智能變頻電動執(zhí)行器的電流檢測電路介紹

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。因此在變頻執(zhí)行器中電流檢測技術(shù)也將成為關(guān)鍵因素。

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

為實現(xiàn)上述目的，本文介紹一種智能變頻電動執(zhí)行器的電流檢測電路，包括ACS712(或國產(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號管腳短接后連接到絕緣柵雙極型晶體管芯片的11號管腳，ACS712/CH701芯片的3、4號管腳短接后連接到直流母線的正端，ACS712/CH701芯片的5號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號管腳;ACS712/CH701芯片的7號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關(guān)二極管的3號腳，電阻三的另一端連接到放大器一的5號腳，電容三和電容四的另一端的相連接到開關(guān)二極管的1號腳并接地，開關(guān)二極管的2號腳接電源3 .3V;放大器一的6號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號腳，電阻六的另一端分別連接放大器二的1號腳和二極管一的正端，二極管一的負端分別連接二極管二的負端、單片機的P1 .21管腳和電阻七的一端，二極管二的正端連接單片機的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號管腳為IP+端口;3、4號管腳為IP-端口;5號管腳為GND端口;6號管腳為FILTER端口;7號管腳為VIOUT端口;8號管腳為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，檢測母線電流，霍爾元件根據(jù)磁場強度感應(yīng)原理輸出一個線性的電壓信號。這樣的優(yōu)勢在于芯片直接串聯(lián)在電流回路中，外圍電路簡單;可測交直流電流;無需檢測電阻，內(nèi)置毫歐級路徑內(nèi)阻;單電源供電，原邊無需供電，因此強電和弱電進行隔離;相比原先的檢測方式，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，由一個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)電流流過銅箔時，產(chǎn)生一個磁場，霍爾元件根據(jù)磁場強度感應(yīng)出一個線性的電壓信號，經(jīng)過內(nèi)部的放大、濾波、斬波與修正電路，輸出一個電壓信號，由該芯片的7號管腳輸出，直接反應(yīng)出流經(jīng)銅箔電流的大小。因為斬波電路的原因，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)用包括電機控制、負載檢測和管理、開關(guān)電源和過電流故障保護。

參考文章：霍爾傳感器芯片該如何選型

CH701可以檢測到50A峰值的電流。

如果需要檢測更大電流，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