圖1：三相電機驅動(dòng)系統的各種電流感應方法 

許多設計人員使用前兩種方法（低側、直流鏈路及其各種組合），因為標準電流感應解決方案很容易獲得——通常具有快速響應時(shí)間、更高帶寬、快速輸出轉換速率和低共模輸入電壓。但是，這些現有的產(chǎn)品可通過(guò)低側或直流鏈路感應相電流，但并不意味著(zhù)就是最簡(jiǎn)單的解決方案。用這些方式測量電流的主導思想是試圖復制被驅動(dòng)到電機繞組中的電流。這種復制情況發(fā)生在軟件中；它可廣泛參與，但不夠精確。
直列式電流感應方法看似是最合理的，因為這是最終要測量的電流。但這種方法存在一個(gè)問(wèn)題。驅動(dòng)MOSFET或IGBT的PWM信號對電流感應放大器造成嚴重破壞。感測電阻處的共模信號從電源電壓被驅動(dòng)到接地，具有非�？焖俚乃矐B(tài)開(kāi)關(guān)特性，而電流感應放大器試圖測量感測電阻本身的小差分信號。圖2是由PWM逆變器產(chǎn)生的正弦相電流（紅色波形）的示波器截圖。這種情況下，PWM頻率為100兆赫（MHz），由LMG5200 GaN半橋功率級提供（更多詳細信息，請參見(jiàn)底部的TI設計）。需要注意的是，快速開(kāi)關(guān)信號是直列式電流感應放大器測量相電流時(shí)所接收的信號。這就像在有颶風(fēng)的情況下，當杯子在海上漂浮，而試圖測量杯中液體一樣。難怪大多數設計師會(huì )考慮使用低側感應！下面我們將介紹另外一種方法。 

圖2：在快速共模瞬變期間測量相電流

描述潛在優(yōu)勢之前，先解釋一下增強型PWM抑制。增強型PWM抑制是一種有源電路，它比傳統方法更快速的穩定輸出電壓。因為電流感應放大器可以檢測具有快速轉變的輸入共模信號，所以這些擾動(dòng)在設備輸出傳播時(shí)將降至最低。減少這些干擾（被設計者親切地稱(chēng)為“振鈴”）的另一種方法是使用高帶寬放大器（在MHz范圍內）盡快穩定輸出，但這種方法的成本可能很昂貴。

圖3所示為在沒(méi)有噪聲引入的情況下，每個(gè)相的輸出電壓信號。紅色波形是信號，表示功率晶體管盡可能接近正弦波形地復制到電動(dòng)機，該晶體管以電子方式換向。電流感應放大器將經(jīng)歷從電源軌（例如，VBATT = 48V）到接地的輸入共模電壓信號。 

圖3：使用增強型PWM抑制的預期電壓波形
 

優(yōu)勢1：減少消隱時(shí)間
共模PWM瞬態(tài)抑制允許在電流感應放大器的輸出上具有較少的“振鈴”。不得不等待電壓信號穩定是主要的缺點(diǎn)，特別是對于需要低忙閑度（≤10％）的系統更是如此，因為測量電流的時(shí)間縮短了（在工業(yè)上通常稱(chēng)為消隱時(shí)間）。
優(yōu)勢2：直列電流感應
與高共模輸入電壓相結合，增強型PWM抑制可監控直列式電流。前面討論過(guò)，由于其暴露的惡劣環(huán)境，電流感應放大器的魯棒性是必須的。除這一要求外，放大器還必須具有高AC和DC精度，為系統設計人員提供精確的電流傳感器測量，您可在TI TechNote中使用INA240閱讀更多的直列式電機電流感應的信息。
優(yōu)勢3：可能消除電隔離
增強型PWM抑制的另一個(gè)優(yōu)勢很微妙，但又很重要。通過(guò)增強型PWM抑制，當電流隔離并非系統所要求時(shí)，設計人員無(wú)需使用隔離的電流感應設備�？蛻�(hù)經(jīng)常使用隔離設備來(lái)解耦PWM信號通過(guò)感測電阻時(shí)產(chǎn)生的噪聲。使用增強型PWM抑制不再需要去耦。
優(yōu)勢4：算法優(yōu)化
我之前提到過(guò)這一優(yōu)勢——算法優(yōu)化。利用增強型PWM抑制，不需要再復制或計算相電流，因為可直接得到現成答案。只需很少的軟件就能有效地運行電機。
優(yōu)勢5：提高電機效率
我想談?wù)勛詈笠粋�(gè)優(yōu)勢——提高電機效率，這對設計師來(lái)講可以說(shuō)是最重要的。電機制造商和電機驅動(dòng)系統設計者一直在尋找提高電機效率的方法。高AC和DC精度、快速的輸出響應和減少消隱時(shí)間使得電機以盡可能高的效率運行。多相電機的精確定時(shí)控制盡可能地減少消隱時(shí)間，從而最大化電機效率。
圖4所示為五大優(yōu)勢。

圖4：增強型PWM抑制的五大優(yōu)勢

德州儀器的INA240電流感應放大器使用增強型PWM抑制，為您的電機設計帶來(lái)了豐富的系統級優(yōu)勢。