【应用】车用空调压缩机控制器中精密运算放大器案例推荐，实现电机运行更加平稳

时间： 2021-12-01 来源：先积集成

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传统汽车的压缩机由发动机直接驱动，在电动汽车中由于发动机的取消，因此也要改为电机驱动。永磁同步电机简称PMSM电机，采用正弦电流工作方式而具有的高效率和优良的调控性无疑是电动汽车空调压缩机驱动电机的更佳选择。PMSM电机由电机和控制系统两部分构成，控制系统是PMSM电机的核心，其控制算法的设计水平和控制程序编制的好坏直接关系到PMSM电机的工作性能实时检测电机线圈的相电流，母线电流，实现电机的闭环控制。最终达到按照电动汽车空调系统的需求压缩机驱动器控制电动压缩机进行运转和无极调速。

电机的电流检测
Shunt电流检测电路如图1所示, Shunt电阻将电机的相电流转化为相电压，经过RC低通滤波，偏置电压预置之后经过运放放大。

图1

·对于R1,C1低通滤波部分，该滤波器可显着减小功率部分的开关噪声，提高相电流检测精度。但是该滤波器并不能采用高阶滤波器，一是成本考虑，二是高阶滤波器虽然衰减效果更好，但是滤波器群延时也相应显著增加，限制了可检测相电流的最小PWM占空比，一般来说，滤波电路不宜高于2阶， RC常数取在100ns到200ns之间。

·因为相电流方向可正可负，所以Shunt电压也带有极性，而一般MCU内部的ADC并非双极性ADC，所以在滤波电路之后R2, R3组成电阻分压偏置电路，将电压转化为单极性。经过一级放大器之后得到动态范围扩展至电源轨的信号，以提高信噪比。

·影响Shunt电流检测精度的因素主要来自于Shunt电阻精度及其温漂，偏置电压及其运算放大器非线性误差及其温漂。可见，要想提高Shunt电流检测精度，一颗性能较好的运算放大器必不可少。

车用空调压缩机控制器中运放的选择
一般采用2-Shunt用于相电流检测，再用1-Shunt用于母线电流检测电机控制中，比如PWM以10KHz为例，一个PWM周期为100μs。电机控制系统中最小PWM占空比常定义为5%，所以相电流检测窗口时间最小为100us×5%=5μs。而在程序控制中ADC采样时刻常控制在这个相电流检测窗口正中间，所以对于Shunt电流检测电路来说，必须在ADC采样时刻之前稳定，完成电压信号的建立稳定。此时间主要包含两个时间，上升沿时间（Tsr，由运放的压摆率决定）和稳定时间（Tset）。假设上升沿时间占相电流检测窗口的20%，即20%×5μs=1μs，那么对于一个3.3V的MCU，运放最小压摆率SR=3.3V/1μs=3.3V/μs。同时运放的带宽应远大于PWM频率，至少10倍以上。

对于2-Shunt电流检测来说， 2个Shunt电阻分别置于2相，如A， B，那么C相电流就可以通过2相电流计算出来。

先积集成 LTC728 是一颗四通道精密运算放大器，11MHz增益带宽积，8nV/√Hz的噪声谱密度，集成RF/EMI滤波器，更大输入失调电压500μV，能够更好的较小测量误差，从而电机的启动，运行更加平稳，11V/μS的压摆率和0.34μS的稳定时间，以保证能跟上电机的电流变化。

·其中2个通道用于相电流的检测

·其中1个通道用于母线电流的检测

·其中 1个通道用于偏置电压的缓冲器

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型号- LTC8822,LTC8701,LTC8821,LTC8826,LTA6358,LTC8705,LTC8825,LTC8704,LTC8824,LTC8703,LTC8823,LTC8702,LTR3030,LTC8382,LTR3033,LTP3465-XX,LTS111,LTA8094,LTS110,LTC8381,LTC358,LTA8092,LTC324H,LTA8091,LTS117,GP8101S,GP8202AS,LTS115,LTS116,LTC8811,LTC8814,LTC8813,LTC8812,LTP8036-XX,GP9301B,GP9101,LTA27C,LT180B2,GP9105,LT180B1,LTA27A,LT180B4,LT180B3,LTR3040,LTP7693,GP8202SL,LTP753,GP8211S,LTP3558A,LTR3012,GP8212S,LT180A4,LT180A1,LTP5070,LT180A3,LT180A2,LTA8074,LTA8072,LTC358H,LTA8071,LTP3454-XX,LTC331,LTP3565,LTP3567,LTA391,LTC358A,LTP3559A,GP8201S,LTR3025,LTC8594,LTC321H,LTC8593,LTR3020,LTC8592,LTC8591,LTC321A,LTC321B,LTA8084,LTA8081,LTC324,LTA8082,LTC321,LTS8630,LTP3558,LTP3559,LTC8745,LTC8744,LTC8743,LTC8742,LTC8748,LTC8746,LTP431A,LTP431B,LTA6034,GP8101,LT199G3A,LTA6031,LTC8741,LTA6032,LTC393,LTA2901,LTA2903,LTC5223,GP9305,LTA180B1,LTC5228,LTA8224,LTA8221,LTA6042,GP9303,LTA8222,LTA6041,LTA6044,LTP3570,LTC8728,LTA180A1,LTA180A2,LTA180A3,LTA180A4,LTC8844,LTC8723,LTC8722,LTC8842,LTC8721,LTC8841,LTC3157,LTC8727,LTC8726,LTC8725,LTA082H,LT199G1A,LTC8838,GP8111S,LTA180B2,LTA180B3,LTA180B4,LTC8832,LTC8831,LTC8836,LTC8835,LTP432A,LTC8834,LTP432B,LT199G2A,LTC8392,LTC8391,LTC8708,LTC8828,LTC8707,GP8112S,LTC8827,LTC8706,LTC6004,LTC8544,LTP33XX,LTR3312,LTC6001,GP8301,LTC6002,LTC8542,LTA8134,LTC8541,LTA8131,GP8303,LTA8132,GP8302,LTP3456-XX,LTR3325,LTR3320,LTA4584,LTA8024,LTA2904H,LTA8021,GP8413,LTA8264,LTA4580,LTA8022,LTA8261,LTD2260,LTA8262,LTD2261,LTC728,LTA6052,LTC727,LTC726,LTA6054,LTA6051,LTC6001U,GP9406,LTC8634,LTC8876,LTC8875,LTA77E,LTC8632,LTC8874,LTA77F,LTC8878,LT199G3,LT199G2,LTC8631,GP8312,LTC8872,GP9403,GP8311,GP7101,LT199G1,LTC8871,GP9401,GP8313,LTC725,LTC724,LTC723,LTC722,LTC721,LTD2284,GP8503,GP8502,LT181A4,LT181A3,LTC8582,LTC8581,LT181A2,GP8501,LT181A1,LTC8584,GP8500,LTA8294,LTA8292,LTA8291,LTA199G3,LTA199G2,LTA199G1,LTA6324,LTA6321,LTC8333,LTC8332,LTC8811A,LTC8331,LTA8184,LTA8064,LTA8061,LTA8182,LTA8062,LTA8181,LTP6202,GP8403,LTP829,GP8102SL,LTC2467,LTR3333,LTA6773,LTA6771,LTA6772,LTR3330,LTA8274,LTA8154,GP8401,LTA8272,LTA8151,LTA8152,LTA8271,LTD2114,LTD2115,LTD2113,LTC7227,GP8513,GP7305,LTD2118,LTR3340,LTC8554,LTC7222,GP8510,LTC8553,LTC8552,GP8512,LTC8551,LTP7792,LTA8284,LTA8281,LTA8282,LTP3631,GP8212AS,LTP3633,LTP3635,LTP3636,LTP3637

2024/05/19 - 先积集成 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

LTC8551、LTC8552、LTC8553零漂移、微功耗1.5MHz、轨到轨输入输出运算放大器

描述- 该资料介绍了LTC855x系列零漂移、低功耗运算放大器。这些器件采用专利技术实现输入偏置电压校正，提供极低的偏移和漂移，适用于需要高精度信号放大的应用。它们具有1.5MHz带宽、1.2V/μs转换速率，同时仅消耗125μA的电源电流。

型号- LTC855X,LTC8551XS8/R8,LTC8552XV8/R6,LTC8552XF8/R6,LTC8553XT5/R6,LTC8551XT5/R6,LTC8553XC5/R6,LTC8553,LTC855X SERIES,LTC8552,LTC8551,LTC8552XS8/R8

2021/10/31 - 先积集成 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

先积LTA37/LTA237高压, 高精度, 低噪声的双极性运算放大器，精密仪器应用的理想选择

LTA37经过设计改良，对增益大于5的电路进行了优化，从而达到指标的高性能。LTA37将转换速率提高到17V/µs，增益带宽积提高到82MHz。与此同时，LTA37还提供了比OP27更低的偏移和漂移，以及更高的速度和更低的噪音。产品采用先进的Bipolar工艺设计，工艺具有低噪声、低失真和高速的特点，可靠性极高，符合工业级客户的需求。

2024-12-25 - 产品代理服务技术支持采购服务

LTA27新一代高精度运算放大器数据手册

描述- LTA27是一款新一代高精度运算放大器，结合了低偏移和漂移特性，同时具备高速和低噪声。该产品具有卓越的直流精度和交流性能，包括超低偏移电压（25 μV）、温度漂移小至0.2 μV/°C、输入电压噪声为0.32 μVP-P、增益带宽积为4.5 MHz和转换速率为3 V/μs。它适用于高分辨率仪器和其他误差预算严格的系统。

型号- LTA27,LTA27CXS8/R5,LTA27C,LTA27A,LTA27AXS8/R5

2022/12/5 - 先积集成 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

先积集成荣获「2023车规级芯片优质供应商」称号，致力于提供汽车领域配合的模拟信号链产品，共创“芯”未来

在盖世汽车在上海举办的第二届汽车芯片产业大会-「2023车规级芯片优质供应商」授予仪式上，从综合考虑产品技术含量、市场反响与企业发展潜力，先积集成获得「2023车规级芯片优质供应商」称号并收入「2023盖世汽车优质供应商推荐名录」。

2023-02-28 - 原厂动态代理服务技术支持采购服务

LTC725Q、LTC726Q、LTC727Q、LTC728Q精密、11MHz、低噪声、RRIO、CMOS放大器数据手册

描述- 该资料介绍了LTC72xQ系列单通道、双通道和四通道运算放大器，这是一款新一代通用、低功耗运算放大器。该系列具有轨到轨输入和输出（RRIO）摆幅、低静态电流（典型值750 µA）、宽带宽（11 MHz）和非常低的噪声（10 kHz时为8 nV/√Hz），适用于各种需要平衡成本和性能的电池供电应用，如音频输出、电机相电流检测、光电二极管放大、条形码扫描器和白色家电。

型号- LTC725XT5/R6,LTC725Q,LTC727Q,LTC725QT5/R6,LTC726Q,LTC727QC,LTC72X,LTC726QV8/R6,LTC72XQ FAMILY,LTC727QT5/R6,LTC728Q,LTC72XQ,LTC727QC5/R6,LTC726QS,LTC725QT,LTC728QS,LTC727QT,LTC726QS8/R8,LTC728QS14/R5,LTC726QV,LTC72X FAMILY

2023/8/25 - 先积集成 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

LTA8091、LTA8092、LTA8094 48V、低噪声、精密运算放大器

型号- LTA8091XS8/R8,LTA8094XS14/R5,LTA8092XV8/R6,LTA8094,LTA8092XF8/R6,LTA8092,LTA8092XS8/R8,LTA8094XT14/R6,LTA8091,LTA8091XT5/R6,LTA809X

2021/10/31 - 先积集成 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

LTA8091、LTA8092、LTA8094 48 V、22 MHz、低噪声、精密运算放大器数据手册

描述- 该资料介绍了LTA809x系列高电压（48V）、低噪声、精密运算放大器。这些器件具有出色的直流精度和交流性能，包括低失调、低失调漂移、22MHz带宽和10kHz处的4nV/√Hz输入电压噪声密度。独特功能如差分输入电压范围至负电源轨、高输出电流（±45mA）、高达1nF的高电容负载驱动和高转换速率（20V/μs）使LTA809x成为高压工业和医疗应用的理想选择。

型号- LTA8091XS8/R8,LTA8094XS14/R5,LTA8092XV8/R6,LTA8094,LTA809X FAMILY,LTA8092XF8/R6,LTA8092,LTA8092XS8/R8,LTA8094XT14/R6,LTA8091,LTA8091XT5/R6,LTA809X

2022/12/5 - 先积集成 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

LTC358Q、LTC324Q通用1.2MHz、轨到轨输入输出、1.8V CMOS放大器数据手册

描述- 该资料介绍了LTC358Q和LTC324Q两款通用1.2MHz、RRIO、1.8V CMOS放大器。这些放大器适用于电池供电仪器、音频输出、无线传感器和传感器信号调理等应用。

型号- LTC358Q FAMILY,LTC358QS8/R8,LTC324Q FAMILY,LTC358Q,LTC324QS14/R5,LTC324Q

2024/1/8 - 先积集成 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

LTC721、LTC722、LTC723、LTC724 11MHz、低功耗、低噪声、RRIO、CMOS放大器

描述- 该资料介绍了LTC72x系列单通道、双通道和四通道运算放大器。这些放大器具有低功耗、低噪声、轨到轨输入和输出（RRIO）等特点，适用于电池供电的各种应用，如音频输出、电机相电流检测、光电二极管放大、条形码扫描仪和白货等。

型号- LTC722XF8/R6,LTC722XT8S/R6,LTC721XS8/R8,LTC724XT14/R6,LTC723XC5/R6,LTC722XS8/R8,LTC724XS14/R5,LTC72X,LTC724,LTC723,LTC722XV8/R6,LTC722,LTC721,LTC721XT5/R6,LTC723XT5/R6,LTC722XT8/R6

2021/10/31 - 先积集成 - 数据手册代理服务技术支持采购服务查看更多版本

LTA6051、LTA6052、LTA6054 250 MHz、高压摆率、轨到轨输出、CMOS放大器数据手册

描述- 该资料介绍了LTA605x系列高速度运算放大器，具有250 MHz的小信号带宽和190 V/μs的转换速率。这些产品适用于+3.3 V、+5 V和±5 V电源电压，输入共模电压范围扩展到VS-以下0.1 V和VS+以上1 V，输出电压范围延伸至电源轨，特别适合低电压应用。LTA605x提供优异的信号质量，低失真和快速建立时间（13.5 ns至0.1%），非常适合作为单电源ADC的缓冲器。

型号- LTA6054XT14/R6,LTA6051,LTA6052XV8/R6,LTA605X FAMILY,LTA6052XS8/R8,LTA605X,LTA6052,LTA6051XS8/R8,LTA6054,LTA6051XT5/R6,LTA6054XS14/R5

2024/9/12 - 先积集成 - 数据手册代理服务技术支持采购服务