用于電機(jī)控制的變頻伺服系統(tǒng)中，電流傳感器的采樣精度和實(shí)時(shí)性很大程度上決定了系統(tǒng)的動(dòng),、靜態(tài)性能,。精確的電流檢測(cè)是提高系統(tǒng)控制精度、穩(wěn)定性和快速性的重要環(huán)節(jié),，也是實(shí)現(xiàn)高性能閉環(huán)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵,。同時(shí)，當(dāng)電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)或負(fù)載過重時(shí),，系統(tǒng)通過電流傳感器檢測(cè)到線路上發(fā)生過流,，可以驅(qū)動(dòng)IPM模塊實(shí)現(xiàn)關(guān)斷保護(hù)功能。
下圖一是用于電機(jī)控制的變頻伺服系統(tǒng)框圖：
圖一： 用于電機(jī)控制的變頻伺服系統(tǒng)框圖
電流傳感器按照工作原理可以分為：霍爾電流傳感器,、電流互感器,、磁阻式電流傳感器、電阻式電流傳感器,、光纖電流傳感器等,。而在變頻伺服系統(tǒng)中，常見的電流傳感器主要有霍爾電流傳感器,、電流互感器及電阻式電流傳感器,。利用霍爾效應(yīng)原理的霍爾電流傳感器可直接將電流（單向或雙向）信號(hào)變換為直流電壓信號(hào)，在經(jīng)過獨(dú)立或集成在MCU中的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),。作為系統(tǒng)控制參數(shù)之一,，與其他的電壓、轉(zhuǎn)速等參數(shù)一起,，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能,。
現(xiàn)以MELEXIS的霍爾電流傳感器為例,，做簡(jiǎn)要介紹。
MELEXIS的霍爾電流傳感器也分為傳統(tǒng)的霍爾電流傳感器方案以及MELEXIS獨(dú)有的專利技術(shù)的三軸平面霍爾電流傳感器方案,，如下圖二中左邊的部分,，傳統(tǒng)的霍爾電流傳感器方案需要額外的屏蔽磁環(huán)或屏蔽罩。其抗干擾性能很好,，可以檢測(cè)較大的電流,。下圖二中右邊的是三軸平面霍爾電流傳感器方案，內(nèi)部集成了集磁片（IMC）,，集磁片具有很高的磁導(dǎo)率和低的磁滯特性,。能將通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁力線會(huì)聚，使其垂直于芯片,。因此不需要額外的屏蔽罩,。使得產(chǎn)品尺寸很小、安裝和使用變得很簡(jiǎn)單,，可用于中小功率的變頻伺服系統(tǒng)中,，做小電流檢測(cè)應(yīng)用。
圖二： 傳統(tǒng)霍爾電流傳感器方案及三軸平面霍爾電流傳感器方案
MELEXIS的傳統(tǒng)霍爾電流傳感器主要有MLX91207,，MLX91209,三軸平面霍爾電流傳感器主要有MLX91205,，MLX91206，MLX91208,。
如下圖三所示：以及片內(nèi)集成被測(cè)電流載體的MLX91210,，這是MELEXIS第三代的電流傳感器產(chǎn)品，檢測(cè)電流范圍有±20A,、±30A和±50A三種。非常適合用在中小功率的變頻伺服系統(tǒng)中,，用來做電流檢測(cè),。
圖三：MELEXIS傳統(tǒng)霍爾及平面霍爾電流傳感器型號(hào)
MLX91210主要特性：
? 體積小
? 低功耗、散熱少
? 差分技術(shù)抗外場(chǎng)干擾能力強(qiáng)
? 溫漂補(bǔ)償
? 帶寬大,，響應(yīng)時(shí)間5us
? 絕緣電壓高
圖四： MLX91210內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
表一：MLX91210型號(hào)及特性表
圖五：MLX91210內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖
MLX91210內(nèi)部集成被測(cè)電流載體,，電流可直接流入芯片內(nèi)部，最大電流可達(dá)±50A,，在輸入電流為零時(shí),，輸出電壓為1/2VDD。5V版本的內(nèi)部集成電源調(diào)整器,，因此不必?fù)?dān)心電源電壓波動(dòng)對(duì)輸出精度的影響,。全量程范圍內(nèi)的非線性度達(dá)到0.5%FS。
MLX91210推薦的應(yīng)用電路如下圖：可以看出MLX91210使用起來,，還是非常簡(jiǎn)單的,，外圍只需要接幾個(gè)濾波電容即可,，圖中的RC電路是為了提高分辨率和降低輸出噪聲。
圖六：MLX91210推薦應(yīng)用電路
總結(jié)：電流傳感器在用于電機(jī)控制的變頻伺服系統(tǒng)中是不可或缺的,，其精度,、可靠性、抗干擾性能以及使用方便性,，這些都是非常重要的,。MELEXIS的電流傳感器恰好在這些方面都具有非常突出的優(yōu)勢(shì)。因此,，是非常適合與這類應(yīng)用的,。
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