電動汽車用永磁同步電機驅動控制器設計
加入技術交流群
2．2 IGBT驅動電路設計
根據IGBT驅動電路的性能要求，此處選用了HCPL316J光耦驅動電路。HCPL316J是一種IGBT門極驅動光電耦合器：其參數為：可驅動IGBT最高為150 A／1 200 V級；光學隔離，帶故障反饋輸出；16腳貼片封裝，CMOS／TTL兼容，500 ns開關速度；軟關斷技術，集成過流、欠壓保護功能；15～30 V寬電壓工作環境。
由HCPL316J構成的驅動電路如圖2所示。由于選用的Ic=600 A，HCPL316J不能夠直接驅動，故經過推挽放大后驅動IGBT。本文引用地址：http://www.104case.com/article/159272.htm
2．3 信號檢測電路設計
信號檢測電路包括母線電壓、母線電流、驅動電機三相電流、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，需經過隔離后，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際電流成比例的信號，經一階低通濾波和比例運算后，得到幅值為-1．65～1．65 V，再經偏置電路轉換為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境惡劣的場合，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相過流保護電路將采集的電流信號與預先設定的極限值進行比較，當超過極限值時，觸發故障鎖存電路。故障鎖存與清除電路中，各種故障信號相與后，經過RS觸發器，觸發PDPINTA中斷，并封鎖PWM輸出。當故障已被消除時，通過DSP可將RS觸發器復位。該電路還能保證DSP復位過程中對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。控制器利用轉子位置信息將三相電流進行坐標變換，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，便得到磁場定向d，q軸系中兩軸電壓參考值udref和uqref，通過Park逆變換，轉換為α，β軸參考電壓uαrad，uβref，經過SVPWM模塊產生控制逆變器各功率開關的開通和關斷信號。其中，主控芯片采用TMS320LF2407A，其很適合于電動機的實時控制。
電機控制程序采用前后臺系統來完成。前臺系統為中斷級程序，包括T1定時器下溢中斷服務程序，實現電機控制的核心算法和故障中斷，包括XINT1外部中斷服務程序和PDPINTA中斷服務程序，用于封鎖PWM輸出。T1定時器下溢中斷服務程序如圖4所示，故障中斷服務程序如圖5所示。
評論