基于單片機的EPS驅動(dòng)電路設計

當MOSFET的控制信號c（d）低電平時(shí)， Q1截止，Q2導通，電源通過(guò)Q2以及R3與C，組成的并聯(lián)電路對Qc的柵極充電，直至Qc完全導通。當Qc導通時(shí)，其柵-源極電壓等于電源電壓減去Q2的集-射極飽和導通電壓，而電源電壓又等于蓄電池電壓減去1N5819二極管的正向導通電壓。所以，Qc的柵-源極電壓VGS=（Vbat-VCE-VF），當蓄電池電壓為12V，取各參數為典型值得Qc的柵-源極電壓為11.26V，滿(mǎn)足IRF3205的柵極驅動(dòng)（10V）所需的電壓

2.4 蓄電池倍壓工作電源

由于上側橋臂的MOSFET功率管的柵-源電壓必需大于22.74V，而蓄電池電壓只有12V。因此需要設計蓄電池倍壓電源，產(chǎn)生二倍于蓄電池電壓的電源電壓，提供給H橋a、b功率管的驅動(dòng)電路，保證高側MOSFET功率管能夠完全導通。

電源倍壓電路如圖6所示，NE555定時(shí)器工作于多諧振蕩器模式，于引腳3產(chǎn)生幅值等于NE555的供電電壓，頻率為1/0.7（R2+2R1）C1的矩形波。C3、C4，Dl和D2構成電荷泵電路。當NE555引腳3輸出高電平時(shí)，由于電容電壓不能突變，C3正極電壓為24V或接近24V，并通過(guò)D2向C4充電，使C4電壓為24V或接近24V。由于受電路的工作效率、二極管D1和D2上的正向電壓降以及負載能力的限制，使得系統輸出電壓低于供電電壓的2倍。

3 電機驅動(dòng)電路臺架試驗

根據電動(dòng)轉向控制系統對穩定性和跟蹤性的需要，采用最優(yōu)H二控制器編制電動(dòng)轉向系統控制程序，并在汽車(chē)電動(dòng)轉向試驗臺上進(jìn)行臺架模擬試驗，車(chē)速信號用模擬車(chē)速傳感器發(fā)出的脈沖信號代替網(wǎng)。圖7為中等車(chē)速轉向助力時(shí)，測量的方向盤(pán)轉矩（T）和助力電動(dòng)機電流（I）變化曲線(xiàn)。從圖7中可以看出，在轉向過(guò)程中，助力電動(dòng)機電流隨著(zhù)方向盤(pán)轉矩的變化而變化，電動(dòng)機電流的變化趨勢和方向盤(pán)轉矩的變化趨勢相吻合，表明電動(dòng)機的助力轉矩對方向盤(pán)轉矩有良好的跟蹤性能。轉向操作時(shí)，無(wú)助力滯后感，轉向平穩，表明轉向系統具有良好的跟蹤性能和操縱穩定性。

4 結語(yǔ)

MC9S12系列16位單片機片內資源豐富，對于一般的簡(jiǎn)單應用，只需一片單片機加少量圍電路即可。開(kāi)發(fā)的直流電機電路經(jīng)初步試驗，性能良好，可基本滿(mǎn)足電動(dòng)助力系統轉向系統的需要。文中只介紹電動(dòng)助力轉向系統硬件電路設計的基本框架，為獲取良好的控制效果，電動(dòng)助力轉向系統將不僅僅局限于依據車(chē)速和扭矩這2個(gè)基本的信號進(jìn)行電動(dòng)助力轉向系統的研制，轉向角、轉向速度、橫向加速度及前軸重力等多種信號在未來(lái)的電動(dòng)助力轉向系統中可能都是要考慮的因素。