1.本实用新型属于检测技术领域，具体涉及一种降低小功率变频器电流采样误差的电路。
背景技术：2.在小功率的变频器的设计使用中,会设计电流检测电路对变频器输出的三相电流进行采样，以达到对交流电机达到调速可控的效果，传统输出电流检测主要通过电流互感器进行采样，其通过互感效应将交流电流信号转化为电流互感器输出的模拟量信号，其使用成本相对较高。同时在使用采样电阻进行电流采样时，易受pcb布线寄生电感的影响，导致电流检测误差较大，转换输出的模拟量与实际变频器输出电流呈非线性的关系。
技术实现要素：3.本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种降低小功率变频器电流采样误差的电路，可有效降低小功率变频器电流检测误差过大问题。
4.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型公开了一种降低小功率变频器电流采样误差的电路，包括采样电阻、滤波器、隔离放大器，所述采样电阻的输入端与变频器igbt桥臂侧连接，用于采集变频器igbt桥臂侧输出电流i即目标检测电流，所述滤波器的第一输入端与采样电阻的输出端连接，所述滤波器的第二输入端与采样电阻的输入端连接，所述滤波器的第一输出端与隔离放大器的第一输入端连接，所述滤波器的第二输出端与隔离放大器的第二输入端连接。
5.进一步地，所述滤波器为cr滤波器，所述cr滤波器包括第一滤波电阻、第二滤波电阻以及滤波电容，所述第一滤波电阻的一端与采样电阻r的输出端连接，所述第一滤波电阻的另一端与滤波电容的一端、隔离放大器的第一输入端连接，所述第二滤波电阻的一端与采样电阻r的输入端连接，所述第二滤波电阻的另一端与滤波电容的另一端、隔离放大器的第二输入端连接。
6.进一步地，根据|zr|《《|zf|的原则，选定cr滤波器中第一滤波电阻、第二滤波电阻的阻值rf与滤波电容的容值cf，第一滤波电阻与第二滤波电阻的阻值相同，其中，|zr|为电阻器侧的输入阻抗，|zf|为滤波器侧的阻抗。
7.进一步地，l/r＝cf×2×
rf，其中r为采样电阻的阻值，l为电路中的寄生电感值，cf为，第一滤波电阻与第二滤波电阻的阻值相同，rf为第一滤波电阻、第二滤波电阻的阻值。
8.进一步地，采样电阻为毫欧级电阻。
9.进一步地，本实用新型的降低小功率变频器电流采样误差的电路包括隔离后级放大电路，所述隔离放大器用于将隔离放大后的信号传输至隔离后级放大电路，所述隔离后级放大电路用于将信号放大后输出至mcu，由mcu进行采样。
10.进一步地，隔离后级放大电路采用差分运算放大电路，所述差分运算放大电路的两个输入端分别与隔离放大器的两个输出端连接，所述差分运算放大电路的输出端与mcu
的采样输入端连接。
11.进一步地，所述差分运算放大电路包括运放，所述运放的同相输入端经第一电阻与隔离放大器的第一输出端vout+连接，所述运放的同相输入端经第二电阻接地，第二电阻两端并联有第一电容，所述运放的反相输入端经第三电阻与隔离放大器的第二输出端vout-连接，所述运放的反相输入端经第四电阻与运放的输出端连接，第四电阻的两端并联有第二电容，所述运放的输出端与mcu的采样输入端连接。
12.进一步地，所述运放的输出端与电阻r495的一端连接，电阻r495的另一端与电感l9的一端连接，电感l9的另一端与电阻r507的一端连接，电阻r507的另一端与mcu的采样输入端连接。
13.进一步地，运放的反相输入端经第四电阻与电阻r495的输出端连接，电阻r495的输入端与运放的输出端连接。
14.本实用新型至少具有如下有益效果：本实用新型的变频器igbt桥臂侧输出电流i经过电流采样电阻r，通过设计差分滤波电路采集电阻r经电流i流过所产生的差分电压信号，经过隔离电路放大传输至隔离后级的差分运算放大电路由mcu进行采样。通过设计使用采样电阻、隔离光耦，cr滤波器补正，有效减少寄生电感的影响。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
16.图1为本实用新型实施例提供的变频器电流采样逻辑示意图；
17.图2本实用新型的降低小功率变频器电流采样误差的电路的实例电路设计图前半部分；
18.图3本实用新型的降低小功率变频器电流采样误差的电路的实例电路设计图后半部分。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.参见图1至图3，本实用新型实施例提供一种降低小功率变频器电流采样误差的电路，包括采样电阻、滤波器、隔离放大器，所述采样电阻的输入端与变频器igbt桥臂侧连接，用于采集变频器igbt桥臂侧输出电流i即目标检测电流，所述滤波器的第一输入端与采样电阻的输出端连接，所述滤波器的第二输入端与采样电阻的输入端连接，所述滤波器的第一输出端与隔离放大器的第一输入端连接，所述滤波器的第二输出端与隔离放大器的第二输入端连接。
21.进一步地，采样电阻为毫欧级电阻。
22.本实施例的隔离放大器的型号为acpl-c790-500e。
23.进一步地，本实用新型的降低小功率变频器电流采样误差的电路包括隔离后级放大电路，所述隔离放大器用于将隔离放大后的信号传输至隔离后级放大电路，所述隔离后级放大电路用于将信号放大后输出至mcu，由mcu进行采样。
24.进一步地，隔离后级放大电路采用差分运算放大电路，所述差分运算放大电路的两个输入端分别与隔离放大器的两个输出端连接，所述差分运算放大电路的输出端与mcu的采样输入端连接。
25.进一步地，所述差分运算放大电路包括运放，所述运放的同相输入端经串联的电阻r475、电阻r482与隔离放大器的第一输出端vout+连接，所述运放的同相输入端经串联的电阻r483、电阻r492接地，电阻r483与电阻r492串联后与电容c267并联，所述运放的反相输入端经串联的电阻r470、电阻r477与隔离放大器的第二输出端vout-连接，所述运放的反相输入端经串联的电阻r486、电阻r489与运放的输出端连接，电阻r486与电阻r489串联后与电容c270并联，所述运放的输出端与mcu的采样输入端连接。
26.进一步地，所述运放的输出端与电阻r495的一端连接，电阻r495的另一端与电感l9的一端连接，电感l9的另一端与电阻r507的一端连接，电阻r507的另一端与mcu的采样输入端连接。
27.进一步地，所述运放的反相输入端经串联的电阻r486、电阻r489后连接在电阻r495与电感l9之间。
28.进一步地，所述滤波器为cr滤波器，所述cr滤波器包括第一滤波电阻、第二滤波电阻以及滤波电容，所述第一滤波电阻的一端与采样电阻r的输出端连接，所述第一滤波电阻的另一端与滤波电容的一端、隔离放大器的第一输入端连接，所述第二滤波电阻的一端与采样电阻r的输入端连接，所述第二滤波电阻的另一端与滤波电容的另一端、隔离放大器的第二输入端连接。
29.变频器的三相逆变桥包括三个桥臂，每个桥臂有两个igbt，桥臂侧输出的电流i即为目标检测电流，使用的采样电阻为毫欧级电阻，同时电路中的寄生电感为l，rf与cf为cr滤波器的滤波电阻与电容，通过选择合适的参数来减低寄生电感的影响。r为采样电阻的阻值，cf为滤波电容的容值，第一滤波电阻与第二滤波电阻的阻值相同，rf为第一滤波电阻、第二滤波电阻的阻值。
30.vin输入端检测电阻器侧的输入阻抗|zr|与滤波器侧的阻抗|zf|相较起来较低时，则下述算式成立，v
in
(t)＝r
×
i(t)+l
×
di(t)/dt，两边做拉普拉斯变换后，v
in
＝r
×
i+s
×
l
×
i，v
out
＝v
in
/(1+s
×cf
×2×
rf)＝i
×r×
(1+s
×
l/r)/(1+s
×cf
×2×
rf)，因此v
out
＝i
×r×
(1+s
×
l/r)/(1+s
×cf
×2×
rf)，如果这时l/r＝cf×2×
rf，则v
out
＝i
×
r。其中，s是复变量，是拉普拉斯变换后的复频域，如公式中t所代表的是时域。|zr|为采样电阻的阻抗，|zf|为滤波电容cf的阻抗。
31.此时，得知如果已知r、l，则可以|zr|《《|zf|原则来选择cf与rf，举例来说r＝0.005ω，l＝10nh的话，l/r＝2
×
10-6
，假设rf＝200ω，则cf＝2
×
10-6
/400＝5
×
10-9
(f)＝5nf；频率10mhz时，阻抗zr＝0.005+j0.63(ω)，zf＝200+j3.18(ω)。
32.如图2和图3所示，变频器igbt桥臂侧输出电流i，经过采样电阻r，通过设计差分滤波电路取电阻r经电流i流过所产生的差分电压信号，经过隔离电路放大传输至隔离后级的
差分运算放大电路由mcu进行采样。
33.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：1.一种降低小功率变频器电流采样误差的电路，其特征在于：包括采样电阻、滤波器、隔离放大器，所述采样电阻的输入端与变频器igbt桥臂侧连接，用于采集变频器igbt桥臂侧输出电流i即目标检测电流，所述滤波器的第一输入端与采样电阻的输出端连接，所述滤波器的第二输入端与采样电阻的输入端连接，所述滤波器的第一输出端与隔离放大器的第一输入端连接，所述滤波器的第二输出端与隔离放大器的第二输入端连接。2.如权利要求1所述的降低小功率变频器电流采样误差的电路，其特征在于：所述滤波器为cr滤波器，所述cr滤波器包括第一滤波电阻、第二滤波电阻以及滤波电容，所述第一滤波电阻的一端与采样电阻r的输出端连接，所述第一滤波电阻的另一端与滤波电容的一端、隔离放大器的第一输入端连接，所述第二滤波电阻的一端与采样电阻r的输入端连接，所述第二滤波电阻的另一端与滤波电容的另一端、隔离放大器的第二输入端连接。3.如权利要求2所述的降低小功率变频器电流采样误差的电路，其特征在于：根据|z
r
|<<|z
f
|的原则，选定cr滤波器中第一滤波电阻、第二滤波电阻的阻值r
f
与滤波电容的容值c
f
，第一滤波电阻与第二滤波电阻的阻值相同，其中，|z
r
|为采样电阻的阻抗，|z
f
|为滤波电容的阻抗。4.如权利要求2所述的降低小功率变频器电流采样误差的电路，其特征在于：l/r＝c
f
×2×
r
f
，其中r为采样电阻的阻值，l为电路中的寄生电感值，c
f
为，第一滤波电阻与第二滤波电阻的阻值相同，r
f
为第一滤波电阻、第二滤波电阻的阻值。5.如权利要求1或2所述的降低小功率变频器电流采样误差的电路，其特征在于：采样电阻为毫欧级电阻。6.如权利要求1所述的降低小功率变频器电流采样误差的电路，其特征在于：还包括隔离后级放大电路，所述隔离放大器用于将隔离放大后的信号传输至隔离后级放大电路，所述隔离后级放大电路用于将信号放大后输出至mcu，由mcu进行采样。7.如权利要求6所述的降低小功率变频器电流采样误差的电路，其特征在于：隔离后级放大电路采用差分运算放大电路，所述差分运算放大电路的两个输入端分别与隔离放大器的两个输出端连接，所述差分运算放大电路的输出端与mcu的采样输入端连接。8.如权利要求7所述的降低小功率变频器电流采样误差的电路，其特征在于：所述差分运算放大电路包括运放，所述运放的同相输入端经第一电阻与隔离放大器的第一输出端v out+连接，所述运放的同相输入端经第二电阻接地，第二电阻两端并联有第一电容，所述运放的反相输入端经第三电阻与隔离放大器的第二输出端v out-连接，所述运放的反相输入端经第四电阻与运放的输出端连接，第四电阻的两端并联有第二电容，所述运放的输出端与mcu的采样输入端连接。9.如权利要求8所述的降低小功率变频器电流采样误差的电路，其特征在于：所述运放的输出端与电阻r495的一端连接，电阻r495的另一端与电感l9的一端连接，电感l9的另一端与电阻r507的一端连接，电阻r507的另一端与mcu的采样输入端连接。
技术总结本实用新型涉及一种降低小功率变频器电流采样误差的电路，包括采样电阻、滤波器、隔离放大器，所述采样电阻的输入端与变频器IGBT桥臂侧连接，用于采集变频器IGBT桥臂侧输出电流I即目标检测电流，所述滤波器的第一输入端与采样电阻的输出端连接，所述滤波器的第二输入端与采样电阻的输入端连接，所述滤波器的第一输出端与隔离放大器的第一输入端连接，所述滤波器的第二输出端与隔离放大器的第二输入端连接。本实用新型可有效降低小功率变频器电流检测误差过大问题。检测误差过大问题。检测误差过大问题。
技术研发人员：刘先 王胜勇 高颖 余红德
受保护的技术使用者：中冶南方（武汉）自动化有限公司
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2022/7/5
