基于PSoC®4的矢量控制方案 ：电流采样

　　3) 单电阻采样

　　单电阻典型采样电路如图6所示, 到 是6个功率晶体管。在母线上串联一个采样电阻，采样电阻上的电压信号再经过运放送达ADC。单片机通过ADC在一个PWM周期内采样两次采样出两相电流，然后通过公式“Iu + Iv + Iw = 0”重构出第三相相电流。典型的采样时刻如图7所示。以图7所示的采样时刻为例，第一次采样的母线电流为-Iu, 第二次采样的母线电流为Iw。由此便可重构出三相电流。

　　单电阻采样突出的一个问题是采样盲区的问题。在两相占空比非常接近时，留出的采样窗口会非常窄，此时采样误差较大甚至无法进行采样。一般通过PWM平移或建立电流观测器对电流进行估算的方法进行解决。

　　单电阻采样仅需一个采样电阻，一个运放即可完成三相电流重构，成本优势突出。同时由于仅需在母线电流上串接采样电阻，可用于下桥臂不开放的智能功率模块(IPM)的应用场合。但单电阻采样实现较为复杂，同时存在采样盲区的问题。

4. 基于PSoC4®的双电阻采样设计实例

　　三种采样方式各有其优缺点，使用时应根据具体应用场合综合考虑。以上三种采样方式均可采用PSoC4®灵活实现。下面将以双电阻采样为例，介绍如何使用PSoC4进行设计。

　　PSoC4®内部集成四个独立的可支持中央对齐、互补的可编程死区及同步ADC操作的TCPWM模块;一个支持零开销通道切换功能的12位1 Msps ADC; 两个支持比较器模式及SAR ADC输入缓冲功能的运算放大器。丰富的片内资源可将主控电路所需芯片集成到一片芯片中，实现高度集成化。图8显示了PSoC4矢量控制(无传感器)典型硬件控制框图。

　　相对于其他解决方案，基于PSoC4的矢量控制解决方案具有以下特点优势：

　　1) 采用高性价比的Cortex-M0内核。Cortex-M0是市场上现有的最小、最节能的ARM处理器，代码占用空间小，能以8位处理器的价格获得32位处理器的性能，可明显节约系统成本。

　　2) 内部集成两个支持比较器模式及SAR ADC输入缓冲功能的运算放大器。目前市场大部分解决方案均需外部运放完成电流采样，采用PSoC4可从系统BOM表中移除外部运放，减少系统成本。

　　3) 内部集成两个低功耗比较器，可用于硬件保护或错误信号处理。市场常用解决方案大部分采用外部比较器完成此功能。采用PSoC4可进一步减少BOM，降低成本。

　　4) 减少PCB空间及BOM成本。由于PSoC4集成了电机控制所需大部分外设及其他丰富的模块，可实现高度集成化的设计。

　　5) 固件IP保护。PSoC提供了极强的软件/硬件IP保护能力，这对电机应用尤其重要。

　　6) 宽电压范围，支持1.71-5.5V。