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伺服驱动器维修中电流采样电路的设计

实验结果在本次实验中,我们利用ccs软件将dsp接收到的电流采样信号在dq坐标中显示成直观的波形曲线进行对比分析。

  在用新型电流采样电路设计中,当伺服电机正常工作时,ir2175的输入为正弦电压信号,po端口输出频率为130khz、占空比随电流大小变化的pwm信号(如图3,4,5),其占空比范围为9%~91%。当采样电阻上的压降为0时,输出信号的占空比为50%(如图3所示);当输入电压的变化范围为-260mv~+260mv时,对应于输出电压的变化范围为9%~91%。当采样电阻上的压降大于260mv时,输出信号的占空比保持值91%(如图4所示);输入小于-260mv时,输出占空比保持小值9%(如图5所示)。当采样电阻上的压降超过-260mv~+260mv时,ir2175的端输出一个典型值为2μs的低电平有效的过流信号。

  通过对图3,4,5的观察分析,可知,通过ir2175输出的pwm波形稳定且干扰信号较少,传送给dsp的采样数据相对较为。

  现将两种电流采样方案在软件程序及调试参数均相同的情况下采集到的电流信号波形进行对比,如图6图7所示。

  用常规电流采样电路设计所得到的两路采样信号波形曲线如图6所示,可以看出其为正弦波形,因该波形仍然存在一部分毛刺,故波形不圆滑,因此我们在此基础上加入软件滤波,成功实现电流闭环控制。经反复实验验证,电机运转平稳,可以实现电流闭环。

  用新型电流采样电路设计所得到的两路采样信号波形曲线如图7所示,其波形十分平滑,可以不加任何处理直接用作电流环闭环。

  以上两种电流采样电路均可以实现电流环闭环,但通过图6和图7的实验波形图可以发现,当使用采样电阻与线性光耦组成的电流采样电路时,易受到外界干扰,需要增加较多的滤波电路并进行大量的调试,且所得的波形不平滑。而使用ir2175组成的采样电路时,可以大大简化接口电路,又因为其输出信号为数字信号,可较大程度上减小外界干扰对其造成的影响,较之前一种设计电路更方便,稳定,闭环效果。

结束语

  通过本次实验,可以发现使用电流传感器芯片可以很方便的解决伺服驱动器的电流采集,并且采集到的信号较为,但是在pcb设计时仍要重视高压与低压信号的隔离,并应增加适当的保护电路及滤波电路。

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