接，所述第三电阻的阻值为1K-100K欧姆；所述运算放大器的反相输入端连接二极管的负极，所述二极管的正极连接所述运算放大器的同相输入端。
优选的，所述运算放大器的同相输入端还通过第一TVS二极管接电源VCC，同时通过第二TVS二极管接地。
进一步的，所述第二输入端子还通过第三TVS二极管接电源VCC，同时通过第四TVS二极管接地。
进一步的，所述运算放大器的输出端还通过第五TVS二极管接电源VCC，同时通过第六TVS二极管接地。
通过设置TVS二极管保护电路信号输入或输出端，提高了电路运行的可靠性稳定性
为了提高集成度，简化电路结构，所述控制器为MCU，所述可编程增益放大器、电阻网络单元、第一电阻、第三电阻、二极管、ADC模数转换电路、DAC数模转换电路和所述MCU集成在同一个芯片内；所述第二电阻位于所述芯片外。
优选的，所述第二电阻R2的阻值满足以下条件：
其中R3表示所述第三电阻的阻值，VBUS为所述电机驱动电路内的所述半桥电路中的上MOS管漏极加载的工作电压。
在一个实施例中，所述控制器用于通过控制每个所述电阻网络单元中的可编程开关的开关状态实现在所述运算放大器的反相输入端与输出端之间接入不同阻值的反馈电阻，所述可编程增益放大器的增益G通过下式求得：
其中R1表示所述第一电阻的阻值，R2表示所述第二电阻的阻值，RPGA为接入的所述反馈电阻的阻值；
当所述可编程增益放大器的增益G变化即所述反馈电阻RPGA变化时，所述控制器根据所述反馈电阻RPGA设置所述DAC数模转换电路的输出电压以调整所述运算放大器的偏置电压为：
本发明还提供一种电机驱动控制系统，包括上述任一所述的电机驱动电流检测电路，所述电机驱动电流检测电路中的所述控制器输出PWM信号到所述电机驱动电路中的所述半桥电路。
本发明的有益效果是：本发明中第一输入端子电连接于每个所述半桥电路的上MOS管和下MOS管之间，直接从MOS管的导通内阻上取得电机驱动电流的模拟电流信号，不用串接采样电阻，避免了在电流回路中消耗功率,进而提高电机驱动系统效率，同时发热量小，使得整个电机驱动控制系统的稳定性好，系统运行稳定高效。另外本发明采用可编程增益放大器，控制器可根据得到的电机驱动电流的电流值控制调整所述可编程增益放大器的增益，即运算放大器的增益是可调变化的，在小电流状态下能够达到较好的控制效果，对ADC器件的分辩率要求不太高，从而降低电路实现的硬件成本，大大减少电路实现成本。
附图说明
图1是现有电机驱动电路示意图；
图2是本发明示出的电机驱动电流检测电路示意图；
图3是图2示出的电机驱动电流检测电路与电机的驱动电路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1所示的现有电机驱动电路，以三相电机为例，所述电机驱动电路包括并联的三个半桥电路，其中每个所述半桥电路均由上MOS管和下MOS管串联构成(即上MOS管MOS1的源极与下MOS管MOS2的漏极电连接，上MOS管MOS3的源极与下MOS管MOS4的漏极电连接，上MOS管MOS5的源极与下MOS管MOS6的漏极电连接)，三个上MOS管的漏极均电连接工作电压源VBUS(一般为高压)，三个下MOS管的源极均连接接地端GND，所述电机的三个相线(A、B、C)分别对应电连接至所述三个半桥电路的上MOS管和下MOS管之间。电机驱动电路中半桥电路的数量与电机的相线数量相等。如果是直流电机，则电机驱动电路包括一个或两个半桥电路，直流电机的相线连接于一个半桥电路的上MOS管和下MOS管之间。为了方便说明，图1中仅示出了的电机的A相线，不用于限定本发明，本实施例中采用N沟道耗尽型MOS管，其他实施例中也可以采用P沟道MOS管，对此不作限制，该电机驱动电路在驱动电机工作时，由外部控制器根据电机驱动电流大小控制输出PWM信号加载到每个半桥电路中的上MOS管和下MOS管的栅极以驱动电机MOTOR工作。
如图2-3所示的电机驱动电流检测电路，为本发明实施例示出的电机驱动电流检测电路，应用于现有的所述电机驱动电路中，该检测电路包括第一输入端子Input_A+、可编程增益放大器PGA、ADC模数转换电路和控制器，本实施例中有Input_A+和Input_A-两个输入端子，该电路工作于差分信号输入模式。所述第一输入端子Input_A+，连接于每个所述半桥电路的上MOS管和下MOS管之间，第二输入端子就近连接于下MOS管的源极，减少地线电流回流的影响。用于从每个所述半桥电路的上MOS管和下MOS管之间取得电机驱动电流的模拟电流信号，即直接从MOS管的导通内阻上取得电机驱动电流的模拟电流信号；所述可编程增益放大器，与所述第一输入端子Input_A+连接，用于接收所述模拟电流信号，对所述模拟电流信号进行调理并输出对应的模拟电压信号；所述ADC模数转换电路，与所述可编程增益放大器的输出端连接，用于对所述可编程增益放大器输出的所述模拟电压信号进行模数转换得到对应的电流值；所述控制器，与所述ADC模数转换电路和所述可编程增益放大器分别连接，用于根据所述电流值控制调整所述可编程增益放大器的增益。
本发明提供的方案中，第一输入端子Input_A+电连接于每个所述半桥电路的上MOS管和下MOS管之间，直接从MOS管的导通内阻上取得电机驱动电流的模拟电流信号，不用串接采样电阻，避免了在电流回路中消耗功率,进而提高电机驱动系统效率，同时发热量小，使得整个电机驱动控制系统的稳定性好，系统运行稳定高效。另外本发明采用可编程增益放大器，控制器可根据得到的电机驱动电流的电流值控制调整所述可编程增益放大器的增益，相对于现有技术中增益固定的运算放大器，本发明中放大器的增益是可调变化的，电流检测的分辨率增加，在小电流状态下能够达到较好的控制效果，对ADC器件的分辩率要求不太高，从而降低电路实现的硬件成本，大大减少电路实现成本。
具体的，在另一个实施例中，所述可编程增益放大器包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端通过第一电阻R1连接DAC数模转换电路，所述DAC数模转换电路与所述控制器MCU连接；所述运算放大器的同相输入端还通过第二电阻R2连接所述第一输入端子Input_A+；所述运算放大器的反相输入端与输出端之间连接有至少一个电阻网络单元，其中每个所述电阻网络单元均包括串联的一个电阻和可编程开关，每个所述可编程开关均连接至所述控制器(图未示)。本实施例中仅示出了四个可编程开关S1、S2、S3和S5以及对应的四个电阻R4，R5，R6，R7，不用于限定本发明。R4，R5，R6，R7为PGA的反馈电阻，阻值根据实际应用选择。各个开关受MCU单独控制，闭合这些开关中的一个或者一种组合实现不同增益的放大器。当电机驱动电流比较小的时候，选择较大的增益；当电机驱动电流大的时候选择小的增益，动态调整放大器增益，增加电流检测的分辨率，在小电流状态下能够达到较好的控制效果，对ADC器件的分辩率要求不太高，从而降低电路实现的硬件成本，大大减少电路实现成本。
进一步的，为了实现差分输入采样，该电路还包括第二输入端子Input_A-，所述第一输入端子Input_A+和第二输入端子Input_A-组成差分输入的两个端子；所述第二输入端子Input_A-的一端电连接于每个所述半桥电路的下MOS管的源极，另一端通过另一可编程开关S4接地，同时通过第三电阻R3与所述运算放大器的反相输入端连接；所述另一可编程开关S4与所述控制器MCU连接(图未示)，所述第三电阻R3的阻值为1K-100K欧姆；所述运算放大器的反相输入端连接二极管D4的负极，所述二极管D4的正极连接所述运算放大器的同相输入端。该电路工作于单端信号输入模式时，端子Input_A-不接入电路，所述控制器MCU控制所述另一可编程开关S4闭合，该电路工作于差分输入模式时，端子Input_A-接入电路，所述控制器MCU控制所述另一可编程开关S4断开。采用差分输入采样驱动电流的方式是现有电机驱动控制技术中所没有的，通过该方案本发明可灵活改变电路工作模式，具有很广泛的适用性。
为了保护电路，提高电路运行的稳定性，所述运算放大器的同相输入端还通过第一TVS二极管D1接电源VCC(一般为3.3V或5V)，同时通过第二TVS二极管D3接地。也即第一输入端子Input_A+通过第一TVS二极管D1接电源VCC，同时通过第二TVS二极管D3接地。所述第二输入端子Input_A-还通过第三TVS二极管D6接电源VCC，同时通过第四TVS二极管D7接地。所述运算放大器的输出端还通过第五TVS二极管D2接电源VCC，同时通过第六TVS二极管D5接地。通过设置TVS二极管保护电路信号输入或输出端，在电路对外的输入输出引脚上各集成两只TVS管,分别接到VCC和GND上。如图2所示，端口保护TVS二极管为D1、D2、D3、D5、D6、D7，实现输入输出信号的电压钳位在-0.5V与VCC+0.5V之间，提高电路运行的可靠性稳定性。
为了提高集成度，简化电路结构，所述可编程增益放大器、电阻网络单元、第一电阻、第三电阻、二极管、ADC模数转换电路、DAC数模转换电路和所述控制器MCU集成在同一个芯片(如SOC芯片)内；所述第二电阻位于所述芯片外。所述TVS二极管D1、D2、D3、D5、D6、D7也集成在所述芯片内。
为了保证运算放大器的同相输入端(即同相输入端)的电压在任何情况下都不会高于VCC，实现高压保护。所述第二电阻R2的阻值满足以下条件：
其中R3表示所述第三电阻的阻值，VBUS为所述电机驱动电路内的所述半桥电路中的上MOS管漏极加载的工作电压。
所述控制器MCU具体用于通过控制每个所述电阻网络单元中的可编程开关(S1，S2，S3，S5)的开关状态实现在所述运算放大器的反相输入端与输出端之间接入不同阻值的反馈电阻，所述可编程增益放大器的增益G通过下式求得：
其中R1表示所述第一电阻的阻值，R2表示所述第二电阻的阻值，RPGA为接入的所述反馈电阻的阻值。开关S1，S2，S3，S5的闭合与打开是一种组合，至少接入一个电阻，最多全部接入。以S1，S2同时闭合为例，反馈电阻RPGA的阻值为(R4//R5)。
当所述可编程增益放大器的增益G变化即所述反馈电阻RPGA变化时，所述控制器根据所述反馈电阻RPGA设置所述DAC数模转换电路的输出电压以调整所述运算放大器的偏置电压为：
本发明实现差分采样且动态调整增益G时，需要对应设置所述DAC数模转换电路的输出电压即所述运算放大器的偏置电压，以满足使运算放大器可以输入差分的正负电压信号，进而实现增益的可调变化，使电路在小电流状态下能够达到较好的控制效果，对ADC器件的分辩率要求不太高，从而降低电路实现的硬件成本，大大减少电路实现成本。
下面结合一个具体示例说明本发明:
再次结合参看图2-3，本发明一个实施例中实现了在芯片内部集成一款放大电路,直接通过MOSFET的导通内阻取得电流信号，集成了差分可编程增益放大器，取得较大的电流信号动态范围，对ADC器件的分辩率要求不太高，从而降低电路实现的硬件成本，大大减少电路实现成本；且集成了高压保护电路，降低了系统成本，提高了系统的可靠性稳定性。
本发明集成开关阵列、电阻网络和ADC器件、DAC器件实现了差分动态可编程增益放大器的设计。通过与MCU配合，直接通过MOSFET的导通内阻获得工作电流。通过TVS保护网络，用低电压的集成电路工艺实现高电压输入信号时的端口保护。
本发明实施例所示的IC芯片内部差分可编程增益放大器框图如图2所示，其内部集成了不同大小的负反馈比例电阻R4、R5、R6、R7及可编程的开关S1、S2、S3、S4、S5；各个开关受MCU单独控制，闭合这些开关中的一个或者一种组合实现不同增益的放大器。MCU通过控制开关S4,可实现单端输入与差分输入的切换；当集成的放大倍率不适合系统使用时，MCU可以通过开关阵列切换成纯运算放大器模式，再通过输出端Out外部接入电阻实现增益调整；其中运算放大器的同相输入端通过电阻R1上拉到芯片内部DAC(数字转模拟电压模块)的输出，MCU根据不同的需要，配置不同的DAC电压的输出，使运算放大器在零电压输入时，运算放大器的输出电压Out(即可编程增益放大器PGA的输出电压)为(1/2)VCC，从而使运算放大器可以输入差分的正负电压信号，在单电源系统上实现正负电压信号放大。为保证PGA的输出电压为1/2VCC，须设置DAC的输出为：
具体可由MCU设置。
具体控制时，当电机驱动电流比较小的时候，MCU控制选择较大的增益；当电机驱动电流大的时候选择小的增益；在动态切换增益的时候，同时调节DAC的输出电压，使运算放大器的输出偏置电压相等。
具体的，本发明实施例中通过与MCU配合直接通过MOSFET的导通内阻获得工作电流具体介绍如下：三个半桥电路中，MOS1，MOS2采用互补的PWM1信号驱动，MOS3，MOS4采用互补的PWM2信号驱动，MOS5，MOS6采用互补的PWM3信号驱动。PWM1，PWM2，PWM3频率相同，中心对齐。
以A相为例，Input_A+接到MOS2的漏极，Input_A-接到MOS2的源极。当MOS2导通时，通过MOS2的电流等于A相电流，由于MOSFET的导通电阻与电流大小无关，故采样MOS2上的电压信号就可以获得A相电流。
在一个PWM周期内，如果MOS2，MOS4，MOS6存在同时导通时刻，且满足采样需要的最小导通宽度，则可以直接采样到A，B，C三相的电流。
在一个PWM周期内，如果MOS2，MOS4，MOS6中的两个存在同时导通时刻，且满足采样需要的最小导通宽度，对应的两相电流A1、A2可以直接采样得到，另外一相电流A3＝0-A1-A2。
在一个PWM周期内，如果MOS2，MOS4，MOS6中只有一个存在导通时刻，且满足采样需要的最小导通宽度，只采样此导通相的实际电流；另外两相电流需要用上次采样到的值代替。因为这种只有一个下MOS管导通的情况非常少，且存在的周期数非常有限，故不会影响系统的正常工作。
本发明实施例中还设置TVS保护网络，用低电压的集成电路工艺实现高电压输入信号时的端口保护。在IC芯片对外的输入输出引脚上各集成两只TVS二极管,分别接到VCC和GND上。端口保护TVS二极管为D1、D2、D3、D5、D6、D7，实现输入输出信号的电压钳位在-0.5V与VCC+0.5V之间；在内部运算放大器的同相输入端和反相输入端之间集成一个二极管D4，在反相输入端和Input_A-之间集成电阻R3,R3的阻值在1K到100K欧姆之间。以图3的A相为例，当MOS1导通，MOS2关断的时候，Input_A+的电压约等于VBUS，VBUS一般为高压。R2为芯片外的匹配电阻，按照下式1计算R2的阻值，保证运算放大器的同相输入端电压在任何情况下都不会高于VCC，实现高压保护。其中：
(式1)，
R3表示所述第三电阻的阻值，VBUS为所述电机驱动电路内的所述半桥电路中的上MOS管漏极加载的工作电压。
本发明还提供一种电机驱动控制系统，包括上述任一实施例所述的电机驱动电流检测电路(图未示)，所述电机驱动电流检测电路中的所述控制器输出PWM信号到所述电机驱动电路中的所述半桥电路的上MOS管和下MOS管的栅极，以驱动控制电机运行。关于该电机驱动电流检测电路，可参考前述实施例的内容，此处不再详述。
本发明的优点如下:
1、直接从MOS管的导通内阻上取得电机驱动电流的模拟电流信号，不用串接采样电阻，避免了在电流回路中消耗功率,进而提高电机驱动系统效率，同时发热量小，使得整个电机驱动控制系统的稳定性好，系统运行稳定高效。
2、本发明采用可编程增益放大器，可以差分信号输入方式采样电流，控制器可根据得到的电机驱动电流的电流值控制调整所述可编程增益放大器的增益，即运算放大器的增益是可调变化的，相对于现有技术中增益固定的运算放大器，本发明中放大器的增益是可调变化的，电流检测的分辨率增加，在小电流状态下能够达到较好的控制效果，对ADC器件的分辩率要求不太高，从而降低电路实现的硬件成本，大大减少电路实现成本。
3、在实现放大器增益动态调整时，本发明通过MCU设置DAC的输出电压以满足使运算放大器即可编程增益放大器可以输入差分的正负电压信号，进而实现增益的可调变化，使电路在小电流状态下能够达到较好的控制效果，对ADC器件的分辩率要求不太高，从而降低电路实现的硬件成本，大大减少电路实现成本。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种电机驱动电流检测电路，应用于电机驱动电路中，所述电机驱动电路包括一个半桥电路或者并联的至少两个半桥电路，其中每个所述半桥电路均由上MOS管和下MOS管串联构成，所述电机的相线对应电连接至所述半桥电路的上MOS管和下MOS管之间，其特征在于，该检测电路包括：
第一输入端子，用于从每个所述半桥电路的上MOS管和下MOS管之间取得电机驱动电流的模拟电流信号；
可编程增益放大器，与所述第一输入端子连接，用于接收所述模拟电流信号，对所述模拟电流信号进行调理并输出对应的模拟电压信号；
ADC模数转换电路，与所述可编程增益放大器的输出端连接，用于对所述可编程增益放大器输出的所述模拟电压信号进行模数转换得到对应的电流值；以及
控制器，与所述ADC模数转换电路和所述可编程增益放大器分别连接，用于根据所述电流值控制调整所述可编程增益放大器的增益；
所述可编程增益放大器包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端通过第一电阻连接DAC数模转换电路，所述DAC数模转换电路与所述控制器连接；所述运算放大器的同相输入端还通过第二电阻连接所述第一输入端子；
所述运算放大器的反相输入端与输出端之间连接有至少一个电阻网络单元，其中每个所述电阻网络单元均包括串联的一个电阻和可编程开关，每个所述可编程开关均连接至所述控制器。
2.根据权利要求1所述电机驱动电流检测电路，其特征在于，还包括第二输入端子，所述第一输入端子和第二输入端子组成差分输入的两个端子；
所述第二输入端子的一端电连接于每个所述半桥电路的下MOS管的源极，另一端通过另一可编程开关接地，同时通过第三电阻与所述运算放大器的反相输入端连接；所述另一可编程开关与所述控制器连接，所述第三电阻的阻值为1K-100K欧姆；
所述运算放大器的反相输入端连接二极管的负极，所述二极管的正极连接所述运算放大器的同相输入端。
3.根据权利要求2所述电机驱动电流检测电路，其特征在于，所述运算放大器的同相输入端还通过第一TVS二极管接电源VCC，同时通过第二TVS二极管接地。
4.根据权利要求3所述电机驱动电流检测电路，其特征在于，所述第二输入端子还通过第三TVS二极管接电源VCC，同时通过第四TVS二极管接地。
5.根据权利要求3或4所述电机驱动电流检测电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端还通过第五TVS二极管接电源VCC，同时通过第六TVS二极管接地。
6.根据权利要求5所述电机驱动电流检测电路，其特征在于，所述控制器为MCU，所述可编程增益放大器、电阻网络单元、第一电阻、第三电阻、二极管、ADC模数转换电路、DAC数模转换电路和所述MCU集成在同一个芯片内；所述第二电阻位于所述芯片外。
7.根据权利要求6所述电机驱动电流检测电路，其特征在于，所述第二电阻R2的阻值满足以下条件：
其中R3表示所述第三电阻的阻值，VBUS为所述电机驱动电路内的所述半桥电路中的上MOS管漏极加载的工作电压。
8.根据权利要求7所述电机驱动电流检测电路，其特征在于，所述控制器用于通过控制每个所述电阻网络单元中的可编程开关的开关状态实现在所述运算放大器的反相输入端与输出端之间接入不同阻值的反馈电阻，所述可编程增益放大器的增益G通过下式求得：
<mrow>
<mi>G</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
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<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>P</mi>
<mi>G</mi>
<mi>A</mi>
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</msub>
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<mn>3</mn>
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<mo>&times;</mo>
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<mn>1</mn>
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<mrow>
<mi>R</mi>
<mn>3</mn>
<mo>&times;</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>R</mi>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mi>R</mi>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中R1表示所述第一电阻的阻值，R2表示所述第二电阻的阻值，RPGA为接入的所述反馈电阻的阻值；
当所述可编程增益放大器的增益G变化即所述反馈电阻RPGA变化时，所述控制器根据所述反馈电阻RPGA设置所述DAC数模转换电路的输出电压以调整所述运算放大器的偏置电压为：
<mrow>
<msub>
<mi>V</mi>
<mrow>
<mi>D</mi>
<mi>A</mi>
<mi>C</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>R</mi>
<mn>3</mn>
<mo>&times;</mo>
<mrow>
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9.一种电机驱动控制系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电机驱动电流检测电路，所述电机驱动电流检测电路中的所述控制器输出PWM信号到所述电机驱动电路中的所述半桥电路。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08340690A (ja) * | 1995-06-07 | 1996-12-24 | Sgs Thomson Microelectron Inc | Ｐｗｍモードにおけるモータドライバ用電流検知装置及び方法 |
| JPH10313589A (ja) * | 1997-05-07 | 1998-11-24 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置のスキャナにおけるサーボ制御装置 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08340690A (ja) * | 1995-06-07 | 1996-12-24 | Sgs Thomson Microelectron Inc | Ｐｗｍモードにおけるモータドライバ用電流検知装置及び方法 |
| JPH10313589A (ja) * | 1997-05-07 | 1998-11-24 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置のスキャナにおけるサーボ制御装置 |
| CN102901865A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-01-30 | 北京经纬恒润科技有限公司 | 一种电机相电流检测电路 |
| CN203722530U (zh) * | 2014-01-06 | 2014-07-16 | 广东美的制冷设备有限公司 | 变频空调、空调压缩机控制器及其电流采样电路 |
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