【电机控制】四运算放大器——LM324无刷电机三电阻低端电流采样电路

【电机控制】四运算放大器——LM324无刷电机三电阻低端电流采样电路

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前言

【电机控制】直流有刷电机、无刷电机汇总——持续更新
使用工具：
1.得力万用表

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、原理图

二、VREF电压

理论计算：
根据分压原理
V3/ 3.3V=R31/(R31+R30)
又因为虚短，V3=V2=VREF
VREF=20/(20+18) *3.33333v =1.755V

三、M_IA、M_IB、M_IC、电压

(VM_IA -V6)/R28=(V6-VGND)/R36
VM_IA=3×V6
由虚短可得，V5=V6

V5=VA×R42/(R41+R42)+VREF×R41/(R41+R42)=0.91VA+0.159

VM_IA=2.73VA+0.477<=3.3V
下桥几乎没有电流通过时，不带电机测试时，可以测得为0.48V

VA<=1.03V,Rshout=0.05Ω
相电流最大采集20A
IA=VA/Rshout<=20.6A

我们需要计算相电流与ADC采样值的关系，也就是说，通过ADC采样的值，经过数学公式计算，可以计算出来当前相电流为多少，再根据相电流进行FOC变换

IA=7.3×VM_IA-3.5=7.3×VM_IA×3.3/4096-3.5-offset
此时VM_IA为ADC采样值，通过单片机引脚接入

用示波器采集采样电阻两端电压值，约为0.7V，可计算流经采样电阻的IA电流值为14A

四、V5

理论计算：
V5=VA×R42/(R41+R42)+VREF×R41/(R41+R42)=0.91VA+0.159

下桥几乎没有电流通过时，不带电机测试时，可以测得为0.159V

（569101213引脚都为0.16V）

五、multisim仿真——实验一

1.0A时

0A时，理论V5=0.159v
VM_IA=0.48V

2.2A时

2A时，VA=0.1V，理论V5=0.91VA+0.159=0.25v
VM_IA==2.73VA+0.477=0.75V

电机控制四运算放大器-LM324无刷电机三电阻低端电流采样电路-Multisim仿真

六、multisim仿真——实验二

Vout=Vref+RshuntImaxAop
Aop=Rout/Rin+1
电流计算=（ADC原始值/4096*3.3-Vref）/Rshunt/Aop
Rout=51K
Rin=5.1K
Rshunt=0.05Ω
Imax=3A
Vout=3.3V

1.0A时

当Imax=0A时，Vout=Vref=1.65V

2.3A时

当Imax=3A时，理论Vout=3.3V，仿真电路Vout=3.154V，符合预期

七、参考文章

【硬件设计】电流、电压采样电路硬件方案（附实例）
电压、电流采样电路设计以及放大倍数计算
LM324运放电路图和引脚图 四路运算放大器的应用电路和工作原理详解-电子发烧友网
SimpleFOC移植STM32（五）—— 电流采样及其变换
运算放大器（三）：差分放大
stm32无刷直流电机速度闭环与CAN通讯实验
电流检测问题汇总
Simulink 电机控制：单电阻采样三相电流重构算法仿真总结
三电阻采样的劣势分析
差分运放检测电流电路

总结

本文仅仅简单介绍了四运算放大器——LM324无刷电机电流采样电路，评论区欢迎讨论。