CN208819041U - 带单片机的智能驱动板 - Google Patents

Abstract

本实用新型带单片机的智能驱动板包括：主控板；通过数字通信端口连接于主控板的单片机；连接于单片机的检测器。本实用新型中的检测器用于检测并生成检测信号，检测信号为模拟信号；单片机具有模数转换功能，单片机接收并将模拟信号转换为数字信号，进一步单片机将数字信号通过数字通信端口以数字通信的方式传递给主控板，克服了现有技术中主控板直接接收模拟信号而造成的传输失真问题，提高了信号的准确性；同时单片机能够将高压地与信号地隔离，有效解决了主控板中的主单片机被干扰的问题。

Description

带单片机的智能驱动板

技术领域

本实用新型涉及电机领域，具体涉及一种带单片机的智能驱动板。

背景技术

目前新能源汽车的广泛推广，电机控制器在新能源汽车中得到广泛应用，特别是新能源车中的纯电动车辆，作为汽车的主要动力来源相关的可靠性及安全性决定了车辆驾乘人员的安全。IGBT驱动板作为电机控制器的一个重要组成部分，其驱动可靠性及信号传输的准确性对电机控制器的可靠性起着决定性作用。

现有的IGBT驱动板存在如下缺陷：

1)IGBT模块经常会因为温度过高而损坏，而驱动板上对IGBT温度信号的采集为模拟信号，由于传输的失真而导致无法正常过温保护.，进而造成IGBT模块的损坏。

2)母线电压信号的采集也同样为模拟信号，IGBT模块要通过母线高压与几百安培大电流，母线电压采样信号受到高压大电流的干扰是很难避免的，由于传输的失真，导致IGBT实际工作电压高于采样电压，一旦发生IGBT母线过压时，未第一时间进行过压保护，进而造成IGBT模块的过压损坏。

3)母线电压采样信号(VDC)、IGBT温度信号(TEMP——U、V、W)由于为高压信号，不经隔离直接传输回主控板常造成高压地和信号地互通，导致主控板单片机信号被干扰。

4)短路故障为最恶劣故障，一旦保护未成功会导致IGBT炸管。目前采用的将短路信号(FLT——U、V、W)传输回主控板，再由主控板关断PWM的保护方式常常由于干扰或传输延迟而造成未第一时间关断PWM，极端时导致IGBT炸管，即便未炸管也会造成IGBT永久损伤，影响IGBT寿命。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的传输的失真、信号干扰的问题，本实用新型提供了一种带单片机的智能驱动板。

本实用新型提供的带单片机的智能驱动板，包括：主控板；

通过数字通信端口连接于所述主控板的单片机；

连接于所述单片机的检测器。

本实用新型中的检测器用于检测并生成检测信号，检测信号为模拟信号；单片机具有模数转换功能，单片机接收并将模拟信号转换为数字信号，进一步单片机将数字信号通过数字通信端口以数字通信的方式传递给主控板，克服了现有技术中主控板直接接收模拟信号而造成的传输失真问题，提高了信号的准确性；同时单片机能够将高压地与信号地隔离，有效解决了主控板中的主单片机被干扰的问题。

本实用新型带单片机的智能驱动板的进一步改进在于，所述数字通信端口为SPI接口。

本实用新型带单片机的智能驱动板的进一步改进在于，所述检测器包括温度检测器和母线电压检测器，所述温度检测器和所述母线电压检测器分别连接于所述单片机。

本实用新型带单片机的智能驱动板的进一步改进在于，还包括多个驱动芯片，每一所述驱动芯片设有连接于所述单片机的信号发生端和连接于所述单片机的信号接收端。

本实用新型带单片机的智能驱动板的更进一步改进在于，所述信号接收端为PWM信号接收端。

本实用新型带单片机的智能驱动板的更进一步改进在于，还包括PWM发生器和触发器，所述PWM发生器连接于所述单片机，所述单片机连接于所述触发器的输入端，所述触发器的输出端连接于所述驱动芯片的所述信号接收端。

附图说明

图1为本实用新型实施例带单片机的智能驱动板的电路结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中存在的传输的失真、信号干扰的问题，本实用新型提供了一种带单片机的智能驱动板。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型带单片机的智能驱动板作进一步说明。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。

结合图1所示，本实用新型带单片机的智能驱动板包括：主控板(图中未显示)；通过数字通信端口连接于主控板的单片机30；连接于单片机的检测器。

本实用新型中的检测器用于检测并生成检测信号，检测信号为模拟信号；单片机30具有模数转换功能，单片机30接收并将模拟信号转换为数字信号，进一步单片机30将数字信号通过数字通信端口以数字通信的方式传递给主控板，克服了现有技术中主控板直接接收模拟信号而造成的传输失真问题，提高了信号的准确性；同时单片机30能够将高压地与信号地隔离，有效解决了主控板中的主单片机被干扰的问题。

进一步地，数字通信端口为SPI接口。单片机30通过SPI接口以SPI通信方式与主控板进行通信。图中SPI_CLK信号、SPI_CS信号、SPI_MTSR信号、SPI_MRST信号分别为单片机30和主控板之间使用SPI通信方式进行通信时的信号。

进一步地，检测器包括温度检测器11和母线电压检测器12，温度检测器11和母线电压检测器12分别连接于单片机30。

现有技术中，IGBT模块经常会因为温度过高而损坏，而驱动板上对IGBT模块温度信号的采集为模拟信号，由于传输的失真而导致无法正常过温保护，进而造成IGBT模块的损坏。本实施例中的温度检测器11用于检测IGBT模块温度并生成温度信号，温度信号为模拟信号，单片机30接收并将该温度模拟信号转换为数字信号，并将其传输给主控板；避免由于传输失真而导致的无法正常过温保护，避免造成IGBT模块的损坏。

现有技术中，通常IGBT模块要通过母线高压与几百安培大电流，母线电压采样信号受到高压大电流的干扰是很难避免的，由于传输的失真，导致IGBT模块实际工作电压高于采样电压，一旦发生IGBT母线过压时，未第一时间进行过压保护，进而造成IGBT模块的过压损坏。本实施例中，母线电压检测器12用于检测母线电压并生成采样信号，采样信号为模拟信号，单片机30接收并将该采样信号转换为数字信号，并将其传输给主控板；能够对母线过压的情况作出迅速、及时的反应，避免造成IGBT模块的过压损坏。

进一步地，还包括多个驱动芯片131，每一驱动芯片131设有连接于单片机30的信号发生端和连接于单片机30的信号接收端。当发生短路故障时，驱动芯片131的信号发生端向单片机30发送短路故障信号；单片机30发现发生短路故障，立刻向驱动芯片131的信号接收端发送指令，驱动芯片131在单片机30的控制下立即采取应对措施；不需要将短路故障信号传送至主控板，从而缩短了传输路径，提高运行速度。

更进一步地，信号接收端为PWM信号接收端。

更进一步地，还包括PWM发生器(图中未显示)和触发器40，PWM发生器连接于单片机30，单片机30连接于触发器40的输入端，触发器40的输出端连接于驱动芯片131的信号接收端。PWM发生器向单片机30传送包括PWMUT信号、PWMUB信号、PWMVT信号、PWMVB信号、PWMWT信号、PWMWB信号在内的PWM信号，单片机30处理PWM信号后传送至至触发器40，同时单片机30控制触发器40状态，触发器40输出包括PWMUT1信号、PWMUB1信号、PWMVT1信号、PWMVB1信号、PWMWT1信号、PWMWB1信号在内的处理后的PWM信号至驱动芯片模块13；驱动芯片组13包括受驱动电源20驱动的多个驱动芯片131。

图1中，驱动芯片131用于驱动IGBT。其中，端子C-UT代表U相上桥IGBT的集电极；端子G-UT代表U相上桥IGBT的门极、端子GND-UT代表U相上桥IGBT的发射极。端子C-UB代表模块U相下桥IGBT的集电极；端子G-UB代表U相下桥IGBT的门极、端子GND-UB代表U相下桥IGBT的发射极。端子C-VT代表模块V相上桥IGBT的集电极；端子G-VT代表V相上桥IGBT的门极、端子GND-UT代表V相上桥IGBT的发射极。端子C-VB代表模块V相下桥IGBT的集电极；端子G-VB代表V相下桥IGBT的门极、端子GND-VB代表V相下桥IGBT的发射极。端子C-WT代表W相上桥IGBT的集电极；端子G-WT代表W相上桥IGBT的门极、端子GND-WT代表W相上桥IGBT的发射极。端子C-WB代表模块W相下桥IGBT的集电极；端子G-WB代表W相下桥IGBT的门极、端子GND-WB代表W相下桥IGBT的发射极。

本实施例中，一旦发生短路故障，单片机30采样到短路故障信号任何一个信号超过阈值都会直接切断所有PWM信号，无须再将短路故障信号传输回主控板，减小传输路径，进而减小传输延迟与干扰风险，提高短路保护的可靠性，保证IGBT的安全性。

本实施例中，电源控制器10连接于VCC端子和GND端子；温度检测器11将包括TEMP-U信号、TEMP-V信号、TEMP-W信号在内的温度信号传送至单片机30；母线电压检测器12将母线电压采样信号VDC传送至单片机30；单片机30将温度信号、母线电压采样信号VDC由模拟信号转换为数字信号，并通过SPI通信方式传输至主控板。此外，驱动芯片组13将包括FLTUT信号、FLTUB信号、FLTVT信号、FLTVB信号、FLTWT信号、FLTWB信号在内的短路故障信号传送至单片机30；单片机30采样到短路故障信号中任何一个信号超过阈值都会直接切断所有PWM信号，无须再将短路故障信号传输回主控板，减小传输路径，进而减小传输延迟与干扰风险，提高短路保护的可靠性。

本实用新型提高了电机控制器的安全性，并提高了控制的精确性和可靠性，取得了优异的技术效果。

以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

Claims (5)

1.一种带单片机的智能驱动板，其特征在于，包括：

主控板；

通过数字通信端口连接于所述主控板的单片机；

连接于所述单片机的检测器；

还包括多个驱动芯片，每一所述驱动芯片设有连接于所述单片机的信号发生端和连接于所述单片机的信号接收端。

2.如权利要求1所述的带单片机的智能驱动板，其特征在于：所述数字通信端口为SPI接口。

3.如权利要求1所述的带单片机的智能驱动板，其特征在于：所述检测器包括温度检测器和母线电压检测器，所述温度检测器和所述母线电压检测器分别连接于所述单片机。

4.如权利要求1所述的带单片机的智能驱动板，其特征在于：所述信号接收端为PWM信号接收端。

5.如权利要求4所述的带单片机的智能驱动板，其特征在于：还包括PWM发生器和触发器，所述PWM发生器连接于所述单片机，所述单片机连接于所述触发器的输入端，所述触发器的输出端连接于所述驱动芯片的所述信号接收端。