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1、FOC控制基于电阻的电流采样方案比较最近有时间把TI ST还有Microchip三家关于PMSM控制中使用电阻采样相的电路看了一下，发现各家都有自己的特点，就做个总结吧。1.TI C2000系列双电阻采样法原理说明在U相和V相的下桥分别串联一个功率电阻，通过一个运放电路连接至A/D。采样时机放在PWM的下溢中断进行，U V两相电阻上的电流即为电机U V相的线电流。关键点(1)采样时机：必须在下桥臂全部导通的时候进行采样。在软件设计的时候,采用下溢中断(处于第7段和第1段零矢量区域中),将电流采样的任务安排在一个PWM周期的开始处,在比较匹配到来之前的期间,U、V两相的上桥臂都是关断的,也就是说
2、下桥臂是导通的,这样就可以在每个PWM周期顺利采样一次两个相电流值。(2)采样方式因为电机绕组线圈呈感性，线圈上的相电流不能突变，因此从矢量U0 转换到零矢量后，其对应的工作状态转换如图所示，其中二极管能起到续流作用，此时，下桥臂采样电阻上流过的是相电流，因此在每个PWM周期前期通过下桥臂的采样电阻检测相电流是可行的。开关状态为000时电流的流通路径(3)采样电流电路从上图可以看出，流经各相采样电阻的电流是正负的，故采样电阻上端的电压是一个带正负信号的正弦波形(下端为地)，后级运放电路作用是将整体电压抬高，并且进行比例增益。2.STM32的方案：三电阻采样法(1)电流处理：采样电阻上端采集到的
3、电压是一个带正负的正弦波形，所以其后端一定要接一个运放电路，一方面是滤波，更重要的则是把采集到的信号缩放到AD能采集的电压范围。这个电路可以采用同相比例放大+偏移。(2)AD触发：在STM32的高级定时器中，除了产生三相PWM波的CH1,CH2,CH3之外还有一个CH4，这个通道只能产生一路PWM波，它可以用来触发AD，可以比较容易的和前面几个PWM波同步，而且配置好周期能非常灵活的取采样点。(3)相采样选择：每次需要采集两个电流，采集哪两个电流由SVPWM当前扇区决定。每次只有在下桥臂打开的时候才能进行采样。(4)干扰Tnoise和Trise：Tnoise是每次开关管打开或者关闭时，对当前采
4、集的相电压的影响时间。Trise是每次开关管打开的时候该相电流会有一个跳变，需要一段时间来稳定。在这两个时间里面不能采集电流。(5)SVPWM：SVPWM是FOC算法的最后一步，根据前面运算得到的数据，修改PWM波形输出，从而修正电机的运行，同时确定下次相电流采样的扇区。R1此处与TI方案不同，ST方案根据扇区号来确定当前需要采样的电流相，而TI根据二极管续流可以持续获得稳定的U/V相电流反馈，TI的方法更好R2TI的方案是在PWM 关闭的时候采样的，也就没有了干扰的问题下面这张表格是是运用ST库的时候三电阻和单电阻在效率等方面的比较：3.Microchip方案（AN1299）采用单电阻方式采
5、样，在一组7段矢量的时间内，根据不同的开关顺序，进行多次采样R3相比TI方案，采样次数较多，消耗的CPU资源较多，需要考虑死区对各个采样窗的影响，还有各采样窗口有最小宽度限制，处理算法相对比较麻烦对于三相逆变器，我们将分析此周期的所有不同的PWMxL 组合（T0、T1、T2 和T3），了解电流测量代表着什么。从T0开始，在逆变器中我们有如下的电子开关（MOSFET 或IGBT）组合，从中我们看到，没有电流流经单分流电阻（图10）。前进到T1，我们看到PWM2L 有效，同时PWM1H和PWM3H也有效（目前没有显示，但假设PWM输出是互补的）。由于有电流通过相A和C流入电机，通过相B流出电机，我
6、们可以认为此电流测量值表示的是IB，如图11 所示。在T2 期间， PWM2L 和PWM3L 有效，且PWM1H有效。这种组合给出的是流经单分流电阻的电流IA，如图12 所示。T3的情形与T0一样，其中没有电流流经分流电阻，所以IBUS = 0，如图13 所示。PIC 单电阻 采样时间点的计算总结：通过双电阻、三电阻和单电阻的相电流采样方法，都是基于电机绕组电感电流通过二极管续流的原理，然后通过通过公式“Iu+Iv+Iw=0”重构出该相电流。不同的采样方法，对相电压占空比有不同的要求，因此电压利用率也不同，可参考基于 PSoC4的矢量控制方案：电流采样。财务盈利能力分析采用的主要评价指标包括静态评价指标和动态评价指标两类。其中静态评价指标主要有投资回收期，投资利润率，投资利税率和资本金利润率；动态评价指标主要有投资回收期，净现值、净现值率，内部收益率。
