原理、等值电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副
边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流（即被测电流）和副
边电流取决于被测线路的负载，而与电流互感器的副边负载无关。电流互感器运行时，副边
不允许开路。因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值
而危及人身和设备安全。

 

　　在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外
线路上的电压都比较高，如直接测量是非常危险的，电流互感器就起到变流和电气隔离作
用。它将高电流按比例转换成低电流，一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护
等测量装置。电流互感器一般体积较大，造价昂贵，因此，一般应用在电力系统中，作为测
量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器。

 

　　综上所述，由于体积和成本的原因，在电机驱动控制系统中，经常采用采样电阻和霍
尔电流传感器来进行电流采样。

 

　　三、电流信号的处理

 

　　下面分别针对采样电阻和霍尔电流传感器的工作特性、使用特点介绍一下相应的信号调
理电路。

 

　　（

1）采样电阻 

　　采样电阻信号调理电路如图

1 所示，图中 R7 为采样电阻，应用中将其串接在回路中。

以运放为中心构成一个差分放大器，

R1～R6 设置放大器增益，R5 同时用来提升采样后的

电压值，使得放大器的输入在合适的范围。

R8 和 C2 用来滤除高频噪声。 

　　

REF 为参考电压，产生电路如图 2 所示，图中 R1 和 R2 用来设置参考电压值，根据不

同的需要可以灵活调整这两个电阻的值。

 

　　经过处理后的电压输出信号

Vo 再经过限幅即可输人到微处理器的 A/D 单元。 

　　（

2）霍尔电流传感器。霍尔电流传感器输出信号调理电路如图 3 所示，电路形式和图

1 类似。区别在于放大器的输入，因为常用的霍尔电流传感器是单输出信号，有电流输出和
电压输出两种形式，经常把电流输出形式转换为电压信号进行处理。图

3 中参考电压的产生

可参考图

2。 

　　四、器件选择及注意事项

 

　　存选用采样电阻的过程中，要考虑自身的阻值、电感和精度，以降低自身的功率损耗和
电压尖峰。同时要注意温度系数（

TCR），可以参考其温漂曲线。 

　　电流传感器的选择注意测量范围，的需要选择不同量程的传感器。根据不同当原边电流
超过传感器额定时，线性度将降低。为保证测量精度，传感器额定测量值为被测信号

l-1.5

倍较为合适，如果被测信号有较大的波形系数，还需进一步加大量程，确保被测信号峰值
不超出传感器测量范同。电流传感器的生产厂家比较有代表性的有

LEM 公司、IR 公司 、

Honey-well 公司等。国内做的较好的有宁波株洲时代电子、南京托肯电子、南京中旭等。 
　　尤其要注意的是运放的选择，因为一般伺服系统中

PWM 调制频率很高，通常在

20kHz 左右，因此相电流是一个脉动电流。另外，A/D 转换单元采样速度很高。因此，在选
择运放时，要选择带宽大、高速的精密运放，只有这样才能满足电流采样的需要。

 

　　图

3 参考电压产生电路 

　　五、结束语

 

　　精确的电流检测在电机驱动控制系统中起着关键作用，它是构成电流闭环的前提条件
同时，监测电流可以防止系统发生短路、过流故障，有效保护系统安全，可以说是电机控制
系统中不可缺少的环节。目前在各种自动门系统、安防工程、钳形仪表等设备中都或多或少地
应用到电流检测技术，探讨其实现形式有助于推动其应用发展。

 

　　参考文献：