一种车用永磁同步电机控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种车用永磁同步电机控制器，目的是设置各种故障保护电路，可以对主控制器进行完备的保护，并解决主要控制部件选用问题；包括壳体及安装在壳体内的主控制器、驱动电路、传感器，所述驱动电路、传感连接主控制器，所述主控制器包括微处理器、电源模块、Ｉ／Ｏ模块、泵升限制电路、ＰＷＭ生成模块、Ａ／Ｄ模块、数字测速模块、ＣＡＮ总线通信电路、故障保护电路，Ｉ／Ｏ模块、泵升限制电路、ＰＷＭ生成模块、Ａ／Ｄ模块、数字测速模块、ＣＡＮ总线通信电路、故障保护电路与微处理器相连，电源模块为各模块供电；所述的微处理器是ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ处理器。本实用新型专利技术对主控制器进行完备的保护，各主要控制部件都选用车用级模块，保证了行车安全。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车制造领域，更具体的说，本技术是关于汽车零部件的一 种车用永磁同步电机控制器。
技术介绍
目前，电动汽车的兴起，对车用电机即车用永磁同步电机的质量要求越来越高，而 电机控制器作为电机的核心部件自然是生产厂家提高质量的重要对象之一；其中故障保护 的完备、主要部件的选用是提高产品质量的重要手段之一。中国专利局于2007年5月16日公开了一份CN1964179A号文献，名称为一种永磁 无刷电机的控制方法和装置，该装置来自整车控制器的转矩给定信号通过电流函数表转换 成给定电流信号，电流函数表是转矩给定值与电机转速的函数；给定电流与反馈电流通过 电流调节器输出占空比信号，用作脉宽调制(PWM)控制；同步PWM信号发生器根据占空比、 当前弱磁控制的换流提前角的大小以及当前电机转子位置状态，确定PWM发生顺序和发生 时刻，从而实现永磁无刷电机的弱磁控制。其缺点是对故障保护考虑不够，对主要控制部 件的选用没有明确的要求。
技术实现思路
本技术解决了现有技术存在的对故障保护考虑不够的问题，提供了一种车用 永磁同步电机控制器，设置了各种故障保护电路，可以对主控制器进行完备的保护。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是本技术包括壳体及安装 在壳体内的逆变电路、主控制器、驱动电路、传感器，所述驱动电路、传感器的一端连接主控 制器，所述驱动电路、传感器的另一端连接逆变电路，所述主控制器包括微处理器、电源模 块、I/O模块、泵升限制电路、PWM生成模块、A/D模块、数字测速模块、CAN总线通信电路、 故障保护电路，I/O模块、泵升限制电路、PWM生成模块、A/D模块、数字测速模块、CAN总 线通信电路、故障保护电路与微处理器相连，电源模块为各模块供电；所述的微处理器是 TMS320LF2407A处理器。主控制器由微处理器即DSP、电源模块、I/O模块、泵升限制电路、 PWM生成模块、A/D模块、数字测速模块、CAN总线通信电路、故障保护电路等构成；其中，微 处理器还包括JTAG下载接口、外扩RAM、晶体振荡电路以及复位电路，该部分为电机控制器 的计算单元；电源模块采用汽车级电源芯片将蓄电池的12V电压分别转换为5. 0V、3. 3V和 15V，给微处理器和逆变器模块供电，并且加入了防浪涌电路、滤波隔离、TVS保护、欠压保护 和过流保护；TMS320LF2407A的I/O接口采用引脚复用的方式，选择其中1路I/O控制散热 水泵；为了便于查找故障，设计若干控制器运行状态指示LED电路，由I/O 口驱动；当电机 减速制动时，进入发电状态，首先通过逆变器的续流二极管向大功率电解电容充电，当中间 直流回路的电压(通称泵升电压)升高到一定的限制值时，通过泵升限制电路使开关器件导 通，将电机释放的动能消耗在制动电阻上，起到保护控制器的功能。脉宽调制PWM生成模块 采用事件管理器A (EVA)中的6路PWM接口，利用比较单元和死区单元产生PWM波形，再通3过光电隔离电路输出6路PWM信号；A/D模块包括母线电压检测电路、3路电流检测电路、 2路温度检测电路，在主控芯片里集成了 16通道的10位A/D转换器，实际中用到其中的6 路；数字测速模块采用旋转变压器检测转子的位置和转速，该模块电路具备旋变信号解码 功能，加入了电源隔离和信号滤波放大措施，同时产生IOKHz的正弦励磁信号给旋转变压作为优选，所述驱动电路包括智能功率模块及与智能功率模块相连的过电压故障 检测电路、过电流故障检测电路和过热故障检测电路；所述的智能功率模块、过电压故障检 测电路、过电流故障检测电路和过热故障检测电路的一端连接逆变电路，智能功率模块、过 电压故障检测电路、过电流故障检测电路和过热故障检测电路的另一端连接主控制器。驱 动电路由智能功率模块(IPM)组成，它不仅把6个功率开关器件和驱动电路集成在一起，而 且还内藏有过电压、过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到DSP，即使发生负 载事故或使用不当，也可以保证IPM自身不受损坏。作为优选，所述CAN总线通信电路包括收发器及其信号滤波电路、光电隔离、共模 扼流圈、TVS防护和滤波电路；所述的收发器的一端通过光电隔离与车载电子设备相连，收 发器的另一端与信号滤波电路的一端相连，信号滤波电路的另一端与共模扼流圈、TVS防护 和滤波电路的一端相连，滤波电路的另一端与主控制器相连。主控制器与整车控制器采用 CAN总线通讯，由于主控芯片内置CAN控制器，而无CAN收发器，因此CAN总线通信电路包括 收发器及其信号滤波电路，为了提高抗干扰能力，加了光电隔离、共模扼流圈、TVS防护和滤 波电路。作为优选，所述传感器包括电压传感器、电流传感器、温度传感器、旋转变压器，所 述的电压传感器、电流传感器、温度传感器、旋转变压器的输入端与逆变电路相连，电压传 感器、电流传感器、温度传感器、旋转变压器的输出端与主控制器相连。传感器的输入连接 逆变电路，传感器的输出连接主控制器，为故障保护电路提供故障检测。作为优选，所述故障保护电路包括过压保护电路、过流保护电路和过温保护电路， 所述的过压保护电路、过流保护电路和过温保护电路的一端与传感器相连，过压保护电路、 过流保护电路和过温保护电路的另一端与微处理器相连。故障保护电路占据着很重要的地 位，主要作用是保护控制系统的核心部件DSP免受高电压、过电流的冲击，同时保护电机的 驱动电路免受损坏；系统的保护电路包括过压保护、过流保护和过温保护；过压保护就是 检测母线电压，如果母线电压高过系统所能承受的最大值，就发送信号给DSP芯片，DSP芯 片就会产生相应的中断，关闭相应的程序，以免系统受损，过流保护是分别检测二相电流， 如果突然有短路的地方，就立即关闭相应的程序；过温保护是利用热敏电阻来感应器件的 温度，如果温度高于某一设定值，就发出报警信号；各种故障信号通过与门相与连接到DSP 的功率中断引脚PDPINTA，以便出现故障信号时及时封锁PWM输出。本技术的有益效果是设置了各种故障保护电路，对主控制器进行完备的保 护，各主要控制部件都选用车用级模块，保证了行车安全。附图说明图1是车用永磁同步电机的一种系统原理框图；图2是本技术车用永磁同步电机控制器中的主控制器的一种电路原理框图。图中1.动力电池，2.逆变电路，3.电机，4.驱动电路，5.传感器，6.主控制器， 7. TMS320LF2407A微处理器，8. I/O模块，9.泵升限制电路，10. PWM生成模块，11. A/D 模块，12.数字测速模块，13. CAN总线通信电路，14.故障保护电路，15.电源模块。具体实施方式下面通过具体实施例，并结合附图对本技术的技术方案作进一步具体的说 明。实施例本实施例的一种车用永磁同步电机控制器，参见图1，车用永磁同步电机系统包 括动力电池1、电机3及车用永磁同步电机控制器；车用永磁同步电机控制器包括外壳及安 装在外壳内的逆变电路2、主控制器6、传感器5、驱动电路4;逆变电路2的一端连接动力电 池1，逆变电路2的另一端连接电机3 ；传感器5的输入端连接功率回路2，传感器5的输出 端连接主控制器6，驱动电路4的输入端连接主控制器6，驱动电路4的输出端连接逆变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用永磁同步电机控制器，包括壳体及安装在壳体内的逆变电路、主控制器、驱动电路、传感器，所述驱动电路、传感器的一端连接主控制器，所述驱动电路、传感器的另一端连接逆变电路，其特征在于：所述主控制器包括微处理器、电源模块、Ｉ／Ｏ模块、泵升限制电路、ＰＷＭ生成模块、Ａ／Ｄ模块、数字测速模块、ＣＡＮ总线通信电路、故障保护电路，Ｉ／Ｏ模块、泵升限制电路、ＰＷＭ生成模块、Ａ／Ｄ模块、数字测速模块、ＣＡＮ总线通信电路、故障保护电路与微处理器相连，电源模块为各模块供电；所述的微处理器是ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ处理器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈启苗，郭永斌，孙文凯，李传海，杨安志，丁勇，李书福，杨健，赵福全，
申请(专利权)人：浙江吉利汽车研究院有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]