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电动车自适应无刷直流电机控制器中MOS管解决方案

已有 423 次阅读2020-12-18 11:05 | MOS管


电动车电机控制器

       绿色环保的新能源是这个时代社会发展的主流要求,纯电动车也顺应时代发展取代混合动力车成为了社会行业经济的重点发展对象。在电动车的发展过程中,控制器、无刷直流电动机、蓄电池一直都是制约着电动车发展的重点因素。控制器是电动车电气系统的核心,其中最重要的就是无刷直流电机的控制系统。而无刷直流电动机以其功耗低、换向可靠、体积小、重量轻、输出扭矩大、调速性能佳等优点,在工业控制、医疗器械、家用电器、电动车领域有广阔的应用前景。

       因此,提高无刷直流电机和电机控制器的性能就成了优化新能源电动车的有效途径。

       2015年,Lin Cong设计出一种以DSP28335为主控制芯片的纯电动车用电机控制器硬件电路,采用模糊PI控制策略,整体电路包含功率驱动电路、逆变电路、电流采样电路、电源转换电路等。相较于目前市面上其他的电机控制器,可以迅速达到无刷直流电机的给定转速,且超调量较小,提高了系统的稳定性。

 

硬件电路总体设计

【控制器硬件组成】

电路器件参数


  • 微处理器:TMS320F28335
  • 无刷直流电机:48V/500WI<18A
  • MOS管: Vds>120VId>54A
  • MOS驱动芯片:IR2101
  • 电源转换芯片:LM317
  • DC-DC转换芯片:LM2576
  • 电流检测芯片:ACS712ELCTR-30A



功率驱动和逆变电路中MOS管的选择

A相驱动和逆变电路】

       由于无刷直流电机的额定电压为48V,额定电流小于等于18AMOS管为了避免配击穿的风险,Vds需要大于电机电压的2.5倍,Id需要大于电机电流的3倍:

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

 

       原系统中选用的是IRFB4115场效应管,也可以选用VBsemi微碧VBM1151N,其Vds=150VId=100A,在本系统中可完美替代。

 

电动车电机控制器中可选用的VBsemi MOS管型号:

VBM1151N

VBM1152N

VBM1201N

VBM1202N

VBP1151N

 

【可选用的VBsemi微碧公司型号参数】

 

控制器其他电路图

【电源转换电路】

【12V转3.3V电路】

【电流检测电路】

【霍尔传感器接口电路】



微碧半导体MOS管封装及应用

       微碧半导体企业主要产品的封装有:SOP-8 TO-220F)、TO-263TO-247TO-252TO-251SOT-23SOT-223SOT-89QFNAO3400IRF540IRF540N等系列封装产线。

【微碧部分MOS管产品封装】

       广泛应用于3C数码、安防设备、测量仪器、广电教育、家用电器、军工/航天、可穿戴设备、汽车电子、网络通信、物联网IoT、新能源、医疗电子、照明电子、智能家居、电脑主板显卡、MID\UMPC GPS、蓝牙耳机、PDVD、车载DVD、汽车音箱、液晶显示器、移动电源、手机电池(锂电池保护板)、LED电源等产品。微碧半导体有限公司以饱满的激情,拼搏务实的干劲,不断创新进取,致力于为客户群体打造出一座高效、便捷、直通、优质的服务桥梁。

 

参考文献

[1]林聪纯电动车用电机自适应控制器设计[D].广西科技大学,2015.

[2]柴海波,鄢治国,况明伟,吴建东.电动车驱动电机发展现状[J].微特电机,2013,41(04):52-57.

[3]冯翠萍永磁无刷直流电机转矩脉动抑制的控制策略研究[D].西南交通大学,2012.

[4]周涌.电动车驱动用无刷直流电动机系统的设计[J].微特电机,1997(03):7-11+30.


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