采样电阻的相关知识
采样电阻的摆放必须同时满足四个条件:
[*]在电路回路中:串联在正确的电流路径中。(要去看电流方向)
[*]为开尔文连接让路:焊盘内侧有空间引出极细检测线。
[*]紧靠参考地:物理位置决定了地线分区和噪声耦合。
[*]散热与功率:大电流下的发热和压降需要足够的铜箔面积。(电阻旁留下充足空间)
情况A:相电流采样电阻(每个半桥下管的源极)这是FOC中最重要的三个采样电阻(U、V、W各一个)。它们的位置决定了相电流检测的成败。1. 串联位置:必须放在下管MOSFET源极和功率地(PGND)之间
[*]正确:下管MOSFET源极 → 采样电阻 → PGND铜皮
[*]错误:绝对不能放在MOSFET漏极或上管回路。因为在下管导通时,电流才流过这个电阻;在上管导通时,电流不流过它。FOC依靠单电阻或双电阻采样策略,必须在正确的时刻采样电流。
2. 物理布局位置:紧靠下管MOSFET的源极引脚
[*]必须极近:采样电阻与MOSFET源极焊盘之间的铜皮长度应小于5mm。
[*]为什么? 这段走线承载着几十安培的脉冲电流,它的寄生电感会在开关瞬间产生巨大电压尖峰(V = L * di/dt)。如果这段线太长,尖峰会耦合到采样信号上,导致ADC读数出现严重毛刺。
[*]开尔文引出方向:
[*]采样电阻的长边与电流方向一致。
[*]MOSFET源极 → 电阻一端的焊盘 → 电阻本体 → 电阻另一端的焊盘 → PGND铺铜。(电流方向)
[*]关键:电阻的摆放方向必须让你能从它两个焊盘的内侧边缘,垂直于大电流方向,不受阻碍地引出那对极细的开尔文检测线。不要让检测线经过大电流区域。
情况B:总线电流采样电阻(PGND与BGND之间)连接在功率地(PGND)和电池地(BGND)之间的总采样电阻。1. 串联位置:必须放在所有功率电流的最终汇流点上
[*]三个半桥下管的源极、栅极驱动器的退耦电容地、DC-DC电源的地,这些功率地(PGND) 必须全部先汇合在一起,然后只通过这一个采样电阻连接到电池地(BGND)。
[*]绝对不能有任何功率元件的地线绕过采样电阻直接连回电池负极。否则那部分电流就检测不到了。
2. 物理布局位置:靠近PCB电源入口,作为“星形接地”的枢纽
[*]位置:靠近电池负极接线端子,或者大容量电解电容的负极。
[*]分区功能:
[*]它的一侧焊盘是PGND,连接所有功率回路(MOSFET、驱动IC)。
[*]它的另一侧焊盘是BGND,同时也是信号地(GND) 的唯一连接点。
[*]整个板子的模拟地(AGND)和数字地(DGND),通过一条独立的细线,从BGND焊盘上引出来。这样就把大电流的PGND与敏感的小信号GND彻底分开了。
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