异步电机控制器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于电动汽车的异步电机控制器，以TI公司的TMS320F28035作为主控芯片，并采用管理芯片与主控芯片相互配合进行信号处理，不仅增加了外部接口的数量，而且提高了信号处理的效率，并结合检测模块的各检测单元及各传感器对直流母线电压、异步电机、功率模块、档位器、电子油门、刹车等是否存在异常情况进行检测，在提高电动汽车安全性的同时，实现异步电机在运行过程中能输出尽可能大的转矩和达到比较高的效率。的转矩和达到比较高的效率。的转矩和达到比较高的效率。

【技术实现步骤摘要】
异步电机控制器


[0001]本技术涉及一种车用配件，尤其涉及一种可用于电动车的异步电机控制器。

技术介绍

[0002]21世纪，纯电动汽车已经成为了解决燃油车辆带来的能源和环境问题的最有希望的方案之一。而电动汽车电机控制器又是纯电动汽车的核心部分，同时异步电机由于其体积小、结构简单、坚固可靠、成本低、易于维护等优点，被越来越多的厂商用做电动汽车的驱动电机。但是相对于国外，国内对于电动汽车电机控制器的研究还比较落后，很多国内电动汽车厂商都依靠从国外进口电动汽车电机控制器来组装电动汽车，而自身的研发能力不强。因此对电动汽车电机控制器的研究显得非常重要。
[0003]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本技术的技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种异步电机控制器。
[0005]为达到上述目的，本技术采用的技术方案为：一种异步电机控制器，包括控制模块、检测模块、开关电源及功率模块，检测模块、开关电源及功率模块均与控制模块连接；
[0006]控制模块包括主控芯片、管理芯片、PWM驱动电路、AD采样电路、转子位置信号解码电路、CAN总线驱动电路、EEPROM电路、比较电路、IO电路、DA转换电路、时钟电路、复位电路及JTAG电路；PWM驱动电路输入端与主控芯片的PWM输出引脚连接，输出端与功率模块连接，主控芯片通过矢量控制算法产生PWM信号，并通过PWM驱动电路对PWM信号进行放大；AD采样电路输入端与各传感器连接，输出端与主控芯片的AD模拟输入引脚连接；EEPROM电路用于故障信息的存储与读取及控制参数的存储与读取，EEPROM电路与管理芯片直接连接，故障信息及控制参数经管理芯片处理后，再通过主控芯片的McBSP接口发送给主控芯片；IO电路与管理芯片连接，输入至IO电路的外部IO信号先经管理芯片通过调用内部程序进行处理，再通过主控芯片的IO引脚传送至主控芯片；
[0007]功率模块连接在控制模块与异步电机之间，功率模块为包括多个呈阵列排布的MOS管的三相桥臂式电压型逆变器，每个桥臂并联多个MOS管；
[0008]检测模块包括档位检测单元、电子油门检测单元、刹车检测单元、转子位置传感器、相电流传感器、直流母线电流传感器、直流母线电压传感器、温度传感器一及温度传感器二；转子位置传感器用于实时检测异步电机转子位置；相电流传感器连接在功率模块和异步电机之间，用于实时检测功率模块的输出电流，反馈给控制模块；直流母线电流传感器和直流母线电压传感器用于实时检测直流母线电流和电压，反馈给主控芯片；温度传感器一用于检测功率模块的温度，温度传感器二用于检测异步电机的温度，并将检测的温度值反馈给主控芯片。
[0009]进一步地，所述转子位置信号解码电路、CAN总线驱动电路和IO电路采用光耦隔离设计。
[0010]进一步地，所述主控芯片采用TI公司型号为TMS320F26031的DSP芯片，管理芯片的型号采用中科芯集成电路股份有限公司的CKS32F103C8T6，相电流传感器和直流母线电流传感器选用melexis公司的MLX91205磁极霍尔传感器。
[0011]进一步地，所述转子位置信号解码电路基于ADI公司的RDC解码芯片和光耦进行设计，转子位置信号解码电路输入端与转子位置传感器连接，输出端与管理芯片连接。
[0012]进一步地，所述比较电路基于比较器LM2903设计，比较电路输入端与AD采样电路的输出端连接，输出端与管理芯片连接；通过比较电路检测过流、过压、过温故障，并将故障信息保存至EEPROM电路中；故障信息经管理芯片调用内部程序处理后整合成一个中断信号，再通过主控芯片的外部中断输入引脚发送给主控芯片，然后通过主控芯片内的外部中断子程序对出现故障的硬件进行实时保护。
[0013]进一步地，所述MOS管的漏极和源极间电压V
DS
最大为75V，栅极和源极之间的驱动电压V
GS
最大为20V，导通电阻R
DS
小于0.0095Ω，导通电流I
D
最大为60A。
[0014]进一步地，每个MOS管的栅极串联一个电阻R，该电阻阻值为5
‑
30Ω，在MOS管后级设有滤波电路，用于对功率模块输出的交流电压进行调节。
[0015]进一步地，上述异步电机控制器采用48V电池作为功率模块的直流母线电压输入，一主继电器串接在正直流母线上，主继电器通过主控芯片控制其通断。
[0016]本技术提供了一种用于电动汽车的异步电机控制器，以TI公司的TMS320F28035作为主控芯片，并采用管理芯片与主控芯片相互配合进行信号处理，不仅增加了外部接口的数量，而且提高了信号处理的效率，并结合检测模块的各检测单元及各传感器对直流母线电压、异步电机、功率模块、档位器、电子油门、刹车等是否存在异常情况进行检测，在提高电动汽车安全性的同时，实现异步电机在运行过程中能输出尽可能大的转矩和达到比较高的效率。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0018]图1是本技术的优选实施例的异步电机控制器的原理框图；
[0019]图2是图1中控制模块的原理框图；
[0020]图3是图1中功率模块的电路原理图；
[0021]图4是图3中A部分的放大示意图；
[0022]图5是图3中B部分的放大示意图；
[0023]图中：主控芯片11、管理芯片12、PWM驱动电路13、AD采样电路14、转子位置信号解码电路15、CAN总线驱动电路16、EEPROM电路17、比较电路18、IO电路19、DA转换电路20、时钟电路21、复位电路22、JTAG电路23、档位检测单元31、电子油门检测单元32、刹车检测单元33、转子位置传感器34、相电流传感器35、直流母线电流传感器36、直流母线电压传感器37、温度传感器一38、温度传感器二39、开关电源40、功率模块50、异步电机60、档位器71、电子油门72、刹车73。
具体实施方式
[0024]现在结合附图和实施例对本技术作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。
[0025]如图1至图5所示，本技术一优选实施例的异步电机控制器，包括控制模块、检测模块、开关电源40及功率模块50，检测模块、开关电源40及功率模块50均与控制模块连接。
[0026]控制模块包括主控芯片11、管理芯片12、PWM驱动电路13、AD采样电路14、转子位置信号解码电路15、CAN总线驱动电路16、EEPROM电路17、比较电路18、IO电路19、DA转换电路20、时钟电路21、复位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异步电机控制器，其特征在于：包括控制模块、检测模块、开关电源及功率模块，检测模块、开关电源及功率模块均与控制模块连接；控制模块包括主控芯片、管理芯片、PWM驱动电路、AD采样电路、转子位置信号解码电路、CAN总线驱动电路、EEPROM电路、比较电路、IO电路、DA转换电路、时钟电路、复位电路及JTAG电路；PWM驱动电路输入端与主控芯片的PWM输出引脚连接，输出端与功率模块连接，主控芯片通过矢量控制算法产生PWM信号，并通过PWM驱动电路对PWM信号进行放大；AD采样电路输入端与各传感器连接，输出端与主控芯片的AD模拟输入引脚连接；EEPROM电路用于故障信息的存储与读取及控制参数的存储与读取，EEPROM电路与管理芯片直接连接，故障信息及控制参数经管理芯片处理后，再通过主控芯片的McBSP接口发送给主控芯片；IO电路与管理芯片连接，输入至IO电路的外部IO信号先经管理芯片通过调用内部程序进行处理，再通过主控芯片的IO引脚传送至主控芯片；功率模块连接在控制模块与异步电机之间，功率模块为包括多个呈阵列排布的MOS管的三相桥臂式电压型逆变器，每个桥臂并联多个MOS管；检测模块包括档位检测单元、电子油门检测单元、刹车检测单元、转子位置传感器、相电流传感器、直流母线电流传感器、直流母线电压传感器、温度传感器一及温度传感器二；转子位置传感器用于实时检测异步电机转子位置；相电流传感器连接在功率模块和异步电机之间，用于实时检测功率模块的输出电流，反馈给控制模块；直流母线电流传感器和直流母线电压传感器用于实时检测直流母线电流和电压，反馈给主控芯片；温度传感器一用于检测功率模块的温度，温度传感器二用于检测异步电机的温度，并将检测的温度值反馈给主控芯片。2.根据权利要求1所述的异步电机控制器，其特征在于：所述转子位置信号解码电路、CAN总线驱动电路和IO电路采用光耦隔离设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连伟，刘振兴，
申请(专利权)人：潍坊博奥汽车配件有限公司，
类型：新型
国别省市：