一种电涡流缓速器驱动控制器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种电涡流缓速器驱动控制器及其控制方法，其中控制器包括依次电连接的控制单元、驱动电路和大电流耐高压的绝缘栅双极型晶体管ＩＧＢＴ以及ＩＧＢＴ输出栅极依次连接的整流单元、变压器Ｔ１及其电源输入；控制方法包括控制单元在电路检测正常情况下，根据输入档位控制其脉冲宽度调制ＰＷＭ输出的占空比，否则关闭输出或限制ＰＷＭ输出占空比；驱动电路接收并根据ＰＷＭ输出驱动ＩＧＢＴ输出。这种电涡流缓速器驱动控制器及其控制方法，可耐压３００Ｖ，基本杜绝在汽车上使用发生过电压失效，结合检测和保护电路可在各种异常情况下都不会使控制器自身失效，极大提高了可靠性，解决了电涡流缓速器行业电子控制方式可靠性不高的行业难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车制动设备，具体涉及。
技术介绍
中国专利技术专利“电涡流缓速器驱动控制器及其控制方法”，专利号 200510034403. 9，公开了一种电涡流缓速器驱动控制器，同其他传统电涡流缓速器驱动 控制器，采用具备各种辅助电路的智能功率模块(BTS550P)作为功率器件，但其耐压只有 40V,极容易失效，是失效率高的根本原因。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是，如何提供一种电涡流缓速器驱动控制器及其控制 方法，能更稳定、有效工作。本专利技术的第一个技术问题这样解决构建一种电涡流缓速器驱动控制器，包括控 制单元及其连接用于驱动电涡流缓速器的驱动单元，所述驱动单元包括驱动连接所述电涡 流缓速器的大电流耐高压的绝缘栅双极型晶体管IGBT及其驱动电路；所述绝缘栅双极型 晶体管IGBT输出栅极依次连接用于叠加输出电压的整流单元、变压器T1及其电源输入。按照本专利技术提供的驱动控制器，还包括与所述驱动控制器中辅助电源连接的过压 保护单元。按照本专利技术提供的驱动控制器，还包括一端连接所述驱动单元、另一端连接所述 控制单元的过电流检测电路。按照本专利技术提供的驱动控制器，所述过电流检测电路包括电流监视器U1、电流监 视器U1 二输入端对应连接两端的用于电流采样的采样电阻Rsenser、电流监视器U1输出端 与地GND之间、并联的第一分压电阻R9和稳压二极管Z1，以及电流监视器U1输出端与所述 控制单元之间的第二分压电阻R5。按照本专利技术提供的驱动控制器，所述采样电阻Rsenser位于所述驱动控制器中绝 缘栅双极型晶体管IGBT的输出栅极或另一栅极上。按照本专利技术提供的驱动控制器，还包括一端连接所述驱动单元输出端、另一端连 接所述控制单元的短路检测电路。按照本专利技术提供的驱动控制器，还包括用于检测所述绝缘栅双极型晶体管工作温 度的温度检测电路。按照本专利技术提供的驱动控制器，所述控制单元包括但不限制于是单片机、数字处 理器或可编程处理器。本专利技术的另一个技术问题这样解决构建一种电涡流缓速器驱动控制方法，采用 大电流耐高压的绝缘栅双极型晶体管IGBT及其与控制单元连接的驱动电路，包括以下步 骤所述控制单元接收或读取用户输入挡位；所述控制单元在所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的过电流检测电路、短路检测电路和 温度检测电路检测正常情况下，根据所述档位控制其脉冲宽度调制PWM输出的占空比；所述驱动电路接收并根据所述脉冲宽度调制PWM输出驱动所述绝缘栅双极型晶体管 IGBT输出。按照本专利技术提供的驱动控制方法，还包括所述控制单元根据所述过电流检测电 路、短路检测电路和温度检测电路检测异常控制其连接的所述驱动电路关闭所述绝缘栅双 极型晶体管IGBT输出或限制所述档位对应的脉冲宽度调制输出的占空比。按照本专利技术提供的驱动控制方法，还包括所述控制单元根据有拖刹信号输入或没 有速度信号输入不接收或读取用户输入挡位。本专利技术提供的电涡流缓速器驱动控制器及其控制方法，较现有技术具有以下优占.1、可耐压300V，基本可杜绝在汽车上使用发生过电压失效。2、能精确检测电流，通过控 制方法可实现过电流保护和过电流自动减小电流输出，可有效防止电涡流缓速器定子线圈 在匝间短路等异常情况不会失效。3、具备短路检测和快速短路保护功能，当输出端短路时 可以在很短时间内切断出书，可有效防止短路造成失效。4、具备温度保护功能，检测到功率 器件超温时降低输出电流，限制温度上升。5、具备以上功能的电涡流缓速器控制器可以在 任何异常都不会使控制器自身失效，极大地提高了可靠性，解决了电涡流缓速器行业电子 控制方式可靠性不高的行业难题。附图说明下面结合附图和具体实施例进一步对本专利技术进行详细说明。图1是本专利技术电涡流缓速器驱动控制器原理框图； 图2是所示控制器中控制流程示意图3是所示控制器中区别与传统区别部分的电路原理示意图。具体实施例方式结合本专利技术具体实施例对本专利技术进行说明如图1，3所示，本专利技术电涡流缓速器驱动控制器包括单片机、功率器件、功率器件驱动 电路以及各辅助电路，包括辅助电源的过压保护单元1、温度检测单元2、短路检测单元3 和驱动电路中的隔离的直流DC电源4，图3中I端、PWM端、PB1端连接所述单片机对应端 口，LOAD端连接负载，BAT端连接汽车发电机和电池。与传统电涡流缓速器相比，本专利技术创新点在于 ㈠IGBT及其驱动电路技术问题1 车载大电流设备为了安全性，一端是直接搭铁的，所以另一端需提供正电 驱动，所以功率器件必须与电源正极连接(高电位端)，由功率器件的栅极驱动电路驱动功 率器件输出正电。这种方式简称功率器件的高端栅极驱动。这种高端栅极驱动要求驱动 电压比输出电压也就是电源电压高1(T15V，所以必须解决栅极驱动电压大于供电电压的难题。目前的解决方式有两种1、在驱动芯片IR2127外围增加自举电路或充电泵电路。这种方法只适用于工作频 率较高的情况，在频率周期信号的作用下通过对电容的充放电实现栅极驱动电压短时间高 于电源电压。而缓速器需要稳定的开通或者以较低频率(lOOhz以内)开通，所以这种方式 不适用；2、在驱动芯片IR2127外围增加隔离的浮动电源，工作时该电源电压叠加到电源电 压，实现栅极电压高于电源电压。这种方式需要隔离的DC-DC模块来实现。但目前汽车级 别(耐温125°C)的DC-DC模块基本找不到，或者价格昂贵，高达几百元。本专利技术的解决方案用变压器T1及其外围分立器件实现隔离的DC电源，再叠加到 驱动芯片IR2127 (芯片U2)，实现栅极驱动电压大于电源电压的目的。因为使用了最基本 的变压器和其他电阻、电容、三极管等分立器件，只要这些器件达到汽车级别即可。这样大 大提高了该部分电路的可靠性，同时其成本也很低(10元以内)。这样该方案就成为缓速器 功率器件驱动用的最优的方案。技术问题2 电子式电涡流缓速器的功率器件一般都采用场效应管M0SFET或智能 M0SFET，该器件的特点是由于M0SFET内部结构局限，工作电流大的不可能耐压高，而耐压 高的不可能工作电流大。而目前电涡流缓速器的电子式控制方采用的这类功率器件一般都 优先选择工作电流满足要求，但其耐压一般从40疒200V不等。而在车辆载电子设备抗扰度 标准要求耐压高于200V，这样就很难实现。并且从实际使用情况看也是如此，电涡流缓速器 驱动控制器90%以上的失效都是由于过电压导致功率器件击穿。所以本专利技术的创新就是将电力电子行业常用的，工作电流大又耐高压的功率器件 IGBT应用于电涡流缓速器驱动控制器。选择耐压300V，电流400A的IGBT器件。㈡辅助电源的过压保护单元1因为原来的驱动控制器采用的功率器件耐压不高，高电压直接击穿了功率器件而短路 从而掩盖了或者间接保护了辅助电源。采用了耐压300V的功率器件后，虽然功率器件自身 不会被过电压击穿，但是该过电压会施加到驱动控制器辅助电源上。所以本专利技术的目的是在辅助电源前增加过压保护单元1，解决辅助电源的过电压 击穿问题。具体电路由三极管Q1和Q2、电阻R1、R2、R3和R4以及瞬态抑制二极管(TVS管) TV1组成。工作原理是电源电压与地GND之间电压超过一定值后，TVS管TV1击穿拉低PNP 三级管Q2基极电压，Q2导通，使P-M0SFET源极和栅极电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电涡流缓速器驱动控制器，包括控制单元及其连接用于驱动电涡流缓速器的驱动单元，其特征在于，所述驱动单元包括驱动连接所述电涡流缓速器的大电流耐高压的绝缘栅双极型晶体管及其驱动电路；所述绝缘栅双极型晶体管输出栅极依次连接用于叠加输出电压的整流单元、变压器及其电源输入。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁勇，伍中权，
申请(专利权)人：深圳市特尔佳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]