隨著諸如能源之星等節能標準在家電，醫療，電動車等市場的接收和推廣，以磁場定向控製（FOC）算法為基礎的高能效三相變頻器廣泛用於各類交流電機驅動應用中。FOC算法需要精確檢測三相電流，Shunt電流檢測電路因其成本低精度較高取得了廣泛應用。本文將探討shunt電流檢測電路設計及不同Shunt電流檢測電路對運算放大器的要求。

　　

磁場定向控製算法通過一係列的前向Clarke運算和Park運算將檢測得到交流電機的三相相電流處理，間接得到轉矩分量和磁通分量，經過經典的PI算法對其進行精確控製

，從而保證電機能以最佳的扭矩高效運行
，實現精確的速度變化控製

，算法框圖如圖1。由此可知
，相電流檢測的精度是決定整個電機控製性能的一個重要因素。一般來說，相電流檢測共有閉環霍爾

，Shunt電阻，開環霍爾三種方式。Shunt電阻因其精度較高（全溫範圍校正後精度2%至5%）
，成本低而得到廣泛應用。

　　

常用的Shunt電流檢測電路如圖2所示。Shunt電阻將電機的相電流轉化為相電壓，經過RC低通濾波
，偏置電壓預置之後經過運放放大，輸出給MCU（如TI的C28xx係列）內部12bit ADC。

　　

對於RC低通濾波部分
，該濾波器可ke顯xian著zhe減jian小xiao功gong率lv部bu分fen的de開kai關guan噪zao聲sheng，提ti高gao相xiang電dian流liu檢jian測ce精jing度du。但dan是shi該gai濾lv波bo器qi並bing不bu能neng采cai用yong高gao階jie濾lv波bo器qi，一yi是shi成cheng本ben考kao慮lv，二er是shi高gao階jie濾lv波bo器qi雖sui然ran衰shuai減jian效xiao果guo更geng好hao，但dan是shi濾lv波bo器qi群qun延yan時shi也ye相xiang應ying顯xian著zhu增zeng加jia

，限xian製zhi了le可ke檢jian測ce相xiang電dian流liu的de最zui小xiaoPW占空比，降低FOC係統控製精度，一般來說，濾波電路不宜高於2階，RC常數取在100ns到200ns之間。因為相電流方向可正可負
，所以Shunt電壓也帶有極性，而一般MCU內部ADC並非雙極性ADC，所(suo)以(yi)在(zai)濾(lv)波(bo)電(dian)路(lu)之(zhi)後(hou)有(you)一(yi)個(ge)電(dian)阻(zu)分(fen)壓(ya)偏(pian)置(zhi)電(dian)路(lu)將(jiang)電(dian)壓(ya)轉(zhuan)化(hua)為(wei)單(dan)極(ji)性(xing)。經(jing)過(guo)一(yi)級(ji)放(fang)大(da)器(qi)之(zhi)後(hou)得(de)到(dao)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)擴(kuo)展(zhan)至(zhi)電(dian)源(yuan)軌(gui)的(de)信(xin)號(hao)，以(yi)提(ti)高(gao)信(xin)噪(zao)比(bi)。