永磁同步电机控制器采集电压的两种方案

对于永磁同步电机控制器来说，需要采集的电压主要有两个：

1、直流母线电压：是一个正的电压

2、相电压：对于某些算法，比如位置估计，需要采集相电压

目前常用的方案有两种：

方案一：电阻+差分采样方式，具体实现方式是在一个差分放大电路改进的，如下图所示。通过多个电阻串联的方式替代原来差分放大电路的电阻，比例关系为Uo=R144/(R118+...+R138)*母线电压。这种方式的一个优势是成本低，所以对于目前来说，很多做控制器的都会选择这种方式。R136的作用是增加运放的输入电阻（针对电压跟随的运放），运放跟随以后，经过过RC低通滤波电路和钳位电路后，送到ADC进行采样。对于这个电路需要注意的是，要根据采集的电压来计算例如R118-R138的功率，从而确定采用几个电阻进行串联，对于电阻来说，最好工作在额定功率的25%以内。

同样的，也可以用来采集相电压，具体可以仿照下面的电路进行设计，注意电压是正弦的，有正有负。

方案二：使用电压霍尔传感器

一般使用LV25-P或者LV28-P，采集电压使用的传感器为LEM公司的LV28-P，原边输入电流为-10~10mA，副边输出电流为-25~25mA，且成比例地反映原边电流的大小。可以根据以下公式计算对应关系，

同样的，可以设计直流母线电压和相电压的采样电路，这里以相电压为例，具体电路如下。首先上部分是使用一个3V基准电压芯片，通过运放调理为+0.75V，下部分电路是电压霍尔传感器采样电路，然后是运放调理电路，对电压增加了1.5V偏置，使得采集的电压在0-3V以内，从而送入ADC采样。对于这个电路可以换另外一种方式，使用电阻分压+运放跟随产生+1.65V电路，对电压霍尔传感器采样后面使用差分放大电路，将1.65V偏置加在运放+端，同样可以实现同样的功能。