电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及汽车空调领域，涉及一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统，包括微处理器(MCU)、通信模块、电源模块、电流采集模块和功率驱动模块，通过将IGBT管和用于驱动IGBT管的IGBT驱动模块封装为功率驱动模块(即IPM)，使用一个IPM即可实现对电动汽车空调压缩机永磁同步电机的功率驱动控制，此IPM具有信号隔离功能无需额外隔离芯片，大大减小了元器件占用的空间体积，使结构设计的复杂度大大降低。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统
本专利技术涉及汽车空调领域，具体而言，涉及一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统。
技术介绍
电动汽车电动空调系统是一种直接依靠电动机驱动的辅助系统，代表着未来新型汽车空调技术的发展方向。随着新能源汽车产业的兴起和人们生活质量的提高，人们对新能源汽车的可靠性、舒适性和节能环保等性能提出了更高的要求，而电动汽车空调的好坏是决定乘车舒适性的重要因素之一。传统电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动电路系统大多采用分立元器件进行搭建，一方面会造成产品的体积较大，另一方面造成结构复杂成本提升等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统，以解决传统电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动电路系统大多采用分立元器件进行搭建，一方面会造成产品的体积较大，另一方面造成结构复杂成本提升的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统，包括微处理器，所述微处理器中内设A/D转换器；通信模块，用于对ECU发送的信号进行解析并传输给微处理器；电源模块，用于为驱动电路提供电源；电流采集模块，用于采集永磁同步电机U、V、W三相的电流，并进行放大、转换为微处理器中A/D转换器可识别的信号；和功率驱动模块，用于逆变频率可调的交流电，所述功率驱动模块包括IPM芯片；所述功率驱动模块包括封装为一体的若干个IGBT管和用于驱动IGBT管的IGBT驱动模块，所述IGBT驱动模块包括HVIC驱动模块和LVIC驱动模块；所述微处理器通过通信模块与ECU通讯，并向功率驱动模块发送控制信号，同时接收电流采集模块的信号，其中HVIC驱动模块驱动的IGBT管与PMSM电连接，LVIC驱动模块驱动的IGBT管与电流采集模块电连接。所述通信模块包括Lin信号控制单元和Lin通信隔离模块，所述Lin信号控制单元将ECU发过来的信号进行解析和转换，并将转换的信号通过Lin通信隔离模块发送给微处理器。为了满足各芯片对电压的要求，所述电源模块包括直流高压转换模块和直流低压转换模块，所述直流高压转换模块包括电压转换芯片U5，二极管D3、二极管D5、二极管D6、电阻R7、电阻R11、电阻R12、电阻R18、电阻R23、电容C14、电容C16、电容C17、电容C20、电容C21、电容C10、电容C3、电感L3和电感L4，所述+350V电源与二极管D6正极连接，二极管D6的负极与电阻R18连接，电阻R18与电阻R23串联后分别与电容C21的一端和电感L4的一端连接，所述电容C21的另一端串联电容C20，所述电容C20与PE地连接，电感L4的另一端分别与电容C16的一端和电压转换芯片U5的引脚D连接，所述电容C16的另一端串联电容C17，电容C17与PE地连接，所述电压转换芯片U5的引脚BP通过电容C14与电压转换芯片U5的引脚S1连接，所述电压转换芯片U5的引脚FB分别与电阻R12和R11的一端连接，所述电阻R12的另一端与电压转换芯片U5的引脚S1连接，所述电阻R11的另一端与电容C10的一端和二极管D3的负极连接，所述电容C10的另一端与二极管D5的负极连接，二极管D5的正极与PE地连接，所述二极管D3的正极与输出电压端连接，输出电压端分别与电容C3的正极、电阻R7和电感L3的一端连接，电容C3的负极与PE地连接，电阻R7的另一端与PE地连接，电感L3的另一端与二极管D5的负极连接，所述电压转换芯片U5的引脚引脚S1、S2、S7和S8与二极管D5的负极连接；所述直流低压转换模块包括电压转换芯片U3、二极管D8、电容C27、电容C28、电容C30、电容C31、电容C24、电容C26和电阻R31，所述直流高压转换模块的输出电压端与二极管D8的正极连接，二极管D8的负极分别与电压转换芯片U3的Vcc引脚、电容C27和电容C28的一端连接，电容C27和电容C28的另一端并联后分别与电容C30、电容C31的一端和PE地连接，所述电容C30另一端与电压转换芯片U3的Vz引脚连接，所述电容C31的另一端与电压转换芯片U3的Ct引脚连接，电压转换芯片U3的Si引脚与电压转换芯片U3的Vout引脚连接，Vout引脚连接与5V电源输出端连接，电压转换芯片U3的Re引脚通过电阻R31与5V电源输出端连接，电压转换芯片U3的GND引脚分别与电容C26的一端、电容C24的负极和PE地连接，所述电容C26的另一端与5V电源输出端连接，所述电容C24的正极与5V电源输出端连接。具体地，所述Lin信号控制单元包括Lin收发芯片U1、电阻R5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1、电容C1、、信号放大芯片IC1和电容C5；电阻R5的一端与U1的LIN引脚和外部Lin输入接口连接，电阻R5的另一端与二极管D1的阴极连接；二极管的阳极分别与低压+12V电源和Lin收发芯片U1的Vbat引脚连接；电阻R1的一端连接Lin收发芯片U1的EN引脚，电阻R1的另一端分别与电容C1的一端和Lin收发芯片U1的Vcc引脚连接；电容C1另一端接地；电阻R2和电阻R3的一端与+5V电源连接，电阻R2的另一端与Lin收发芯片U1的TXD引脚连接，电阻R3的另一端与Lin收发芯片U1的RXD引脚连接；所述Lin收发芯片U1的RXD引脚与信号放大芯片IC1的1A引脚连接，所述信号放大芯片IC1的Vcc引脚分别与+5V电源和电容C5的一端连接，电容C5的另一端接地；所述Lin通信隔离模块包括隔离芯片IC3、隔离芯片IC4、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16，所述信号放大芯片IC1的1Y引脚通过电阻R15与隔离芯片IC3的引脚1连接，隔离芯片IC3的引脚3接地，隔离芯片IC3的引脚6与电源连接，电源通过电阻R14与隔离芯片IC3的引脚5连接与微处理器连接；所述隔离芯片IC4的引脚5与Lin收发芯片U1的TXD引脚连接，+5V电源分别与隔离芯片IC4的引脚6和通过电阻R14与隔离芯片IC4的引脚5连接，隔离芯片IC4的引脚3与微处理器连接连接。具体地，所述Lin收发芯片U1的内部集成了低压DC-DC转换模块同时还具有Lin信号收发的功能，这样与传统的实现方法相比较，节省了一颗IC芯片。具体地，所述HVIC驱动模块驱动内置高电压电平转换电路，用于将脉宽调制信号直接传送到DIP－SPM的指定高端IGBT栅极电路。为了使得系统设计进一步简化，所述高电压电平转换电路采用无光耦接口。具体地，所述功率驱动模块内部集成故障硬件保护电路，在电源欠压的情况下能够中断IGBT的工作。具体地，所述功率驱动模块内部还集成驱动HVIC驱动模块所用的二极管。具体地，所述电流采集模块为三相电流采集模块，所述三相电流采集模块包括A相电流采集模块、B相电流采集模块、C相电流采集模块和运算放大芯片，所述A相电流采集模块包括电容C2、电容C12、电容C6、电容C7、电阻R10、电阻R4、电阻R8、电阻R9和与IPM芯片的NU引脚连接连接的电阻R6，电阻R6另一端与运算放大芯片的引脚3连接，所述电阻R4、电阻R8和电容C6的一端分别与运算放大芯片的引脚3连接，电阻R4的另一端与5V电源连接，电阻R8的另一端与PE地连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统，其特征在于：包括微处理器，所述微处理器中内设A/D转换器；通信模块，用于对ECU发送的信号进行解析并传输给微处理器；电源模块，用于为驱动电路提供电源；电流采集模块，用于采集永磁同步电机U、V、W三相的电流，并进行放大、转换为微处理器中A/D转换器可识别的信号；和功率驱动模块，用于逆变频率可调的交流电，所述功率驱动模块包括IPM芯片；所述功率驱动模块包括封装为一体的若干个IGBT管和用于驱动IGBT管的IGBT驱动模块，所述IGBT驱动模块包括HVIC驱动模块和LVIC驱动模块；所述微处理器通过通信模块与ECU通讯，并向功率驱动模块发送控制信号，同时接收电流采集模块的信号，其中HVIC驱动模块驱动的IGBT管与PMSM电连接，LVIC驱动模块驱动的IGBT管与电流采集模块电连接。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统，其特征在于：包括微处理器，所述微处理器中内设A/D转换器；通信模块，用于对ECU发送的信号进行解析并传输给微处理器；电源模块，用于为驱动电路提供电源；电流采集模块，用于采集永磁同步电机U、V、W三相的电流，并进行放大、转换为微处理器中A/D转换器可识别的信号；和功率驱动模块，用于逆变频率可调的交流电，所述功率驱动模块包括IPM芯片；所述功率驱动模块包括封装为一体的若干个IGBT管和用于驱动IGBT管的IGBT驱动模块，所述IGBT驱动模块包括HVIC驱动模块和LVIC驱动模块；所述微处理器通过通信模块与ECU通讯，并向功率驱动模块发送控制信号，同时接收电流采集模块的信号，其中HVIC驱动模块驱动的IGBT管与PMSM电连接，LVIC驱动模块驱动的IGBT管与电流采集模块电连接。2.如权利要求1所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统，其特征在于，所述通信模块包括Lin信号控制单元和Lin通信隔离模块，所述Lin信号控制单元将ECU发过来的信号进行解析和转换，并将转换的信号通过Lin通信隔离模块发送给微处理器。3.如权利要求1所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统，其特征在于，所述电源模块包括直流高压转换模块和直流低压转换模块，所述直流高压转换模块包括电压转换芯片U5，二极管D3、二极管D5、二极管D6、电阻R7、电阻R11、电阻R12、电阻R18、电阻R23、电容C14、电容C16、电容C17、电容C20、电容C21、电容C10、电容C3、电感L3和电感L4，所述+350V电源与二极管D6正极连接，二极管D6的负极与电阻R18连接，电阻R18与电阻R23串联后分别与电容C21的一端和电感L4的一端连接，所述电容C21的另一端串联电容C20，所述电容C20与PE地连接，电感L4的另一端分别与电容C16的一端和电压转换芯片U5的引脚D连接，所述电容C16的另一端串联电容C17，电容C17与PE地连接，所述电压转换芯片U5的引脚BP通过电容C14与电压转换芯片U5的引脚S1连接，所述电压转换芯片U5的引脚FB分别与电阻R12和R11的一端连接，所述电阻R12的另一端与电压转换芯片U5的引脚S1连接，所述电阻R11的另一端与电容C10的一端和二极管D3的负极连接，所述电容C10的另一端与二极管D5的负极连接，二极管D5的正极与PE地连接，所述二极管D3的正极与输出电压端连接，输出电压端分别与电容C3的正极、电阻R7和电感L3的一端连接，电容C3的负极与PE地连接，电阻R7的另一端与PE地连接，电感L3的另一端与二极管D5的负极连接，所述电压转换芯片U5的引脚引脚S1、S2、S7和S8与二极管D5的负极连接；所述直流低压转换模块包括电压转换芯片U3、二极管D8、电容C27、电容C28、电容C30、电容C31、电容C24、电容C26和电阻R31，所述直流高压转换模块的输出电压端与二极管D8的正极连接，二极管D8的负极分别与电压转换芯片U3的Vcc引脚、电容C27和电容C28的一端连接，电容C27和电容C28的另一端并联后分别与电容C30、电容C31的一端和PE地连接，所述电容C30另一端与电压转换芯片U3的Vz引脚连接，所述电容C31的另一端与电压转换芯片U3的Ct引脚连接，电压转换芯片U3的Si引脚与电压转换芯片U3的Vout引脚连接，Vout引脚连接与5V电源输出端连接，电压转换芯片U3的Re引脚通过电阻R31与5V电源输出端连接，电压转换芯片U3的GND引脚分别与电容C26的一端、电容C24的负极和PE地连接，所述电容C26的另一端与5V电源输出端连接，所述电容C24的正极与5V电源输出端连接。4.如权利要求2所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统，其特征在于：所述Lin信号控制单元包括Lin收发芯片U1、电阻R5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1、电容C1、信号放大芯片IC1和电容C5；电阻R5的一端与U1的LIN引脚和外部Lin输入接口连接，电阻R5的另一端与二极管D1的阴极连接；二极管的阳极分别与低压+12V电源和Lin收发芯片U1的Vbat引脚连接；电阻R1的一端连接Lin收发芯片U1的EN引脚，电阻R1的另一端分别与电容C1的一端和Lin收发芯片U1的Vcc引脚连接；电容C1另一端接地；电阻R2和电阻R3的一端与+5V电源连接，电阻R2的另一端与Lin收发芯片U1的TXD引脚连接，电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁超，沈其阳，顾海波，庄明，
申请(专利权)人：龙城电装常州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32