在无刷电机中，准确地采集电流信息对于实现高效、稳定的控制至关重要。LM324 无刷电机三电阻低端电流采样电路是一种常用的电流采样方案，下面我们将深入探讨其原理、计算方法以及通过 Multisim 进行的仿真实验。

 一、原理图

  原理图是理解电路工作原理的基础，它清晰地展示了各个元件之间的连接关系和信号流向。在这个电路中，各元件协同工作，实现对无刷电机相电流的采样。

   二、VREF 电压

理论计算方面，根据分压原理，我们可以得到 / 3.3V = R31 / (R31 + R30)。由于虚短特性，V3 = V2 = VREF。通过代入具体电阻值，如 R31 = 20Ω，R30 = 18Ω，可计算出 VREF = 20 / (20 + 18) * 3.33333V = 1.755V。VREF 电压为后续的电压计算和电流采样提供了重要的参考基准。

三、M_IA、M_IB、M_IC 电压

根据电路中的电流关系和运放的特性，我们可以得到 (VM_IA - V6) / R28 = (V6 - VGND) / R36，且 VM_IA = 3×V6。由虚短可得 V5 = V6，进一步推导出 V5 = VA×R42 / (R41 + R42) + VREF×R41 / (R41 + R42) = 0.91VA + 0.159，VM_IA = 2.73VA + 0.477 <= 3.3V。当下桥几乎没有电流通过，不带电机测试时，可测得 VM_IA 为 0.48V。通过计算可知，VA <= 1.03V，Rshout = 0.05Ω，相电流最大采集 20A，IA = VA / Rshout <= 20.6A。我们需要建立相电流与 ADC 采样值的关系，即 IA = 7.3×VM_IA - 3.5 = 7.3×VM_IA×3.3 / 4096 - 3.5 - offset，通过 ADC 采样的值，经过该数学公式计算，就可以得出当前相电流的大小，进而根据相电流进行 FOC 变换。例如，用采集两端电压值约为 0.7V 时，可计算出流经采样电阻的 IA 电流值为 14A。

四、V5

理论上，V5 = VA×R42 / (R41 + R42) + VREF×R41 / (R41 + R42) = 0.91VA + 0.159。当下桥几乎没有电流通过，不带电机测试时，可测得 V5 为 0.159V（569101213 都为 0.16V）。

五、Multisim 仿真 —— 实验一

• 1.0A 时：0A 时，理论 V5 = 0.159V，VM_IA = 0.48V。
• 2.2A 时：当电流为 2A 时，VA = 0.1V，理论 V5 = 0.91VA + 0.159 = 0.25V，VM_IA = 2.73VA + 0.477 = 0.75V。

六、Multisim 仿真 —— 实验二

根据公式 Vout = Vref + Rshunt Imax Aop，其中 Aop = Rout / Rin + 1，电流计算为 (ADC 原始值 / 4096 * 3.3 - Vref) / Rshunt / Aop。已知 Rout = 51K，Rin = 5.1K，Rshunt = 0.05Ω，Imax = 3A，Vout = 3.3V。

• 1.0A 时：当 Imax = 0A 时，Vout = Vref = 1.65V。
• 2.3A 时：当 Imax = 3A 时，理论 Vout = 3.3V，仿真电路 Vout = 3.154V，符合预期。