直流电机电流检测电路的设计

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直流电机电流检测电路的设计

作者：王振亚

来源：《电子技术与软件工程》2017年第04期

摘要本设计选用飞思卡尔的32位微控制器MK60DN512（简称K60）为核心控制模块，用IR2104和NMOS搭建H桥电机驱动电路，使用LTC6102直接监视和测量电机电流。该电路可以准确测量电路电流并将电流转换成电压，可实现电压的放大，调节和测量。经实验分析，该电路结构简单，易于实现，适合小功率电机驱动电路的电流检测。

【关键词】MK60DN512 H桥电机驱动电路 LTC6102 电流检测

随着对直流电机控制精度的提高，直流电机的电流检测成为双闭环控制和检测电机工作状态的重要因素。目前，比较流行的电流检测方法有功率管检测、并联电流镜检测和串联电阻检测这三种。功率管检测受温度影响较大，并联电流镜检测电路复杂，响应时间较慢，串联电阻检测的精度高，电路简单。本设计采用超精准的LTC6102电流检测放大器可把误差降低到毫安级，同时降低了检测电阻，减少了功耗。

1 设计原理

本设计采用飞思卡尔的微控制器产生20Khz的PWM的脉冲来控制电机驱动电路驱动电机，调节PWM脉冲的占空比可实现电动机的调速。回路中串联一个采样电阻，回路中电流和采样电阻两端的电压成正比，用LTC6102把采样电阻两端的电压比较放大，再使用K60的模数转换（ADC）模块把电压信号转换成数字信号进行数据处理。直流电机在不同转速或负载的情况下电流不同，直流电机采样电流可与转速实现双闭环控制，提高电机的控制精度，可实时监测电机扭矩和功率等信息。

2 电路设计

2.1 控制单元

本电路采用飞思卡尔k60系列的32位单片机MK60DN512作为核心控制器，K60外设丰富，主频可达100Mhz，使用k60的FTM模块产生20KHZ的PWM脉冲，为提高精度使用

K60的16位的ADC模块采集采样电阻放大的电压。采集的电压再经过计算得到电流。

2.2 电机驱动电路

电机驱动电路使用N沟道MOSFET和专用栅极驱动芯片设计，N沟道MOSFET选用IR

公司TO-252 封装的IRLR7843，IRLR7843具有极低的导通电阻RDS=3.3mΩ，耐压值可达

30V，电流可达161A，使用四个IRLR7843可构成H桥驱动电路，实现电机正反转。专用栅