[发明专利]一种高可靠性交流伺服电机电流采样电路

权利要求书

1.一种高可靠性交流伺服电机电流采样电路，其特征在于，包括：

电阻采样单元(1)，用于将交流伺服电机的相电流信号转变为交变电压信号进行传输；

隔离放大器单元(2)，用于将所述电阻采样单元(1)的交变电压信号转变为差分电压信号；

差分调理单元(3)，用于将隔离放大器单元(2)的差分电压信号进行缩放和滤波处理；

Σ-Δ调制单元(4)，用于将差分调理单元(3)处理后的差分电压信号转变为数字电压信号；

中央处理器单元(5)，用于接收Σ-Δ调制单元(4)的数字电压信号并进行滤波处理，从而获得伺服电机的采样电流值；

所述隔离放大器单元(2)包括隔离放大器U1，所述隔离放大器U1选用TI的AMC1100芯片，该芯片的相关引脚有：原边供电电源引脚VDD1、GND1，副边电源引脚VDD2、GND2，原边信号输入引脚VIN+、VIN-，副边信号输出引脚VOUT+、VOUT-，采用5V供电， C2、C3为去耦电容器，外部电源经过电容滤波后给AMC1100芯片供电，VCCISO与VCC电源之间通过隔离放大器U1进行隔离，从而实现了采样交变电压信号与输出V+、V-信号之间的隔离；

所述差分调理单元(3)包括全差分放大器U2、电阻R4-R9和电容C4-C10，其中全差分放大器U2相关引脚包括：放大器正端电压输入引脚+IN与负端电压输入引脚-IN，VCOM引脚将输入此引脚的电压以1:1的比例设定共模输出电压，放大器正端输出电压引脚+OUT与负端电压输出引脚-OUT，输入电压与输出电压具有反相关系，经过隔离的交变电压信号V+与V-分别通过C4与C5连接于低压系统参考接地GND并进行基础的滤波处理，交变电压信号V+通过电阻R4进入全差分放大器U2的正输入引脚+IN，交变电压信号V-通过电阻R5进入全差分放大器U2的负输入引脚-IN，VCOM引脚通过电容C6接于参考接地GND，引脚+IN与负输出引脚-OUT通过电阻R6与电容C7进行连接，引脚-IN与正输出引脚+OUT通过电阻R7与电容C8进行连接，形成反馈回路，通过调节电阻R4-R7的阻值实现不同的缩放比例，输入电压与输出电压的增益关系为：输出电压为输入电压的R6/R4倍。正输出引脚通过电阻R9与电容C10构建一阶低通滤波电路，负输出引脚通过电阻R8与电容C9构建一阶低通滤波电路，正负输出以差分对形式输入Σ-Δ调制单元(4)；

所述Σ-Δ调制单元(4)包括Σ-Δ调制器U3、电阻R10-R22和电容C11-C16，其中Σ-Δ调制器U3选用TI公司的ADS131A04系列芯片，该系列芯片的相关引脚包括：模拟量输入引脚4对，AIN1P/N-AIN4P/N，模拟电源引脚AVDD与模拟负电源引脚AVSS，模拟量输出引脚CAP、VNCP，通讯引脚CS#、SCLK、DIN、DONE#、DOUT、DRDY#，数字电源引脚IOVDD与数字电源地引脚GND，数字量输入引脚M0、M1、M2，时钟输入引脚XTAL1/XTAL2，模拟量参考电平输入输出引脚REFEXT、REFP、REFN，复位引脚RESET#以及预留引脚RESV，ADS131A0X系列芯片为两通道或四通道同步采样24位Σ-Δ模数转换器，所述Σ-Δ调制器U3采用TI公司的ADS131A04系列芯片，ADS131A0X系列芯片为两通道或四通道同步采样24位Σ-Δ模数转换器，芯片内部参考电平，绘制了最简4路同步采样电路，经过运放调理后的VOUT+与VOUT-输入第四路模拟量输入接口AIN4P与AIN4N，另三路接口分别接U+、U-，VDC_IN，TEMP_IN，CLK_IN作为ADC采样外部时钟参考，ADC_RESET、SPI_SCLK、SPI_MOSI、SPI_MISO、SPI_DRDY连接中央处理器，对采集信号进行解码。

2.如权利要求1所述的高可靠性交流伺服电机电流采样电路，其特征在于，所述电阻采样单元(1)包括高精密合金电阻R1，所述高精密合金电阻R1直接串接于交流伺服电机的相线之中。

3.如权利要求1所述的高可靠性交流伺服电机电流采样电路，其特征在于，所述隔离放大器单元(2)包括隔离放大器U1，所述隔离放大器采用TI公司的AMC1100芯片。