原标题：适用于三相逆变器中单分流、双分流、三分流 FOC 且具有小于 1us 建立时间的电流检测参考设计

描述

TIDA-00778 参考设计演示了快速和精确的电流感应，适用于使用无传感器磁场定向控制 (FOC) 驱动的三相电机。具有更低可闻噪声的驱动器需要更快的精确电流感应。最常用的低成本电流感应方法在直流总线回流路径上使用单一分流，或在逆变器引脚中使用两到三个分流。电机控制方面的主要挑战是即使利用最低的有源矢量持续时间，也要实现精确的电流感应。TIDA-00778 演示了这些情况下的亚微秒趋稳和精确的电流感应功能。此参考设计适用于主要电器(尤其是在压缩机电机中)，并且逆变器功率级可在高达 2kW 的功率下工作。

特性

快速、精确的电流感应，适用于具有单一、两个和三个分流拓扑的无传感器 FOC，可最大程度减少电机驱动器中的扭矩纹波和可闻噪声

具有最低趋稳时间的单一分流电流感应和具有最低传播延迟的栅极驱动器能够使有源电压矢量持续时间低于 1μs

单一分流直流总线电流感应的校准精度低于 0.15%

两个和三个分流电流感应的趋稳时间低于 1.5μs，校准精度低于 0.04%，可在极端占空比下实现精确的电流感应

过流检测，响应时间低于 1.5μs

270V 至 390V 直流输入电压(从 195V 至 265V 交流电压整流而来)

TIDA-00778 Current Sensing with <1-us Settling for 1-, 2- & 3-Shunt FOC in 3-Phase Inverter Reference Design Board Image

TIDA-00778 Current Sensing with <1-us Settling for 1-, 2- & 3-Shunt FOC in 3-Phase Inverter Reference Design Block Diagram Image

原理图/方框图

快速了解整体系统功能

TIDA-00778_AssemblyRelease.pdf

设计指南

快速获得已通过验证的测试和仿真数据

Current Sensing With _1-µs Settling for 1-, 2-, and 3-Shunt FOC Inverter Reference Design.pdf

主控器件

【TMS320F28027F】

具有 InstaSPIN-FOC 的 Piccolo 微控制器

描述

F2802x Piccolo 系列微控制器为 C28x 内核供电，此内核与低引脚数量器件中的高集成控制外设相耦合。 该系列的代码与以往基于 C28x 的代码相兼容，并且提供了很高的模拟集成度。

一个内部电压稳压器允许单一电源轨运行。 对 HRPWM 模块实施了改进，以提供双边缘控制 (调频)。 增设了具有内部 10 位基准的模拟比较器，并可直接对其进行路由以控制 PWM 输出。 ADC 可在 0V 至 3.3V 固定全标度范围内进行转换操作，并支持公制比例 VREFHI / VREFLO 基准。 ADC 接口专门针对低开销/低延迟进行了优化。

特性

亮点

高效 32 位中央处理单元 (CPU) (TMS320C28x)

60MHz，50MHz，和 40MHz 器件

3.3V 单电源

集成型加电和欠压复位

两个内部零引脚振荡器

多达 22 个复用通用输入输出 (GPIO) 引脚

三个 32 位 CPU 定时器

片载闪存、SRAM、一次性可编程 (OTP) 内存

代码安全模块

串行端口外设 (SCI/SPI/I2C)

增强型控制外设

增强型脉宽调制器 (ePWM)

高分辨率 PWM (HRPWM)

增强型捕捉 (eCAP)

模数转换器 (ADC)

片上温度传感器

比较器

38 引脚和 48 引脚封装

高效 32 位 CPU (TMS320C28x)

60MHz(16.67ns 周期时间)

50MHz(20ns 周期时间)

40MHz(25ns 周期时间)

16 x 16 和 32 x 32 媒介访问控制 (MAC) 运算

16 x 16 双 MAC

哈佛 (Harvard) 总线架构

连动运算

快速中断响应和处理

统一存储器编程模型

高效代码(使用 C/C++ 和汇编语言)

字节序：小端序

低器件和系统成本：

3.3V 单电源

无需电源排序

集成型加电和欠压复位

可采用低至 38 引脚小型封装

低功率

无模拟支持引脚

计时:

两个内部零引脚振荡器

片载晶振振荡器/外部时钟输入

支持动态锁相环路 (PLL) 比率变化

安全装置定时器模块

丢失时钟检测电路

多达 22 个具有输入滤波功能可单独编程的多路复用 GPIO 引脚

可支持所有外设中断的外设中断扩展 (PIE) 模块

三个 32 位 CPU 定时器

每个 ePWM 模块中的独立 16 位定时器

片载存储器

闪存，SRAM，OTP，引导 ROM 可用

128 位安全密钥/锁

保护安全内存块

防止固件逆向工程

串行端口外设

一个 SCI(UART) 模块

一个 SPI 模块

一个内部集成电路 (I2C) 总线

高级仿真特性

分析和断点功能

借助硬件的实时调试

2802x，2802xx 封装

38 引脚 DA 薄型小外形尺寸封装 (TSSOP)

48 引脚 PT 薄型方形扁平封装 (LQFP)

【INA303】

具有窗口比较器的 36V 双向低侧/高侧电压输出 CSA

描述

INA302 和 INA303 器件具有一个高共模、双向电流传感放大器和两个高速比较器，用于检测超出范围的电流状况。INA302 比较器配置为检测和响应过流状况。INA303 比较器配置为在窗口配置中响应过流和欠流状况。该器件 每个 一个可调节限制阈值范围，该范围通过一个外部限值设定电阻进行设置。这些电流分流监控器可在独立于电源的 –0.1V 至 36V 共模电压范围内测量差动电压信号。

开漏极警报输出可配置为在透明模式(输出状态与输入状态保持一致)或锁存模式(警报输出在锁存复位时清除)下运行。比较器 1 的警报响应时间小于 1µs，而比较器 2 的警报响应时间通过外部电容器进行设置，范围介于 2µs 至 10s 之间。

此器件由 2.7V 至 5.5V 的单个电源供电，消耗的最大电源电流为 950µA。该器件具有扩展级工作温度范围(–40°C 至 +125°C)，并且采用 14 引脚 TSSOP 封装。

特性

宽共模输入范围：–0.1V 至 36V

双比较器输出：

INA302：两个独立的超限警报

INA303：窗口比较器

阈值水平单独设置

比较器 1 警报响应：1µs

比较器 2 可调延迟：2µs 至 10s

具有独立锁存控制模式的开漏极输出

高精度放大器：

偏移电压：30µV(最大值，A3 版本)

偏移电压漂移：0.5µV/°C(最大值)

增益误差：0.15%(最大值，A3 版本)

增益误差漂移：10ppm/°C

可用放大器增益：

INA302A1、INA303A1：20V/V

INA302A2、INA303A2：50V/V

INA302A3、INA303A3：100V/V