⚡ 电流采样与过流保护
30章 · 从入门到实战
📘 风格 · 硬核电路
v2.0
01
⚡ 基础
电流采样基础
为什么需要电流采样？采样电阻的选型与功耗计算。
02
🔁 拓扑
采样电路拓扑
低边采样 vs 高边采样，优缺点对比与适用场景。
03
📐 运放
运放调理电路
差分放大器、仪表放大器的设计与增益计算。
04
🔋 偏置
偏置与电平移位
单电源供电下的偏置电路设计，将双极性信号转为单极性。
05
📊 滤波
滤波器设计
RC低通滤波器截止频率计算，抗混叠滤波的重要性。
06
🔌 ADC
ADC接口设计
采样保持时间、输入阻抗匹配、参考电压选择。
07
⚖️ 阈值
过流保护阈值设定
硬件比较器阈值计算，迟滞比较器设计消除抖动。
08
⏱️ 关断
快速关断机制
IGBT/MOSFET的栅极快速放电电路，去饱和检测。
09
🔒 锁存
故障锁存与复位
RS触发器实现故障锁存，手动/自动复位逻辑。
10
🛡️ 隔离
隔离设计
光耦隔离、磁隔离在电流采样与保护信号中的应用。
11
🧩 PCB
PCB布局要点
采样电阻的Kelvin连接，模拟地与功率地的分割。
12
📡 噪声
噪声抑制
共模扼流圈、差分走线、屏蔽层的使用。
13
💻 软件
软件滤波算法
移动平均滤波、中值滤波、一阶低通滤波的C代码实现。
14
⚙️ 检测
软件过流检测
ADC轮询与中断方式，软件比较与延时去抖。
15
📋 分级
故障分级处理
瞬时过流、持续过流、短路故障的不同响应策略。
16
🔄 自恢复
自恢复保护
PTC自恢复保险丝与电子保险丝(eFuse)的应用。
17
🔁 三相
三相电流采样
BLDC/PMSM驱动中的三相电流同步采样方案。
18
🔧 重构
相电流重构
单电阻采样技术，利用PWM状态重构三相电流。
19
🧲 传感器
电流传感器
霍尔效应传感器、磁通门传感器的选型与接口。
20
🎯 校准
校准与补偿
零点漂移校准、增益校准、温度补偿方法。
21
📈 仿真
仿真验证
LTspice仿真电流采样电路，瞬态分析与AC分析。
22
🔬 测试
测试与调试
示波器测量技巧，差分探头使用，共模电压问题。
23
🧪 故障注入
故障注入测试
短路测试、过载测试、电源扰动测试方法。
24
📜 标准
安全标准
IEC 61800-5-1、UL 508C对过流保护的要求。
25
⚠️ 失效
失效模式分析
采样电阻开路、运放饱和、比较器振荡的应对。
26
⏲️ 多通道
多通道同步采样
多路ADC同步触发，采样保持器的使用。
27
🔀 数字隔离
数字隔离方案
SPI隔离ADC，隔离式Σ-Δ调制器。
28
🌀 带宽
电流环带宽设计
电流环采样频率与保护响应时间的权衡。
29
🌡️ 热保护
热保护联动
电流采样与NTC温度检测结合，实现过温保护。
30
🧩 综合
综合案例
基于STM32的直流无刷电机驱动器电流采样与保护电路设计。