馬達控制三相變頻器中相電流Shunt 檢測電路設計
加入技術交流群
4 3-Shunt電流檢測
3-Shunt電流檢測即利用3個Shunt電阻檢測ABC三相相電流。因為任意兩相電流都可以計算出第三相電 流，而且在一個PWM周期里，最小PWM占空比只能出現在某一相，所以在一個PWM周期里，出現最小 PWM占空比的相電流可以不檢測而通過其他兩相計算得到。這就意味著每相相電流檢測窗口時間沒有了 最小PWM占空比的限制。另外，當電機控制系統(tǒng)零電位參考取負母線電壓時有
公式2
其中Vdc為母線電壓。所以三相占空比之和應為1.5。若C相出現最小占空比5%，那么A相占空比與B相占
空比之和為1.45。因為各相占空比最大為1，所以假設A相占空比達到最大值，則B相占空比達到最小值， 即45%，此時B相相電流檢測窗口時間達到最小值。對于一個PWM頻率20KHz的馬達系統(tǒng)，此時B相相電
流檢測窗口時間為50us×45%=22.5us。那么對于一個3.3V的MCU系統(tǒng)來說，還是假定上升沿時間占相電流 檢測窗口的20%，則運放的壓擺率SR=3.3V/（22.5us×20%）=0.73V/us。
結論
Shunt電流檢測廣泛應用于各類交流電機控制器中。不同的Shunt電流檢測方式對電路中運放的壓擺率參數 要求不一樣，該參數跟控制系統(tǒng)中的PWM頻率，最小占空比有關。由本文可知，在其他參數相同情況下，
公式3
例如當PWM頻率為20KHz，最小占空比為5%和上升沿時間占相電流檢測窗口的20%情況下，三種Shunt電 流檢測電路中運放的壓擺率最小值如表1所示。
Shunt電流檢測方式 | 運放壓擺率（V/us） | 推薦TI運放 |
1-Shunt | 20.6 | OPA141，壓擺率20V/us，建立時 間880ns（12bit ADC） |
2-Shunt | 6.9 | TLV2772，雙運放，壓擺率 10.5V/us |
3-Shunt | 0.73 | TLC2274，四運放，壓擺率3.6V/us |
評論