一种新能源卡车用冷却风扇控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新能源卡车用冷却风扇控制器，其原理是电源通过电源防反接电路后一路直接供给MOSFET三相桥，另一路供给后面的线性稳压器电路、预驱动电路；微控制器输出PWM信号到预驱动电路，预驱动电路将PWM信号处理后输出给MOSFET三相桥，MOSFET三相桥在PWM信号的控制下控制风扇电机的启动，电流检测电路实时反馈MOSFET三相桥母线电流给微控制器，经过FOC矢量控制算法处理后输出PWM控制信号，形成完整的闭环控制，进而使风扇电机运转。本发明专利技术通过电源防反接电路实现了防止电源正反端接反保护，同时采用了闭环控制技术有效提升了电机运行的效率和运行的平稳度，从而减少了对电能的消耗。对电能的消耗。对电能的消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源卡车用冷却风扇控制器


[0001]本技术属于新能源汽车
，具体涉及一种新能源卡车用冷却风扇控制器。

技术介绍

[0002]方波驱动电机控制器目前被广泛的应用于汽车的冷却、风扇系统。现有的新能源汽车用电池系统冷却水泵和散热风扇多采用方波驱动的控制方式，该方式采用传统的六步换向产生的噪声较大，电机运行的扭矩波动大，同时功率损耗大，运行效率低，不利于新能源汽车系统的节能和续航，大大降低了用户的体验满意度；同时传统的电机控制器集成度低，需要额外配置电流检测运放等模块，电路结构复杂，极大地降低了系统的可靠性；并且传统电机控制器的待机静态电流大，造成了很大的能源浪费；同时传统电机控制器除电流检测外无额外的对驱动电路的故障检测功能，系统安全性也大大降低。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种新能源卡车用冷却风扇控制器，能够防止电源极性接反造成对控制器的损坏、通过LIN唤醒休眠、具有极低静态功耗、采用高集成度且具备各类故障诊断功能的芯片、使用FOC矢量控制技术。
[0004]为解决上述技术问题，本技术提供了一种新能源卡车用冷却风扇控制器，包括：
[0005]微控制器、线性稳压器电路、电源防反接电路、预驱动电路、MOSFET三相桥以及电流检测电路；其中：
[0006]电源防反接电路的输入端与电源相连接，电源防反接电路的输出端分别连接线性稳压器电路、预驱动电路和MOSFET三相桥；线性稳压器电路的输出端与微控制器的电源输入端相连接；预驱动电路的输入端与微控制器的PWM信号输出端相连接，预驱动电路的PWM输出端与MOSFET三相桥的输入端相连接；MOSFET三相桥的输出端与风扇电机相连接，电流检测电路的输入端与MOSFET三相桥相连接，电流检测电路的输出端与微控制器的电流检测运放输入端相连接；
[0007]电源通过电源防反接电路后一路直接供给MOSFET三相桥作为母线电压，另一路供给线性稳压器电路、预驱动电路作为工作电源；线性稳压器电路对输入的工作电源降压稳定后供给微控制器作为工作电源；
[0008]微控制器输出PWM信号到预驱动电路，预驱动电路对PWM信号进行电平移位处理后输出给MOSFET三相桥，MOSFET三相桥在PWM信号的控制下有序的开通关断从而控制风扇电机运转，同时电流检测电路反馈MOSFET三相桥母线电流给微控制器，微控制器基于母线电流经过FOC矢量控制算法处理后输出PWM控制信号，形成完整的闭环控制以控制风扇电机运转。
[0009]可选地，所述电源防反接电路包括：电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R11，电容C7、电
容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C16，MOS管Q3，电感L1，三极管Q4，二极管D1、二极管D3、双向TVS二极管D4、和二极管D5；
[0010]电源VBAT的输出端与地GND之间分别并联电容C9、电容C10、电容C11和双向TVS二极管D4，电源VBAT的输出端还连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接MOS管Q3的S极，MOS管的S极和G极之间还连接有三极管Q4，三极管Q4的B极与E极之间连接电容C12，三极管Q4的B极串联电容R8和反接二极管D5后接地；MOS管的G极连接电阻R7后接导通电压VCP，MOS管的D极串联电阻R6和电阻R11后接地，电阻R6和电阻R11之间的电连接点连接电容C16后接地，电阻R6和电阻R11之间的电连接点还连接二极管D1；MOS管的D极还串联二极管D3后输出电压VIN，在输出电压VIN与地GND之间还并联电容C8和电容C7；
[0011]当电源正负极正常输入时，电感L1与电容C9、电容C10、电容C11构成滤波电路对电源VBAT进行滤波，经过MOS管Q3的体二极管输出至VDH端点，通过预驱动电路提供导通电压VCP 使得MOS管Q3完全导通，流过二极管D3的电压VIN经过电容C7、电容C8的滤波后输出电源；
[0012]当电源正负极反接时，电流通过二极管D5经过电阻R8流经三极管Q4的B、E极，三极管Q4导通，将MOS管Q3的G极电平拉低使得MOS管Q3处于关断状态，电压VIN端无电源输出；
[0013]同时电阻R6、电阻R11、电容C16、二极管D1构成了电压检测电路，电阻R6和电阻R11之间的电连接点作为电压VDH_AI采样点，将电压VDH_AI反馈到微控制器的A/D采样端口。
[0014]可选地，还包括：微控制器的A/D采样端口检测VDH_AI信号的电压值，当检测到当前电压出现过压或欠压时，微控制器停止工作，同时控制预驱动电路停止工作，使整个风扇控制器处于休眠状态，当检测到当前电压恢复正常时，整个风扇控制器恢复正常运行。
[0015]可选地，所述预驱动电路包括DRV8340型号的驱动芯片，所述驱动芯片检测MOSFET三相桥的母线电流，当检测到电流超过内部设定的电流阈值时，关断对MOSFET三相桥的PWM信号输出。
[0016]可选地，所述线性稳压器电路采用型号为TI的TPS7A16A
‑
Q1的线性稳压芯片。
[0017]可选地，所述电流检测电路包括：电流采样电阻R44、贴片电阻R43、贴片电阻R45和电容C35；
[0018]电阻R43、电容C35和电阻R45串联后与电流采样电阻R44并联，电流采样电阻R44与MOSFET三相桥串联，流经电流采样电阻R44的电流作为采样电流。
[0019]可选地，还包括温度检测电路，所述温度检测电路的输出端与微控制器的A/D采样输入端相连接；
[0020]所述温度检测电路用于采集当前温度并将采集的温度上传至微控制器，当温度超过设定的温度阈值时，微控制器切断对预驱动电路的PWM信号输出。
[0021]可选地，所述温度检测电路包括电阻R48、电阻R51、电容C45和NTC负温度系数电阻R52；
[0022]电阻R48串联电阻R52后接地，电阻R48和电阻R52之间的电连接点连接电阻R51和电容C45后接地，电阻R51和电容C45之间的电连接点作为电压监测点ADC_T。
[0023]与现有技术相比，本技术所达到的有益效果是：新能源卡车用冷却风扇控制器通过电源防反接电路实现了防止电源正反端接反保护，闭环控制应用使系统保持高效平稳低噪声的运转，从而显著提升运行的效率，降低电能损耗，从而有效提升了车辆的续航里
程；同时该系统通过LIN通信来唤醒休眠，并且采用了极低静态电流的稳压芯片有效保证了系统整体极低的待机功耗；同时本系统具有集成过流保护功能和各类驱动故障诊断功能的预驱动电路，可以反馈系统实时的运行状态，及时的汇报出现的各种故障，并对故障类型进行分类，有效的提升了系统的安全性。此外，本系统硬件集成度高，采用了集成有传统的电流检测运放和故障诊断等模块的芯片，有效的缩小了产品的体积，提升了系统的可靠性。
附图说明
[0024]图1为本技术的新能源卡车用冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源卡车用冷却风扇控制器，其特征是，包括：微控制器、线性稳压器电路、电源防反接电路、预驱动电路、MOSFET三相桥以及电流检测电路；其中：电源防反接电路的输入端与电源相连接，电源防反接电路的输出端分别连接线性稳压器电路、预驱动电路和MOSFET三相桥；线性稳压器电路的输出端与微控制器的电源输入端相连接；预驱动电路的输入端与微控制器的PWM信号输出端相连接，预驱动电路的PWM输出端与MOSFET三相桥的输入端相连接；MOSFET三相桥的输出端与风扇电机相连接，电流检测电路的输入端与MOSFET三相桥相连接，电流检测电路的输出端与微控制器的电流检测运放输入端相连接；电源通过电源防反接电路后一路直接供给MOSFET三相桥作为母线电压，另一路供给线性稳压器电路、预驱动电路作为工作电源；线性稳压器电路对输入的工作电源降压稳定后供给微控制器作为工作电源；微控制器输出PWM信号到预驱动电路，预驱动电路对PWM信号进行电平移位处理后输出给MOSFET三相桥，MOSFET三相桥在PWM信号的控制下有序的开通关断从而控制风扇电机运转，同时电流检测电路反馈MOSFET三相桥母线电流给微控制器，微控制器基于母线电流经过FOC矢量控制算法处理后输出PWM控制信号，形成完整的闭环控制以控制风扇电机运转。2.根据权利要求1所述的一种新能源卡车用冷却风扇控制器，其特征是，所述电源防反接电路包括：电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R11，电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C16，MOS管Q3，电感L1，三极管Q4，二极管D1、二极管D3、双向TVS二极管D4、和二极管D5；电源VBAT的输出端与地GND之间分别并联电容C9、电容C10、电容C11和双向TVS二极管D4，电源VBAT的输出端还连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接MOS管Q3的S极，MOS管的S极和G极之间还连接有三极管Q4，三极管Q4的B极与E极之间连接电容C12，三极管Q4的B极串联电容R8和反接二极管D5后接地；MOS管的G极连接电阻R7后接导通电压VCP，MOS管的D极串联电阻R6和电阻R11后接地，电阻R6和电阻R11之间的电连接点连接电容C16后接地，电阻R6和电阻R11之间的电连接点还连接二极管D1；MOS管的D极还串联二极管D3后输出电压VIN，在输出电压VIN与地GND之间还并联电容C8和电容C7；当电源正负极正常输入时，电感L1与电容C9、电容C10、电容C11构成滤波电路对电源VBAT进行滤波，经过MO...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江，陈伟，江莹旭，
申请(专利权)人：苏州新智机电工业有限公司，
类型：新型
国别省市：