基于單片機的EPS驅動電路設計

當MOSFET的控制信號c（d）低電平時， Q1截止，Q2導通，電源通過Q2以及R3與C，組成的并聯電路對Qc的柵極充電，直至Qc完全導通。當Qc導通時，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，滿足IRF3205的柵極驅動（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定時器工作于多諧振蕩器模式，于引腳3產生幅值等于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，由于電容電壓不能突變，C3正極電壓為24V或接近24V，并通過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 電機驅動電路臺架試驗

根據電動轉向控制系統對穩定性和跟蹤性的需要，采用最優H二控制器編制電動轉向系統控制程序，并在汽車電動轉向試驗臺上進行臺架模擬試驗，車速信號用模擬車速傳感器發出的脈沖信號代替網。圖7為中等車速轉向助力時，測量的方向盤轉矩（T）和助力電動機電流（I）變化曲線。從圖7中可以看出，在轉向過程中，助力電動機電流隨著方向盤轉矩的變化而變化，電動機電流的變化趨勢和方向盤轉矩的變化趨勢相吻合，表明電動機的助力轉矩對方向盤轉矩有良好的跟蹤性能。轉向操作時，無助力滯后感，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

MC9S12系列16位單片機片內資源豐富，對于一般的簡單應用，只需一片單片機加少量圍電路即可。開發的直流電機電路經初步試驗，性能良好，可基本滿足電動助力系統轉向系統的需要。文中只介紹電動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，電動助力轉向系統將不僅僅局限于依據車速和扭矩這2個基本的信號進行電動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的電動助力轉向系統中可能都是要考慮的因素。