电流采样电路及电机制造技术

本实用新型专利技术提供一种电流采样电路及电机，该电流采样电路包括采样电阻，采样电阻的第一端接收采样电流，并且，电流采样电路还包括与采样电阻并联连接的补偿电路，补偿电路具有直流电源，直流电源连接至分压电阻的第一端，分压电阻的第二端连接至并联连接的第一分压支路及第二分压支路，分压电阻的第二端输出采样电压。该电机包括定子以及转子，并设有控制器，控制器具有控制模块以及接收控制模块输出信号的功率驱动电路，控制器还具有上述的电流采样电路。本实用新型专利技术的电流采样电路能够增大输出的采样电压的电压值，避免输出的电压值工作在放大区的非线性区，从而使控制模块能够精确计算出电机的运行状态，并确保精确地对电机进行控制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机领域，尤其是涉及一种电机的电流采样电路以及具有这种电流采样电路的电机。
技术介绍
无刷直流电机因其具备连续调速的优点，越来越受到人们的青睐，已经广泛应用在各种电器设备中。无刷直流电机具有定子以及可相对于定子旋转的转子，并且设有一个用于控制电机工作的控制器，控制器的结构框图如图1所示。控制器具有控制模块11，控制模块11通常是单片机、DSP、电机控制专用芯片等能够对外输出控制信号的器件，其接收外部输入的控制信号。控制模块11根据接收的控制信号生成脉冲调制信号，即PWM信号，并将生成的PWM信号输出至功率驱动电路12。功率驱动电路12具有多个可控的场效应管,每一个场效应管可以在PWM信号的控制下通断，并向电机M输出驱动信号，驱动电机工作，并由转子带动转子轴旋转，向外输出动力。控制器还具有一个电流采样电路13，用于检测流经定子的电流信号，并将电流信号转换成电压信号输出至放大器Ul，放大器Ul将电流信号放大后输出至控制模块11，控制模块11根据电流信号的幅值、相位等判断转子的转速、角度等。参见图2，电流采样电路13具有采样电阻R11，采样电阻Rll的一端连接至电流采样端子IN，用于接收采样电流，采样电阻Rll的另一端接地。采样电流流经采样电阻Rll后形成采样电压，采样电压输出至放大器Ul，放大器Ul对采样电压放大后输出至控制模块11。但是，现有的放大器Ul通常为集成运算放大器，其线性度通常不理想，也就是在整个放大区间内无法保证放大倍数的一致性，通常是在其供电电压附近的区域出现放大倍数突然增大的现象，导致放大曲线畸变。图3所示的是普通集成运算放大器的放大曲线，其横轴表示输入电压幅值，纵轴是输出电压幅值，该放大器的供电电压为40毫伏。从图3可见,放大器Ul对输入的电压信号放大倍数通常在20倍左右，但在输入电压在39毫伏至40毫伏之间，放大倍数突然增加至29倍，然后迅速恢复至20倍。这样，电流采样电路13输出的采样电压在39毫伏至40之间时，放大器Ul输出的电压值突然增大，也就是电流采样电路13输出的电压包含有在非线性区的部分，导致控制模块11无法精确计算出流经定子的电流值，不能精确地反映电机的运行情况，也就无法精确地控制电机的运行。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种避免输出的电压信号工作在非线性区的电流采样电路。本技术的另一目的是提供一种确保控制器精确地控制其运行的电机。为实现本技术的主要目的，本技术提供的电流采样电路包括采样电阻，采样电阻的第一端接收采样电流，并且，电流采样电路还包括与采样电阻并联连接的补偿电路，补偿电路具有直流电源，直流电源连接至分压电阻的第一端，分压电阻的第二端连接至并联连接的第一分压支路及第二分压支路，分压电阻的第二端输出采样电压。由上述方案可见，电流采样电路设置补偿电路，补偿电路的直流电源通过分压电阻提供一个电压信号，采样电流经过采样电阻形成的电压与分压电阻分压后的电压叠加后输出到放大器，从而提高电流采样电路输出的电压值，避免电流采样电路输出的电压值位于放大器的非线性工作区内，进而确保放大器对输入的电压信号均为线性放大，控制模块可以精确地对电机进行控制。一个优选的方案是，补偿电路还具有与采样电阻并联连接的滤波电容。由此可见，补偿电路设置滤波电容，对采样电阻输出的电压信号进行滤波，使电流采样电路输出的采样电压信号更为平稳。进一步的方案是，第一分压支路具有与采样电阻串联连接的第一电阻，第二分压支路具有第二电阻，且第一电阻的阻值与第二电阻的阻值相等。可见，由于第一电阻与第二电阻的电阻值相等，这样第一分压支路与第二分压支路的电压值也大致相等，避免出现两条分压支路电压值差异过大的情况发生。更进一步的方案是，第一电阻的阻值大于采样电阻的阻值，且分压电阻的阻值大于第一电阻的阻值。为实现本技术的另一目的，本技术提供的电机包括定子以及转子，并设有控制器，控制器具有控制模块以及接收控制模块输出信号的功率驱动电路，控制器还具有采样流经定子电流的电流采样电路，电流采样电路的输出端与放大器连接并向放大器输出采样信号，电流采样电路具有采样电阻，采样电阻的第一端接收采样电流，并且，电流采样电路还包括与采样电阻并联连接的补偿电路，补偿电路具有直流电源，直流电源连接至分压电阻的第一端，分压电阻的第二端连接至并联连接的第一分压支路及第二分压支路，分压电阻的第二端输出采样电压。由上述方案可见，电流采样电路设置的补偿电路能够提供一个用于增大输出电压值的电压信号，该电压与采样电流流经采样电阻后形成的电压值叠加，并且形成采样电压输出，这样采样电压值较高，可以避免电流采样电路输出的电压值在放大器的非线性工作区，放大器对输入的电压信号进行线性放大，精确反映电机的运行情况，有利于控制模块对电机的精确控制。附图说明图1是现有电机控制器的电原理框图。图2是现有电机控制器中电流采样电路及放大器的电原理图。图3是放大器的工作特性曲线示意图。图4是本技术电流采样电路实施例的电原理图。以下结合附图及实施例对本技术作进一步说明。具体实施方式本实施例的电机具有一个壳体，在壳体内安装有定子以及转子，在电机上还设有用于控制电机工作的控制器，控制器具有控制模块、功率驱动电路以及电流采样电路。其中控制模块为单片机、DSP或电机控制专用芯片等器件，功率驱动电路具有多个场效应管，每一个场效应管在控制模块输出的信号控制下导通或截止，电流采样电路用于采样流经定子的电流信号，并将采样的信号反馈至控制模块。参见图4，本实施例的电流采样电路具有采样电阻Rl，采样电阻Rl的一端连接至电流输入端子IN，接收采样电流，采样电阻Rl的另一端接地。采样电流经电流输出端子IN流经后，在采样电阻Rl上形成电压Vl。电流采样电路还具有补偿电路，补偿电路与采样电阻Rl并联连接，其由电阻R2、R3、R4以及电容Cl组成，电阻R3为分压电阻，其一端连接至直流电源VCC，如5伏的低压直流电源，电阻R3的第二端连接至电流采样电路的输出端子0UT，向放大器输出采样电压。本实施例中，设定分压电阻R3的第二端电压值为V2，也就是电流采样电路的输出电压值。电阻R2与采样电阻Rl串联连接，其构成一条分压支路，电阻R4与第一分压支路并联连接，其构成第二分压支路，因此第一分压支路与第二分压支路并联连接，且分压电阻R4的第二端连接至第一分压支路及第二分压支路。电容Cl为滤波电容，其与采样电阻Rl并联连接，用于对电压信号Vl进行滤波，确保电流采样电路输出的电压信号平稳。本实施例中，采样电阻Rl的电压值为0.16欧，电阻R2与电阻R4的电阻值相等，均为I千欧，分压电阻R3的电阻值最大，为47千欧，即分压电阻R3的电阻值远大于电阻R2的电阻值，电阻R2的电阻值也远大于采样电阻Rl的电阻值。从图4可见，电流采样电路共产生两路电压信号，一路是采样电流流经采样电路获得的电压信号。由于电阻R2和电阻R4串联后再与采样电阻Rl并联，采样电流流经该并联电路后接地，得到第一个电压信号VI。由于电阻R2和电阻R4的串联电路阻值远大于采样电阻Rl的电阻值，并联时可忽略不计，所以电压信号Vl近似等于采样电流值乘以采样电阻Rl的电阻值。另一路电压信号是5伏的直流电源VCC经本文档来自技高网...

【技术保护点】
电流采样电路，包括采样电阻，所述采样电阻的第一端接收采样电流；其特征在于：还包括与所述采样电阻并联连接的补偿电路，所述补偿电路具有直流电源，所述直流电源连接至分压电阻的第一端，所述分压电阻的第二端连接至并联连接的第一分压支路及第二分压支路，所述分压电阻的第二端输出采样电压。

【技术特征摘要】
1.电流采样电路，包括 采样电阻，所述采样电阻的第一端接收采样电流； 其特征在于: 还包括与所述采样电阻并联连接的补偿电路，所述补偿电路具有直流电源，所述直流电源连接至分压电阻的第一端，所述分压电阻的第二端连接至并联连接的第一分压支路及第二分压支路，所述分压电阻的第二端输出采样电压。2.根据权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于: 所述补偿电路还具有与所述采样电阻并联连接的滤波电容。3.根据权利要求1或2所述的电流采样电路，其特征在于: 所述第一分压支路具有与所述采样电阻串联连接的第一电阻，所述第二分压支路具有第二电阻，所述第一电阻的阻值与所述第二电阻的阻值相等。4.根据权利要求3所述的电流采样电路，其特征在于: 所述第一电阻的阻值大于所述采样电阻的阻值。5.根据权利要求3所述的电流采样电路，其特征在于: 所述分压电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值。6.电机,包括 定子以及转子，并设有控制器，所述控制器具有 控制模块以及接收所述控制模块输出信号的功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，胡安永，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，珠海凯邦电机制造有限公司，合肥凯邦电机有限公司，重庆凯邦电机有限公司，河南凯邦电机有限公司，
类型：实用新型
国别省市：