智能變頻電動(dòng)執(zhí)行器的電流檢測(cè)電路介紹

隨著執(zhí)行器的高速發(fā)展，變頻執(zhí)行器必然成為發(fā)展趨勢(shì)。因此在變頻執(zhí)行器中電流檢測(cè)技術(shù)也將成為關(guān)鍵因素。

原先部分的電流檢測(cè)都是采用串聯(lián)小阻值大功率電阻檢測(cè);電磁式電流互感器及其它檢測(cè)方式。其中串電阻檢測(cè)方式的缺點(diǎn)分別為溫漂較大，無(wú)隔離效果，量程較大的時(shí)候需要分多檔進(jìn)行處理結(jié)果，容易受到地干擾。電磁式電流互感器的缺點(diǎn)在于重量大，不能用于高頻檢測(cè)，且精度比較低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本文介紹一種智能變頻電動(dòng)執(zhí)行器的電流檢測(cè)電路，包括ACS712(或國(guó)產(chǎn)CH701)芯片、電容、電阻、放大器、二極管，其特征在于：ACS712/CH701芯片的1、2號(hào)管腳短接后連接到絕緣柵雙極型晶體管芯片的11號(hào)管腳，ACS712/CH701芯片的3、4號(hào)管腳短接后連接到直流母線的正端，ACS712/CH701芯片的5號(hào)管腳連接電容一的一端并接地，電容一的另一端連接到ACS712/CH701芯片的6號(hào)管腳;ACS712/CH701芯片的7號(hào)管腳連接到電阻一的一端，電阻一的另一端分別連接到電容二的一端、電阻二的一端和電阻三的一端，電容二的另一端接地，電阻二的另一端分別連接電容三的一端和電容四的一端及開(kāi)關(guān)二極管的3號(hào)腳，電阻三的另一端連接到放大器一的5號(hào)腳，電容三和電容四的另一端的相連接到開(kāi)關(guān)二極管的1號(hào)腳并接地，開(kāi)關(guān)二極管的2號(hào)腳接電源3 .3V;放大器一的6號(hào)腳連接電阻四的一端，電阻四的另一端連接放大器一的7號(hào)腳及電阻五的一端，電阻五的另一端分別連接到電阻六的一端和放大器二的3號(hào)腳，電阻六的另一端分別連接放大器二的1號(hào)腳和二極管一的正端，二極管一的負(fù)端分別連接二極管二的負(fù)端、單片機(jī)的P1 .21管腳和電阻七的一端，二極管二的正端連接單片機(jī)的P1 .20管腳P1 .20;電阻七的另一端連接電源3 .3V;ACS712/CH701芯片的8號(hào)管腳分別連接電容五的一端和電阻八的一端，電容五的另一端接地，電阻八的另一端分別連接電阻九的一端、電容六的一端和放大器二的2號(hào)腳，電阻九的和電容六的另一端相連并接地。

ACS712/CH701芯片的1、2號(hào)管腳為IP+端口;3、4號(hào)管腳為IP-端口;5號(hào)管腳為GND端口;6號(hào)管腳為FILTER端口;7號(hào)管腳為VIOUT端口;8號(hào)管腳為VCC端口。

圖1 芯片內(nèi)部原理圖

采用ACS712/CH701霍爾電流傳感器芯片，該芯片為電流輸入，電壓輸出。將芯片直接串聯(lián)接入直流母線中，檢測(cè)母線電流，霍爾元件根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度感應(yīng)原理輸出一個(gè)線性的電壓信號(hào)。這樣的優(yōu)勢(shì)在于芯片直接串聯(lián)在電流回路中，外圍電路簡(jiǎn)單;可測(cè)交直流電流;無(wú)需檢測(cè)電阻，內(nèi)置毫歐級(jí)路徑內(nèi)阻;單電源供電，原邊無(wú)需供電，因此強(qiáng)電和弱電進(jìn)行隔離;相比原先的檢測(cè)方式，安全可靠且精度要高得多。

圖2 電路原理圖

ACS712/CH701芯片完全是基于霍爾感應(yīng)原理設(shè)計(jì)，由一個(gè)精確的低偏移線性霍爾傳感器電路與位于接近芯片表面的銅箔組成，當(dāng)電流流過(guò)銅箔時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，霍爾元件根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度感應(yīng)出一個(gè)線性的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)部的放大、濾波、斬波與修正電路，輸出一個(gè)電壓信號(hào)，由該芯片的7號(hào)管腳輸出，直接反應(yīng)出流經(jīng)銅箔電流的大小。因?yàn)閿夭娐返脑?，其輸出將加載于0 .5*Vcc上，其輸出與輸入的關(guān)系為Vout=0 .5*Vcc+Ip*Sensitivity。

CH701霍爾電流傳感器IC，是工業(yè)、汽車、商業(yè)和通信系統(tǒng)中交流或直流電流傳感的經(jīng)濟(jì)而精確的解決方案。小封裝是空間受限應(yīng)用的理想選擇，同時(shí)由于減少了電路板面積而節(jié)省了成本。典型應(yīng)用包括電機(jī)控制、負(fù)載檢測(cè)和管理、開(kāi)關(guān)電源和過(guò)電流故障保護(hù)。

參考文章：霍爾傳感器芯片該如何選型

CH701可以檢測(cè)到50A峰值的電流。

如果需要檢測(cè)更大電流，需要更高的隔離電壓，可以選擇更大電流范圍的產(chǎn)品，比如16腳的CH701W系列，電流范圍可以到70A，絕緣耐壓可以到4800Vrms：

審核編輯：湯梓紅