隨著車輛變得更加電氣化——不僅僅是電動汽車或混合動力電動汽車，甚至是老式汽油/柴油動力機器——準確監(jiān)控電流消耗以確保性能和長期可靠性變得越來越重要。這變得至關重要的一個領域是電子助力轉向 (EPS) 系統(tǒng)。

EPS是一種機電動力轉向系統(tǒng)，它用電子控制的馬達代替原來的水壓助力轉向裝置。EPS系統(tǒng)在發(fā)動機艙內占用更少的空間，更容易組裝，而且能夠節(jié)省燃油消耗。另外它在轉向系統(tǒng)中不再使用有毒的液壓油。在小型車輛中，馬達是通過齒輪箱連接到轉向柱的，而在中型汽車內，馬達利用凸緣架斜向或縱向安裝在齒輪架上，并通過齒輪箱作業(yè)。當司機轉動方向盤時，馬達就為轉向系統(tǒng)提供動力。

電控動力轉向系統(tǒng)根據動力源不同又可分為液壓式電控動力轉向系統(tǒng)(液壓式EPS)和電子式電控動力轉向系統(tǒng)(電動式EPS )。液壓式EPS是在傳統(tǒng)的液壓動力轉向系統(tǒng)的基礎上增設了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和電子控制單元等，電子控制單元根據檢測到的車速信號，控制電磁閥，使轉向動力放大倍率實現連續(xù)可調，從而滿足高、低速時轉向助力的要求。電動式EPS是利用直流電動機作為動力源，電子控制單元根據轉向參數和車速等信號，控制電動機扭矩的大小和方向。電動機的扭矩由電磁離合器通過減速機構減速增加扭矩后，加在汽車的轉向機構上，使之得到一個與工況相適應的轉向作用力。為了滿足現代汽車對轉向系統(tǒng)的要求。

EPS 系統(tǒng)通過根據駕駛員需求調整可變轉向比、最大限度地減少傳動系統(tǒng)干擾以及在安全關鍵情況下可能修改施加的扭矩來提高車輛安全性。諸如速度之類的駕駛條件可以確定所需的扭矩水平，并有助于優(yōu)化不同駕駛情況的性能。考慮在德國高速公路上以高速公路行駛時與在當地雜貨店停車時轉動車輛所需的不同扭矩要求。當不需要時，EPS 將在低速時提供比高速時更高水平的輔助。

電子動力轉向系統(tǒng)由一個控制單元、眾多傳感器和一個無刷馬達組成。控制單元對系統(tǒng)進行控制，并提供馬達所需的信息。另外，它還從傳感器接收信息，這些傳感器主要用來測量方向角度、駕駛速度和扭矩等參數。檢測馬達位置和馬達電流的傳感器可確保馬達工作在最佳狀態(tài)。圖1為帶系統(tǒng)監(jiān)視功能的高階電子機械動力轉向系統(tǒng)關鍵組件。

電流測量是 EPS 系統(tǒng)中的常見要求。圖 1 是一個高級框圖，顯示了典型 EPS 實現的基礎知識。我將回顧幾種用于 EPS 的電流感應實現方式以及每種方式的優(yōu)勢。

圖 1：典型的 EPS 系統(tǒng)

圖 2 顯示了 EPS 系統(tǒng)中電流檢測的四個選項：高側過流保護 (OCP)、低側 OCP、低側相電流和串聯相電流。系統(tǒng)的需求將決定系統(tǒng)設計人員將選擇四種電流測量選項中的哪一種。為確保車輛安全，重要的是要準確監(jiān)測施加到轉向柱的扭矩并將其轉化為車輛響應。精密電流測量確保了這種扭矩檢測的準確性。

圖2 ：電路圖顯示了三相電機實施的四種潛在電流測量選項

想要實現最大性能的系統(tǒng)需要精確調節(jié)通過電機的電流來控制電機扭矩。直列式電機相電流是提供連續(xù)相電流以及提供最準確的相電流表示的唯一方法。然而，精確地重建這種串聯相電流在為電機控制系統(tǒng)選擇合適的電流檢測放大器方面提出了挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括需要確定支持負共模電壓范圍的放大器，以處理電機的感應反沖或保護系統(tǒng)免受電池反接情況的影響。測量系統(tǒng)輸入端的共模電壓可能高于普通放大器所能支持的電壓，并且具有高 dV/dT 脈寬調制 (PWM) 特性。