012、三相电压与电流的测量方法

012、三相电压与电流的测量方法上个月调试一台75kW永磁同步电机驱动器，现场报过流故障，示波器抓出来的电流波形像被狗啃过一样。折腾三天，最后发现是电流采样电阻的共模电压没处理好，ADC读数在零点附近来回跳。这种问题在实验室里根本复现不了，一上大功率就现原形。今天把三相电压电流测量的那些坑，一个一个说清楚。电流测量：霍尔还是分流器？先说电流。工业上主流就两条路：霍尔电流传感器和分流电阻采样。霍尔传感器，比如LEM的CAS系列，隔离电压高，动态范围宽，大功率场合首选。但有个毛病——温度漂移。我见过某国产霍尔，25℃时精度0.5%，到85℃直接飘到3%。如果你做的是伺服驱动器，电流环带宽要求2kHz以上，霍尔传感器的带宽通常只有100-200kHz，相位延迟在10kHz时已经超过5度，这时候电流环的相位裕度会被吃掉一大块。别问我怎么知道的，调了半个月的PI参数才发现是传感器背锅。分流电阻采样，便宜、线性度好、温度系数能做到50ppm/℃以下。但致命问题是共模电压。三相逆变器的下桥臂电流采样，电阻两端电压在开关瞬间会跳变几百伏。这时候差分放大器的共模抑制比（CMRR）就是命根子。TI的INA240，CMRR在50kHz时还能保持80dB以上，而某些廉价运放，10kHz就掉到40dB，采样出来的电流波形全是开关噪声。这里踩过坑：别用单端采样。哪怕你觉得自己电路布局很好，开关管开关瞬间的dV/dt高达10kV/μs，单端走线稍微长一点，耦合进来的噪声就能把信号淹了。必须用差分走线，而且差分对的两根线要等长、紧耦合，中间不要穿其他信号线。