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ZHCUAO5 November 2022

2.4.5.2 电机电压反馈

FAST 估算器需要电压反馈，以在最宽的速度范围内实现最佳性能，相电压直接从电机相位测量，而不是使用软件估算。此软件值 (USER_ADC_FULL_SCALE_VOLTAGE_V) 取决于感测电机相电压反馈的电路。图 2-20 显示了如何使用基于电阻分压器的电压反馈电路对电机电压进行滤波和调整以适应 ADC 输入范围。类似的电路用于测量压缩机电机和直流总线。

考虑到 ADC 输入的最大电压为 3.3V，该参考设计中的微控制器可测量的最大相电压反馈可通过Equation32 进行计算。

Equation32.

V_{F S} = V_{A D C_F S} \times G_{v} = 3.3 V \times 293 。 955 = 970.05 V

其中 G_v 是衰减因子，可通过以下公式进行计算

Equation33.

G_{V} = \frac{(R 26 + R 27 + R 28 + R 30)}{R 30} = \frac{(499 K + 499 K + 499 K + 5.11 K)}{5.11 K} = 293 。 955

对于该电压反馈电路，在 user_mtr1.h 中进行以下设置：

//! \brief Defines the maximum voltage at the AD converter
#define USER_M1_ADC_FULL_SCALE_VOLTAGE_V         (970.05f)

FAST 估算器中需要使用电压滤波器极点，以便准确检测电压反馈。滤波器的电压应足够低，以便能够滤除 PWM 信号，同时允许高速电压反馈信号通过滤波器。通常，使用几百 Hz 的截止频率便足以过滤掉 5 至 20kHz 的 PWM 频率。只有在运行超高速电机时生成 kHz 量级相电压频率的情况下，才需更改硬件滤波器。

在该参考设计中，滤波器极点设置可以通过下面的Equation34 进行计算：

Equation34.

f_{f i l t e r_p o l e} = \frac{1}{(2 \times π \times R_{P a r a l l e l} \times C)} = 664 。 94 H z W h e r e, C = 47 n F R_{P a r a l l e l} = (\frac{(499 K + 499 K + 499 K) \times 5.11 K}{(499 K + 499 K + 499 K) + 5.11 K}) = 5.0926 k Ω

下面的代码示例显示了 user_mtr1.h 中是如何定义该极点的：

//! \brief Defines the analog voltage filter pole location, Hz
#define USER_M1_VOLTAGE_FILTER_POLE_Hz           (664.94f)

图 2-20 电机电压检测电路