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電動(dòng)車(chē)自適應無(wú)刷直流電機控制器中MOS管解決方案

已有 678 次閱讀2020-12-18 11:05 | MOS管


電動(dòng)車(chē)電機控制器

       綠色環(huán)保的新能源是這個(gè)時(shí)代社會(huì )發(fā)展的主流要求,純電動(dòng)車(chē)也順應時(shí)代發(fā)展取代混合動(dòng)力車(chē)成為了社會(huì )行業(yè)經(jīng)濟的重點(diǎn)發(fā)展對象。在電動(dòng)車(chē)的發(fā)展過(guò)程中,控制器、無(wú)刷直流電動(dòng)機、蓄電池一直都是制約著(zhù)電動(dòng)車(chē)發(fā)展的重點(diǎn)因素?刂破魇请妱(dòng)車(chē)電氣系統的核心,其中最重要的就是無(wú)刷直流電機的控制系統。而無(wú)刷直流電動(dòng)機以其功耗低、換向可靠、體積小、重量輕、輸出扭矩大、調速性能佳等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)控制、醫療器械、家用電器、電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域有廣闊的應用前景。

       因此,提高無(wú)刷直流電機和電機控制器的性能就成了優(yōu)化新能源電動(dòng)車(chē)的有效途徑。

       2015年,Lin Cong設計出一種以DSP28335為主控制芯片的純電動(dòng)車(chē)用電機控制器硬件電路,采用模糊PI控制策略,整體電路包含功率驅動(dòng)電路、逆變電路、電流采樣電路、電源轉換電路等。相較于目前市面上其他的電機控制器,可以迅速達到無(wú)刷直流電機的給定轉速,且超調量較小,提高了系統的穩定性。

 

硬件電路總體設計

【控制器硬件組成】

電路器件參數


  • 微處理器:TMS320F28335
  • 無(wú)刷直流電機:48V/500W,I<18A
  • MOS管: Vds>120V,Id>54A
  • MOS驅動(dòng)芯片:IR2101
  • 電源轉換芯片:LM317
  • DC-DC轉換芯片:LM2576
  • 電流檢測芯片:ACS712ELCTR-30A



功率驅動(dòng)和逆變電路中MOS管的選擇

A相驅動(dòng)和逆變電路】

       由于無(wú)刷直流電機的額定電壓為48V,額定電流小于等于18A,MOS管為了避免配擊穿的風(fēng)險,Vds需要大于電機電壓的2.5倍,Id需要大于電機電流的3倍:

  • MOSFET的耐壓Vds>120V
  • MOSFET的耐流Id>54A

 

       原系統中選用的是IRFB4115場(chǎng)效應管,也可以選用VBsemi微碧VBM1151N,其Vds=150V,Id=100A,在本系統中可完美替代。

 

電動(dòng)車(chē)電機控制器中可選用的VBsemi MOS管型號:

VBM1151N

VBM1152N

VBM1201N

VBM1202N

VBP1151N

 

【可選用的VBsemi微碧公司型號參數】

 

控制器其他電路圖

【電源轉換電路】

【12V轉3.3V電路】

【電流檢測電路】

【霍爾傳感器接口電路】



微碧半導體MOS管封裝及應用

       微碧半導體企業(yè)主要產(chǎn)品的封裝有:SOP-8 、TO-220F)、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN、AO3400、IRF540、IRF540N等系列封裝產(chǎn)線(xiàn)。

【微碧部分MOS管產(chǎn)品封裝】

       廣泛應用于3C數碼、安防設備、測量?jì)x器、廣電教育、家用電器、軍工/航天、可穿戴設備、汽車(chē)電子、網(wǎng)絡(luò )通信、物聯(lián)網(wǎng)IoT、新能源、醫療電子、照明電子、智能家居、電腦主板顯卡、MID\UMPC 、GPS、藍牙耳機、PDVD、車(chē)載DVD、汽車(chē)音箱、液晶顯示器、移動(dòng)電源、手機電池(鋰電池保護板)、LED電源等產(chǎn)品。微碧半導體有限公司以飽滿(mǎn)的激情,拼搏務(wù)實(shí)的干勁,不斷創(chuàng )新進(jìn)取,致力于為客戶(hù)群體打造出一座高效、便捷、直通、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)橋梁。

 

參考文獻

[1]林聰純電動(dòng)車(chē)用電機自適應控制器設計[D].廣西科技大學(xué),2015.

[2]柴海波,鄢治國,況明偉,吳建東.電動(dòng)車(chē)驅動(dòng)電機發(fā)展現狀[J].微特電機,2013,41(04):52-57.

[3]馮翠萍永磁無(wú)刷直流電機轉矩脈動(dòng)抑制的控制策略研究[D].西南交通大學(xué),2012.

[4]周涌.電動(dòng)車(chē)驅動(dòng)用無(wú)刷直流電動(dòng)機系統的設計[J].微特電機,1997(03):7-11+30.

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