Hall Current Sensor)或电流互感器(Current transformer)对功率变换器上直流母线电流进行反馈检测的方式具备多方面的局限性。因为通过主开关器件的电流普遍相对较大 ,所采用的霍尔器件或电流互感器的额定参数也必须较大,此时方案体积大、成本高。 另外,其不便于实现功率变换器的高功率密度 。
本文介绍一种新颖的方案——基于半导体器件构成的电流检测电路 ,其可以直接在功率变换器的控制PCB板上布置电路, 不仅成本低廉 ,体积小,安装方便 ,而且性能良好, 还可以同功率变换器固化在一起形成专用集成电路(ASIC)。
图 10 基于MOSFET的电流检测电路
电路工作原理 (如图10所示):
下桥的驱动信号为 。
(1)当 为时, 下桥 MOSFET管的为关闭状态 ,右端信号点为二极管的管压降, 此时 ,的正向输入端为, 负向输入端电压为,此时输出为低电平 ,输出也为低电平 ,是集电极开路输出方式, 同样存在导通压降的问题 , 故将信号减去信号, 消除因导通压降引起的检测误差,起到消除输入误差的作用。
(2)当为时, 下桥 管为导通状态 , 右端点信号为 , 此时,的正向输入端为, 负向输入端电压为, 输出为高阻态 ,的电压为 内阻上的压降加上快恢复二极管的压降 , 同时,输出也同样为高阻态 ,的电压为二极管的压降。通过运放组成的减法电路将信号减去信号, 可得到内阻上的压降。
图 11 各点对应的波形图
开关管管压降和电流检测电路相关点的波形分析如图 3所示。采用两两导通方式中, 在电动或制动状态 ,总有一个下桥臂处于工作状态 ,故 3个下桥臂的导通压降之和约等于电机绕组的平均电流 。
和是导通时刻 , 是关断时刻 ,是导通时的管压降, 为导通压降 。在该检测电路中,起到是过流保护的功能 , 当的电压大于时 , 的输出为低电平(过流信号)。