极管N3的基极通过一个电阻R6连接于+5v电源;
[0029]三个支路的三极管的发射极通过连接于一个采样输出节点A,该采样输出节点A通过一个电阻R7接地。
[0030]在进行采样时,以其中一相为例,例如第一采样支路所欲采集的U相的采样节点的电压为UNU,在5V电源作用下经电阻R4流经二极管D1,则二极管Dl必然是导通的,二极管Dl导通之后二极管上的压降为UD,则二极管Dl与三极管NI基极相连接点的电压为Ub=UNu+UD。三极管NI的基极通过电阻R4连接于+5v电源,可以通过设置电阻R4的大小,调整流过电阻R4的电流,来确保三极管NI的基极的电压,使得三极管NI工作在正向导通状态,当三极管NI工作在正向导通状态时,三极管基极与发射极之间的压降为Ube,则三极管发射极端的电压为Ue=Ub-Ube=UNu+UD-Ube ;在本发明中二极管Dl选用普通硅二极管,三极管NI也选用相同材料的硅三极管,这样二极管Dl与三极管NI的P-N结特性和温度特性是完全相同的,所以二极管的导通压降Ud和三极管导通时基极和发射极的压降Ube是相同的,SPUd = Ube,则三极管发射极节点A处的电压Ua = Ue=Ub-Ube=UNu+UD-Ube=UNu,即三极管发射极节点A处的电压Ua等于采样节点处的电压UNU,所以三极管发射极处的电压可以跟随所欲采样的节点处的电压。而采样节点处的电压可以通过采样电阻折算成采样电流,所以可以检测所欲采样的电路的电流。
[0031]当三相同时检测时,由于三相的三极管的发射极电压是跟随采样点的电压的,而三相采样支路的三极管的发射极是共同连接于同一节点,该同一节点的电压只能跟随最大支路的电压,当某一支路的三极管发射极电压最大时,会使其他两支路的三极管的基极发射极的压降不满足三极管导通压降,所以其他两路的三极管会处于截止状态。
[0032]例如,在一个实施例中,假设某一时刻u相的采样节点的电压UNu=3.3v, V相的采样节点的电压UNv=4.2v, w相的采样节点的电压UNw=2.3v,而二极管和三极管的导通压降均为0.7v。则对于u相来讲,采样电路的三极管NI的基极的电压为Ubu=UNu+UD=3.3V+0.7V=4V,对于V相来讲,采样电路的三极管N2的基极的电压为Ubv=UNv+UD=4.2V+0.7V=4.9V,对于w相来讲,采样电路的三极管N3的基极的电压为Ubw=UNw+UD=2.3V+0.7V=3V。
[0033]因为三相采样支路的三极管的发射极是连在一起的,其电压也一样,且三个三极管的Ube最大为0.7V,其结果只能是基极电压最高的V相Ube为0.7V,发射极电压为4.9-0.7=4.2V ;同时也可知 U 相 NI 的 Ube=4V-4.2V=-0.2V,W 相 N3 的 Ube = 3V-4.2V=-1.2V,所以这二个三极管N1、N3都处于截止状态。
[0034]同样,当U相的采样电压变为最大时,V相和w相的三极管截止,当w相的采样电压最大时,U相和V相的三极管截,A点的电压始终跟随三相中最大的电压,则可以实现由本发明的采样电路同时采集三相电流的中的最大值。
[0035]请参阅图2所示,其显示本发明的三相电流采样电路的另一实施例的结构示意图,与图1相同的是图2所示的实施例的三相电流采样电路,同样包括三相采样支路,每相采样支路包括一个二极管Dl、D2、D3和一个三极管P1、P2、P3,不同的是,该实施例中二极管Dl、D2、D3的正端分别连接于采样节点Pu、Pv, Pw,二极管Dl、D2、D3的负端连接于三极管P1、P2、P3的基极,该三极管P1、P2、P3为PNP型三极管,三相采样支路的三极管P1、P2、P3的发射极共同连接于一个三相电流采样输出节点A。关于该实施例的具体工作过程可以参考图1所示的实施例,本说明书不再详细解释。
[0036]本发明的三相电流米样电路,由于某一相电流最大时,其他两相的米样电路是截止的,所以采样的电流不会存在现有技术的简单叠加时某路的负电流信号抵销已经过电流的正向电流信号的情况,而本发明的采样电路仅仅采用几个二极管和三极管,其电路结构简单,成本较低。
[0037]请参阅图3所示,其显示采用本发明的图1所示的实施例的电流采样电路的过电流保护电路的一个实施例的结构示意图,在该实施例中,本发明的过电流保护电路是采用智能功率模块(IPM) I控制三相电机的电流,如图2所示,智能功率模块I包括控制电路2和由控制电路2控制的由开关管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6组成的逆变桥,其中开关管Ql和Q2组成三相电机的u相的逆变桥臂,开关管Ql与Q2相连接的节点作为三相电机的u相电流的输入节点。开关管Q3和Q4组成三相电机的V相的逆变桥臂,开关管Q3与Q4相连接的节点作为三相电机的V相电流的输入节点。开关管Q5和Q6组成三相电机的w相的逆变桥臂,开关管Q5与Q6相连接的节点作为三相电机的w相电流的输入节点。
[0038]在开关管Q2的发射极连接有一个采样电阻Rl,其中Q2与采样电阻Rl的连接节点即为u相的电流采样节点Nu ;在开关管Q4的发射极连接有一个采样电阻R2,其中Q4与采样电阻R2的连接节点即为V相的电流采样节点Nv ;在开关管Q6的发射极连接有一个采样电阻R3,其中Q6与采样电阻R3的连接节点即为w相的电流采样节点Nw。
[0039]结合前述图1所示的采样电路,u相采样支路的二极管Dl的正极连接于u相采样节点Nu,二极管Dl的负极连接于三极管NI的基极,三极管NI的基极通过一个电阻R4与一个+5v电源连接,三极管NI的集电极也连接于该+5v电源;v相采样支路的二极管D2的正极连接于V相采样节点Nv,二极管D2的负极连接于三极管Ν2的基极,三极管Ν2的基极通过一个电阻R5与一个+5ν电源连接,三极管Ν2的集电极也连接于该+5ν电源;w相采样支路的二极管D3的正极连接于w相采样节点Nw,二极管D3的负极连接于三极管N3的基极,三极管N3的基极通过一个电阻R6与一个+5v电源连接,三极管N3的集电极也连接于该+5v电源。三相采样支路的三极管N1、N2、N3的发射极共同连接于一个采样输出节点A,该采样输出节点A通过一个发射极电阻R7与电源的负极连接(或者也可以说是公共端,俗称接地)。
[0040]三相电流采样输出节点A经过一个由电阻R8和电容Cl构成的RC滤波电路与控制IC的CIN端口连接。因为采样电流中具有功率器件开关时的突变尖峰,所以此尖峰如不滤除会导致干扰信号或误触发CIN的保护阈值,实施时应确保其时间常数在1-3 μ S。
[0041]请参阅图4所示,其显示图3所示的本发明的一个实施例的智能功率模块I的控制电路2的结构示意图,如图4所示,在该实施例中,所述控制电路2内部包括驱动逆变桥上桥的开关管Ql的驱动电路HVIC1、驱动逆变桥上桥的开关管Q3的驱动电路HVIC2、驱动逆变桥上桥的开关管Q5的驱动电路HVIC3,以及驱动逆变桥下桥的开关管Q2、Q4、Q6的驱动电路LVIC,其中前述图2所示的三相电流采样节点A经过RC滤波之后即连接于驱动逆变桥下桥的开关管Q2、Q4、Q6的驱动电路LVIC的CIN引脚。在驱动电路LVIC的内部包括一个比较器(未图示),CIN引脚所连接的三相电流采样输出节点A的电压作为比较器的一个输入端与一个基准电压进行比较,当三相电流采样输出节点A的电压超过该基准电压时,则比较器输出信号,驱动触发器发出信号控制逆变桥的开关管关闭,则可以停止对电机供电。一般控制电路2内的CIN基准电压不大于IV。
[0042]在具体工作时,例如,在一个实施例中,例如假设U相的电流Iu过大,则u相的采样电阻Rl两端的电压UK1=IU*R1,即采样节点Nu处的电压Unu也会过大。一种情况是,u相的电流已经过大,但Nu处的采样电压还不是特别大(因为UNU=IU*R1,若Rl值较小,则可能此时Unu还不是特别大),二极管Dl正端的电压为5V-1*R4=UNu+Ud,当Unu较小时,Ud仍大于0.7v,u相电流采样支路电路的二极管Dl仍能导通,此时三极管NI发射极所连接的三相电流采样输出节点A处的电压仍能跟随采样节点Nu的电压Unu,此时驱动电路LVIC的CIN引脚输入的电压即采样输出节点A的电压,可以将驱动电路LVIC的与CIN引脚比较的比较电压设置的低一些,例如0.5v,则即便此时采样电流二极管Dl仍能导通,但采样输出节点A的电压已经超过0.5v,驱动电路LVIC关闭逆变桥的开关管。通过电