高压线性电流传感器应用.doc

高压线性电流传感器IR2175及其应用
作者:李欣李波孙亚秀万荣飞
摘要:IR2175是IR(International Rectifier)公司生产的高压线性电流传感器,它不用通过A/D转换便可直接输出PWM数字信号,从而简化了电机控制电路的电流检测和保护操作,可方便地用于电机驱动系统中。文中介绍了IR2175的结构特点、引脚功能和主要特性,给出了其典型应用电路。
关键词:IR2175;线性电流传感器;自举电路
1 概述
在永磁电机或感应电机的高性能交流伺服系统控制中,为实现磁场定向控制,需要检测至少两相电机绕组的电流。通常采用以下三种方法来测量电流值: (1)采用霍尔电流传感器(2)采样电阻和线性光耦配合使用(3)利用采样电阻测量直流母线上的电流,然后通过扩展的软硬件设计计算得出电流。 IR2175是国际整流公司(IR)专为交流或直流无刷电机的驱动应用而设计的高压线性电流传感器,它内置电流检测和保护电路,可通过串联在绕组回路的采样电阻来获得绕组电流,不需要A/D转换芯片就能自动将输入模拟信号转换成数字PWM信号输出,可以直接与处理器相连。同传统的霍尔电流传感器相比,IR2175具有温漂低、数字PWM输出、可简化接口电路、无需线性光耦及A/D转换器、8脚PDIP或SOIC封装等优点。
IR2175的主要特性如下: ●带有电压高达600V的浮置输入通道;●通过采样电阻获得线性电流反馈; ●带有直接数字PWM输出接口; ●低IQBS允许支持自举电源供电; ●有独立的快速过流输出信号; ●有很强的共模信号干扰抑制能力; ●IGBT短路条件下具有过电压保护; ●采用开漏输出方式。
2 引脚功能和电气特性
引脚功能 IR2175具有8脚PDIP和8脚SOIC两种封装型式,其引脚排列如图1所示。
各引脚的功能如下: 1脚(VCC):低端电源端; 2脚(PO):数字PWM输出端; ):低端地; 4脚(OC):过流信号输出端,低电平有效; 5脚(NC):空脚; 6脚(VB):高端浮置电源电压端; 7脚(VS):高端浮置电源偏压端; 8脚(VIN+):采样电压正向输入端。
推荐电气参数 IR2175的推荐工作参数如表1所列。应当说明的是为使模块能够正常工作,设计时一般应按IR公司给出的推荐工作条件来进行。
表1 推荐工作参数
参数名称
符号
参数值
单位
最小
最大
高端浮置电源电压
VB
Vs+
Vs+20
V
高端浮置电源偏压
Vs

600
V
数字PWM输出电压
VPO
COM
Vcc
V
过流信号输出电压
VOC
COM
Vcc
V
供电电源电压
Vcc

20
V
VIN+和Vs之间的电压
VIN+
-260 mV
+260
mV
环境温度
TA
-40
125
℃
3 基本功能和特点
线性电流传感器IR2175是为了将电流信号从电机的高端驱动电路转换到低端驱动电路而设计的,这样,得到的电流信号就能够方便的用控制电路来进行处理。它的模拟输入信号是串联在相绕组回路中的取样电阻上的压降。随着电机相电流的变化,取样电阻上会产生一个很小的交流电压信号以作为IR2175 的输入。它的输出是频率为130kHz、以地为参考