光耦隔离运放HCPL-7800在电机电流采样中的应用

　　1. 概述

　　HCPL-7800隔离运放是专门为电机驱动电流的检测设计的。电机电流通过一个外部采样

　　电阻得到模拟电压，进入芯片。在隔离侧的另一边得到一个微分的输出电压。这个微分的输出电压正比与电机电流，通过一个光耦放大器转换成单端信号。由于在现代开关逆变器电机驱动中电压的共模干扰一般都有几百伏每微秒，而HCPL-7800能够抗至少10kv/us的共模干扰。正是基于这一点,HCPL-7800隔离运放为在很嘈杂的环境中，电机电流的检测提供了更高的准确性和稳定性，也为各种各样的电机控制提供了平滑控制的可能。它也能被用于在严重的噪声干扰的环境中需要很高的准确性，稳定性和线性的的模拟信号的隔离。HCPL-7800的增益为+/-3%，HCPL-7800(A)适用于比较精确的场合，因为它的增益为+/-1%，它应用了先进的(Σ-Δ)的模数转换技术，斩波放大器和全微分电路拓扑。它的具体的原理图如图1所示：

　　图1 HCPL-7800的结构简图

　　HCPL-7800(A)隔离运放广泛应用于电机的相电流检测，逆变器的电流检测，开关电源的脉冲信号的隔离，一般的电流检测和监测，一般的模拟信号的隔离等方面。跟LEM比较，它更加适用于电机电流的检测，抗共模抑制比的能力较强，同时具有很高的性价比。

　　2. 典型应用

　　图2是HCPL-7800对电机电流采样的应用电路，从图中可以看出HCPL-7800(A)的电源

　　一般都从功率开关器件的门极驱动电路的电源中获得。旁路电容C1,C2尽可能地靠近HCPL-7800的管腿。旁路电容是必要的因为HCPL-7800内部的高速的数字信号的特点，由于输入电路的开关电容的本质，在输入侧也要加上旁路电容C3，输入的旁路电容也形成了滤波器的一部分，用于防止高频噪声。

　　对于采样电阻的选择也是本电路中的最重要的部分，电流采样电阻应该具有很低的阻抗(可以达到最小限度的功率损耗)，很低的电感值(最小的di/dt变化引起的电压尖峰)，。对于此电阻的选择，一般是考虑最小的功率损耗和最大的准确性的折中点。小的采样电阻能够减小功率损耗，而大的采样电阻能够用上HCPL-7800的整个输入范围从而提高电路的准确性。

　　图2 HCPL-7800的应用电路图

　　选择采样电阻的第一步是决定电阻的采样电流的大小，图3的曲线中，在不同的电机驱动电压下，电机的相电流和电机的输出功率之间的关系。采样电阻的最大值是由检测到的电流和推荐的输入电压的最大值决定，最大采样电阻的计算一般是用推荐的输入电压除以正常工作情况下采样电阻的峰值电流。