CN108933552A - 变频电机电流采样电路和变频设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变频电机电流采样电路和变频设备，电流采样电路包括MCU、IPM模块、变频电机、电流采样电路和处理电路；MCU连接IPM模块，用于向IPM模块输出控制信号；IPM模块连接变频电机，用于给变频电机提供驱动其工作的三相电源；电流采样电路连接IPM模块的三相电源输出，用于采集变频电机的工作电流；处理电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；第一电阻和第二电阻串联提供基准电压，第三电阻的一端连接于第一电阻和第二电阻的连接处、另一端连接电流采样电路的一个输出端，通过阻值合理配置调整放大倍数，实现对采样电路的处理，相比现有应用运算放大器的电流采样电路，简化了电路设计，也节省了设计成本。
Description
技术领域
本发明属于技术变频电机领域，具体地说，是涉及一种变频电机电流采样电路和变频设备。
背景技术
变频电机作为一种较先进的电机，其推广可以大幅改善现有洗衣机等变频设备的性能。
变频电机的控制中，变频驱动板上的MCU发送控制信号到IPM模块（智能功率模块），由IPM模块控制器内部的开关器件将直流电源变成三相电源来驱动变频电机工作，这个过程中需要采集输出电流信号反馈到MCU，形成闭环控制，同时可以防止电流太大损坏器件。
现有的变频驱动板中通常采用电阻进行电流采样，进而通过运算放大器进行信号放大，然后传输给MCU进行信号采集处理，但现有这种电阻采集后由运算放大器放大的采样电路中由于使用了运算放大器等元器件，存在成本较高的问题，且使用运算放大器需要进行差分轴线，这也会导致变频驱动板PCB布板困难、走线复杂、容错率低等问题。
发明内容
本申请提供了一种变频电机电流采样电路和变频设备，解决现有变频驱动板设计复杂、成本高的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：
提出一种变频电机电流采样电路，包括MCU、IPM模块、变频电机和电流采样电路；所述MCU连接所述IPM模块，用于向所述IPM模块输出控制信号；所述IPM模块连接所述变频电机，用于给所述变频电机提供驱动其工作的三相电源；所述电流采样电路连接所述IPM模块，用于采集所述三相电源的工作电流；所述变频电机电流采样电路还包括处理电路；所述处理电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻一端连接工作电源，所述第一电阻另一端连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地；所述第三电阻的一端连接于所述第一电阻和所述第二电阻的连接处，所述第三电阻的另一端连接所述电流采样电路的一个输出端；所述第一电阻和所述第二电阻的连接处为所述处理电路的输出端，连接所述MCU的电流反馈输入引脚。
进一步的，所述处理电路还包括第一滤波电容，连接于所述工作电源处。
进一步的，所述处理电路还包括第二滤波电容，与所述第二电阻并联。
进一步的，所述第一电阻为4.53千欧，所述第二电阻为39千欧，所述第三电阻为680欧姆。
提出一种变频设备，包括有上述的变频电机电流采样电路。
与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请提出的变频电机电流采样电路和变频设备中，电流采样电路的输出连接处理电路，该处理电路并非现有技术中的运算放大器，而是有第一电阻、第二电阻和第三电阻组成的处理电路，第一电阻和第二电阻将工作电源进行分压，在第二电阻上产生一个基准电压，保证在测量交流信号时始终得到正信号，对三个电阻的合理取值能够确定对采样电路的放大倍数，从而实现了对电流的采样处理，处理电路的输出直接反馈给MCU即可，相比现有应用运算放大器的电流采样电路，本申请提出的变频电机电流采样电路仅使用三个电阻经过合理阻值配置即可实现，简化了电路设计，也节省了设计成本，解决了现有变频驱动板设计复杂、成本高的技术问题。
结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为本申请提出的变频电机电流采样电路的电路架构图；
图2为本申请提出的处理电路的电路图；
图3为本申请提出的处理电路的实施例图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。
如图1所示，本申请提出的变频电机电路采样电路，包括MCU U1、IPM模块U2、变频电机U3和电流采样电路U4；MCU U1连接IPM模块U2，用于向IPM模块U2输出控制信号；IPM模块U2连接变频电机U3，用于给变频电机U3提供驱动其工作的三相电源；电流采样电路U4连接IPM模块U2的三相电源输出，用于采集三相电源的工作电流，也即变频电机U3的工作电流；还包括处理电路U5。
通常，MCU U1控制6路控制信号到IPM模块U2，由IPM模块U2控制器内部的6个开关器件将直流电源变成三相电源来驱动变频电机U3工作；电流采样电路包括连接于IPM模块U2的三相电源输出端的三个采样电阻，这三个采样电阻分别连接一个处理电路U5的输入端。
如图2所示，处理电路包括第一电阻R1、第二电R2和第三电阻R3；第一电阻R12一端连接工作电源AVDD，第一电阻R1另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端接地；第三电阻R3的一端连接于第一电阻R1和第二电阻R2的连接处，第三电阻R3的另一端连接电流采样电路U4的一个输出端；第一电阻R1和第二电阻R2的连接处为处理电路的输出端Out，连接MCU U1的电流反馈输入引脚。
上述本申请实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2的分压提供了一个基准电压，该基准电压保证在测量交流信号时始终得到正信号；上述处理电路的基准电压与第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的取值有关，放大倍数也与第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的取值有关，以电流采样电路的一路电流采样为例，如图3所示，设定电流采样电路输出的采样电流为I，V1和V2为第三电阻R3两端的电压；R4为应用电路对地电阻，由上述可得以下公式：
和，简化后可得，可见，通过设定第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值，能够得到不同的V2与I的方程式，选取合适的取值即可获得最优方程；以第一电阻为4.53千欧，第二电阻为39千欧，第三电阻为680欧姆，第四电阻为50毫欧，AVDD为5伏为例，此时的放大倍数为0.0428，得到基准电压为0.643V，MCU U1获得的电压为，基准电压与放大倍数均满足电路正常运行要求。
如图2所示，本申请提出的处理电路还包括连接于工作电源AVDD附近的第一电容C1和并联与第二电阻的第二电容C2。
基于上述提出的变频电机电流采样电路，本申请还提出一种变频设备，该变频设备包括有上述提出的变频电机电流采样电路，该变频电机电流采样电路包括MCU、IPM模块、变频电机、电流采样电路和处理电路，电流采样电路的输出连接处理电路，该处理电路并非现有技术中的运算放大器，而是有第一电阻、第二电阻和第三电阻组成的处理电路，第一电阻和第二电阻将工作电源进行分压，在第二电阻上产生一个基准电压，保证在测量交流信号时始终得到正信号，对三个电阻的合理取值能够确定对采样电路的放大倍数，从而实现了对电流的采样处理，处理电路的输出直接反馈给MCU即可，相比现有应用运算放大器的电流采样电路，本申请提出的变频电机电流采样电路仅使用三个电阻经过合理阻值配置即可实现，简化了电路设计，也节省了设计成本，解决了现有变频驱动板设计复杂、成本高的技术问题。
应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.变频电机电流采样电路，包括MCU、IPM模块、变频电机和电流采样电路；所述MCU连接所述IPM模块，用于向所述IPM模块输出控制信号；所述IPM模块连接所述变频电机，用于给所述变频电机提供驱动其工作的三相电源；所述电流采样电路连接所述IPM模块，用于采集所述三相电源的工作电流；其特征在于，所述变频电机电流采样电路还包括处理电路；
所述处理电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻一端连接工作电源，所述第一电阻另一端连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地；所述第三电阻的一端连接于所述第一电阻和所述第二电阻的连接处，所述第三电阻的另一端连接所述电流采样电路的一个输出端；所述第一电阻和所述第二电阻的连接处为所述处理电路的输出端，连接所述MCU的电流反馈输入引脚。
2.根据权利要求1所述的变频电机电流采样电路，其特征在于，所述处理电路还包括第一滤波电容，连接于所述工作电源处。
3.根据权利要求1所述的变频电机电流采样电路，其特征在于，所述处理电路还包括第二滤波电容，与所述第二电阻并联。
4.根据权利要求1所述的变频电机电流采样电路，其特征在于，所述第一电阻为4.53千欧，所述第二电阻为39千欧，所述第三电阻为680欧姆。
5.一种变频设备，其特征在于，包括有如权利要求1-4任一项所述的变频电机电流采样电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN110690683A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-14 | 四川虹美智能科技有限公司 | 智能功率模块的过流保护电路及过流保护装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203011991U (zh) * | 2012-12-10 | 2013-06-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电流采样电路及电机 |
| CN207020235U (zh) * | 2017-04-26 | 2018-02-16 | 深圳市科沃电气技术有限公司 | 一种变频器三相输出母线单电阻电流采样电路 |
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2018
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