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关于运放偏置电压设置问题

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dgj1
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高级工程师
  • 2024-1-25 10:44:19
10问答币
各位大佬,在电机驱动时都要对Shunt电阻采样,采样的电压经过运放进入到MCU,用来重构三相电流信息。我有这么2个问题.
1、我看这个运放都要加一个偏置电压,这个偏置电压一般要加多少V呢?根据什么选择这个偏置电压多大呢?附件中的R2和R1就是用来设置这个偏置电压的,(一般单电源运放都加一个一半的偏置电压用来采交流信号,防止出现信号不能采集全,这里应该不是这个原因吧?不然相对于3.3V的话,加一个1.65V就可以)
2、通过测试发现这个运放的输出电压确实会出现比设置的偏置电压低的情况,是不是就说明Shunt电阻上流过了负向电流(正向电流就是从上到下),单电阻采样在什么情况下会在Shunt电阻上流过负向电流呢?请给说明下吧,谢谢。

采样电路

采样电路

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一般认为电流都是这样的 我的理解是在扇区切换的时候电流滞后电压超过30° 如果进行回馈制动的话还能监控相电流

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nc965
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  • 2024-1-25 10:59:25
 
电路最好改一下,基准要以地为准,就没你这些歧义了

2.png
dgj1
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高级工程师
  • 2024-1-25 13:48:46
 
谢谢版主答疑,但是按照这个方式接,逻辑就反了,输入电流越大,输出电压就越小了。你的意思是不是偏置电压参考点找个gnd,然后分压后接到同相输入端,Vshunt采样还是应该输入到同相输入端,这样逻辑才是对的。

采样修改

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nc965
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版主
  • 2024-1-25 15:00:05
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逻辑对于MUC,那就是没有问题的问题。我的意思用基准比用偏置好,读出来多少就是多少,你那样还要换算一下。至于基准多少,还是半电压吧,电机驱动电流是双向的,对应油门和刹车、电动机和发电机 ---- 都叫电机
dgj1
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  • 2024-1-26 14:57:52
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好的
菜鸟波波
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LV4
初级工程师
  • 2024-1-25 11:56:51
 
一般认为电流都是这样的
a9911491e5255c6dad78f99286bb85c.png
我的理解是在扇区切换的时候电流滞后电压超过30°

如果进行回馈制动的话还能监控相电流
7360877790b6e5e547e6ab82a7336eb.png
dgj1
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高级工程师
  • 2024-1-25 13:50:44
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谢谢解答,我就是想问这个问题,但是我没理解你的回复,是否还有更详细的参考资料,可以给我参考下,可以给我推荐下吗?谢谢。
菜鸟波波
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LV4
初级工程师
  • 2024-1-25 14:27:12
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单电阻采样就microchip的AN1299,源码:https://www.microchip.com/en-us/application-notes/an1078

https://www.microchip.com/en-us/application-notes/an1299
TI的:使用单一直流链路分流器的 PMSM 无传感器 FOC
其他厂家的没找到过,特别是ST,电机库开源了也没找到说明文档。
其他的文章淘宝买个知网账户,去看一下别人的文章
dgj1
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  • 2024-1-26 14:59:14
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好的,谢谢。这几篇文章我看过,但是这里面没有解释负向电流的原因,没有发现有哪个文档会有一部分来解释下这个原因。
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最新回复
  • 2024-2-2 08:34:56
  • 倒数1
 
你说的是对的,我理解了。就是电流滞后电压30°以后,单电阻采样会开始采到负向电流。当电流滞后电压90°时,单电阻采样采到的负向电流和正向电流会一样大,当电流滞后电压120°时,采到的负电流会达到最大,但是一般不会滞后超过90°吧?
我按照手头电机的电感电阻参数计算了滞后角度,大概在1050rpm时,电流滞后71.29°,我然后实测相电流和相电压,测试的实际滞后角度与理论计算比较接近。

计算与测量

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oooopp
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本网技师
  • 2024-1-25 14:57:34
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3.3的运放偏置一般就是1.65V吧,主要看你前面的采样电阻的阻值可以保证分流后你最大的负电流可以被偏置电压抬到正的被MCU采到
dgj1
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  • 2024-1-26 15:06:43
  • 倒数2
 
我发现我们实际应用的时候,不会设置到1.65V,为了让MCU有更高的采样精度,这个偏置电压好像够用就行,尽量低一点,剩下到3.3V的范围可以用来提高MCU采样精度(我是这样理解的)。那设计的时候这个偏置值是依据什么计算的呢?
st.you
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LV10
总工程师
  • 2024-1-26 09:22:48
  • 倒数6
 
电机也是电感,会储能,能量会通过MOS的体二极管返回电源,所以取样电阻存在负压是正常的。
dgj1
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高级工程师
  • 2024-1-26 15:01:53
  • 倒数3
 
Shunt电阻是在下桥IGBT的下方,电机的续流通过下桥IGBT的FRD向上续流,不会经过Shunt电阻续流的。
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