CN109962650A - 发电机调压控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种发电机调压控制系统，包括开关MOS管、三相全桥、电机、转子位置信号处理电路、桥驱动电路、CPU、电池以及电压采样电路。所述转子位置信号处理电路连接于电机和CPU之间，所述电压采样电路连接于CPU和电池之间。所述CPU与桥驱动电路电连接，所述三相全桥连接于桥驱动电路和电机之间。所述三相全桥包括上桥和下桥，所述开关MOS管与桥驱动电路连接且连接于电池和上桥之间。本发明解决了现有发电机调压方式的单一性，减少了机械能消耗，实现了节能减排。

Description

发电机调压控制系统及方法
技术领域
本发明涉及发动机集成启动发电控制技术领域，尤其是一种发电机调压控制系统及方法。
背景技术
随着燃油机动车怠速启停系统的大量应用，机动ISG电机发电功率大幅高于传统的发电机，采取单一的并联调压方式会大幅增加发动机机械能的消耗，不符合节能减排的需要。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种发电机调压控制系统及方法，其解决了现有发电机调压方式的单一性，减少了机械能消耗，实现了节能减排。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案一是：一种发电机调压控制系统，包括开关MOS管、三相全桥、电机、转子位置信号处理电路、桥驱动电路、CPU、电池以及电压采样电路，所述转子位置信号处理电路连接于电机和CPU之间，所述电压采样电路连接于CPU和电池之间，所述CPU与桥驱动电路电连接，所述三相全桥连接于桥驱动电路和电机之间，所述三相全桥包括上桥和下桥，所述开关MOS管与桥驱动电路连接且连接于电池和上桥之间。
作为本发明技术方案一的进一步改进，所述桥驱动电路包括上桥驱动电路、下桥驱动电路以及MOS管驱动电路，所述开关MOS管、上桥和下桥均包括栅极G、源极S和漏极D，所述开关MOS管的栅极G与MOS管驱动电路连接，开关MOS管的源极S与电池的正极连接，开关MOS管的漏极D与上桥的漏极D连接，所述上桥的栅极G与上桥驱动电路连接，上桥的源极S与电机连接且与下桥的漏极D连接，所述下桥的栅极G与下桥驱动电路连接，下桥的源极S与电池的负极连接。
作为本发明技术方案一的进一步改进，所述电机上设有传感器，所述转子位置信号处理电路与传感器连接从而所述传感器测得的电机转速信号通过转子位置信号处理电路传送给CPU。
作为本发明技术方案一的进一步改进，所述传感器是霍尔传感器。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案二是：一种发电机调压控制方法，开关MOS管在CPU的控制下处于开通状态，三相全桥在CPU的控制下驱动电机；在CPU的控制下把开关MOS管开通、三相全桥的上桥关闭、利用上桥的体二极管续流、通过PWM有规律的调制下桥，产生泵升电压，实现升压充电调压；在CPU的控制下把开关MOS管开通、三相全桥的上桥关闭、利用上桥的体二极管续流、通过对下桥开通与关断，进行PWM调制，实现并联短路调压；CPU控制三相全桥关闭，利用三相全桥的体二极管和开关MOS管构成一个三相半控全桥，CPU通过对开关MOS管的PWM调制，实现串联开关调压。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案三是：一种发电机调压控制方法，开关MOS管在CPU的控制下处于开通状态，三相全桥在CPU的控制下驱动电机；在CPU的控制下把开关MOS管开通、三相全桥的上桥关闭、利用上桥的体二极管续流、通过PWM有规律的调制下桥，产生泵升电压，实现升压充电调压；在CPU的控制下把开关MOS管开通，通过对三相全桥的上桥和三相全桥的下桥的驱动，实现并联移相调压；CPU控制三相全桥关闭，利用三相全桥的体二极管和开关MOS管构成一个三相半控全桥，CPU通过对开关MOS管的PWM调制，实现串联开关调压。
本发明的有益效果是：本发明在三相全桥的上桥与电池之间串联一组开关MOS管，通过CPU控制三相全桥的上桥、三相全桥的下桥和串联的开关MOS管的通断，从而根据电机的不同转速以及发动机不同工况的需要分别实现升压调压、并联调压和串联调压，为电池充电的同时使得发动机机械能消耗最低，解决了现有发电机调压方式的单一性，减少了机械能消耗，实现了节能减排。
附图说明
图1为本发明发电机调压控制系统第一实施例的结构示意图。
图2为本发明发电机调压控制系统第二实施例的结构示意图。
对照以上附图，作如下补充说明：
1---开关MOS管 2---三相全桥
2-1---上桥 2-2---下桥
3---电机 4---转子位置信号处理电路
5---桥驱动电路 5-1---上桥驱动电路
5-2---下桥驱动电路 5-3---MOS管驱动电路
6---CPU 7---电池
8---电压采样电路 9---传感器
具体实施方式
请参考图1及图2，一种发电机调压控制系统，包括开关MOS管1、三相全桥2、电机3、转子位置信号处理电路4、桥驱动电路5、CPU6、电池7以及电压采样电路8。所述转子位置信号处理电路4连接于电机3和CPU6之间，所述电压采样电路8连接于CPU6和电池7之间。所述CPU6与桥驱动电路5电连接，所述三相全桥2连接于桥驱动电路5和电机3之间。所述三相全桥2包括上桥2-1和下桥2-2，所述开关MOS管1与桥驱动电路5连接且连接于电池7和上桥2-1之间。
具体地，所述桥驱动电路5包括上桥驱动电路5-1、下桥驱动电路5-2以及MOS管驱动电路5-3，所述开关MOS管1、上桥2-1和下桥2-2均包括栅极G、源极S和漏极D，所述开关MOS管1的栅极G与MOS管驱动电路5-3连接，开关MOS管1的源极S与电池7的正极连接，开关MOS管1的漏极D与上桥2-1的漏极D连接，所述上桥2-1的栅极G与上桥驱动电路5-1连接，上桥2-1的源极S与电机3连接且与下桥2-2的漏极D连接，所述下桥2-2的栅极G与下桥驱动电路5-2连接，下桥2-2的源极S与电池7的负极连接。
请参考图1及图2，所述电机3上设有传感器9，所述转子位置信号处理电路4与传感器9连接从而所述传感器9测得的电机转速信号通过转子位置信号处理电路4传送给CPU6。转子位置信号处理电路4，可以不使用传感器(图1)或使用传感器(图2)与电机3连接。优选实施方式是通过传感器9连接转子位置信号处理电路4和电机3。
传感器(9)的类型优选为霍尔传感器，也可以使用其它方式的传感器。
本发明涉及的一种发电机调压控制方法如下：
开关MOS管1在CPU6的控制下处于开通状态，三相全桥2在CPU6的控制下驱动电机3；
在CPU6的控制下把开关MOS管1开通、三相全桥2的上桥2-1关闭、利用上桥2-1的体二极管续流、通过PWM有规律的调制下桥2-2，产生泵升电压，实现升压充电调压；
在CPU6的控制下把开关MOS管1开通、三相全桥2的上桥2-1关闭、利用上桥2-1的体二极管续流、通过对下桥2-2开通与关断，进行PWM调制，实现并联短路调压；
CPU6控制三相全桥2关闭，利用三相全桥2的体二极管和开关MOS管1构成一个三相半控全桥，CPU6通过对开关MOS管1的PWM调制，实现串联开关调压。
本发明涉及的另外一种发电机调压控制方法如下：
开关MOS管1在CPU6的控制下处于开通状态，三相全桥2在CPU6的控制下驱动电机3；
在CPU6的控制下把开关MOS管1开通、三相全桥2的上桥2-1关闭、利用上桥2-1的体二极管续流、通过PWM有规律的调制下桥2-2，产生泵升电压，实现升压充电调压；
在CPU6的控制下把开关MOS管1开通，通过对三相全桥2的上桥2-1和三相全桥2的下桥2-2的驱动，实现并联移相调压；
CPU6控制三相全桥2关闭，利用三相全桥2的体二极管和开关MOS管1构成一个三相半控全桥，CPU6通过对开关MOS管1的PWM调制，实现串联开关调压。
本发明发电机调压控制系统在三相全桥2的上桥2-1与电池7之间串联一组开关MOS管1，通过CPU6控制三相全桥2的上桥2-1、三相全桥2的下桥2-2和串联的开关MOS管1的通断，从而根据电机3的不同转速以及发动机不同工况的需要分别实现升压调压、并联调压和串联调压，为电池7充电的同时使得发动机机械能消耗最低，解决了现有发电机调压方式的单一性，减少了机械能消耗，实现了节能减排。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，但并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，例如：本发明中的开关MOS管1可用其它功率元器件(如：IGBT、三极管等)来实现本发明的内容。这些改进和变型也应视为在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种发电机调压控制系统，包括开关MOS管、三相全桥、电机、转子位置信号处理电路、桥驱动电路、CPU、电池以及电压采样电路，所述转子位置信号处理电路连接于电机和CPU之间，所述电压采样电路连接于CPU和电池之间，所述CPU与桥驱动电路电连接，所述三相全桥连接于桥驱动电路和电机之间，所述三相全桥包括上桥和下桥，其特征是：所述开关MOS管与桥驱动电路连接且连接于电池和上桥之间。
2.根据权利要求1所述的发电机调压控制系统，其特征是：所述桥驱动电路包括上桥驱动电路、下桥驱动电路以及MOS管驱动电路，所述开关MOS管、上桥和下桥均包括栅极G、源极S和漏极D，所述开关MOS管的栅极G与MOS管驱动电路连接，开关MOS管的源极S与电池的正极连接，开关MOS管的漏极D与上桥的漏极D连接，所述上桥的栅极G与上桥驱动电路连接，上桥的源极S与电机连接且与下桥的漏极D连接，所述下桥的栅极G与下桥驱动电路连接，下桥的源极S与电池的负极连接。
3.根据权利要求1或2所述的发电机调压控制系统，其特征是：所述电机上设有传感器，所述转子位置信号处理电路与传感器连接从而所述传感器测得的电机转速信号通过转子位置信号处理电路传送给CPU。
4.根据权利要求3所述的发电机调压控制系统，其特征是：所述传感器是霍尔传感器。
5.一种发电机调压控制方法，其特征是：
开关MOS管在CPU的控制下处于开通状态，三相全桥在CPU的控制下驱动电机；
在CPU的控制下把开关MOS管开通、三相全桥的上桥关闭、利用上桥的体二极管续流、通过PWM有规律的调制下桥，产生泵升电压，实现升压充电调压；
在CPU的控制下把开关MOS管开通、三相全桥的上桥关闭、利用上桥的体二极管续流、通过对下桥开通与关断，进行PWM调制，实现并联短路调压；
CPU控制三相全桥关闭，利用三相全桥的体二极管和开关MOS管构成一个三相半控全桥，CPU通过对开关MOS管的PWM调制，实现串联开关调压。
6.一种发电机调压控制方法，其特征是：
开关MOS管在CPU的控制下处于开通状态，三相全桥在CPU的控制下驱动电机；
在CPU的控制下把开关MOS管开通、三相全桥的上桥关闭、利用上桥的体二极管续流、通过PWM有规律的调制下桥，产生泵升电压，实现升压充电调压；
在CPU的控制下把开关MOS管开通，通过对三相全桥的上桥和三相全桥的下桥的驱动，实现并联移相调压；
CPU控制三相全桥关闭，利用三相全桥的体二极管和开关MOS管构成一个三相半控全桥，CPU通过对开关MOS管的PWM调制，实现串联开关调压。
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