引言:本文不对霍尔传感器采样三相电流的方法作说明,只针对采样电阻位于下桥臂的采样方式,如果采样电阻位于三相线上,请随便采集

1.下桥臂采样和三相线采样的优缺点

采样方式 优缺点
下桥臂采样 1. 下桥臂电流采样相比较相间采样可以大大减小差分电流信号的共模噪声。
2. 下桥臂采样到的差分电流信号的对地电压极小。
3. 下桥臂电流采样方案必须在下桥臂导通的时候才有有效电流信号。
三相线采样 1.采样方式非常简单,不需要管上下桥臂何时导通
2.适用于高频率周期,比如FOC每100KHZ运行一次
3.发热、共模噪声、对地电压大,成本高,对运放电路要求高

2.采样需要的时间

2.1影响因素

        拿第一扇区举例,在PWM后半段开关管状态为110(A、B相上管导通,下管关闭;C相下管导通,上管关闭)和100(A相上管导通下管关闭,B、C相下管导通,上管关闭)时才能够采集到正确的电流,但是我们知道开关管开通和关断都需要时间,并且上下管不能同时导通,所以控制A相的两个互补的PWM是插入死区了的,死区时间记作,开关管导通时间记作,死区时间和开关管导通时间都是影响Tmin的因素。

        又因为功率管进行开关切换时,由于电路中的电感、电容的存在,电流和电压并不会立即稳定,而是会经过一段时间的振荡才能达到稳定状态这,从开关动作到电流稳定的时间就是振铃时间,记作,振铃时间也是影响Tmin的因素之一。

        还有一些因素会影响到Tmin,就是ADC的转换时间记作;

        我们可以根据这些时间得出一个Tmin 的公式如下:

        电流采样最小脉宽时间 = 死区时间 + 开关管导通时间 + 振铃时间 + ADC转换时间;

2.2 死区时间

        由于有三相驱动芯片的缘故,死区时间不完全由高级定时器死区时间设置影响,所以这里我们用示波器直接读取死区时间,大概为2us

2.3 开关管导通时间 振铃时间

mos管的导通和振铃时间一共约1us

2.4 ADC转换时间 

 (1)首先计算ADC周期时间

        ADC的时钟源,根据下图的芯片手册说明,system时钟是ADC的异步时钟源

        我们选择异步时钟4分频,系统时钟是160MHZ,那么ADC的时钟频率是40MHZ

(2)最后计算转换时间

        根据芯片手册,ADC采样时间是图中的第一个公式

        我们的ADC频率是40MHZ,SMP选择6.5周期的,那么ADC采样时间计算如下

T_{CONV} = (6.5 + 12.5)*(1/30) = 0.6us

   2.5 采样需要的时间

        综上,若我们是三电阻采样我们所需要的时间是:1+2+0.6*3 = 4.8us


参考文献

1.三相电流采样:https://blog.csdn.net/Liu_eight_nine/article/details/134601914

2.stmg4芯片用户手册:STM32G4 series advanced Arm<Sup>®</Sup>-based 32-bit MCUs - Reference manual

3.svpwm:https://blog.csdn.net/weixin_42650162/article/details/128697685

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