单电阻采样的基本原理

单电阻采样技术在PMSM无感FOC控制中通过单个低边采样电阻获取相电流信息。该方法利用逆变器开关状态与电流路径的关系，在特定时段内测量直流母线电流，再通过重构算法还原三相电流。

硬件设计与布局要点

采样电阻通常置于逆变器直流母线负端，阻值选择需平衡信噪比与功耗。布局时需避免高频干扰，采用Kelvin连接减少引线电阻影响。ADC采样时机需严格同步于PWM中心对齐模式的有效矢量时段。

电流重构算法

电流重构基于空间矢量调制（SVM）的开关状态时序分析。在非零矢量作用期间，直流母线电流直接对应某一相电流。零矢量期间通过历史数据插补，需满足： [ i_a + i_b + i_c = 0 ] 典型重构流程包括采样窗口选择、电流极性判断和基于Clarke变换的校正。

关键技术挑战与解决方案

采样盲区问题可通过修改SVM模式或注入高频信号解决。ADC采样延迟需采用预触发机制补偿。电流纹波抑制需优化PWM频率与滤波参数，推荐二阶巴特沃斯滤波器截止频率设为PWM频率的1/10。

软件实现优化策略

采用中断嵌套机制确保严格时序控制，ADC触发信号滞后PWM边沿至少500ns。重构算法推荐使用递推最小二乘（RLS）滤波处理噪声，代码示例：

void Current_Reconstruct(float adc_val, SVM_State state) {
    static float i_alpha, i_beta;
    switch(state) {
        case SVM_ACTIVE_1: 
            i_alpha = adc_val; 
            i_beta = adc_val * ONE_BY_SQRT3; 
            break;
        // 其他矢量状态处理
    }
}

系统性能验证方法

静态测试采用电阻负载验证采样线性度，动态测试需观察阶跃响应与谐波频谱。关键指标包括：重构延时<5μs，幅值误差<2%，相位偏差<1°。推荐使用Bode分析仪验证频率响应特性。

实际应用注意事项

在低调制比工况下需启用过调制补偿算法。死区时间效应可通过电压前馈补偿。对于高速电机（>10krpm），建议采用预测控制弥补采样点不足问题。热漂移问题需定期执行零点自校准。