CN103066919A - 一种用于amt控制器的电机驱动电路 - Google Patents

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刘兆勇
张升
曹阿娜
何湘
冯宝存
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Abstract

本发明公开了一种用于AMT控制器的电机驱动电路，其特征在于：所述的驱动电路为电机供电单元连接电机驱动单元驱动电机工作；所述电机驱动单元由两颗集成有高边开关和低边开关的半桥驱动芯片和逻辑处理电路组成，通过逻辑处理电路将控制芯片输出的控制信号转换成驱动半桥的信号，控制所述半桥芯片内的高边开关或低边开关导通，进而控制电机的正转、反转、制动。本发明以较为简化的电路结构，实现对电机的工作状态和转速变化的控制。

Description

一种用于AMT控制器的电机驱动电路
技术领域
本发明涉及电控机械式自动变速器，特别涉及一种用于AMT控制器的电机驱动电路。
背景技术
电控机械式自动变速器（Automated Mechanical Transmission简称AMT）是在原有机械变速器基本结构不变的情况下，通过加装AMT控制器控制换档机构，取代原来由驾驶员完成的离合器分离与结合、摘档与挂挡以及发动机的转速同步调节等操作，最终实现自动换档。对于AMT控制器，电机驱动电路直接影响变速器的稳定性和可靠性，因此一个完善的电机驱动电路是实现换档舒适性、平顺性的重要保障。
但是，针对目前现有技术中的AMT产品，尤其是国内生产的AMT产品尚未获得成熟应用。作为AMT控制器中不可缺少的组成部分，电机驱动电路设计普遍采用分立元件组成H桥的形式。然而AMT需要实现对选档、换档、离合器三路电机的控制，若采用分立元件，需要选用12片MOSFET。并且作为安全件，在AMT控制器中，电机故障状态的检测也显得尤为重要，现有的驱动电路分立元件所占的空间较大，不利于布局和走线；而且直接通过PWM控制三路电机，不易控制电机的工作状态和转速变化。
针对上述的问题，提供一种新型的电机驱动电路，以较为简化的电路结构实现对电机的工作状态和转速变化的控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于AMT控制器的电机驱动电路，以较为简化的电路结构，实现对电机的工作状态和转速变化的控制。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种用于AMT控制器的电机驱动电路，其特征在于：所述的驱动电路为电机供电单元连接电机驱动单元驱动电机工作；所述电机驱动单元由两颗集成有高边开关和低边开关的半桥驱动芯片和逻辑处理电路组成，通过逻辑处理电路将控制芯片输出的控制信号转换成驱动半桥的信号，控制所述半桥芯片内的高边开关或低边开关导通，进而控制电机的正转、反转、制动。
所述电机驱动单元连接有电机故障检测单元。
所述电机故障检测单元经物理连接到电机驱动电路的输出端上，通过检测输出端的电压或电流检测电机的短路、断路、过流故障。
所述半桥驱动芯片设有使能引脚，当使能引脚无效时，无论控制引脚是何种状态，半桥驱动芯片内部的高边开关和低边开关均不导通。
所述逻辑处理电路设有两路电机状态控制输入和一路PWM控制输入，通过两路状态控制输入控制电机的工作状态是正转、反转还是制动。同时当电机的工作状态是正转和反转时，通过PWM控制输入可以控制电机的速度，PWM占空比越大电机转速越快。
所述电机供电单元包括电机供电电路和电源检测电路。
一种用于AMT控制器的电机驱动电路，由于采用上述的结构，本发明的优点在于：1、本发明采用的电机驱动电路，只需选用6片半桥驱动芯片组成H桥驱动三路电机，大大简化了电路设计，节省了整个AMT控制器PCB板的布局空间，易于调试、性能稳定；2、本发明采用逻辑处理电路和半桥驱动芯片共同控制的方式，易于控制电机的工作状态和转速变化；3、本发明选用的半桥驱动芯片，可全面检测电机动作前后的故障情况。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种用于AMT控制器的电机驱动电路结构示意框图；
图2为本发明一种用于AMT控制器的电机驱动电路中电机驱动单元结构示意框图；
图1-2中，1、电机供电单元；2、电机驱动单元；3、电机故障检测单元；4、电机；5、半桥驱动芯片；6、逻辑处理电路。
具体实施方式
本发明提高电控系统集成度、增强对电机运转状态的有效控制、完善电机故障检测。
如图1、图2所示，本发明包括电机供电单元1、电机驱动单元2、电机故障检测单元3。其中，电机供电单元1为整个电机驱动电路提供工作电源和电源反接保护；电机驱动单元2由两颗集成高边开关和低边开关的半桥驱动芯片5和逻辑处理电路6组成，通过逻辑处理电路6将控制芯片输出的控制信号转换成驱动半桥的信号，控制半桥驱动芯片5内的高边开关或低边开关导通，进而控制电机4的正转、反转、制动；电机故障检测单元3，经物理连接连接到电机驱动电路的输出端上，通过检测输出端的电压或电流检测电机的短路、断路、过流故障。
电机供电单元1包含电机供电电路和电源检测电路。其中，电机供电电路分别为电机驱动单元、电机故障检测单元提供工作电源和电源反接保护；电源检测电路用于检测电源的供电电压，当供电电压不在正常工作范围内，通过电机控制电路的使能引脚关闭电机驱动电路。
电机驱动单元2包含两颗集成半桥驱动芯片5组成的H桥驱动电路和逻辑处理电路6。其中，半桥驱动芯片5除具有控制内部高边开关和低边开关工作的控制引脚外，还具有使能引脚。当使能引脚无效时，无论控制引脚是何种状态，所述半桥驱动芯片内部的高边开关和低边开关均不导通。逻辑处理电路6具有两路电机状态控制输入和一路PWM控制输入。通过两路状态控制输入控制电机4的工作状态是正转、反转还是制动。同时当电机4的工作状态是正转和反转时，通过PWM控制输入可以控制电机的速度，PWM占空比越大电机转速越快。
电机故障检测单元3包含电压检测电路和电流检测电路，用于检测电机动作前后的故障状态。当电机4不动作时，通过电压检测电路和上拉控制电路检测驱动电路是否有断路、对电源短路、对地短路故障。当电机4动作时，通过电流检测电路检测电机是否有过流或短路故障。
本发明通过电机供电单元1向整个电机驱动电路提供工作电源。当供电电压不在正常工作范围内，通过半桥驱动芯片5的使能引脚关闭电机驱动电路。当系统正常供电后，开始进入工作循环。所述状态控制输入a、状态控制输入b和PWM控制输入经逻辑处理电路6，控制所述半桥驱动芯片5的使能引脚和控制引脚，确定所述半桥驱动芯片5内部高边开关和低边开关的导通情况，进而控制电机的工作状态和转速变化。电机故障检测单元3可全面检测电机4动作前后的故障状况。若在电机4动作后检测到电机故障，立即停止电机4动作，并把故障信息反馈给单片机，单片机确认故障后，记录故障码。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于AMT控制器的电机驱动电路，其特征在于：所述的驱动电路为电机供电单元（1）连接电机驱动单元（2）驱动电机（4）工作；所述电机驱动单元（2）由两颗集成有高边开关和低边开关的半桥驱动芯片（5）和逻辑处理电路（6）组成，通过逻辑处理电路（6）将控制芯片输出的控制信号转换成驱动半桥的信号，控制所述半桥芯片内的高边开关或低边开关导通，进而控制电机（4）的正转、反转、制动。
2.根据权利要求1所述的一种用于AMT控制器的电机驱动电路，其特征在于：所述电机驱动单元（2）连接有电机故障检测单元（3）。
3.根据权利要求2所述的一种用于AMT控制器的电机驱动电路，其特征在于：所述电机故障检测单元（3）经物理连接到电机驱动电路的输出端上，通过检测输出端的电压或电流检测电机的短路、断路、过流故障。
4.根据权利要求1所述的一种用于AMT控制器的电机驱动电路，其特征在于：所述的半桥驱动芯片（5）设有使能引脚，当使能引脚无效时，无论控制引脚是何种状态，半桥驱动芯片（5）内部的高边开关和低边开关均不导通。
5.根据权利要求1所述的一种用于AMT控制器的电机驱动电路，其特征在于：所述逻辑处理电路（6）设有两路电机状态控制输入和一路PWM控制输入，通过两路状态控制输入控制电机的工作状态是正转、反转还是制动。同时当电机的工作状态是正转和反转时，通过PWM控制输入可以控制电机的速度，PWM占空比越大电机转速越快。
6.根据权利要求1所述的一种用于AMT控制器的电机驱动电路，其特征在于：所述电机供电单元（1）包括电机供电电路和电源检测电路。
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