采样电阻.docx
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采样电阻
采样电阻
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3.1
单电阻电流采样
为了降低系统成本，本方案采用了先进的单电阻采样技术。
一般来讲，矢量控制算
法需要采集电机至少两相电流，但单电阻采样只需要采集负母线的电流即可。
图
3 单电阻采样框图
表
1 单电阻采样状态表
图
3
是单电阻采样的框图，
对于桥臂的每一个开关状态，
其流过的电流状态如表
1
所示。
在表
1
中，“0”表示开关管关断，而“1”表示导通。
由于电流在一个
PWM
周期内几乎
不变，因此只需要在一个
PWM
周期内采样两次即可得到该时刻电机每一相电流的状态，
因为三相电流之和为零。
单电阻采样会遇到一些挑战，空间矢量脉宽调制器（SVPWM）在空间矢量的扇区边
界和低调制区域的时候，会存在占空比两长一短和两短一长以及三个几乎一样长的时
刻。
这样的话，如果有效矢量持续的时间少于电流采样时间，则会出错。
本方案采取的
办法是在相邻边界的时候插入固定时间的有效矢量，
而在低调制区域的时候，
采用的是
轮流插入有效矢量的方法。
插入有效矢量会给电流波形带来失真，
这种情况下需要通过
软件来进行补偿。
单电阻采样的优点除了降低系统的成本，
还有就是它检测三相电流时都基于相同的增益
和偏移，一致性好。
缺点也是明显的，对于
MCU
来说，算法复杂了其运算时间要增大，
代码比三电阻也要长一些；对于电流检测而言，其波形失真比起三电阻方法来说，要稍
微大一些。
其详细的对比如表
2
所示。
单电阻采样的性能对于变频空调的应用是完全可
以胜任的，
而且成本低廉，
这也就是为什么大部分家电厂家都愿意选择单电阻采样的原
因所在。
采样电阻
1.
产品介绍
采样电阻又称为电流检测电阻，电流感测电阻，取样电阻，电流感应电阻。
英文一般译为
Sampling resistor
，
Current sensing resistor
。
采样电阻分为对电流采样和对电压采样。
对
电流采样则串联一个阻值较小的电阻，对电压采样则并联一个阻值较大的电阻。
采样电阻（
Sampling resistor
，
Current sensing resistor
）是一个阻值较小的电阻，串联在
电路中用于把电流转换为电压信号进行测量。
用以检测电路的电流，
在实际的电路中是与负
载电阻串联的。
采样电阻又称为电流检测电阻，
电流感测电阻，
取样电阻，
电流感应电
阻。
采样电阻一般使用的都是精密电阻，
阻值低，
精密度高，
一般在阻值精密度在
±
1%
以内，更高要求的用途时会采用
0.01%
精度的电阻。
2.
采样电阻的特点
采样电阻一般根据具体线路板的要求，分为插件电阻、贴片电阻。
采样电阻，阻值低，精
密度高，一般在阻值精密度在
±
1%
以内，更高要求的用途时会采用
0.01%
精度的电阻。
国
内工厂生产的大部分都是以康铜、
锰铜为材质的插件电阻，
但是，
广大的用户更需要的是贴
片的高精密电阻来实现取样功能，
这是为了满足产品小型化产品生产的自动化的要求。
能够
生产在低温度系数，高精密度，超低阻值上做到满足用户要求电阻的厂商在
仿贴片采样电阻
国内是很少的。
一般采样电阻的阻值会选在
1
欧姆以下，属于毫欧级捷比信电阻，但是部分电阻，有
个采样电压等要求，
必须选择大阻值电阻，
但是这样电阻基数大，产生的误差大。
这种情况
下，
需要选择高精度的捷比信电阻，
深圳市捷比信科技有限公司专业生产销售电源专用高精
密贴片电阻
（可到
0.01%
精度，
即万分之一精度）
，
这样就可以让采样出来的数据非常可信。
贴片超低阻值电阻
（0.0005
欧姆，
2
毫欧，
3
毫欧，
10
毫欧等
）
，贴片合金电阻，大功率电阻
（20W,30W,35W,50W,100W）
等产品，温度系数可达到正负
5PPM
。
3.
采样电阻的作用
此类电阻，
是按照产品使用的功能来划分电阻。
取样电阻功能上就是做为参考，
常用在反馈
电路里，
以稳压电源电路为例，
为使输出的电压保持恒定状态，
要从输出电压取一部分电压
做参考（常用取样电阻的形式）
，如果输出高了，输入端就自动降低电压，使输出减少；若
输出低了，
则输入端就自动升高电压，
使输出升高。
一般使用在电源产品，
或者电子，
数码，
机电产品的电源部分，功能强大。
在众多电子产品上均常看到取样电阻。
采样电阻常用在反馈电路里用以检测电路的电流，
在实际的电路中是与负载电阻串联的。
以
稳压电源电路为例，为使输出的电压保持恒定状态，要从输出电压取一部分电压做参考（常
用取样电阻的形式），如果输出高了，输入端就自动降低电压，使输出减少；若输出低了，
则输入端就自动升高电压，试输出升高。
一般使用在电源产品，或者电子，数码，机电产品
的电源部分，功能强大。
4.
采样电阻的相关参数
1
）高精度焊脚型采样电阻：
1-50
毫欧
功率：
1W-5W
温漂：
±
40PPM
精度：
1
％／
5
％
2
）压脚型采样电阻：
阻值：
0.1-500
毫欧
功率：
1
瓦
-5
瓦
温漂：
±
40PPM
精度：
1
％／
5
％
3
）跳线型采样电阻：
阻值：
0-100
毫欧
功率
1-5W
温漂：
±
40PPM
精度
10
％
4
）大功率高精度分流电阻：
0.5-5
毫欧
功率：
8
瓦
-12
瓦
温漂：
±
40PPM
精度：
1
％／
5
％
5
）大功率仿贴片电阻：
阻值：
1-10
毫欧
功率：
5W-8W
温漂：
±
40PPM
精度：
3
％
6
）零阻值电阻：
电流
10-50A
可做成贴片或插件，尺寸形状可以定做。
5.
采样电阻的选取
采样电阻的选取是根据伺服驱动器的功率范围，选择合适的阻值。
采样电阻较大，可使用
HCPL-7840
的整个输入范围，从而提高采样电路的准确性，但是过大的阻值也会带来问
题：
一方面可采集的电流范围太小，
不能发挥出功率器件的最大输出能力；
另一方面较大的
阻值会使采样电阻上功率损耗比较大，
带来严重的发热问题，
从而影响电阻的精度和温升系
数的非线性，
甚至烧毁采样电阻；
反之，
采样电阻较小，
虽然可以提高采样电路的采样能力，
采集到较大的电机电流，
但过小的采样电阻会使得采样电阻上输出电压减小，
从而使得误差
偏移量和干扰噪声在信号幅度中所占比重过大，
降低采样精度。
因此，
采样电阻的计算一般
是用推荐的输入电压除以正常工作情况下流经采样电阻的峰值电流，
然后再乘以一个
0.8
～
0.9
的裕量系数。
为提高采样电路的快速性和灵敏性，要求采样电阻具有较小的电感值。
较小的温度系数，
可避免电阻发热影响采样精度；
为提高采样电阻的精度及分散功率损耗减
少发热，可考虑把几个精密采样电阻并联或串联以抵消阻值的正负误差来提高精度。
6.
采样电阻的链接
采样电阻的阻值会选在
1
欧姆以下，属于毫欧级电阻，但是部分电阻，有个采样电压等要
求，必须选择大阻值电阻，但是这样电阻基数大，产生的误差大。
采样电阻和
HCPL-7840
的连接如图
采样电阻
R1
的正端连接到
Vin+
，采样电阻的负端连接到
Vin?
，把实时的电流转化为模
拟电压输入芯片；
同时
Vin
和
GND1
连接，
把供电电源的返回路径又作为采样线连接到采
样电阻的负端，
因为电机在工作时有很大的电流流过采样线路，
电路中的寄生电感会产生很
大的电流尖峰，
而此种连接能把这些暂态噪声视为共模信号，
不会对采样电流信号形成干扰；
另外，为消除采样电流输入信号中的高频噪声，采样电阻上采集到的电压信号必须经过由
R2
及
C3
组成的低通滤波器进入芯片。
产品类别
压脚型采样电阻
跳线型采样电阻
焊脚型采样电阻
仿贴片采样电阻
冲压型采样电阻
铝壳电阻
线绕电阻器
水泥电阻
大功率电池检测电阻
大功率高精度分流电阻
采样电阻又称为JEPSUN取样电阻，电流感应电阻，电流检测电阻，电流感测电阻。
英文一般译为Sampling
贴片采样电阻图册
resistor，Currentsensingresistor。
用简单的话描述就是一个阻值较小的电阻，串联在电路中用于把电流转换为电压信号进行测量。
这类电阻，是按照产品使用的功能来划分电阻。
取样电阻功能上就是做为参考，常用在反馈电路里，以稳压电源电路为例，为使输出的电压保持恒定状态，要从输出电压取一部分电压做参考（常用取样电阻的形式），如果输出高了，输入端就自动降低电压，使输出减少；若输出低了，则输入端就自动升高电压，试输出升高。
一般使用在电源产品，或者电子，数码，机电产品的电源部分，功能强大。
在众多电子产品上均常看到JEPSUN取样电阻。
采样电阻一般使用的都是精密电阻，阻值低，精密度高，一般在阻值精密度在±1%以内，更高要求的用途时会采
低阻值大电流采样取样电阻图册
用0.01%精度的捷比信电阻。
国内工厂生产的大部分都是以锰铜为材质的插件电阻，但是，广大的用户更需要的是贴片的高精密电阻来实现取样功能，这是为了满足产品小型化产品生产的自动化的要求。
能够生产在低温度系数，高精密度，超低阻值上做到满足用户要求电阻的厂商在国内是很少的，能供选用的是CQU与JEPSUN产品。
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