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1、0中文译文电机控制电流检测应用隔离放大器和霍尔效应器件摘 要从实验结果来看，在室温条件下，霍尔效应（开环和闭环）电流传感器比隔离放大器精度更好。比较霍尔效应电流传感器和隔离放大器之间的过热准确性显示了性能差异。这是因为隔离放大器不共用相同的灵敏度温度，所以影响了霍尔效应电流传感器。总之，隔离放大器了提供具有成本效益，低噪音的电机控制电流感应解决方案。它们的外形更小，并提供灵活的自插入和表面贴装，使印刷电路板集成度更高。引 言电流传感器是电机控制系统的基本元素，近年来传感器技术的进步已经改善了传感器的精确度和可靠度并降低成本，许多传感器更将信号调整电路集成到单一封装内。目前广泛应用于电机控制的微
2、控制器或数字信号处理器的信息反馈的三种隔离电流传感器是：隔离放大器和分流电阻霍尔效应电流传感器电流感应变压器本文将侧重于隔离放大器和分流电阻以及霍尔效应电流传感器，并比较现阶段这两种电流传感技术的不同。图 1 典型的汽车方框图1隔离放大器和分流电阻分流电阻电流传感器测量准确并且费用低，因而得到了广发应用。通过监测已知低值电阻上的压降，确定当前流经负载的大小。在有噪声干扰的环境中，设计一个既能分流又能保证水平动态变化模拟信号精度的电流分流检测电路是一项难题，如电机相电流传感。难点是怎样解决源自大共模电压，大变异的共同模式，以及绝缘栅双极晶体管（IGBT）瞬态电压的分流保护或电压变化的高精度模拟电
3、流分流信号。这些非常大的瞬态电压（相当于在振幅的直流电源电压）以非常快的速度上升（大于 10kV/s） ，使电流不能流经电机各个阶段。安华高科技的（ - ）调制隔离放大器是用来分流负载产生的感应电流模拟信号，并能保持良好的增益和偏移的准确性。它拥有良好的时间和温度稳定性，以及出色的共模瞬态噪声抑制（CMR） 。安华高科技制造的隔离放大器不会受到外部磁场的影响；并没有表现出剩余磁化强度的影响，可以抵消比较霍尔效应电流传感器的影响。它也很容易安装在印刷电路板（PCB）上使设计人员非常灵活的使用，只需要改变电流感应电阻器就可简单的使同一电路和布局用于不同的电流范围。这些特性使得隔离放大器的成为目前应
4、用于许多不同领域遥感的最佳选择。使用 - 转换器实现模拟数字的转换有以下 2 个优点：1、主要凭借高采样率实现精度转换，而不是必须依赖与工艺设备相匹配的集成电路。2、 - 调制器调节放大器的波形，使它能更有效地过滤掉噪声。隔离放大器参数隔离放大器规范的关键是电机驱动电流检测的应用，包括：输入参考失调电压输入参考失调电压获得 0V 输出电压的输入电压由于不可避免的进程变化，所有隔离放大器都需要一个反转小电压和非反相输入平衡错位。所需要的电压被称为输入失调电压，简写为 VOS。查看安华高科技数据表 VOS另一个相关的参数，输入偏移电压平均温度系数。输入偏移电压平均温度系数，|VOS/TA|，具体的
5、预期输入失调漂移温度。其单位为 V/C。VOS是测量温度范围的一部分，|VOS/TA|计算时写作 VOS/C。增益公差增益公差这一点很重要特别是在多相位驱动器，通过获得准确的宽容要求，以确保精确的相位，以期保持准确性。对于孤立的调制器，如 HCPL-7860/786J/7560，重要的规范是参照容差 D/A，VREF。查看安华高科技数据表，另一个相关的参数为增益的平均温度系数。增益的平均温度系数，|G/TA|，是指定预期增益漂移温度。其单位是 V/V/C。增益的是衡量温度极限的部分，|G/TA|计算时写作 G/C。对于孤立的调制器，如 HCPL-7860/786J/7560，这将是|VREF/
6、TA|，其单位是 ppm/C。非线性非线性表明在该器件的精度范围内的输入电流。这是偏差装置以预期电压的百分比表示的输出电压的全面输出范围。所占比例越小越好（接近完美的直线） 。2安华高科技数据表中显示另一个参数非线性平均温度系数。非线性平均温度系数，|NL/TA|，为指定预计非线性温度，其单位为%/C。非线性是测量温度极限的一部分，|NL/TA| 计算时写作 %/C。共模抑制共模抑制(CMR)在电机驱动器中逆变晶体管产生很大的瞬态开关电压。这些非常大的瞬态电压（至少相当于幅度铁路的直流电压）可以以非常快的速度上升（高达10kV/s） ，因此很难依次流经当前电机每个阶段。传播延迟和带宽装置的速度
7、应足够快，以确保输入信号的准确性和系统的稳定性不会发生改变。该装置也应足够快，以防止短路。隔离放大器的精度典型的隔离放大器有一个总体精度的百分数。给出一些出现误差的情况，结合导致这些误差的原因，使隔离放大器能够在标称温度（25C）和整个温度范围内工作。准确性的有限组合： 零电流的直流偏移增益误差线性度带宽限制温度变化引起的漂移： 直流偏移增益线性度分离器分离器 HCPL - 7860 和分流电阻性能：和分流电阻性能：参考电压误差 1非线性误差 0. 01分流电阻误差 125C 的误差 2.01经营环境行动至 85C 温度漂移失调电压误差 0.75温度漂移参考电压误差 0.36温度漂移误非线性差
8、 0.14温度漂移分流电阻误差 0.3温度漂移误差 1.55共计未标定的超过温度范围误差 3.56共计校准*超过温度范围误差 2.56*标题 “校准误差” ，是指允许增益误差、参考电压和偏移电压的设备校准。隔离放大器隔离放大器 HCPL - 7800A 和分流电阻性能：和分流电阻性能：电压偏移误差 0. 5 增益容许误差 1 3非线性误差 0. 0037 分流电阻误差 1 25C 的误差 2.50037 经营环境行动至 85C 温度漂移电压失调误差 0. 75 温度漂移增益误差 0. 19温度漂移非线性误差 0. 35 温度漂移分流电阻误差 0. 3 温度漂移误差 1. 59 共计未标定的超过
9、温度范围误差 3. 60 共计校准*超过温度范围误差 2. 01*标题“校准误差” ，是指允许增益误差、参考电压和偏移电压的设备校准。隔离放大器隔离放大器 HCPL - 7510 和分流电阻性能：和分流电阻性能：电压偏移误差 0. 25 VREF*误差 1 增益容许误差 3 非线性误差 0. 06 分流电阻误差 1 25C 的误差 5.31 承担了 1的 VREF 容差 经营环境行动至 85C电压失调温度漂移误差 1.5 温度漂移增益误差 1.8 温度漂移非线性误差 0.55 分流电阻温度漂移误差 0.3 温度漂移误差 4.15 共计未标定的超过温度范围误差 9.46 共计校准*查过温度范围误
10、差 6.21*标题“校准误差”，是指允许增益误差、参考电压和偏移电压的设备校准。隔离放大器的其他分析和分流电阻应用电路建议应用电路如图 2 所示。齐纳二极管 D1 用来调节浮动电源（这在许多应用软件可以在同一供应，用于驱动高侧功率晶体管）电压至 5V；应选择能从现有的浮动供应提供充足电流的电阻 R4。通过一个 RC 抗混叠滤波器（R2 的和 C2） ，电流感应电阻和分流电阻，消除 HCPL - 7860 和其他隔离放大器的电压。虽然应用电路相对简单，但是需要遵循4一些建议以确保最佳性能。图 2 推荐申请 HCPL - 7860电源和旁路电源的隔离放大器通常从功率晶体管的栅极驱动电路获得输入电压。如果需要一个专门的输入，在许多情况下有可能增加现有变压器一个绕组。否则，可用某种形式简单的独立电源，如线供电变压器或高频 DC-DC 转换
