CN108809200A - 电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车空调领域,涉及一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,包括微处理器(MCU)、通信模块、电源模块、电流采集模块和功率驱动模块,通过将IGBT管和用于驱动IGBT管的IGBT驱动模块封装为功率驱动模块(即IPM),使用一个IPM即可实现对电动汽车空调压缩机永磁同步电机的功率驱动控制,此IPM具有信号隔离功能无需额外隔离芯片,大大减小了元器件占用的空间体积,使结构设计的复杂度大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及汽车空调领域,具体而言,涉及一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统。
背景技术
电动汽车电动空调系统是一种直接依靠电动机驱动的辅助系统,代表着未来新型汽车空调技术的发展方向。
随着新能源汽车产业的兴起和人们生活质量的提高,人们对新能源汽车的可靠性、舒适性和节能环保等性能提出了更高的要求,而电动汽车空调的好坏是决定乘车舒适性的重要因素之一。
传统电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动电路系统大多采用分立元器件进行搭建,一方面会造成产品的体积较大,另一方面造成结构复杂成本提升等。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,以解决传统电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动电路系统大多采用分立元器件进行搭建,一方面会造成产品的体积较大,另一方面造成结构复杂成本提升的问题。
为了实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
本发明提供了一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,包括
微处理器,所述微处理器中内设A/D转换器;
通信模块,用于对ECU发送的信号进行解析并传输给微处理器;
电源模块,用于为驱动电路提供电源;
电流采集模块,用于采集永磁同步电机U、V、W三相的电流,并进行放大、转换为微处理器中A/D转换器可识别的信号;和
功率驱动模块,用于逆变频率可调的交流电,所述功率驱动模块包括IPM芯片;
所述功率驱动模块包括封装为一体的若干个IGBT管和用于驱动IGBT管的IGBT驱动模块,所述IGBT驱动模块包括HVIC驱动模块和LVIC驱动模块;
所述微处理器通过通信模块与ECU通讯,并向功率驱动模块发送控制信号,同时接收电流采集模块的信号,
其中HVIC驱动模块驱动的IGBT管与PMSM电连接,LVIC驱动模块驱动的IGBT管与电流采集模块电连接。
所述通信模块包括Lin信号控制单元和Lin通信隔离模块,所述Lin信号控制单元将ECU发过来的信号进行解析和转换,并将转换的信号通过Lin通信隔离模块发送给微处理器。
为了满足各芯片对电压的要求,所述电源模块包括直流高压转换模块和直流低压转换模块,所述直流高压转换模块包括电压转换芯片U5,二极管D3、二极管D5、二极管D6、电阻R7、电阻R11、电阻R12、电阻R18、电阻R23、电容C14、电容C16、电容C17、电容C20、电容C21、电容C10、电容C3、电感L3和电感L4,所述+350V电源与二极管D6正极连接,二极管D6的负极与电阻R18连接,电阻R18与电阻R23串联后分别与电容C21的一端和电感L4的一端连接,所述电容C21的另一端串联电容C20,所述电容C20与PE地连接,电感L4的另一端分别与电容C16的一端和电压转换芯片U5的引脚D连接,所述电容C16的另一端串联电容C17,电容C17与PE地连接,所述电压转换芯片U5的引脚BP通过电容C14与电压转换芯片U5的引脚S1连接,所述电压转换芯片U5的引脚FB分别与电阻R12和R11的一端连接,所述电阻R12的另一端与电压转换芯片U5的引脚S1连接,所述电阻R11的另一端与电容C10的一端和二极管D3的负极连接,所述电容C10的另一端与二极管D5的负极连接,二极管D5的正极与PE地连接,所述二极管D3的正极与输出电压端连接,输出电压端分别与电容C3的正极、电阻R7和电感L3的一端连接,电容C3的负极与PE地连接,电阻R7的另一端与PE地连接,电感L3的另一端与二极管D5的负极连接,所述电压转换芯片U5的引脚引脚S1、S2、S7和S8与二极管D5的负极连接;
所述直流低压转换模块包括电压转换芯片U3、二极管D8、电容C27、电容C28、电容C30、电容C31、电容C24、电容C26和电阻R31,所述直流高压转换模块的输出电压端与二极管D8的正极连接,二极管D8的负极分别与电压转换芯片U3的Vcc引脚、电容C27和电容C28的一端连接,电容C27和电容C28的另一端并联后分别与电容C30、电容C31的一端和PE地连接,所述电容C30另一端与电压转换芯片U3的Vz引脚连接,所述电容C31的另一端与电压转换芯片U3的Ct引脚连接,电压转换芯片U3的Si引脚与电压转换芯片U3的Vout引脚连接,Vout引脚连接与5V电源输出端连接,电压转换芯片U3的Re引脚通过电阻R31与5V电源输出端连接,电压转换芯片U3的GND引脚分别与电容C26的一端、电容C24的负极和PE地连接,所述电容C26的另一端与5V电源输出端连接,所述电容C24的正极与5V电源输出端连接。
具体地,所述Lin信号控制单元包括Lin收发芯片U1、电阻R5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1、电容C1、、信号放大芯片IC1和电容C5;电阻R5的一端与U1的LIN引脚和外部Lin输入接口连接,电阻R5的另一端与二极管D1的阴极连接;二极管的阳极分别与低压+12V电源和Lin收发芯片U1的Vbat引脚连接;电阻R1的一端连接Lin收发芯片U1的EN引脚,电阻R1的另一端分别与电容C1的一端和Lin收发芯片U1的Vcc引脚连接;电容C1另一端接地;电阻R2和电阻R3的一端与+5V电源连接,电阻R2的另一端与Lin收发芯片U1的TXD引脚连接,电阻R3的另一端与Lin收发芯片U1的RXD引脚连接;
所述Lin收发芯片U1的RXD引脚与信号放大芯片IC1的1A引脚连接,所述信号放大芯片IC1的Vcc引脚分别与+5V电源和电容C5的一端连接,电容C5的另一端接地;
所述Lin通信隔离模块包括隔离芯片IC3、隔离芯片IC4、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16,所述信号放大芯片IC1的1Y引脚通过电阻R15与隔离芯片IC3的引脚1连接,隔离芯片IC3的引脚3接地,隔离芯片IC3的引脚6与电源连接,电源通过电阻R14与隔离芯片IC3的引脚5连接与微处理器连接;
所述隔离芯片IC4的引脚5与Lin收发芯片U1的TXD引脚连接,+5V电源分别与隔离芯片IC4的引脚6和通过电阻R14与隔离芯片IC4的引脚5连接,隔离芯片IC4的引脚3与微处理器连接连接。
具体地,所述Lin收发芯片U1的内部集成了低压DC-DC转换模块同时还具有Lin信号收发的功能,这样与传统的实现方法相比较,节省了一颗IC芯片。
具体地,所述HVIC驱动模块驱动内置高电压电平转换电路,用于将脉宽调制信号直接传送到DIP-SPM的指定高端IGBT栅极电路。
为了使得系统设计进一步简化,所述高电压电平转换电路采用无光耦接口。
具体地,所述功率驱动模块内部集成故障硬件保护电路,在电源欠压的情况下能够中断IGBT的工作。
具体地,所述功率驱动模块内部还集成驱动HVIC驱动模块所用的二极管。
具体地,所述电流采集模块为三相电流采集模块,所述三相电流采集模块包括A相电流采集模块、B相电流采集模块、C相电流采集模块和运算放大芯片,
所述A相电流采集模块包括电容C2、电容C12、电容C6、电容C7、电阻R10、电阻R4、电阻R8、电阻R9和与IPM芯片的NU引脚连接连接的电阻R6,电阻R6另一端与运算放大芯片的引脚3连接,所述电阻R4、电阻R8和电容C6的一端分别与运算放大芯片的引脚3连接,电阻R4的另一端与5V电源连接,电阻R8的另一端与PE地连接,电容C6的另一端分别与电阻R10的一端、电容C12的一端、电阻R9的一端和运算放大芯片的引脚2连接,所述电阻R10的另一端接PE地,所述电容C12的另一端与运算放大芯片的输出引脚1连接,所述电阻R9的另一端与运算放大芯片的输出引脚1连接,所述运算放大芯片的输出引脚1与电容C7的一端连接,电容C7另一端接PE地,5V电源分别与运算放大芯片的输出引脚4和电容C2的一端连接,所述电容C2的另一端接PE地,运算放大芯片的输出引脚11接PE地;
所述B相电流采集模块包括电容C22、电容C18、电容C19、电阻R17、电阻R18、电阻R22、电阻R24和与IPM芯片的NV引脚连接连接的电阻R19,所述电阻R19的另一端与运算放大芯片的引脚5连接,所述电阻R17、电阻R20和电容C18的一端分别与运算放大芯片的引脚5连接,电阻R17的另一端与5V电源连接,电阻20的另一端与PE地连接,电容C18的另一端分别与电阻R24的一端、电容C22的一端、电阻R22的一端和运算放大芯片的引脚6连接,所述电阻R24的另一端接PE地,所述电容C22的另一端与运算放大芯片的输出引脚7连接,所述电阻R22的另一端与运算放大芯片的输出引脚7连接,所述运算放大芯片的输出引脚7与电容C19的一端连接,电容C19另一端接PE地;
所述C相电流采集模块包括电容C29、电容C32、电容C34、电阻R35、电阻R33、电阻R34、电阻R29和与IPM芯片的NW引脚连接连接的电阻R30,所述电阻R30的另一端与运算放大芯片的引脚12连接,所述电阻R29、电阻R33和电容C29的一端分别与运算放大芯片的引脚12连接,电阻R29的另一端与5V电源连接,电阻33的另一端与PE地连接,电容C29的另一端分别与电阻R35的一端、电容C34的一端、电阻R34的一端和运算放大芯片的引脚13连接,所述电阻R35的另一端接PE地,所述电容C34的另一端与运算放大芯片的输出引脚14连接,所述电阻R34的另一端与运算放大芯片的输出引脚14连接,所述运算放大芯片的输出引脚14与电容C32的一端连接,电容C32另一端接PE地。
相对于现有技术,本发明实施例具有以下有益效果:
本发明实施例提供了一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,提出一种相对简单的电路结构,
使用的Lin收发芯片U1同时具有低压DC-DC转换功能,无需再次添加DC-DC电压转换模块,减小了PCB板的体积变小,结构简单;
将IGBT管和用于驱动IGBT管的IGBT驱动模块封装为功率驱动模块(即IPM),使用一个IPM即可实现对电动汽车空调压缩机永磁同步电机的功率驱动控制,此IPM具有信号隔离功能无需额外隔离芯片,大大减小了元器件占用的空间体积,使结构设计的复杂度大大降低;
使用直流高压转换模块对高压进行转换,与传统采用变压器电压转换电路相比,具有静态电流小,电磁噪声小,电磁兼容性(即EMC)性能更好;
电动汽车空调压缩机通信接口需和整车的通信模块进行连接,通信电路采用光耦隔离,可在输入信号异常时保护控制芯片不被烧坏;
整套系统增加控制器的适用性,降低实现相同功能时控制器的制造成本,同时也减小产品结构的复杂度并降低了成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明提供的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统的系统图;
图2是Lin信号控制单元的电路图;
图3是Lin通信隔离模块的电路图;
图4是直流高压转换模块的电路图;
图5直流低压转换模块的电路图;
图6是电流采集模块的电路图;
图7是功率驱动模块的内部电路图;
图8是功率驱动模块的外围连接电路图;
图9是微处理器的外围连接电路图;
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例
请参阅图1和9,本发明实施例提供了一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,包括微处理器(MCU)、通信模块、电源模块、三相电流采集模块和功率驱动模块,所述微处理器中内设A/D转换器;通信模块用于对ECU(汽车总控制单元)发送的信号进行解析并传输给微处理器;电源模块用于为驱动电路提供电源;三相电流采集模块用于采集永磁同步电机U、V、W三相的电流,并进行放大、转换为微处理器中A/D转换器可识别的信号;功率驱动模块用于逆变频率可调的交流电;所述功率驱动模块包括封装为一体的6个IGBT管和用于驱动IGBT管的IGBT驱动模块,所述IGBT驱动模块包括3个HVIC驱动模块和3个LVIC驱动模块;所述微处理器通过通信模块与ECU通讯,并向功率驱动模块发送控制信号,同时接收三相电流采集模块的信号,其中HVIC驱动模块驱动的IGBT管与PMSM电连接,LVIC驱动模块驱动的IGBT管与三相电流采集模块电连接用于采集永磁同步电机U、V、W三相的电流,三相电流采集模块包括IPM芯片。
其中功率驱动单元为IPM模块(Intelligent Power Module),即智能功率模块,PMSM全称为permanent magnet synchronous motor,即永磁同步电机,HVIC为高压栅极驱动集成电路,LVIC为低压栅极驱动集成电路,IGBT为绝缘栅双极型晶体管芯片,功率驱动模块。
作为优先,请参阅图2和图3,通信模块包括Lin信号控制单元和Lin通信隔离模块,Lin信号控制单元将ECU发过来的信号进行解析和转换,并将转换的信号通过Lin通信隔离模块发送给微处理器。
作为优先,所述电源模块包括直流高压转换模块和直流低压转换模块。
请参阅图2和图3,Lin信号控制单元包括Lin收发芯片U1、电阻R5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1、电容C1、信号放大芯片IC1和电容C5;电阻R5的一端与U1的LIN引脚和外部Lin输入接口连接,电阻R5的另一端与二极管D1的阴极连接;二极管的阳极分别与低压+12V电源和Lin收发芯片U1的Vbat引脚连接;电阻R1的一端连接Lin收发芯片U1的EN引脚,电阻R1的另一端分别与电容C1的一端和Lin收发芯片U1的Vcc引脚连接;电容C1另一端接地;电阻R2和电阻R3的一端与+5V电源连接,电阻R2的另一端与Lin收发芯片U1的TXD引脚连接,电阻R3的另一端与Lin收发芯片U1的RXD引脚连接;Lin收发芯片U1的RXD引脚与信号放大芯片IC1的1A引脚连接,所述信号放大芯片IC1的Vcc引脚分别与+5V电源和电容C5的一端连接,电容C5的另一端接地;Lin通信隔离模块包括隔离芯片IC3、隔离芯片IC4、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16,信号放大芯片IC1的1Y引脚通过电阻R15与隔离芯片IC3的引脚1连接,隔离芯片IC3的引脚3接地,隔离芯片IC3的引脚6与电源连接,电源通过电阻R14与隔离芯片IC3的引脚5连接与微处理器连接;所述隔离芯片IC4的引脚5与Lin收发芯片U1的TXD引脚连接,+5V电源分别与隔离芯片IC4的引脚6和通过电阻R14与隔离芯片IC4的引脚5连接,隔离芯片IC4的引脚3与微处理器连接连接。
其中所述Lin收发芯片U1的内部集成了低压DC-DC转换模块同时还具有Lin信号收发的功能,这样与传统的实现方法相比较,节省了一颗IC芯片。
请参阅图4,直流高压转换模块包括电压转换芯片U5,二极管D3、二极管D5、二极管D6、电阻R7、电阻R11、电阻R12、电阻R18、电阻R23、电容C14、电容C16、电容C17、电容C20、电容C21、电容C10、电容C3、电感L3和电感L4,所述+350V电源与二极管D6正极连接,二极管D6的负极与电阻R18连接,电阻R18与电阻R23串联后分别与电容C21的一端和电感L4的一端连接,所述电容C21的另一端串联电容C20,所述电容C20与PE地连接,电感L4的另一端分别与电容C16的一端和电压转换芯片U5的引脚D连接,所述电容C16的另一端串联电容C17,电容C17与PE地连接,所述电压转换芯片U5的引脚BP通过电容C14与电压转换芯片U5的引脚S1连接,所述电压转换芯片U5的引脚FB分别与电阻R12和R11的一端连接,所述电阻R12的另一端与电压转换芯片U5的引脚S1连接,所述电阻R11的另一端与电容C10的一端和二极管D3的负极连接,所述电容C10的另一端与二极管D5的负极连接,二极管D5的正极与PE地连接,所述二极管D3的正极与输出电压端连接,输出电压端分别与电容C3的正极、电阻R7和电感L3的一端连接,电容C3的负极与PE地连接,电阻R7的另一端与PE地连接,电感L3的另一端与二极管D5的负极连接,所述电压转换芯片U5的引脚引脚S1、S2、S7和S8与二极管D5的负极连接,其他系统大多采用带有变压器的升压电路,本系统提出一种采用IC芯片进行电压转换的模块,优点是静态电流低,电磁噪声小,EMC性能较好,请参阅图5,直流低压转换模块包括电压转换芯片U3、二极管D8、电容C27、电容C28、电容C30、电容C31、电容C24、电容C26和电阻R31,所述直流高压转换模块的输出电压端与二极管D8的正极连接,二极管D8的负极分别与电压转换芯片U3的Vcc引脚、电容C27和电容C28的一端连接,电容C27和电容C28的另一端并联后分别与电容C30、电容C31的一端和PE地连接,所述电容C30另一端与电压转换芯片U3的Vz引脚连接,所述电容C31的另一端与电压转换芯片U3的Ct引脚连接,电压转换芯片U3的Si引脚与电压转换芯片U3的Vout引脚连接,Vout引脚连接与5V电源输出端连接,电压转换芯片U3的Re引脚通过电阻R31与5V电源输出端连接,电压转换芯片U3的GND引脚分别与电容C26的一端、电容C24的负极和PE地连接,所述电容C26的另一端与5V电源输出端连接,所述电容C24的正极与5V电源输出端连接。
请参阅图6,电流采样模块,主要功能是采集PMSM电机U、V、W三相的电流,并进行放大,转换为MCU中ADC转换器可以识别的信号,其中放大倍数A=R9/R10,电流采集模块为三相电流采集模块,三相电流采集模块包括A相电流采集模块、B相电流采集模块、C相电流采集模块和运算放大芯片,A相电流采集模块包括电容C2、电容C12、电容C6、电容C7、电阻R10、电阻R4、电阻R8、电阻R9和与IPM芯片的NU引脚连接连接的电阻R6,电阻R6另一端与运算放大芯片的引脚3连接,所述电阻R4、电阻R8和电容C6的一端分别与运算放大芯片的引脚3连接,电阻R4的另一端与5V电源连接,电阻R8的另一端与PE地连接,电容C6的另一端分别与电阻R10的一端、电容C12的一端、电阻R9的一端和运算放大芯片的引脚2连接,所述电阻R10的另一端接PE地,所述电容C12的另一端与运算放大芯片的输出引脚1连接,所述电阻R9的另一端与运算放大芯片的输出引脚1连接,所述运算放大芯片的输出引脚1与电容C7的一端连接,电容C7另一端接PE地,5V电源分别与运算放大芯片的输出引脚4和电容C2的一端连接,所述电容C2的另一端接PE地,运算放大芯片的输出引脚11接PE地;B相电流采集模块包括电容C22、电容C18、电容C19、电阻R17、电阻R18、电阻R22、电阻R24和与IPM芯片的NV引脚连接连接的电阻R19,所述电阻R19的另一端与运算放大芯片的引脚5连接,所述电阻R17、电阻R20和电容C18的一端分别与运算放大芯片的引脚5连接,电阻R17的另一端与5V电源连接,电阻20的另一端与PE地连接,电容C18的另一端分别与电阻R24的一端、电容C22的一端、电阻R22的一端和运算放大芯片的引脚6连接,所述电阻R24的另一端接PE地,所述电容C22的另一端与运算放大芯片的输出引脚7连接,所述电阻R22的另一端与运算放大芯片的输出引脚7连接,所述运算放大芯片的输出引脚7与电容C19的一端连接,电容C19另一端接PE地;C相电流采集模块包括电容C29、电容C32、电容C34、电阻R35、电阻R33、电阻R34、电阻R29和与IPM芯片的NW引脚连接连接的电阻R30,所述电阻R30的另一端与运算放大芯片的引脚12连接,所述电阻R29、电阻R33和电容C29的一端分别与运算放大芯片的引脚12连接,电阻R29的另一端与5V电源连接,电阻33的另一端与PE地连接,电容C29的另一端分别与电阻R35的一端、电容C34的一端、电阻R34的一端和运算放大芯片的引脚13连接,所述电阻R35的另一端接PE地,所述电容C34的另一端与运算放大芯片的输出引脚14连接,所述电阻R34的另一端与运算放大芯片的输出引脚14连接,所述运算放大芯片的输出引脚14与电容C32的一端连接,电容C32另一端接PE地。
其中电压转换芯片U3为L4949芯片,电压转换芯片U5为S32K144芯片,运算放大芯片为AD8604芯片,信号放大芯片IC1为TC74VHC14f芯片,隔离芯片IC3和隔离芯片IC4为TLX9304芯片,Lin收发芯片U1为TJA1028T芯片。
请参阅图7和8,所述功率驱动模块IPM,传统新能源电动压缩机系统大多采用分立元器件进行搭建,其中分立器件包括6个IGBT,6个IGBT驱动,光耦隔离等,一方面造成控制板体积大,另一方面造成结构设计复杂,成本上升。而IPM内部包含6个IGBT管、IGBT驱动模块(HVIC,LVIC),并且HVIC内置高电压电平转换功能,这样可以将共地参考的脉宽调制(PWM)信号直接传送到DIP-SPM的指定高端IGBT栅极电路。该电平转换技术允许无光耦接口,使得系统设计进一步简化。除此之外,内部自带故障硬件保护(UVLO)保护功能在控制电源欠压的情况下能够中断IGBT的工作,内部还集成了驱动上桥IGBT泵升电路所用的二极管。
在上电后,控制器首先进行自检,检测直流高压(+110V~+420V)与低压(+9V~+16V)的电压是否在正常范围之内、检测IPM是否过温(<120℃)、驱动电压是否不足(<12V),如果不在正常范围之内则停止输出电机驱动控制信号;各个故障检测完毕并且正常的情况下,判断Lin信号指令,判断发送指令是否在正常调速范围之内,正常调速范围(1000rpm~6000rpm),如果Lin接收到的指令小于1000rpm则控制器输出1000rpm,如果Lin接收到的指令大于6000rpm则控制器输出6000rpm,运行过程中实时监测电机运行时的各相电流与IPM温度值。
在控制信号输入端接入Lin通信信号时,Lin收发器将外部的信号转换之后经光耦隔离芯片将接收到的通信信号传输给MCU的Lin控制器。MCU将接收到的信号进行解析,识别Lin信号指令中对应的压缩机的转速信号,之后MCU会根据识别出的转速信号对IPM输出一定的驱动信号控制PMSM电机的运转。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于:包括
微处理器,所述微处理器中内设A/D转换器;
通信模块,用于对ECU发送的信号进行解析并传输给微处理器;
电源模块,用于为驱动电路提供电源;
电流采集模块,用于采集永磁同步电机U、V、W三相的电流,并进行放大、转换为微处理器中A/D转换器可识别的信号;和
功率驱动模块,用于逆变频率可调的交流电,所述功率驱动模块包括IPM芯片;
所述功率驱动模块包括封装为一体的若干个IGBT管和用于驱动IGBT管的IGBT驱动模块,所述IGBT驱动模块包括HVIC驱动模块和LVIC驱动模块;
所述微处理器通过通信模块与ECU通讯,并向功率驱动模块发送控制信号,同时接收电流采集模块的信号,
其中HVIC驱动模块驱动的IGBT管与PMSM电连接,LVIC驱动模块驱动的IGBT管与电流采集模块电连接。
2.如权利要求1所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于,
所述通信模块包括Lin信号控制单元和Lin通信隔离模块,所述Lin信号控制单元将ECU发过来的信号进行解析和转换,并将转换的信号通过Lin通信隔离模块发送给微处理器。
3.如权利要求1所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于,
所述电源模块包括直流高压转换模块和直流低压转换模块,
所述直流高压转换模块包括电压转换芯片U5,二极管D3、二极管D5、二极管D6、电阻R7、电阻R11、电阻R12、电阻R18、电阻R23、电容C14、电容C16、电容C17、电容C20、电容C21、电容C10、电容C3、电感L3和电感L4,所述+350V电源与二极管D6正极连接,二极管D6的负极与电阻R18连接,电阻R18与电阻R23串联后分别与电容C21的一端和电感L4的一端连接,所述电容C21的另一端串联电容C20,所述电容C20与PE地连接,电感L4的另一端分别与电容C16的一端和电压转换芯片U5的引脚D连接,所述电容C16的另一端串联电容C17,电容C17与PE地连接,所述电压转换芯片U5的引脚BP通过电容C14与电压转换芯片U5的引脚S1连接,所述电压转换芯片U5的引脚FB分别与电阻R12和R11的一端连接,所述电阻R12的另一端与电压转换芯片U5的引脚S1连接,所述电阻R11的另一端与电容C10的一端和二极管D3的负极连接,所述电容C10的另一端与二极管D5的负极连接,二极管D5的正极与PE地连接,所述二极管D3的正极与输出电压端连接,输出电压端分别与电容C3的正极、电阻R7和电感L3的一端连接,电容C3的负极与PE地连接,电阻R7的另一端与PE地连接,电感L3的另一端与二极管D5的负极连接,所述电压转换芯片U5的引脚引脚S1、S2、S7和S8与二极管D5的负极连接;
所述直流低压转换模块包括电压转换芯片U3、二极管D8、电容C27、电容C28、电容C30、电容C31、电容C24、电容C26和电阻R31,所述直流高压转换模块的输出电压端与二极管D8的正极连接,二极管D8的负极分别与电压转换芯片U3的Vcc引脚、电容C27和电容C28的一端连接,电容C27和电容C28的另一端并联后分别与电容C30、电容C31的一端和PE地连接,所述电容C30另一端与电压转换芯片U3的Vz引脚连接,所述电容C31的另一端与电压转换芯片U3的Ct引脚连接,电压转换芯片U3的Si引脚与电压转换芯片U3的Vout引脚连接,Vout引脚连接与5V电源输出端连接,电压转换芯片U3的Re引脚通过电阻R31与5V电源输出端连接,电压转换芯片U3的GND引脚分别与电容C26的一端、电容C24的负极和PE地连接,所述电容C26的另一端与5V电源输出端连接,所述电容C24的正极与5V电源输出端连接。
4.如权利要求2所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于:
所述Lin信号控制单元包括Lin收发芯片U1、电阻R5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1、电容C1、信号放大芯片IC1和电容C5;电阻R5的一端与U1的LIN引脚和外部Lin输入接口连接,电阻R5的另一端与二极管D1的阴极连接;二极管的阳极分别与低压+12V电源和Lin收发芯片U1的Vbat引脚连接;电阻R1的一端连接Lin收发芯片U1的EN引脚,电阻R1的另一端分别与电容C1的一端和Lin收发芯片U1的Vcc引脚连接;电容C1另一端接地;电阻R2和电阻R3的一端与+5V电源连接,电阻R2的另一端与Lin收发芯片U1的TXD引脚连接,电阻R3的另一端与Lin收发芯片U1的RXD引脚连接;
所述Lin收发芯片U1的RXD引脚与信号放大芯片IC1的1A引脚连接,所述信号放大芯片IC1的Vcc引脚分别与+5V电源和电容C5的一端连接,电容C5的另一端接地;
所述Lin通信隔离模块包括隔离芯片IC3、隔离芯片IC4、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16,所述信号放大芯片IC1的1Y引脚通过电阻R15与隔离芯片IC3的引脚1连接,隔离芯片IC3的引脚3接地,隔离芯片IC3的引脚6与电源连接,电源通过电阻R14与隔离芯片IC3的引脚5连接与微处理器连接;
所述隔离芯片IC4的引脚5与Lin收发芯片U1的TXD引脚连接,+5V电源分别与隔离芯片IC4的引脚6和通过电阻R14与隔离芯片IC4的引脚5连接,隔离芯片IC4的引脚3与微处理器连接连接。
5.如权利要求4所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于,
所述Lin收发芯片U1的内部集成了低压DC-DC转换模块同时还具有Lin信号收发的功能。
6.如权利要求1所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于,
所述HVIC驱动模块驱动内置高电压电平转换电路,用于将脉宽调制信号直接传送到DIP-SPM的指定高端IGBT栅极电路。
7.如权利要求6所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于,
所述高电压电平转换电路采用无光耦接口。
8.如权利要求6所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于,
所述功率驱动模块内部集成故障硬件保护电路。
9.如权利要求6所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于,
所述功率驱动模块内部还集成驱动HVIC驱动模块所用的二极管。
10.如权利要求1所述的电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动系统,其特征在于,
所述电流采集模块为三相电流采集模块,所述三相电流采集模块包括A相电流采集模块、B相电流采集模块、C相电流采集模块和运算放大芯片,
所述A相电流采集模块包括电容C2、电容C12、电容C6、电容C7、电阻R10、电阻R4、电阻R8、电阻R9和与IPM芯片的NU引脚连接连接的电阻R6,电阻R6另一端与运算放大芯片的引脚3连接,所述电阻R4、电阻R8和电容C6的一端分别与运算放大芯片的引脚3连接,电阻R4的另一端与5V电源连接,电阻R8的另一端与PE地连接,电容C6的另一端分别与电阻R10的一端、电容C12的一端、电阻R9的一端和运算放大芯片的引脚2连接,所述电阻R10的另一端接PE地,所述电容C12的另一端与运算放大芯片的输出引脚1连接,所述电阻R9的另一端与运算放大芯片的输出引脚1连接,所述运算放大芯片的输出引脚1与电容C7的一端连接,电容C7另一端接PE地,5V电源分别与运算放大芯片的输出引脚4和电容C2的一端连接,所述电容C2的另一端接PE地,运算放大芯片的输出引脚11接PE地;
所述B相电流采集模块包括电容C22、电容C18、电容C19、电阻R17、电阻R18、电阻R22、电阻R24和与IPM芯片的NV引脚连接连接的电阻R19,所述电阻R19的另一端与运算放大芯片的引脚5连接,所述电阻R17、电阻R20和电容C18的一端分别与运算放大芯片的引脚5连接,电阻R17的另一端与5V电源连接,电阻20的另一端与PE地连接,电容C18的另一端分别与电阻R24的一端、电容C22的一端、电阻R22的一端和运算放大芯片的引脚6连接,所述电阻R24的另一端接PE地,所述电容C22的另一端与运算放大芯片的输出引脚7连接,所述电阻R22的另一端与运算放大芯片的输出引脚7连接,所述运算放大芯片的输出引脚7与电容C19的一端连接,电容C19另一端接PE地;
所述C相电流采集模块包括电容C29、电容C32、电容C34、电阻R35、电阻R33、电阻R34、电阻R29和与IPM芯片的NW引脚连接连接的电阻R30,所述电阻R30的另一端与运算放大芯片的引脚12连接,所述电阻R29、电阻R33和电容C29的一端分别与运算放大芯片的引脚12连接,电阻R29的另一端与5V电源连接,电阻33的另一端与PE地连接,电容C29的另一端分别与电阻R35的一端、电容C34的一端、电阻R34的一端和运算放大芯片的引脚13连接,所述电阻R35的另一端接PE地,所述电容C34的另一端与运算放大芯片的输出引脚14连接,所述电阻R34的另一端与运算放大芯片的输出引脚14连接,所述运算放大芯片的输出引脚14与电容C32的一端连接,电容C32另一端接PE地。
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