解讀汽車(chē)電子電機驅動(dòng)與電源電路 —電路圖天天讀（178）

　　汽車(chē)中電子子系統的激增導致了對小尺寸、高可靠性電源的需求，這類(lèi)電源可以在汽車(chē)環(huán)境呈現的苛刻條件下工作。LTC3115-1在汽車(chē)運行條件下，甚至當電池充電狀態(tài)或者大電流負載切換以及冷車(chē)發(fā)動(dòng)引起的電壓瞬態(tài)導致電池電壓降至低于所需輸出軌時(shí)，仍能提供穩定和良好調節的電壓，因此非常適用于汽車(chē)電源這類(lèi)應用。

　　顯示了一個(gè)5V汽車(chē)電源，該電源非常適用于發(fā)動(dòng)機控制單元以及其他關(guān)鍵功能，包括行車(chē)安全、燃料系統和動(dòng)力傳動(dòng)子系統，在這類(lèi)系統中，必須保持對處理器供電，甚至在最嚴重的輸入電壓瞬態(tài)時(shí)也沒(méi)有干擾。這類(lèi)應用采用2MHz開(kāi)關(guān)頻率，以最大限度地降低所占用的面積，并消除對AM廣播頻段的干擾。

　　能應對冷車(chē)發(fā)動(dòng)情況的5V、2MHz汽車(chē)電源

　　VCC軌為L(cháng)TC3115-1的內部電路供電，其中包括電源電路柵極驅動(dòng)器，而且該軌一般通過(guò)內部線(xiàn)性穩壓器從輸入軌供電。在這個(gè)應用中，二極管D1旁路內部線(xiàn)性穩壓器，直接從穩定的輸出電壓給VCC軌供電，以提高效率和輸出電流能力。在具備較高開(kāi)關(guān)頻率的應用中，這么做尤其有利，因為與通過(guò)內部線(xiàn)性穩壓器相比，從轉換器的輸出軌能更高效地提供更大的柵極驅動(dòng)電流。圖3顯示了這個(gè)應用電路在500mA負載、3.3V至40V輸入電壓時(shí)的效率。

　　智能車(chē)又稱(chēng)為無(wú)人駕駛汽車(chē)，屬于輪式移動(dòng)機器人的一種，是一個(gè)集環(huán)境感知、路徑規劃、自動(dòng)駕駛等多功能于一體的綜合系統。智能汽車(chē)技術(shù)將許多領(lǐng)域聯(lián)系在一起，如計算機科學(xué)、人工智能、圖像處理、模式識別和控制理論等。智能汽車(chē)與一般所說(shuō)的自動(dòng)駕駛有所不同，它更多指的是利用GPS 和智能公路技術(shù)實(shí)現的汽車(chē)自動(dòng)駕駛。這種汽車(chē)不需要人去駕駛，因為它裝有相當于人的“眼睛”、“大腦”和“腳”的電視攝像機、電子計算機和自動(dòng)操縱系統之類(lèi)的裝置，這些置都裝有非常復雜的電腦程序，所以這種汽車(chē)能和人一樣會(huì )“思考”、“判斷”、“行走”，可以自動(dòng)啟動(dòng)、加速、剎車(chē)，可以自動(dòng)繞過(guò)地面障礙物在復雜多變的情況下，能隨機應變，自動(dòng)選擇最佳方案，指揮汽車(chē)正常、順利地行駛。

　　電路系統是智能汽車(chē)硬件系統的核心，對于本硬件電路系統而言，穩定性是需要優(yōu)先保證的性能指標，畢竟跑完全程才是取得成績(jì)的前提。在此基礎上，還應當綜合考慮智能汽車(chē)的動(dòng)力性、重心及電路板的緊湊性等其他指標。

　　電機驅動(dòng)模塊

　　電機驅動(dòng)模塊為智能汽車(chē)的行駛提供動(dòng)力，它的性能直接影響到后輪電機的控制性能，包括加速、減速與制動(dòng)等性能。本文采用MOSFET 驅動(dòng)芯片加全橋驅動(dòng)方案，只需合理的選擇MOSFET驅動(dòng)芯片和功率MOSFET 以保證性能即可。電路圖如圖6 所示。

　　舵機驅動(dòng)模塊

　　舵機負責智能汽車(chē)的轉向，舵機模塊能否穩定工作直接影響到智能汽車(chē)在賽道上高速行駛時(shí)的穩定性以及轉向時(shí)的靈敏度和精確度。舵機工作原理為：舵盤(pán)角位由單片機發(fā)出的PWM 控制信號的脈寬決定，舵機內部電路通過(guò)反饋控制調節舵盤(pán)角位。由于自身即為角度閉環(huán)控制，而且性能較好，故系統中就不必考慮外加舵機閉環(huán)。舵機驅動(dòng)模塊電路如圖7 所示。舵機驅動(dòng)模塊同樣屬于功率部分，用6N137(＄0.2160)光耦進(jìn)行信號隔離。

　　智能車(chē)輛是一個(gè)涉及多領(lǐng)域的復雜的綜合系統，要達到實(shí)用的目的，還要進(jìn)一步深入下研究去，還有許多工作要做。在硬件上還需要解決因攝像頭自身精度的差異或其因外部因素丟失數據導致影響智能車(chē)正常運行的問(wèn)題，增強抗干擾能力；在軟件上，還需要進(jìn)一步優(yōu)化算法，控制系統是智能汽車(chē)的核心內容，針對智能汽車(chē)的功能需求，對智能汽車(chē)控制系統關(guān)鍵模塊進(jìn)行了研究，設計的各模塊被應用于“飛思卡爾”智能汽車(chē)中，文中各圖對智能汽車(chē)的研究具有啟發(fā)作用。