1.3 多电流传感器电流检测方法

三相桥式逆变电路中，通常采用三个电流传感器来实现相电流的检测。此外，根据KCL定律，仅通过测量两相电流，也可计算出第三相电流。根据多电流传感器的安装位置，可分为高端电流检测、低端电流检测和复合电流检测。

1.3.1 高端电流检测方法

如图1—6所示，采用高端电流检测方法时，电流传感器安装于ABC三相的输出端，可采用霍尔、磁通门和分流器等传感器形式。其优点在于：①可采用两电流传感器完全替代三电流传感器；②被测电流与开关状态无关，可在任意时刻实现电流采样；③当采用分流器时，采用差分信号处理方式可避免地电平噪声干扰。

主要缺点在于：①采用分流器时，需要采用隔离放大电路或者采用高共模电压差分放大器，信号处理电路复杂；②由于信号处理电路中元器件较多，温度变化、元器件参数差异将引入额外误差，同时，电路的动态性能受运放压摆率等参数的限制。

1.3.2 低端电流检测方法

如图1—7所示，采用低端电流检测方法时，电流传感器安装于逆变器的下桥臂，同样可采用霍尔、磁通门和分流器等传感器形式 ^[14-16] 。

定义上桥臂导通用1表示，下桥臂导通用0表示。当下桥臂全部导通（000）时，由于三相感应负载的存在，电流传感器将检测到续流电流存在，续流回路（彩图中红线）如图1—8所示。

低端电流检测方法可采用两电流传感器或者三电流传感器，两种方法主要区别为：①由于低端采样仅在（000）状态存在检测窗口，当某一相0状态作用时间过短时，只能采用压摆率更高的运算放大器或者带宽更高的霍尔/磁通门电流传感器；②当采用三电流传感器时，可通过选择0状态作用时间较长的两相进行测量，并根据KCL定律计算出第三相电流。如图1—9所示，C相0状态作用时间过短，可仅通过AB两相电流的采样值，计算出C相电流，上述过程也称为“跳跃检测”。

低端电流检测的主要优点在于：①采用分流器时，信号共模电压低，可使用低成本普通运算放大器实现高准确度的电流检测；②实现了续流电流测量，为单电流传感器多位置耦合电流测量奠定了基础。

其主要缺点在于：①测量时刻受开关状态制约；②采用分流器时，测量信号易受地电平噪声干扰；③随着频率进一步升高，电流测量窗口逐渐缩短，电流传感器及其信号处理电路必须有足够高的带宽。

1.3.3 复合电流检测方法

考虑高低端电流检测的优势互补，复合电流检测系统拓扑结构如图1—10所示。霍尔/磁通门电流传感器安装于低端检测位置，同时耦合高端电流回路。当 V ₇ (111)作用时续流回路如图1—10a所示，电流传感器S ₁ 流经B相电流；当 V ₀ (000)作用时续流回路如图1—10b所示，电流传感器S ₁ 流经B、A两相电流之差。电流传感器S ₁ 的电流检测值为

式中， G ₁ 为增益。

该电路结构中电流传感器S ₁ 和电流传感器S ₂ 可组合获得更多的电流信息，实现差分式补偿零点漂移 ^[17] 。复合电流检测方法的主要缺点在于使用两个霍尔/磁通门电流传感器成本高，且无法消除由传感器不一致性带来的测量误差。

综上，三种多传感器电流检测方法的对比分析见表1—1。