[实用新型]一种车用永磁同步电机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车制造领域，更具体的说，本实用新型是关于汽车零部件的一种车用永磁同步电机控制器。

背景技术

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。

发明内容

本实用新型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。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型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10KHz的正弦励磁信号给旋转变压器。

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。