一种变频器三相输出母线单电阻电流采样电路的制作方法

本实用新型涉及变频器技术领域，尤其涉及一种变频器三相输出母线单电阻电流采样电路。

背景技术：

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。随着当今变频器技术的飞速发展，变频器在当今工业生产中得到了越来越广泛的应用。在小功率变频器中，体积小型化、轻量化亦成为当今发展的趋势。

现阶段，变频器中电流采样技术最为普遍的采样方式为使用霍尔传感器采集三相或任意两相输出电流，再搭配一些外围器件进行电流检测，该方式技术成熟，稳定性良好，但其成本高昂，不利于小功率变频器大批量生产。也有部分厂家采用逆变单元三个下桥臂或任意两个下桥臂分别接一个毫欧电阻到地，再结合周边运算放大器等器件进行三路或双路电流采样，该方式带来的也是体积和成本的问题，亦不是最佳的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型提供一种变频器三相输出母线单电阻电流采样电路，其结构简单，生产成本低，体积小，易于大批量生产。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案。

一种变频器三相输出母线单电阻电流采样电路，包括一个毫欧电阻R1，其一端与IPM逆变单元NU、NV、NW相连，另一端接至电源负极；隔离放大电路，其输入端接毫欧电阻与IPM逆变单元NU、NV、NW相连的一端；运算放大电路，其输入端接隔离放大电路输出端；信号转换电路，其输入端接运算放大电路输出端，其输出端连接至DSP AD采集端口。该电流采样电路信号由毫欧电阻采样经隔离放大电路、算运放大电路再到信号转换电路输出至DSP AD采集端口。

作为优选，所述毫欧电阻R1一端与IPM逆变单元NU、NV、NW相连接，另一端连接至电源负极。

作为优选，所述隔离放大电路包括一个隔离放大器U1，其中：所述隔离放大器U1的正输入端接电阻R4一端，所述电阻R4另一端接至毫欧电阻R1与IPM逆变单元NU、NV、NW相连的一端；所述隔离放大器U1的正输入端还通过电容C2连接至电源负极；所述隔离放大器U1负输入端接至电源负极；所述隔离放大器U1正、负输出端分别接至运算放大电路的同、反相输入端。

作为优选，所述运算放大电路包括一个运算放大器U2A，其中：所述运算放大器U2A同相输入端通过电阻R5接至隔离放大器U1正输出端，所述运算放大器U2A同相输入端还通过电阻R7和电容C4并联接地；所述运算放大器U2A反相输入端通过电阻R6接至隔离放大器U1负输出端，所述运算放大器U2A反相输入端还通过电阻R10和电容C8并联接至运算放大器U2A输出端。

作为优选，信号转换电路包括电阻R8、电阻R9、电感L1、电容C7和双二极管D1，其中：所述电阻R8和电感L1串联，电感L1另一端连接至运算放大器U2A输出端，电阻R8另一端连接至DSP AD采集端口；所述电阻R9一端与电阻R8和DSP AD采样端口相连，另一端接电源3.3V；所述电容C7一端与电阻R8和DSP AD采样端口相连，另一端接地；所述双二极管D1中间极与电阻R8和DSP AD采样端口相连，其阳极接地，其阴极接电源3.3V。

本实用新型提供一种变频器三相输出母线单电阻电流采样电路，包括一个毫欧电阻R1、隔离放大电路、运算放大电路、信号转换电路。变频器运行进入工作状态时，IPM模块逆变单元驱动电机电流经下桥臂NU、NV、NW流出到毫欧电阻R1，毫欧电阻R1作为电流采样电阻产生电压信号，该电压信号即为采样信号，采样信号经由电阻R4输入到隔离放大电路，隔离放大电路对采样信号进行相应放大后再输入运算放大电路，采样信号从运算放大电路输出后，此时采样信号再经过信号转换电路将其转换成能被DSP识别的电压信号，从而实现了对变频器逆变单元输出的电流采样。本采样电路相比当前技术而言，替换掉了霍尔元件，较三路或双路欧毫电阻电流采样电路有了较大的简化、改进，使用较为常见的低成本元件，大大的降低了电路生产成本和产品体积。

附图说明

图1是本实用新型变频器三相输出母线单电阻电流采样电路结构示意图。

图2是本实用新型变频器三相输出母线单电阻电流采样电路图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例，进一步说明本实用新型的变频器三相输出母线单电阻电流采样电路的具体实施方式。

如图1所示，本电流采样电阻包括一个毫欧电阻R1，其一端与IPM逆变单元10 NU、NV、NW相连，另一端接至电源负极；隔离放大电路20，其输入端接毫欧电阻R1与IPM逆变单元10 NU、NV、NW相连的一端；运算放大电路30，其输入端接隔离放大电路20输出端；信号转换电路40，其输入端接运算放大电路30输出端，其输出端连接至DSP AD采集端口50。该电流采样电路信号由毫欧电阻R1采样经隔离放大电路20、算运放大电路30再到信号转换电路40输出至DSP AD采集端口50。

结合图1和图2所示，本实施例中，所述毫欧电阻R1作为电流采样电阻，其一端与IPM逆变单元10 NU、NV、NW相连接，另一端接电源负极，实现对IPM逆变单元10 NU、NV、NW流出母线电流的采样。

结合图1和图2所示，本实施例中，所述隔离放大电路20包括一个隔离放大器U1，其中：所述隔离放大器U1的正输入端接电阻R4一端，所述电阻R4另一端接至毫欧电阻R1与IPM逆变单元NU、NV、NW相连的一端；所述隔离放大器U1的正输入端还通过电容C2连接至电源负极；所述隔离放大器U1负输入端接至电源负极；所述隔离放大器U1正、负输出端分别接至运算放大电路30的同、反相输入端。所述隔离放大电路20经由电阻R4输入毫欧电阻R1采样的电压信号，由隔离放大器U1对采样信号进行处理后，输入到运算放大电路30做进一步处理。

结合图1和图2所示，本实施例中，所述运算放大电路30包括一个运算放大器U2A，其中：所述运算放大器U2A同相输入端通过电阻R5接至隔离放大器U1正输出端，所述运算放大器U2A同相输入端还通过电阻R7和电容C4并联接地；所述运算放大器U2A反相输入端通过电阻R6接至隔离放大器U1负输出端，所述运算放大器U2A反相输入端还通过电阻R10和电容C8并联接至运算放大器U2A输出端。所述运算放大电路30通过电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R10和运算放大器U2A组合对采样信号进行比例放大作用，而后通过运算放大器U2A输出端将处理后的信号输出至信号转换电路40做进一步处理。

结合图1和图2所示，本实施例中，所述信号转换电路40包括电阻R8、电阻R9、电感L1、电容C7和双二极管D1，其中：所述电阻R8和电感L1串联，电感L1另一端连接至运算放大器U2A输出端，电阻R8另一端连接至DSP AD采集端口50；所述电阻R9一端与电阻R8和DSP AD采样端口50相连，另一端接电源3.3V；所述电容C7一端与电阻R8和DSP AD采样端口50相连，另一端接地；所述双二极管D1中间极与电阻R8和DSP AD采样端口50相连，其阳极接地，其阴极接电源3.3V。所述信号转换电路40主要通过电阻R8和电阻R9实现采样信号转换，转换后的信号能充分被DSP AD采集端口50识别。经电阻R8和电阻R9转换的信号首先经过双二极D1实现钳位保护，最终采样信号输入至DSP AD采样端口50。

本实用新型提供一种变频器三相输出母线单电阻电流采样电路，包括一个毫欧电阻R1、隔离放大电路20、运算放大电路30、信号转换电路40。变频器运行进入工作状态时，IPM模块逆变单元驱动电机电流经下桥臂NU、NV、NW流出到毫欧电阻R1，毫欧电阻R1作为电流采样电阻产生电压信号，该电压信号即为采样信号，采样信号经由电阻R4输入到隔离放大电路20，隔离放大电路20对采样信号进行相应放大后再输入运算放大电路30，采样信号从运算放大电路30输出后，此时采样信号再经过信号转换电路40将其转换成能被DSP识别的电压信号，从而实现了对变频器逆变单元输出的电流采样。本采样电路相比当前技术而言，替换掉了霍尔元件，较三路或双路欧毫电阻电流采样电路有了较大的简化、改进，使用较为常见的低成本元件，大大的降低了电路生产成本和产品体积。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。