一种小型电动汽车增程器电机相电流检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种小型电动汽车增程器电机相电流检测电路，包括3-shunt电流采样单元、三相电流信号调理单元、电流峰值检测单元和单片机；3-shunt电流采样单元的信号输入端连接外设的逆变单元的输出端，信号输出端连接三相电流信号调理单元的输入端，三相电流信号调理单元的输出端分别连接电流峰值检测单元的输入端和单片机的输入端；电流峰值检测单元的输出端也连接单片机的输入端。本实用新型结构简单，使用安全可靠，它能精确地给单片机提供电机绕组各相绕组对的电流，有效降低了电启动过程中MOS管的电流冲击，提高了启动效率以及成功率，增加了控制器的使用寿命。
【专利说明】一种小型电动汽车增程器电机相电流检测电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种电动车增程器电启动控制单元的电器部件，尤其是电启动控 制单元用的电机三相电流信号检测电路。
【背景技术】
[0002] 为了保证电动车增程器电启动控制单元安全稳定的控制发电机运转，，通常需要 检测发电机三相绕组中的电流，并将该电流反馈回单片机以实现对电流的实时监控。为降 低成本，现有的增程器电启动单元普遍采用Ι-shunt电路来检测电流，这种电路反映的电 流其实并不是各支路的真正的电流，不但对启动时的PWM控制信号的最小占空比有要求， 另一个最致命的缺陷是无法检测和控制电机三相绕组之间的电流，对三相逆变桥的M0S管 损伤很大，从而降低了整个控制单元的可靠性。
【发明内容】
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是现有的增程器电启动单元普遍采用Ι-shunt电 路来检测电流，不能反映各支路的真正的电流，不但对启动时的PWM控制信号的最小占空 比有要求，且对三相逆变桥的M0S管损伤很大，从而降低了整个控制单元的可靠性。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种小型电动汽车增程器 电机相电流检测电路，包括3-Shunt电流采样单元、三相电流信号调理单元、电流峰值检测 单元和单片机；3-shunt电流采样单元的信号输入端连接外设的逆变单元的输出端，信号 输出端连接三相电流信号调理单元的输入端，三相电流信号调理单元的输出端分别连接电 流峰值检测单元的输入端和单片机的输入端；电流峰值检测单元的输出端也连接单片机的 输入端，单片机的输出端连接并控制逆变电路的各个桥臂的控制端。
[0005] 通过3-shunt电流采样单元采集逆变单元的三相输出电流，并将三相电流分别进 行信号调理后，再进行峰值电流检测，单片机同时读取三相电流信号和三相峰值电流信号 后，根据这些数据计算逆变电路中各个桥臂上功率管的导通时间，以此控制逆变单元工作， 该种设计能精确地给单片机提供电机绕组各相绕组对的电流，有效降低了电启动过程中 M0S管的电流冲击，提高了启动效率以及成功率。
[0006] 作为本实用新型的一种改进方案，所述3-Shunt电流采样单元包括三个shunt电 流采样电阻，一一对应的连接于逆变单元的三个下桥臂与地之间，一个shunt电流采样电 阻与对应的下桥臂的连接点连出一条电流信号输出线并连接至三相电流信号调理单元对 应的三相输入端。
[0007] 作为本实用新型的另一种改进方案，三相电流信号调理单元包括三个电路结构完 全相同的调理电路，即U相信号调理电路、V相电流信号调理电路、W相电流信号调理电路。
[0008] 本实用新型的优点是：结构简单，使用安全可靠，它能精确地给单片机提供电机绕 组各相绕组对的电流，有效降低了电启动过程中M0S管的电流冲击，提高了启动效率以及 成功率，增加了控制器的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为现有普遍采用的电流检测电路图。
[0010] 图2为本实用新型的电路原理图。
[0011] 图3为二相电流彳目号调理电路中调理电路原理图。
[0012] 图4为三相电流峰值信号检测电路。
【具体实施方式】 [0013] ：
[0014] 如图1所示，现有的增程器电启动单元普遍采用Ι-shunt电路来检测电流，即在逆 变电路的下桥臂与地之间设置一个shun电阻R8,电流信号引出点即shun电阻R8与下桥臂 的交点处，这种电路反映的电流其实并不是各支路的真正的电流，不但对启动时的PWM控 制信号的最小占空比有要求，另一个最致命的缺陷是无法检测和控制电机三相绕组之间的 电流，对三相逆变桥的M0S管损伤很大，从而降低了整个控制单元的可靠性。
[0015] 如图2-4所示，本实用新型包括3-shunt电流采样单元2、三相电流信号调理单元 3和电流峰值检测单元4 ;3-shunt电流采样单元2将电机相电流波形转换成电压波形分别 通过U相电流信号调理电路30、V相电流信号调理电路31、W相电流信号调理电路32处理 后，均输出至峰值检测电路4和单片机的AD采样端口；经峰电流值信号检测电路4获得的 峰值电流信号则传输至单片机的PWM控制口。
[0016] 3-shunt电流采样单元2包括3个Shunt电流采样电阻，3个Shunt电流采样电阻 分别连接于逆变单元1的三个下桥臂与地之间，电流信号从采样电阻与下桥臂的连接点 取出，送至三相电流信号调理单元3。
[0017] 如图3-4所示，所述三相电流信号调理单元3包括三个电路完全相同的调理电路， 即U相信号调理电路30、V相电流信号调理电路31、W相电流信号调理电路32 ;以U相信号 调理电路30进行说明，输入电流信号la接电阻R7, R7的另一端分别与运算放大器的同相 输入端、电容C3的一端、电阻R6的一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极相连，二极管 D1的负极和电阻R6的另一端接电源VCC，二极管D2的正极和电容C3的另一端接地。电阻 R9、R10和电容C4的一端共同接运算放大器的反相输入端，电阻R10和电容C4的另一端接 运算放大器的输出端。
[0018] 电流峰值检测单元结构如下：U相信号调理电路30的输出端接U相比较器U2的 反相输入端和电容C1的一端，电容C1的另一端接比较器U2的同相输入端；V相信号调理 电路31的输出端接V相比较器U3的反相输入端和电容C2的一端，电容C2的另一端接比 较器U2的同相输入端；W相信号调理电路32的输出端接W相比较器U4的反相输入端和电 容C5的一端，电容C5的另一端接比较器U4的同相输入端；电阻R4的一端接电源VCC，其 另一端与3个比较器U2、U3、U4的同相输入端相连；电阻R11和电容C6并联后的一端与3 个比较器U2、U3、U4的同相输入端相连，另一端接地。三个比较器的输出端连接到一起后与 电阻R5的一端相连，并送至单片机的PWM控制口，电阻R5的另一端接电源VCC。
【权利要求】
1. 一种小型电动汽车增程器电机相电流检测电路，其特征在于：包括3-Shunt电流采 样单元（2)、三相电流信号调理单元（3)、电流峰值检测单元（4)和单片机； 3-shunt电流采样单元（2)的信号输入端连接外设的逆变单元（1)的输出端，信号输出 端连接三相电流信号调理单元（3)的输入端，三相电流信号调理单元（3)的输出端分别连 接电流峰值检测单元（4)的输入端和单片机的输入端；电流峰值检测单元（4)的输出端也 连接单片机的输入端； 单片机的输出端连接并控制逆变电路的各个桥臂的控制端。
2. 根据权利要求1所述的一种小型电动汽车增程器电机相电流检测电路，其特征在 于：所述3-Shunt电流采样单元（2)包括三个shunt电流采样电阻，--对应的连接于逆变 单元（1)的三个下桥臂与地之间，一个shunt电流采样电阻与对应的下桥臂的连接点连出 一条电流信号输出线并连接至三相电流信号调理单元（3 )对应的三相输入端。
3. 根据权利要求1所述的一种小型电动汽车增程器电机相电流检测电路，其特征在 于：三相电流信号调理单元（3)包括三个电路结构完全相同的调理电路，即U相信号调理电 路（30 )、V相电流信号调理电路（31)、W相电流信号调理电路（32 )。
【文档编号】G01R19/00GK203870144SQ201420206350
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】王韧刚 申请人:江苏友和动力机械有限公司