金属贴片电流采样电阻CSM系列
Current Sensing Metal Chip Resistor
■Features
－SMD Type designed for automatic insertion －High power rating in small size
－Low resistance resistor for current detection
－Metal foil construction ensures high reliability and performance with very low and stable TCR －Designed for current sense circuits in power electronic systems －Pb-Free to meet RoHS requirements
■Construction ■Applications
－Power Management Applications －Switching Power Supply
－Over Current Protection in Audio Applications －Voltage Regulation Module (VRM)
－DC-DC Converter, Battery Pack, Charger, Adaptor
■Dimensions
Type
Size
(Inch)
Resistance Range
(m ?)
L (mm) W (mm) T (mm)
D1 (mm)
D2
(mm)
10 - 29 1.55±0.10 0.85±0.10
0.40±0.10 0.30±0.15 0.45±0.15 CSM03 0603
30 - 100
1.55±0.10 0.85±0.10 0.40±0.10 0.30±0.15 0.35±0.15
10 - 29 2.00±0.15 1.25±0.15 0.55±0.10 0.30±0.20 0.50±0.20 CSM05 0805
30 - 100 2.00±0.15 1.25±0.15 0.52±0.10 0.30±0.20 0.35±0.20 10 - 29 3.05±0.15 1.55±0.15 0.58±0.15 0.50±0.25 0.90±0.25 CSM06 1206
30 - 100 3.05±0.15 1.55±0.15 0.55±0.15 0.50±0.25 0.60±0.25 10 - 29 5.00±0.20 2.50±0.20 0.58±0.15 0.60±0.30 1.50±0.30 CSM10 2010
30 - 100 5.00±0.20 2.50±0.20 0.55±0.15 0.60±0.30 0.90±0.30 10 - 29 6.30±0.20 3.15±0.20 0.58±0.15 0.60±0.30 1.80±0.30 CSM12 2512
30 - 100
6.30±0.20
3.15±0.20
0.55±0.15 0.60±0.30 1.20±0.30
1
Alumina Substrate 5
Barrier Layer (Ni) 9
Primary Overcoat (Epoxy) 2
Bottom Electrode (Cu) 6
External Electrode (Sn) l Marking (Epoxy) 3
Top Electrode (NiCr) 7
Adhesive (Acrylic) 4
Edge Electrode (NiCr) 8
Resistor Layer (Alloy)
■Part Numbering
■Recommend Land Pattern ■Derating Curve
Type
Resistance Range
A (mm)
B (mm)
C (mm)
10-29m ? 0.40 1.20 0.9 CSM03
30-100m ?
0.70 1.05 0.9 10-29m ? 0.80 1.10 1.35 CSM05
30-100m ?
1.00 1.00 1.35 10-29m ? 0.9 1.70 1.70 CSM06
30-100m ?
1.50 1.40 1.70 10-29m ? 1.70
2.35 2.50 CSM10
30-100m ?
2.80 1.80 2.50 10-29m ? 2.30 2.90
3.10 CSM12
30-100m ?
3.60
2.25
3.10
Type
Code
R10 0.100Ω R01 0.010Ω 101 0.101Ω 035
0.035Ω
■Marking for 0603
■Soldering Condition
IR Reflow Soldering Wave Soldering (Flow Soldering) (1) Time of IR reflow soldering at maximum temperature point 260°C ：10s (2) Time of wave soldering at maximum temperature point 260°C ：10s (3) Time of soldering iron at maximum temperature point 410°C ：5s
■Standard Electrical Specifications
Operating Voltage=√(P*R) ; Overload Voltage=2.5*√(P*R) ; Operating Current=√(P/R) Viking is capable of manufacturing the optional spec based on customer’s requirement
■Environmental Characteristics
Item Requirement Test Method
Temperature Coefficient of Resistance (T.C.R.) As Spec.
JIS-C-5201-1 4.8
IEC-60115-1 4.8
-55°C~+125°C, 25°C is the reference temperature
Short Time Overload ±(0.5%+0.05?) JIS-C-5201-1 4.13
IEC-60115-1 4.13
5 X Rated Power for 5 seconds
Insulation Resistance ≧10G JIS-C-5201-1 4.6
IEC-60115-1 4.6
Max. Overload voltage for 1 minute
Endurance ±(1.0%+0.05?) JIS-C-5201-1 4.25
IEC-60115-1 4.25.1
70±2°C, RCWV for 1000 hrs with 1.5 hrs “ON” and 0.5 hrs “OFF”
Damp Heat with Load ±(1.0%+0.05?) JIS-C-5201-1 4.24
40±2°C, 90~95% R.H., RCWV for 1000 hrs with 1.5 hrs “ON” and 0.5 hrs “OFF”
Dry Heat ±(0.5%+0.05?) JIS-C-5201-1 4.23 IEC-60115-1 2.23.2
at +155°C for 1000 hrs
Bending Strength ±(1.0%+0.05?) JIS-C-5201-1 4.33
IEC-60115-1 4.33
Bending once for 5 seconds with 3mm 2010, 2512 sizes: 2mm
Solderability 95% min. coverage JIS-C-5201-1 4.17 IEC-60115-1 4.17
245±5°C for 3 seconds
Resistance to Soldering Heat ±(0.5%+0.05?) JIS-C-5201-1 4.18
IEC-60115-1 4.18
260±5°C for 10 seconds
Voltage Proof No breakdown or flashover JIS-C-5201-1 4.7
IEC-60115-1 4.7
1.42 times Max. Operating Voltage for 1 minute
Leaching Individual leaching area ≦5%
Total leaching area ≦10%
JIS-C-5201-1 4.18
IEC-60068-2-58 8.2.1
260±5°C for 30 seconds
Rapid Change of Temperature ±(0.5%+0.05?) JIS-C-5201-1 4.18
IEC-60115-1 4.18
-55°C to +155°C, 5 cycles
RCWV(Rated continuous working voltage)=√(P*R) or Max. Operating voltage whichever is lower.■ Storage Temperature: 25±3°C; Humidity < 80%RH
▓Packaging
Packaging Quantity & Reel Specifications
Paper Tape Specifications
Type
A (mm)
B (mm)
W (mm)
E (mm)
F (mm) P0 (mm) P1 (mm) P2 (mm)
ΦD 0 (mm)
T (mm)
CSM03 1.10±0.10 1.90±0.10 8.0±0.20 1.75±0.10 3.50±0.05 4.00±0.10 4.00±0.05 2.00±0.05 1.50+0.1,-00.70±0.10CSM05 1.60±0.10 2.40±0.20 8.0±0.20 1.75±0.10 3.50±0.05 4.00±0.10 4.00±0.05 2.00±0.05 1.50+0.1,-00.85±0.10CSM06 1.90±0.10 3.50±0.20 8.0±0.20 1.75±0.10
3.50±0.05
4.00±0.10
4.00±0.05
2.00±0.05 1.50+0.1,-00.85±0.10
Emboss Plastic Tape Specifications
Type
A
(mm)
B (mm)
W (mm)
E (mm)
F (mm) P 0 (mm)
P 1 (mm)
P 2 (mm)
ΦD 0 (mm)
T (mm)
CSM10 2.80±0.10 5.50±0.10 12.0±0.30 1.75±0.10 5.5±0.05 4.00±0.05 4.00±0.10 2.00±0.05 1.50+0.10 1.00±0.20CSM12 3.50±0.10 6.70±0.10 12.0±0.30 1.75±0.10
5.5±0.05
4.00±0.05 4.00±0.10 2.00±0.05 1.50+0.10 1.00±0.20
Type
ΦA (mm)
ΦB (mm)
ΦC (mm)
W (mm)
T (mm)
Paper Tape (EA)Emboss
Plastic Tape
(EA) CSM03 178.0±1.0 60.0+1.0 13.5±0.7 9.5±0.1 11.5±1.05,000 - CSM05 178.0±1.0 60.0+1.0 13.5±0.7 9.5±0.1 11.5±1.05,000 - CSM06 178.0±1.0 60.0+1.0 13.5±0.7 9.5±0.1 11.5±1.05,000
-
CSM10 178.0±1.0 60.0+1.0 13.5±0.7 13.5±1.015.5±1.0- 4,000 CSM12 178.0±1.0 60.0+1.0 13.5±0.7 13.5±1.015.5±1.0
- 4,000 Top Tape
1 1.4Min.
Top T ape
B ottom Tape
开关电源的电流采样电阻能否短接
开关电源的电流采样电阻能否短接？！ 变频器开关电源的故障检修中，有时碰到开关管源（射）极所串接电流采样电阻的断路现象，见图一中R37（1.5Ω2W）。检查开关管K2225、变压器B1、U1振荡芯片、D13、D14等关键元件均无损坏，故障可能只是R37开路而已，换用同型号优质元件，也许故障就能排除。 开关管源极串接此电阻的目的，是利用流入开关变压器初线绕组的工作电流，在R37上产生压降，此电压信号发映开关管工作的电流的大小，输入U1的3脚，用作限流及过电流动作保护。当1脚电压幅度（因过电流达600mA以上）升到1V 以上时，开关电源会作出停振动作，以保护开关管及负载电路的安全。因而该电阻被称为电流采样电阻。 该电阻的取值范围从0.几Ω～1.5Ω，按道理说，变频器的功率越大，开关电源输出的电流越大，显然该电阻的阻值会越小。但是也有相当多的例外（请参见图一、图二），例如5.5kW的变频器，该电阻取值为1.5Ω，但1.5kW的变频器，该电阻取值是1.1Ω，反而更小，小变频器反而需要输出更大的工作电流吗？当然不是。这是什么原因呢？ P1 图一：康沃CVF-G 5.5kW变频器开关电源的振荡电路
将上面的问号暂且按下不表，听我讲述一个故障实例：检修一台1.5kW德力西变频器的开关电源，查电流采样电阻（1.5Ω2W）已呈断路状态，检测其它元件未见异常。维修者手有头暂无功率电阻更换，为了应急修复，便将此电阻用短路线连接，然后上电开机，只听得“啪啦”一声响，电路冒烟。 停电检修，发现开关管K2225炸裂，开关管栅级电阻断路，振荡芯片损坏，初级绕组4只限流电阻烧毁，故障扩大！ 维修者惶惑了：以前也这么干过呀，在二次负载电路无故障情况下，将此电阻短接，应急修复，是能正常运行的。但本台变频器，限流电阻为何不能短接呢？ 以前有网友问过，将该电阻短接会怎么样？有无损坏开关管的风险？可不可以短接此电阻将开关电源应急修复？ 答案是不一的，有人回答正常情况下不会损坏开关管，有人说，短接不得，上电即会损坏开关管。哪个答案才是正确的呢？两种答案其实都有道理又都不能说是完全正确！ 图二：英威腾INVT-P9 1.5kW变频器开关电源的振荡电路
采样电阻的选择
巧置采样电阻 一，电流检测电阻的基本原理: 根据欧姆定律,当被测电流流过电阻时,电阻两端的电压与电流成正比.当1W的电阻通过的电流为几百毫安时,这种设计是没有问题的. 然而如果电流达到10-20A,情况就完全不同,因为在电阻上损耗的功率(P=I2xR)就不容忽视了. 我们可以通过降低电阻阻值来降低功率损耗,但电阻两端的电压也会相应降低,所以基于取样分辨率的考虑,电阻的阻值也不允许太低. 二，长期稳定性 对于任何传感器来说,长期稳定性都非常重要.甚至在使用了一些年后,人们都希望还能维持早期的精度. 这就意味着电阻材料在寿命周期内一定要抗腐蚀,并且合金成分不能改变. 要使测量元件满足这些要求,可以使用同质复合晶体组成的合金,通过退火和稳定处理的生产制程,以达到基本热力学状态. 这样的合金的稳定性可以达到ppm/年的数量级,使其能用于标准电阻. 表面贴装电阻在140℃下老化1000小时后阻值只有大约-0.2%的轻微漂移,这是由于生产过程中轻微变形而导致的晶格缺损造成的. 阻值漂移很大程度上由高温决定,因此在较低的温度下比如+100℃,这种漂移实际是检测不出来的.
三，端子连接 在低阻值电阻中,端子的阻值和温度系数的影响往往是不能忽略的,实际设计中应充分考虑这些因素,可以使用附加的取样端子直接测量金属材料两端的电压. 由电子束焊接的铜-锰镍铜电阻实际上具有这样低的端子阻值,通过合理的布线可以作为两端子电阻使用而接近四端子连接的性能.
但是在设计时一定要注意取样电压的信号连线不能直接连接取样电阻的电流通道上,如果可能的话,最好能够从取样电阻下面连接到电流端子并设计成微带线. 四，低阻值 四引线设计推荐用于大电流和低阻值应用.通常的做法使用锰镍铜合金带直接冲压成电阻器,但这不是最好的办法. 尽管四引线电阻有利于改进温度特性和热电压,但总阻值有时高出实际阻值2到3倍,这会导致难以接受的功率损耗和温升. 此外,电阻材料很难通过螺丝或焊接与铜连接,也会增加接触电阻以及造成更大的损耗. 康铜丝电阻 说到电流/电压的采样电路，就像上图中万用表中所使用的那样，那么，什么是康铜丝电阻呢？ 简单地说，康铜丝电阻是选用高精密合金丝并经过特殊工艺处理，其阻值低，精度高，温度系数低，具有无电感，高过载能力。 正是因为康铜丝具备以上这些优良的电气特性，所以它被广泛用于通讯系统，电子整机，自动化控制的电源等回路作限流，均流或取样检测电路连接等。
分压电路设计经验
前些天有人问我如何实现精密的分压,他认为电阻分压不够精密.其实分压的目的就是为了符合AD转换的输入围,但其实有时候不但输入围超出AD量程,甚至会是一个负电压,这个时候需要将电压平移.反正今天双 休有空,我就说说自己的做法,疏漏之处敬请谅解 现今大多数的AD芯片都采用单电源+5V、+3.3V甚至更低的+1.8V供电，其差模输入围一般是±Vref(差分输入)、0~ +Vref,部分允许使用外部基准的芯片允许0~ VDD的输入围，但是无论如何无法对一个负的输入电压进行A to D的转换(也许有一些双电源的AD芯片可以，但我是个新手没仔细研究过)。如果要对一个过零的正负信号进行AD转换就必须进行电平的平移。理论上如图1所示的差分放大器就可以完成电平平移的效果，差分放大器的增益等于1，因此Vout = Vin + 5.000。 Vin = -5 ~ +5V,因此经过平移后Vout = 0 ~ 10V，再经过电阻R18、R19二分压到符合AD系统输入围的电压。 但是图1所示的电路并不理想。第一，放大电路的输入阻抗约等于R16 + R17 = 20K,低的输入阻抗要求信号源必须是低阻具有衡压输出特性的信号源，否则将造成很大的误差；第二，R8 R9 R16 R17的匹配程度将直接影响增益精度；第三，R18 R19的二分压也将带来2%的最大误差，如果并非二分压那么R18≠R19,由于消耗的功率不一样导致R18温度与R19不相等，温漂将使得分压误差加大；第四，任何接入的电路将等效
成一个负载，即使AD系统只吸收很低的电流，等效阻抗很大，也将进一步加大分压的误差。 对于第一个问题，可以在差分放大前加入一级电压跟随器作为缓冲，利用运放的高输入阻抗减少对信号源的影响，并且运放的低输出阻抗衡压输出的特性可以很好的满足差分放大级的“特殊”要求。对于第二和第三个问题，使用0.1%低温漂的精密电阻器可以大为改善。对于第四个问题，再运放负载能力允许的情况下使用阻值更小的电阻器可以将影响降低，但是应当注意的是-----使用阻值更小的电阻器将会使消耗功率增加，而消耗功率的增加又使得温度上升，温漂问题加重。经过改进的电路如图2所示： 当然，你还可以使用单片集成差分放大器去替换后端的用精密运放和精密电阻器构建的差分放大电路，例如单位增益的AMP03。其高共模抑制比(CMRR)：100 dB(典型值) 、低非线性度：0.001%(最大值) 、低失真：0.001%(典型值) 、总增益误差0.0080% 的性能是绝对优胜于分立器件构建的差分放大电路的。然而成本是否增加很多我就不知道了，我不是采购不知道价格，哈哈。
三相异步电机_电流采样电阻
三相异步电机电流采样电阻 采样电阻又称为电流检测电阻，电流感测电阻，取样电阻，电流感应电阻。英文一般译为Sampling resistor，Current sensing resistor。用简单的话描述就是一个阻值较小的电阻，串联在电路中用于把电流转换为电压信号进行测量。 此类电阻，是按照产品使用的功能来划分电阻。取样电阻功能上就是做为参考，常用在反馈电路里，以稳压电源电路为例，为使输出的电压保持恒定状态，要从输出电压取一部分电压做参考（常用取样电阻的形式），如果输出高了，输入端就自动降低电压，使输出减少；若输出低了，则输入端就自动升高电压，试输出升高。一般使用在电源产品，或者电子，数码，机电产品的电源部分，功能强大。在众多电子产品上均常看到取样电阻。 采样电阻一般使用的都是精密电阻，阻值低，精密度高，一般在阻值精密度在±1%以内，更高要求的用途时会采用0.01%精度的电
阻。国内工厂生产的大部分都是以锰铜为材质的插件电阻，但是，广大的用户更需要的是贴片的高精密电阻来实现取样功能，这是为了满足产品小型化产品生产的自动化的要求。能够生产在低温度系数，高精密度，超低阻值上做到满足用户要求电阻的厂商在国内是很少的。一般采样电阻的阻值会选在1欧姆以下，属于毫欧级电阻，但是部分电阻，有个采样电压等要求，必须选择大阻值电阻，但是这样电阻基数大，产生的误差大。这种情况下，需要选择高精度的捷比信电阻，深圳市捷比信科技有限公司专业生产销售电源专用高精密贴片电阻（可到0.01%精度，即万分之一精度），这样就可以让采样出来的数据非常可信。贴片超低阻值电阻(0.0005欧姆，2毫欧，3毫欧，10毫欧等)，贴片合金电阻，大功率电阻(20W,30W,35W,50W,100W)等产品，温度系数可达到正负5PPM。 采样电阻和HCPL-7840 的连接如图2，采样电阻R1 的正端连接到Vin+ ，采样电阻的负端连接到Vin?，把实时的电机电流转化为模拟电压输入芯片；同时Vin?和GND1 连接，把供电电源的返回路径又作为采样线连接到采样电阻的负端，因为电机在工作时有很大的电流流过采样线路，电路中的寄生电感会产生很大的电流尖峰，而此种连接能把这些暂态噪声视为共模信号，不会对采样电流信号形成干扰；另外，为消除采样电流输入信号中的高频噪声，采样电阻上采集到的电压信号必须经过由R2 及C3组成的低通滤波器进入芯片。 采样电阻的选取是根据伺服驱动器的功率范围，选择合适的阻值。采样电阻较大，可使用HCPL-7840 的整个输入范围，从而提高采样电
电阻分压电路及原理
分压电路工作原理解析 分压电路在电子电路中很常见，应用广泛，掌握分压的工作原理及分压电路的变形电路，对分析许多电子电路有着举足轻重的影响。 电阻分压电路是各种分压电路中最基本的电路，如上图所示是用电阻构成的分压电路，Rl和R2是分压电路中的两只电阻。 分析分压电路的关键点有两个： （1）找出输入端。需要分析输入信号电压从哪里输入到分压电路上，具体的输入电流回路如何。电路分析中确定输入信号电流回路的方法是这样：从信号电压的输入端出发，沿至少两个元器件（不一定非要是电阻器）到达地线。 （2）找出输出端，即输出电压取自于电路的哪个端点。
分压电路输出的信号电压要送到下一级电路中，理论上分压电路的下一级电路输入瑞是分压电路的输出端，但是识图中用这种方法的可操作性差，因为有时分析出下一级电路的输入端比较困难，所以可以采用更为简便的方法进行分析：找出分压电路中的所有元器件，从地线向上端分析，发现某元器件与分压电路之外的其他电路相连时，这一连接点是分压电路的输出端，这一点的电压就是分压电路的输出电压。 电阻分压电路分析 1．电阻分压电路组成 图2-43所示是典型的电阻分压电路，LM324N电路由Rl和R2两只电阻构成。电路中有电压输入端和电压输出端。 由此电路特征可以在众多电路中分辨出分压电路。 输入电压酣加在电阻Rl和R2上，输出电压Uo取自串联电路中下面一只电阻R2，这种形式的电路称为分压电路。 2．电阻分压电路的工作原理
分析分压电路的关键点有两个：一是分析输入电压回路及找出输入端；二是找出电压输出端。 图2-44是电阻分压电路输入回路示意图。输入电压加到电阻Rl和R2上，它产生的电流流过Rl和R2。 3．找出分压电路的输出端 分压电路输出的信号电压要送到下一级电路中，理论上分压电路的下一级电路其输入端是分压电路的输出端（前级电路的输出端就是后级电路的输入端）。图2-45是前级电路输出端与后级电路输入端关系示意图。但是，识图中用这种方法的可操作性差，因为有时分析出下一级电路的输入端比较困难。 更为简便的方法如下：
采样电阻
3.1 单电阻电流采样 为了降低系统成本，本方案采用了先进的单电阻采样技术。一般来讲，矢量控制算 法需要采集电机至少两相电流，但单电阻采样只需要采集负母线的电流即可。 图 3 单电阻采样框图 表 1 单电阻采样状态表 图 3 是单电阻采样的框图， 对于桥臂的每一个开关状态， 其流过的电流状态如表 1 所示。 在表 1 中，“0”表示开关管关断，而“1”表示导通。由于电流在一个 PWM 周期内几乎 不变，因此只需要在一个 PWM 周期内采样两次即可得到该时刻电机每一相电流的状态， 因为三相电流之和为零。 单电阻采样会遇到一些挑战，空间矢量脉宽调制器（SVPWM）在空间矢量的扇区边 界和低调制区域的时候，会存在占空比两长一短和两短一长以及三个几乎一样长的时 刻。这样的话，如果有效矢量持续的时间少于电流采样时间，则会出错。本方案采取的 办法是在相邻边界的时候插入固定时间的有效矢量， 而在低调制区域的时候， 采用的是 轮流插入有效矢量的方法。 插入有效矢量会给电流波形带来失真， 这种情况下需要通过
软件来进行补偿。 单电阻采样的优点除了降低系统的成本， 还有就是它检测三相电流时都基于相同的增益 和偏移，一致性好。缺点也是明显的，对于 MCU 来说，算法复杂了其运算时间要增大， 代码比三电阻也要长一些；对于电流检测而言，其波形失真比起三电阻方法来说，要稍 微大一些。 其详细的对比如表 2 所示。 单电阻采样的性能对于变频空调的应用是完全可 以胜任的， 而且成本低廉， 这也就是为什么大部分家电厂家都愿意选择单电阻采样的原 因所在。 采样电阻 1. 产品介绍 采样电阻又称为电流检测电阻，电流感测电阻，取样电阻，电流感应电阻。英文一般译为
大学物理实验报告 制流电路、分压电路和电学实验基础知识
大学物理实验报告----------制流电路、分压电路和电学实验基础知识 姓名：_______柳天一__________ 学号：______2012011201 _______ 实验组号：____3______________ 班级：______计科1204_________ 日期：______2013.3.23__________
实验报告 【实验名称】 制流电路、分压电路和电学实验基础知识 【实验目的】 1、了解电学实验的要求、操作规程和安全知识。 2、学习电学实验中常用仪器的使用方法。 3、学习连接电路的一般方法，学习用变阻器连成制流电路和分压电 路的方法。 【实验原理】 制流电路的特性： 制流电路如图3所示，图中E 为直流（或交流）电源；R 1为滑线变阻器，A 为电流表；R 2为负载（本实验采用电阻）；K 为电源开关。它是将滑线变阻器的滑动头C 和任一固定端（如A 端）串联在电路中，作为一个可变电阻，移动滑动头的位置可以连续改变AC 之间的电阻R AC ，从而改变整个电路的电流I 。 （a ） （b ） 1.分压电路的特性： 分压电路如图4所示，图中E 为直流（或交流）电源，滑线变阻器两个固定端A 、B 与电源E 相接，负载R 2接滑动端C 和固定端A （或B ）上，当滑动头C 由A 端滑至B 端，负载上电压由0变至E ，调节的范围与变阻器的阻值无关。 （a ） （b ） 2.制流电路与分压电路的选择： 图3 制流电路 图4 分压电路
(1) 调节范围 分压电路的电压调节范围大，可从E →0；而制流电路电压调节范围小，只能从 E E R R R →?+1 22。 (2) 细调程度 当2/21R R ≤时，在整个调节范围内调节基本均匀，但制流电路可调范围小；负载上的电压值小，能调得较精细，而电压值大时调节变得很粗。 (3) 功率损耗 使用同一变阻器，分压电路消耗电能比制流电路要大。基于两电路的差别，当负载电阻较大，调节范围较宽时选分压电路；反之，当负载电阻较小，功耗较大，调节范围不太大的情况下则选用制流电路。若一级电路不能达到细调要求，则可采用二级制流（或二段分压）的方法以满足细调要求。 【实验器材】 万用电表（指针式、数字式各一块），低压电源（直流型、交流型各一台），滑线变阻器，电阻箱，导线。 3.滑线变阻器： 滑动变阻器是根据接入电路的金属丝长短来改 变阻值大小，来达到控制电流的。 滑动片左右滑动即是在改变接入电路的金属丝 长短。 因为已知金属材料的电阻丝，其阻值跟电阻丝的 长度，横截面积，还有材质有关系。长度越长，阻值 越大；截面积越大，阻值越小，阻值与该种材料的阻 值系数成正比。 滑动电阻器结构图[1] 注意事项： 注意：要选择合适的滑动变阻器，每个变阻器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要进行选择，不能使通过滑动变阻器的电流超过它允许通过电流的最大值，否则会烧坏变阻器。使用前应该将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大。接法：不管是有几个接线柱的滑动变阻器，在连入电路时，可采用“一上一下”的连接方法。“一上” 指上面金属棒两端的任一接线柱连入电路，“一下”指把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。 滑动变阻器连入电路中的电阻值大小的判断，可采用“近小远大”的判断方法。即如果滑动变阻器的滑片在移动过程中逐渐接“近”连入电路的下接线柱，则变阻器连入电路的阻值将逐渐减“小”，灯泡就越亮，反之，若滑片移动过程中逐渐“远”离连入电路的下接线柱，则连入电路的阻值将逐渐增“大”，灯泡就越暗。 滑动变阻器在电路中的作用是：（1）保护电路，即连接好电路，电键闭合前，应调节滑动变阻器的滑片P ，使滑动变阻器接入电路部分的电阻最大。（2）通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流，从而改变与之串联的导体（用电器）两端的电压。在连接滑动变阻器时，要求：一上一下，各用一个接线柱；实际连接应根据要求选择下面的接线柱。 4.电阻箱：
FOC控制基于电阻的电流采样方案比较
FOC控制基于电阻的电流采样方案比较 最近有时间把TI ST还有Microchip三家关于PMSM控制中使用电阻采样相的电路看了一下，发现各家都有自己的特点，就做个总结吧。 1.TI C2000系列双电阻采样法 原理说明 在U相和V相的下桥分别串联一个功率电阻，通过一个运放电路连接至A/D。采样时机放在PWM的下溢中断进行，U V两相电阻上的电流即为电机U V相的线电流。 关键点 (1)采样时机： 必须在下桥臂全部导通的时候进行采样。
在软件设计的时候,采用下溢中断(处于第7段和第1段零矢量区域中),将电流采样的任务安排在一个PWM周期的开始处,在比较匹配到来之前的期间,U、V两相的上桥臂都是关断的,也就是说下桥臂是导通的,这样就可以在每个PWM周期顺利采样一次两个相电流值。 (2)采样方式 因为电机绕组线圈呈感性，线圈上的相电流不能突变，因此从矢量U0 转换到零矢量后，其对应的工作状态转换如图所示，其中二极管能起到续流作用，此时，下桥臂采样电阻上流过的是相电流，因此在每个PWM周期前期通过下桥臂的采样电阻检测相电流是可行的。 开关状态为000时电流的流通路径
(3)采样电流电路 从上图可以看出，流经各相采样电阻的电流是正负的，故采样电阻上端的电压是一个带正负信号的正弦波形(下端为地)，后级运放电路作用是将整体电压抬高，并且进行比例增益。 2.STM32的方案：三电阻采样法
(1)电流处理： 采样电阻上端采集到的电压是一个带正负的正弦波形，所以其后端一定要接一个运放电路，一方面是滤波，更重要的则是把采集到的信号缩放到AD能采集的电压范围。这个电路可以采用同相比例放大+偏移。 (2)AD触发： 在STM32的高级定时器中，除了产生三相PWM波的CH1,CH2,CH3之外还有一个CH4，这个通道只能产生一路PWM波，它可以用来触发AD，可以比较容易的和前面几个PWM波同步，而且配置好周期能非常灵活的取采样点。(3)相采样选择： 每次需要采集两个电流，采集哪两个电流由SVPWM当前扇区决定。每次只有在下桥臂打开的时候才能进行采样。 (4)干扰Tnoise和Trise： Tnoise是每次开关管打开或者关闭时，对当前采集的相电压的影响时间。Trise 是每次开关管打开的时候该相电流会有一个跳变，需要一段时间来稳定。在这两个时间里面不能采集电流。 (5)SVPWM： SVPWM是FOC算法的最后一步，根据前面运算得到的数据，修改PWM波形输出，从而修正电机的运行，同时确定下次相电流采样的扇区。 [R1]此处与TI方案不同，ST方案根据扇区号来确定当前需要采样的电流相，而TI根据二极管续流可以持续获得稳定的U/V相电流反馈，TI的方法更好
FOC控制基于电阻的电流采样方法比较
最近有时间把TIST还有Microchip三家关于PMSM控制中使用电阻采样相的电路看了一下，发现各家都有自己的特点，就做个总结吧。 1.TIC2000系列双电阻采样法 原理说明 在U相和V相的下桥分别串联一个功率电阻，通过一个运放电路连接至A/D。 采样时机放在PWM的下溢中断进行，UV两相电阻上的电流即为电机UV相的线电流。 关键点 (1)采样时机： 必须在下桥臂全部导通的时候进行采样。 在软件设计的时候,采用下溢中断(处于第7段和第1段零矢量区域中),将电流采样的任务安排在一 个PWM周期的开始处,在比较匹配到来之前的期间,U、V两相的上桥臂都是关断的,也就是说下桥 臂是导通的,这样就可以在每个PWM周期顺利采样一次两个相电流值。 (2)采样方式 因为电机绕组线圈呈感性，线圈上的相电流不能突变，因此从矢量U0转换到零矢量后，其对应的 工作状态转换如图所示，其中二极管能起到续流作用，此时，下桥臂采样电阻上流过的是相电流， 因此在每个PWM周期前期通过下桥臂的采样电阻检测相电流是可行的。 开关状态为000时电流的流通路径 (3)采样电流电路 从上图可以看出，流经各相采样电阻的电流是正负的，故采样电阻上端的电压是一个带正负信号 的正弦波形(下端为地)，后级运放电路作用是将整体电压抬高，并且进行比例增益。 2.STM32的方案：三电阻采样法 (1)电流处理： 采样电阻上端采集到的电压是一个带正负的正弦波形，所以其后端一定要接一个运放电路，一方面 是滤波，更重要的则是把采集到的信号缩放到AD能采集的电压范围。这个电路可以采用同相比例 放大+偏移。 (2)AD触发：
在STM32的高级定时器中，除了产生三相PWM波的CH1,CH2,CH3之外还有一个CH4，这个通道只能产生一路PWM波，它可以用来触发AD，可以比较容易的和前面几个PWM波同步，而且配置好周期能非常灵活的取采样点。 (3)相采样选择： 每次需要采集两个电流，采集哪两个电流由SVPWM当前扇区决定?。每次只有在下桥臂打开的时候才能进行采样。 (4)干扰Tnoise和Trise： Tnoise是每次开关管打开或者关闭时，对当前采集的相电压的影响时间。Trise是每次开关管打开的时候该相电流会有一个跳变，需要一段时间来稳定。在这两个时间里面不能采集电流。 (5)SVPWM： SVPWM是FOC算法的最后一步，根据前面运算得到的数据，修改PWM波形输出，从而修正电机的运行，同时确定下次相电流采样的扇区。 [R1]此处与TI方案不同，ST方案根据扇区号来确定当前需要采样的电流相，而TI根据二极管续流可以持续获得稳定的U/V相电流反馈，TI的方法更好 [R2]TI的方案是在PWM关闭的时候采样的，也就没有了干扰的问题 下面这张表格是是运用ST库的时候三电阻和单电阻在效率等方面的比较： 3.Microchip方案（AN1299） 采用单电阻方式采样，在一组7段矢量的时间内，根据不同的开关顺序，进行多次采样 [R3]相比TI方案，采样次数较多，消耗的CPU资源较多，需要考虑死区对各个采样窗的影响，还有各采样窗口有最小宽度限制，处理算法相对比较麻烦 对于三相逆变器，我们将分析此周期的所有不同的PWMxL组合（T0、T1、T2和T3），了解电流测量代表着什么。从T0开始，在逆变器中我们有如下的电子开关（MOSFET或IGBT）组合，从中我们看到，没有电流流经单分流电阻（图10）。 前进到T1，我们看到PWM2L有效，同时PWM1H和PWM3H也有效（目前没有显示，但假设PWM输出是互补的）。由于有电流通过相A和C流入电机，通过相B流出电机，我们可以认为此电流测量值表示的是–IB，如图11所示。 在T2期间，PWM2L和PWM3L有效，且PWM1H有效。这种组合给出的是流经单分流电阻的电流IA，如图12所示。 T3的情形与T0一样，其中没有电流流经分流电阻，所以IBUS=0，如图13所示。 PIC单电阻采样时间点的计算 总结： 通过双电阻、三电阻和单电阻的相电流采样方法，都是基于电机绕组电感电流通过二极管续流的原理，然后通过通过公式“Iu?+?Iv?+?Iw?=?0”重构出该相电流。
光耦隔离运放HCPL-7800 在电机电流采样中的应用
光耦隔离运放HCPL-7800 在电机电流采样中的应用 摘要：本文介绍了一种专门适用于电机驱动电流检测的光耦隔离运放HCPL-7800的结构和特点，并重点介绍了此隔离运放的应用。 关键词：隔离运放，电流采样 Abstract: This paper introduces the construction and the characteristics of HCPL-7800.This isolation amplifier was designed for current sensing in electronic motor drives. The key is to introduce the application of this isolation amplifier. Keywords: isolation amplifier, current sensing 1. 概述 HCPL-7800隔离运放是专门为电机驱动电流的检测设计的。电机电流通过一个外部采样 电阻得到模拟电压，进入芯片。在隔离侧的另一边得到一个微分的输出电压。这个微分的输出电压正比与电机电流，通过一个光耦放大器转换成单端信号。由于在现代开关逆变器电机驱动中电压的共模干扰一般都有几百伏每微秒，而HCPL-7800能够抗至少10kv/us的共模干扰。正是基于这一点,HCPL-7800隔离运放为在很嘈杂的环境中，电机电流的检测提供了更高的准确性和稳定性，也为各种各样的电机控制提供了平滑控制的可能。它也能被用于在严重的噪声干扰的环境中需要很高的准确性，稳定性和线性的的模拟信号的隔离。HCPL-7800的增益为+/-3%，HCPL-7800（A）适用于比较精确的场合，因为它的增益为+/-1%，它应用了先进的（Σ-Δ）的模数转换技术， 斩波放大器和全微分电路拓扑。它的具体的原理图如图1所示： 图1 HCPL-7800的结构简图 HCPL-7800（A）隔离运放广泛应用于电机的相电流检测，逆变器的电流检测，开关电源的脉冲信号的隔离，一般的电流检测和监测，一般的模拟信号的隔离等方面。跟LEM比较，它更加适用于电机电流的检测，抗共模抑制比的能力较强，同时具有很高的性价比。 2. 典型应用 图2是HCPL-7800对电机电流采样的应用电路，从图中可以看出HCPL-7800（A）的电源 一般都从功率开关器件的门极驱动电路的电源中获得。旁路电容C1,C2尽可能地靠近HCPL-7800的管腿。旁路电容是必要的因为HCPL-7800内部的高速的数字信号的特点，由于输入电路的开关电容的本质，在输入侧也要加上旁路电容C3，输入的旁路电容也形成了滤波器的一部分，用于防止高频噪声。 对于采样电阻的选择也是本电路中的最重要的部分，电流采样电阻应该具有很低的阻抗（可以达到最小限度的功率损耗），很低的电感值（最小的di/dt变化引起的电压尖峰），。对于此电阻的选择，一般是考虑最小的功率损耗和最大的准确性的折中点。小的采样电阻能够减小功率损耗，而大的采样电阻能够用上HCPL-7800的整 个输入范围从而提高电路的准确性。
取样电阻的工作原理
一，电流检测电阻的基本原理: 根据欧姆定律,当被测电流流过电阻时,电阻两端的电压与电流成正比.当1W的电阻通过的电流为几百毫安时,这种设计是没有问题的.然而如果 电流达到10-20A,情况就完全不同,因为在电阻上损耗的功率(P=I2xR)就 不容忽视了.我们可以通过降低电阻阻值来降低功率损耗,但电阻两端的电压也会相应降低,所以基于取样分辨率的考虑,电阻的阻值也不允许太低。 二，长期稳定性 对于任何传感器来说,长期稳定性都非常重要.甚至在使用了一些年后,人们都希望还能维持早期的精度.这就意味着电阻材料在寿命周期内一定要抗腐蚀,并且合金成分不能改变.要使测量元件满足这些要求,可以使用同 质复合晶体组成的合金,通过退火和稳定处理的生产制程,以达到基本热力学状态.这样的合金的稳定性可以达到ppm/年的数量级,使其能用于标准电阻。 表面贴装电阻在140℃下老化1000小时后阻值只有大约-0.2%的轻 微漂移,这是由于生产过程中轻微变形而导致的晶格缺损造成的.阻值漂移很大程度上由高温决定,因此在较低的温度下比如+100℃,这种漂移实际是检测不出来的。
三，端子连接 在低阻值电阻中,端子的阻值和温度系数的影响往往是不能忽略的,实际设计中应充分考虑这些因素,可以使用附加的取样端子直接测量金属材料两端的电压。 由电子束焊接的铜-锰镍铜电阻实际上具有这样低的端子阻值,通过合理的布线可以作为两端子电阻使用而接近四端子连接的性能.但是在设计时一定要注意取样电压的信号连线不能直接连接取样电阻的电流通道上,如果可能的话,最好能够从取样电阻下面连接到电流端子并设计成微带线。
四，低阻值 四引线设计推荐用于大电流和低阻值应用.通常的做法使用锰镍铜合金带直接冲压成电阻器,但这不是最好的办法.尽管四引线电阻有利于改进温 度特性和热电压,但总阻值有时高出实际阻值2到3倍,这会导致难以接受 的功率损耗和温升.此外,电阻材料很难通过螺丝或焊接与铜连接,也会增 加接触电阻以及造成更大的损耗。 康铜丝电阻 说到电流/电压的采样电路，就像上图中万用表中所使用的那样，那么，什么是康铜丝电阻呢？ 简单地说，康铜丝电阻是选用高精密合金丝并经过特殊工艺处理，其 阻值低，精度高，温度系数低，具有无电感，高过载能力。 正是因为康铜丝具备以上这些优良的电气特性，所以它被广泛用于通 讯系统，电子整机，自动化控制的电源等回路作限流，均流或取样检测电 路连接等。
限流电路和分压电路
图3 限流电路和分压电路 1. 限流和分压接法的比较 （1）限流电路：如图2所示，实际上滑动变阻器的右边部分并没 有电流流过。该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端的 电压调节范围：U ≥U 用≥UR 用/（R 0+R 用），电流调节范围：U /R 用≥I 用 ≥U /（R 0+R 用 ）。即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小。要使 限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R 0。另外，使用该电 路时，在接通电前，R 0 应调到最大。 （2）分压电路：如图3所示，实质上滑动变阻器的左边部分与R 用并联后再与滑动变阻器的右边串联。注意滑动变阻器的两端都有电流流 过，且不相同。该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端 的电压调节范围为U ≥U 用≥0，即电压可调到零，电压调节范围大。电 流调节范围为E /R 用≥I 用≥0。 使用分压电路，在当R 0 大电流检测采样电阻选型考虑 廖智歆深圳市捷比信科技有限公司在电动工具，太阳能产品，电池保护板，各类电源的设计上，电流采样是恒久的话题了。 不管是为了做电路上一般性的电流控制、调整，还是过流保护，短路保护，第一步考虑的问题都是先检测出电流大小。 现行使用较多的采样方法有两种，一种是用电流互感器，另一种是用电流采样电阻。 电流互感器在某些大电流检测时表现不错，但由于价格昂贵，往往适合用量小，且对成本没什么要求的地方。 所以各类电源、电动工具、电池保护板、灯具、驱动电机或产品的电源部分等地方主流的都是用经济、高精高效、实用第二种方式，也就是本文介绍的台湾大毅合金电阻，用作电流采样。 用电阻做采样，一般就是将电阻放置在需要采样电流的位置，通过测量电阻两端的电压值来反馈，进而确定电路中的电流大小。 那么采样电阻的阻值一般要求比较小，这样才能让放进去的电阻不影响原电路中电流大小，以保证采样精准。 大毅产品主要的阻值范围在 0.0005 mΩ～200mΩ，阻值足够小，根据设计要求的采样电压可以相应选择。 先来看看大毅合金电阻的性能在使用中的优势。 相对于传统的陶瓷贴片电阻（如厚膜贴片电阻，薄膜贴片电阻），大毅合金电阻各方面性能优势巨大，表现在： 公差好很多，温度系数TCR更低，可以到±50PPM/℃，甚至更低；功率更高，同样封装情况下额定功率可以超越陶瓷电阻的数倍。 最重要的一点是在大电流采样及过流保护，短路保护这类需要通过冲击电流的地方，合金电阻的性能的优越性凸显无疑： 陶瓷贴片电阻往往在短时间就烧掉，而大毅合金电阻可以通过相当强度的冲击电流，这样在整体电路中起到了保护其他器件的作用，同时保证了整体产品的品质。 再对比一些插件的铜丝电阻与大毅合金电阻的优劣。 对比同样以金属为主材的铜丝电阻，大毅合金电阻最直观的优势在于： 产品性能稳定，功率大，可通过电流大，材质性能稳定不易氧化，SMT自动贴装快捷，可靠性高，不会因焊接位置的细微变化而影响接入阻值（插件铜丝电阻焊接时，略微的焊点位置变化就可以导致阻值变化，是采样出来的数据产生较大误差）。 相关信息可以参照以下表格： 阻值精度温度系数氧化性能插件铜丝电阻难做到阻值精确较低贴片陶瓷电阻可做到高精度高大毅合金电阻可做到高精度很低不易氧化、阻值稳定表层易氧化，长期不易氧化、阻值稳使用阻值变化定不适用过冲击电流可承受一定强度额定功率较大小大（如1/2W,1W,2W,3W,4W）安装方式插件、多手工，易SMT自动贴装，封产生阻值误差装齐全SMT自动贴装，封装齐全（如0805，1206，2010，2512，2725，2728）众所周知，电阻通电使用时都会发出热量，那么采样大电流时，电阻消耗的电能比较大，发热也相对大，这是考验合金电阻性能的重要一环。 合金电阻两端焊盘位置与电阻体本身的联接如果设计不合理，容易在高温下出现端极移位，甚至脱落的情况。 大毅合金电阻具有国际专利的“端铜电铸”、“端银电镀”工艺保证了产品高温下性能依旧稳定，安全可靠！多年来，台湾大毅专注于电流检测电阻的研发制造，新产品频出，大毅的合金电阻产品不断升级，制造技术始终领先于在业内。 大电流检测采样电阻选型考虑 廖智歆 深圳市捷比信科技有限公司在电动工具，太阳能产品，电池保护板，各类电源的设计上，电流采样是恒久的话题了。不管是为了做电路上一般性的电流控制、调整，还是过流保护，短路保护，第一步考虑的问题都是先检测出电流大小。 现行使用较多的采样方法有两种，一种是用电流互感器，另一种是用电流采样电阻。电流互感器在某些大电流检测时表现不错，但由于价格昂贵，往往适合用量小，且对成本没什么要求的地方。所以各类电源、电动工具、电池保护板、灯具、驱动电机或产品的电源部分等地方主流的都是用经济、高精高效、实用第二种方式，也就是本文介绍的台湾大毅合金电阻，用作电流采样。 用电阻做采样，一般就是将电阻放置在需要采样电流的位置，通过测量电阻两端的电压值来反馈，进而确定电路中的电流大小。那么采样电阻的阻值一般要求比较小，这样才能让放进去的电阻不影响原电路中电流大小，以保证采样精准。大毅产品主要的阻值范围在0.0005 mΩ～200mΩ，阻值足够小，根据设计要求的采样电压可以相应选择。 先来看看大毅合金电阻的性能在使用中的优势。相对于传统的陶瓷贴片电阻（如厚膜贴片电阻，薄膜贴片电阻），大毅合金电阻各方面性能优势巨大，表现在：公差好很多，温度系数TCR更低，可以到±50PPM/℃，甚至更低；功率更高，同样封装情况下额定功率可以超越陶瓷电阻的数倍。最重要的一点是在大电流采样及过流保护，短路保护这类需要通过冲击电流的地方，合金电阻的性能的优越性凸显无疑：陶瓷贴片电阻往往在短时间就烧掉，而大毅合金电阻可以通过相当强度的冲击电流，这样在整体电路中起到了保护其他器件的作用，同时保证了整体产品的品质。 再对比一些插件的铜丝电阻与大毅合金电阻的优劣。对比同样以金属为主材的铜丝电阻，大毅合金电阻最直观的优势在于：产品性能稳定，功率大，可通过电流大，材质性能稳定不易氧化，SMT自动贴装快捷，可靠性高，不会因焊接位置的细微变化而影响接入阻值（插件铜丝电阻焊接时，略微的焊点位置变化就可以导致阻值变化，是采样出来的数据产生较大误差）。相关信息可以参照以下表格： 文件编号：INVT0_013_0011_CBB_01 HCPL-7840电流检测 拟制：时间：2010-05-22 批准：时间：2010-05-22 文件评优级别：□A优秀□B良好□C一般 1芯片介绍 HCPL-7840是美国AGILENT公司推出的用于检测电机电流的线性光藕。光藕的初级接收一组待测的模拟电压信号，次级输出一对差动的电压信号。输入与输出之间在一定范围内是一种线性的当量关系，HCPL-7840增益偏差为5%，线性度为1%。 HCPL-7840包含有一个A/D转换器，同时还匹配有一个D/A转换器，工作原理如图1所示, 输入直流信号经过调制器送至编码器量化、编码,在时钟信号控制下，以数码串的形式传送到发光二极管，驱动发光二极管发光。由于电流强度不同，发光强度也不同，在解调端有一个光电管会检测出这一变化，将接收到的光信号转换成电信号，然后送到解码器和D/A转换器还原成模拟信号，经滤波后输出。干扰信号因电流微弱不足以驱动发光二极管发光，因而在解调端没有对应的电信号输出，从而被抑制掉。所以在输出端得到的只是放大了的有效的直流信号。 图1 功能框图： 图2 主要性能参数介绍： parameter symbol MIN TYP MAX UNIT 供电电压V DD1, V DD2 4.5 5.5 V G 7.60 8.00 8.40 V/V 增益 (Vout/Vin) V IN+, V IN--200 +200 mV 输入电压（线 性范围） 输入失调电压Vos -3.0 0.3 3.0 mV 输入阻抗R IN500 k? 输出阻抗R OUT15 ? 延时时间T PD50 3.47 5.6 us 典型应用介绍： １、通常情况下（满足安全），由于限流电路的能耗小，结构连接简单，所以优先考虑限流接法 ２、有以下３种情况就必须采用分压接法 （１）、要使某部分电路的电压或电流从０开始调节，只有分压电路才能满足 （２）、如果实验所提供的电压表，电流表的量程或电阻元件允许最大的电流较小，采用限流接法，无论怎样调节，电路中实际电流（压）都会超过电流表的量程或电阻元件允许的最大电流（压），为保持电表和电阻元件免受损害，必须采用分压法；（３）、伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流接法即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，不利于多次测量平均值或用图象处理数据，为了在变阻器阻值远小于待测电阻的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择变阻器分压的接法 ３、分压电路 电阻器在分压电路中的作用 分压电路实际上是电阻的串联电路，如图1所示。它有以下几个特点： ①通过各电阻的电流是同一电流，即各电阻中的电流相等I=I1=I2=I3; ②总电压等于各电阻上的电压降之和，即V=V1+V2+V3; ③总电阻等于各电阻之和，即R=R1+R2+R3。 在实践中可利用电阻串联电路来进行分压以改变输出电压，如收音机和扩音机的音量调节电路、半导体管工作点的偏置电路及降压电路等． 图1电阻的串联电路 研究滑动变阻器的限流电路和分压电路 滑动变阻器在电路中可以作限流器用，也可以作分压器用，应当如何选用这两种不同的形式呢？这首先是由电路中的需要来决定的，例如，有时需要负载电压有较大幅度的变化，有时需要能够做到细微的调节。哪一种电路能满足这些要求，这就需要我们研究两种电路的输出特性。 实验前取滑动变阻器（20Ω／0．5A）、直流电流表、直流电压表、直流电源（6伏）、电阻箱（0－9999Ω）、开关、直尺各1个备用。 分压电路及其应用 湖南彭友山 在《恒定电流》一章中，经常用到分流和分压电路，特别是利用串联电路的分压作用，可以将滑动变阻器接成分压器来调节用电器两端的电压。这种电路在实际中用得较多，学生对于该问题常常出错。本文就该问题进行一些探讨。 1.分压电路的分析 如图1所示，滑动变阻器两端接在电源的正负极上，固定端和滑动端P分别跟用电器的 两端连接，这样就组成分压器。在空载时， 最近有时间把TI ST还有Microchip三家关于PMSM控制中使用电阻采样相的电路看了一下，发现各家都有自己的特点，就做个总结吧。 1.TI C2000系列双电阻采样法 原理说明 在U相和V相的下桥分别串联一个功率电阻，通过一个运放电路连接至A/D。采样时机放在PWM的下溢中断进行，U V两相电阻上的电流即为电机U V相的线电流。 关键点 (1)采样时机： 必须在的时候进行采样。 在软件设计的时候,采用下溢中断(处于第7段和第1段零矢量区域中),将电流采样的任务安排在一个PWM周期的开始处,在比较匹配到来之前的期间,U、V两相的上桥臂都是关断的,也就是说下桥臂是导通的,这样就可以在每个PWM周期顺利采样一次两个相电流值。 (2)采样方式 因为电机绕组线圈呈感性，线圈上的相电流不能突变，因此从矢量U0 转换到零矢量后，其对应的工作状态转换如图所示，其中二极管能起到续流作用，此时，下桥臂采样电阻上流过的是相电流，因此在每个PWM周期前期通过下桥臂的采样电阻检测相电流是可行的。 开关状态为000时电流的流通路径 (3)采样电流电路 从上图可以看出，流经各相采样电阻的电流是正负的，故采样电阻上端的电压是一个带正负信号的正弦波形(下端为地)，后级运放电路作用是将整体电压抬高，并且进行比例增益。 2.STM32的方案：三电阻采样法 (1)电流处理： 采样电阻上端采集到的电压是一个带正负的正弦波形，所以其后端一定要接一个运放电路，一方面是滤波，更重要的则是把采集到的信号缩放到AD能采集的电压范围。这个电路可以采用同相比例放大+偏移。 (2)AD触发： 在STM32的高级定时器中，除了产生三相PWM波的CH1,CH2,CH3之外还有一个CH4，这个通道只能产生一路PWM波，它可以用来触发AD，可以比较容易的和前面几个PWM波同步，而且配置好周期能非常灵活的取采样点。(3)相采样选择： 每次需要采集两个电流，采集哪两个电流由SVPWM当前扇区决定。每次只有在下桥臂打开的时候才能进行采样。 (4)干扰Tnoise和Trise： Tnoise是每次开关管打开或者关闭时，对当前采集的相电压的影响时间。Trise 是每次开关管打开的时候该相电流会有一个跳变，需要一段时间来稳定。在这两个时间里面不能采集电流。 (5)SVPWM： SVPWM是FOC算法的最后一步，根据前面运算得到的数据，修改PWM波形输出，从而修正电机的运行。 [R1]此处与TI方案不同，ST方案根据扇区号来确定当前需要采样的电流相，而TI根据二极管续流可以持续获得稳定的U/V相电流反馈，TI的方法更好 [R2]TI的方案是在PWM 关闭的时候采样的，也就没有了干扰的问题 下面这张表格是是运用ST库的时候三电阻和单电阻在效率等方面的比较：大电流检测采样电阻选型考虑
大电流检测采样电阻选型考虑
HCPL7840电流检测
分压电路
FOC 电流采样方案比较