CN117424519A - 电流检测的电机控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电流检测的电机控制系统，包括：采样电路、RC滤波电路、TVS保护电路和MCU，所述采样电路的一端与被检测的电机连接，采样电路的另一端通过RC滤波电路、TVS保护电路后与MCU相连。RC滤波电路可以实现将高频干扰滤除，避免放大器的输出端输出电压变化过快，而对MCU的检测功能产生影响。电阻R与MCU的内阻实现分压，则实际上MCU的采样电压要比放大器的输出端输出电压小一些，针对这部分，可以在代码层面进行补偿；MCU的管脚输入电压有上限值，使用TVS钳位，避免出现过高电压输入到MCU管脚，造成GPIO损坏。

Description

电流检测的电机控制系统
技术领域
本发明属于电子电路设计技术领域，尤其涉及电流检测的电机控制系统。
背景技术
对于电机控制而言，电流检测电路可以提供重要的反馈信息，将信息与来自主控DSP或MCU的控制信号相结合，可以控制MOSFET或IGBT的栅极驱动芯片并最终实现对电机的控制或调整，另外为了实现过流保护，也很有必要对电流进行监控。
较为常用对于电机电流的检测都是基于采样电阻实现的，通过放大器输出的电压信号至MCU对电机实时监测，通过分析实时数据，实现电机过流保护、堵转保护以及空载自动停机等功能。而放大器输出的电压信号出现电压变化过快导致是会对MCU的检测功能产生影响。
发明内容
本申请针对上述技术问题提出电流检测的电机控制系统，具体技术方案如下：
电流检测的电机控制系统，包括：采样电路、RC滤波电路、TVS保护电路和MCU，所述采样电路的一端与被检测的电机连接，采样电路的另一端通过RC滤波电路、TVS保护电路后与MCU相连。
进一步的，所述采样电路包括采样电阻Rref和电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和放大器，所述采样电阻Rref的一端接电机，另一端接地；所述放大器的正负极分别接在采样电阻Rref的两端，且放大器的正极接在采样电阻Rref的接地端；所述电阻R1串接在采样电阻Rref与放大器的负极之间；所述电阻R2一端接地，另一端接放大器负极；所述电阻R3串接在采样电阻Rref与放大器正极之间；所述电阻R4一端接放大器正极，另一端接放大器的输出端。
进一步的，所述RC滤波电路包括电阻R5和电容C1；所述电阻R5的一端接放大器的输出端，另一端接MCU的输入端；所述电容C1一端接电阻R5与MCU之间，另一端接地；TVS保护电路与电容C1并联。
进一步的，R1＝R2＝R3＝R4。
进一步的，K＝R3/R1；
K＝100，Rref＝0.001ohm；
或K＝100，Rref＝0.005ohm；
或K＝50，Rref＝0.005ohm；
或K＝50，Rref＝0.001ohm。
本发明的有益效果为：本发明中，RC滤波电路可以实现将高频干扰滤除，避免放大器的输出端输出电压变化过快，而对MCU的检测功能产生影响。电阻R与MCU的内阻实现分压，则实际上MCU的采样电压要比放大器的输出端输出电压小一些，针对这部分，可以在代码层面进行补偿；MCU的管脚输入电压有上限值，使用TVS钳位，避免出现过高电压输入到MCU管脚，造成GPIO损坏。
附图说明
图1示出的是电流检测的电机控制系统的电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，示出的是电流检测的电机控制系统的电路图，该电机控制系统包括采样电路、RC滤波电路、TVS保护电路和MCU，其中采样电路的一端与被检测的电机连接，采样电路的另一端通过RC滤波电路、TVS保护电路后与MCU相连。
采样电路包括采样电阻Rref和电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和放大器。其中，采样电阻Rref的一端接电机，另一端接地；放大器的正负极分别接在采样电阻Rref的两端，且放大器的正极接在采样电阻Rref的接地端；电阻R1串接在采样电阻Rref与放大器的负极之间；电阻R2一端接地，另一端接放大器负极；电阻R3串接在采样电阻Rref与放大器正极之间；电阻R4一端接放大器正极，另一端接放大器的输出端。
RC滤波电路包括电阻R5和电容C1，电阻R5的一端接放大器的输出端，另一端接MCU的输入端，电容C1一端接电阻R5与MCU之间，另一端接地，TVS保护电路与电容C1并联。
上述电路系统中，RC滤波电路可以实现将高频干扰滤除，避免放大器的输出端输出电压变化过快，而对MCU的检测功能产生影响。电阻R与MCU的内阻实现分压，则实际上MCU的采样电压要比放大器的输出端输出电压小一些，针对这部分，可以在代码层面进行补偿。
MCU的管脚输入电压有上限值，使用TVS钳位，避免出现过高电压输入到MCU管脚，造成GPIO损坏。
选型原则：
预设R1＝R2＝R3＝R4；
放大电路的放大倍数等于K＝R3/R1；
例如，当MCU的ADC电压达到最大值，这里取3.0v；
取K＝100，Rref＝0.001ohm，则满载电流最大：Imax＝3.0/(100*0.001)＝30A；
取K＝100，Rref＝0.005ohm，则满载电流最大：Imax＝3.0/(100*0.005)＝6A；
取K＝50，Rref＝0.005ohm，则满载电流最大：Imax＝3.0/(50*0.005)＝12A；
取K＝50，Rref＝0.001ohm，则满载电流最大：Imax＝3.0/(50*0.001)＝60A。
选型的时候，主要考虑满载的电流损耗，选择具体的采样电阻与放大倍数组合。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (5)

1.电流检测的电机控制系统，其特征在于，包括：采样电路、RC滤波电路、TVS保护电路和MCU，所述采样电路的一端与被检测的电机连接，采样电路的另一端通过RC滤波电路、TVS保护电路后与MCU相连。
2.根据权利要求1所述的电流检测的电机控制系统，其特征在于，所述采样电路包括采样电阻Rref和电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和放大器，所述采样电阻Rref的一端接电机，另一端接地；所述放大器的正负极分别接在采样电阻Rref的两端，且放大器的正极接在采样电阻Rref的接地端；所述电阻R1串接在采样电阻Rref与放大器的负极之间；所述电阻R2一端接地，另一端接放大器负极；所述电阻R3串接在采样电阻Rref与放大器正极之间；所述电阻R4一端接放大器正极，另一端接放大器的输出端。
3.根据权利要求1所述的电流检测的电机控制系统，其特征在于，所述RC滤波电路包括电阻R5和电容C1；所述电阻R5的一端接放大器的输出端，另一端接MCU的输入端；所述电容C1一端接电阻R5与MCU之间，另一端接地；TVS保护电路与电容C1并联。
4.根据权利要求1所述的电流检测的电机控制系统，其特征在于，R1＝R2＝R3＝R4。
5.根据权利要求1所述的电流检测的电机控制系统，其特征在于，K＝R3/R1；
K＝100，Rref＝0.001ohm；
或K＝100，Rref＝0.005ohm；
或K＝50，Rref＝0.005ohm；
或K＝50，Rref＝0.001ohm。
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