電動(dòng)汽車(chē)用永磁同步電機驅動(dòng)控制器設計
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2．2 IGBT驅動(dòng)電路設計
根據IGBT驅動(dòng)電路的性能要求，此處選用了HCPL316J光耦驅動(dòng)電路。HCPL316J是一種IGBT門(mén)極驅動(dòng)光電耦合器：其參數為：可驅動(dòng)IGBT最高為150 A／1 200 V級；光學(xué)隔離，帶故障反饋輸出；16腳貼片封裝，CMOS／TTL兼容，500 ns開(kāi)關(guān)速度；軟關(guān)斷技術(shù)，集成過(guò)流、欠壓保護功能；15～30 V寬電壓工作環(huán)境。
由HCPL316J構成的驅動(dòng)電路如圖2所示。由于選用的Ic=600 A，HCPL316J不能夠直接驅動(dòng)，故經(jīng)過(guò)推挽放大后驅動(dòng)IGBT。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159272.htm
2．3 信號檢測電路設計
信號檢測電路包括母線(xiàn)電壓、母線(xiàn)電流、驅動(dòng)電機三相電流、控制器溫度、電機溫度和電機轉子位置與轉速的采樣與調理電路。除轉子位置與速度采樣電路外，其他信號均為模擬量，需經(jīng)過(guò)隔離后，調理成ADC單元可以處理的信號。
2．3．1 相電流采樣電路
采樣電路由濾波調理電路和偏移限幅電路組成。從電流傳感器輸出的與實(shí)際電流成比例的信號，經(jīng)一階低通濾波和比例運算后，得到幅值為-1．65～1．65 V，再經(jīng)偏置電路轉換為0～3．3 V。
2．3．2 位置與速度檢測電路
選用旋轉變壓器作為轉子位置傳感器，旋轉變壓器適用于工作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，具有較強的抗干擾能力。旋變／數字轉換器采用AD2S12 05，能獲取轉子的絕對位置信息。采用5 V電源供電，外接8．912 MHz的晶振。根據所選旋轉變壓器的勵磁電壓電流要求，設計勵磁環(huán)節的運算放大電路，保證接收的正余弦信號峰峰值為(3．6±36％)V。
2．3．3 故障與保護電路
W相過(guò)流保護電路將采集的電流信號與預先設定的極限值進(jìn)行比較，當超過(guò)極限值時(shí)，觸發(fā)故障鎖存電路。故障鎖存與清除電路中，各種故障信號相與后，經(jīng)過(guò)RS觸發(fā)器，觸發(fā)PDPINTA中斷，并封鎖PWM輸出。當故障已被消除時(shí)，通過(guò)DSP可將RS觸發(fā)器復位。該電路還能保證DSP復位過(guò)程中對PWM信號的封鎖。
3 控制單元軟件設計
電機控制器控制框圖如圖3所示。驅動(dòng)電機控制器采用旋轉變壓器直接獲取轉子位置和速度，采用霍爾電流傳感器直接檢測定子三相電流?？刂破骼棉D子位置信息將三相電流進(jìn)行坐標變換，得到d，q軸電流反饋值。d，q軸電流參考信號與實(shí)際值比較后，其偏差值被輸入至調節器，調節器的輸出與解耦電路輸出相加，便得到磁場(chǎng)定向d，q軸系中兩軸電壓參考值udref和uqref，通過(guò)Park逆變換，轉換為α，β軸參考電壓uαrad，uβref，經(jīng)過(guò)SVPWM模塊產(chǎn)生控制逆變器各功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷信號。其中，主控芯片采用TMS320LF2407A，其很適合于電動(dòng)機的實(shí)時(shí)控制。
電機控制程序采用前后臺系統來(lái)完成。前臺系統為中斷級程序，包括T1定時(shí)器下溢中斷服務(wù)程序，實(shí)現電機控制的核心算法和故障中斷，包括XINT1外部中斷服務(wù)程序和PDPINTA中斷服務(wù)程序，用于封鎖PWM輸出。T1定時(shí)器下溢中斷服務(wù)程序如圖4所示，故障中斷服務(wù)程序如圖5所示。
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