CN216531116U - 电机驱控装置、包括该装置的电机总成及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电机驱控装置，其包括：主控制器，其配置为基于由外部通信单元提供的通信信号控制电机的运转；功率级，所述功率级包括多个功率管，所述多个功率管配置为基于由所述主控制器提供的使能信号选择性地导通或截止以调节流过电机绕组的电流走向；以及一个或多个备用控制器，其配置为在接收到由所述主控制器提供的使能信号时接替控制电机的运转。本实用新型还一种包括该电机驱控装置的电机总成，和包括该电机总成的车辆。在根据本实用新型涉的电机驱控装置中设置有备用控制器，从而在MCU发生故障时能够自动切换至该备用控制器以确保电机的继续运行，避免了相应的车辆功能的失效。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机领域，更具体地，本实用新型涉及一种电机驱控装置，包括该电机驱控装置的电机总成，以及包括该电机总成的车辆。
背景技术
在电机领域，通常借助控制器(MCU)调节功率级开关来控制电机的运转。特别是，在无刷直流电机(Brushless Direct Current,BLDC)中，为了正确地进行换相，通常利用霍尔传感器检测电机转子的位置，并将所检测到的转子位置信号传输至MCU，该MCU可基于电机转子的位置信号使功率级中的某些功率管在特定的时间段内保持导通或截止，从而使电机的相应绕组通电。
然而，MCU有可能会发生故障，这将导致电机无法正常运转。在排除MCU故障和进行维修之前，无法执行相应的车辆功能。
实用新型内容
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本实用新型提出了一种新的电机驱控装置。该驱控装置中设置有备用控制器，从而在MCU发生故障时能够自动切换至该备用控制器确保电机的继续运行，避免了相应的车辆功能的失效
根据本实用新型的第一方面，提供了一种电机驱控装置，所述电机驱控装置包括：
主控制器，所述主控制器连接至外部通信单元，并且配置为基于由外部通信单元提供的通信信号控制电机的运转；
功率级，所述功率级包括多个功率管，每个功率管包括连接至所述主控制器的控制输入端、连接至外部电源的功率输入端以及连接至电机绕组的功率输出端，所述多个功率管配置为基于由所述主控制器提供的使能信号选择性地导通或截止以调节流过电机绕组的电流走向；以及
一个或多个备用控制器，每个备用控制器包括连接至所述主控制器的使能输入端和连接至电机绕组的信号输出端，所述一个或多个备用控制器配置为在接收到由所述主控制器提供的使能信号时接替控制电机的运转。
根据一可选实施例，所述电机驱控装置还包括以串联方式连接在所述一个或多个备用控制器的使能输入端与所述主控制器之间的非门和限流电阻。
根据一可选实施例，所述电机是有刷直流电机，并且所述功率级构造为由两个功率管组成的半桥电路。
根据一可选实施例，所述电机是无刷直流电机，并且所述功率级构造为由六个功率管组成的三相桥式电路。
根据一可选实施例，所述电机驱控装置还包括连接在所述一个或多个备用控制器与所述无刷直流电机的各相绕组之间的比较器，所述比较器配置为将所述无刷直流电机的各相绕组的电压与电机中心点电压进行比较，并基于比较结果向所述一个或多个备用控制器输出相应的反馈信号。
根据一可选实施例，所述多个功率管为场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管。
根据一可选实施例，所述电机驱控装置还包括EMC滤波器，该EMC滤波器连接在外部电源与每个功率管的功率输入端之间。
根据一可选实施例，所述EMC滤波器为PI型滤波器。
根据本实用新型的第二方面，提供了一种电机总成，该电机总成包括如上所述的电机驱控装置。
根据本实用新型的第三方面，提供了一种车辆，该车辆包括如上所述的电机总成。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本实用新型的某些原理的具体实施方式，本实用新型的方法和系统所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以说明。
附图说明
下文将参考附图进一步描述本实用新型的具体实施例。但是需要理解的是，这些具体实施方式仅仅是示例性的，对于本申请的精神和保护范围并无限制作用。在所述附图中：
图1示出了根据本实用新型的第一示例性实施例的电机驱控装置的结构示意图。
图2示出了根据本实用新型的第二示例性实施例的电机驱控装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图并通过实施例来描述根据本实用新型的电机驱控装置。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的各个方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
图1示出了根据本实用新型的第一示例性实施例的电机驱控装置结构示意图。
在该第一实施例中，电机M是有刷直流电机，该有刷直流电机借助主控制器MCU和功率级10进行驱控，主控制器MCU和功率级10经由外部电源VBAT供电，在连接至外部电源的供电线路上可设置有EMC滤波器20，该滤波器20例如为PI型滤波器。主控制器MCU可经由通信电路30与外部通信单元保持通信。
在此，功率级10构造为由两个功率管连接而成的半桥电路，每个功率管包括连接至主控制器MCU的控制输入端、连接至外部电源的功率输入端以及连接至电机绕组的功率输出端(图1中未详细示出)。主控制器MCU交替地使这两个功率管中的一者保持导通，另一者保持截止，由此切换流过电机绕组的电流走向，从而控制电机的运转。
本实用新型的特别之处在于，根据该第一实施例的电机驱控装置还包括备用控制器40，该备用控制器40包括连接至主控制器MCU的使能输入端INH和反馈输入端IN、连接至外部电源的供电输入端VS、连接至电机绕组的信号输出端OUT以及接地端GND。在主控制器MCU发生故障时，该备用控制器40可接管对电机运转的控制。
图2示出了根据本实用新型的第二示例性实施例的电机驱控装置的结构示意图。
在该第二实施例中，电机M是无刷直流电机(BLDC)，BLDC借助主控制器MCU和功率级10进行驱控，主控制器MCU和功率级10经由外部电源供电，在连接至外部电源的供电线路上可设置有EMC滤波器20，该滤波器20例如为PI型滤波器。主控制器MCU可经由通信电路30与外部通信单元保持通信。
与第一实施例的不同之处在于，该第二示例性实施例中的功率级10构造为由六个功率管组成的三相桥式电路，每个功率管分别包括连接至主控制器MCU的控制输入端、连接至外部电源的功率输入端以及连接至电机绕组的功率输出端(图2中未详细示出)。主控制器MCU交替地使这六个功率管中的一部分功率管保持导通，另一部分保持截止，由此切换流过电机各相绕组的电流走向，从而控制电机的运转。
本实用新型的特别之处在于，根据该第二实施例的电机驱控装置还包括备用控制器40，该备用控制器40包括反馈输入端IN、连接至主控制器MCU的使能输入端INH、连接至外部电源的供电输入端VS、连接至相应的电机绕组(U相、V相或W相)的信号输出端OUT以及接地端GND。
该第二示例性实施例与第一实施例的不同之处还在于，该电机驱控装置还包括比较器50，其连接在备用控制器40与相应的电机绕组(U相、V相或W相)之间。该比较器50可将BLDC电机的各相绕组的电压与电机中心点电压Vo进行比较，并基于比较结果向备用控制器40的反馈输入端IN输出相应的反馈信号。备用控制器40可基于该反馈信号使相应的电机绕组通电，从而控制电机的运转。
可以理解的是，对于以三相方式驱控的BLDC电机而言，驱控电路中同时设置有三个备用控制器40，分别用于对电机的三相绕组U、V、W实施控制。
如图1和图2中所示，在备用控制器40的使能输入端INH与主控制器MCU的I/O接口之间还可串联连接非门N和限流电阻R。备用控制器40的触发逻辑为：当主控制器MCU发生故障时，其通过I/O接口输出低电平信号，该低电平信号经由非门转换为高电平信号，随后提供至备用控制器40的使能输入端INH，备用控制器40在接收到该高电平信号时会被触发，以接管对电机的控制。
可选地，备用控制器40为BTN89芯片，该芯片自带相应的控制逻辑程序和功率级开关功能，可在主控制器发生故障时代替其实施对电机绕组的电流走向和电机运转的控制，从而确保电机的继续运行。
如参考上述实施例所描述的，在根据本实用新型的驱控装置中，设置有备用控制器，从而在MCU发生故障时能够自动切换至该备用控制器以确保电机的继续运行，避免了相应的车辆功能的失效。
虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种电机驱控装置，其特征在于，所述电机驱控装置包括：
主控制器，所述主控制器连接至外部通信单元，并且配置为基于由外部通信单元提供的通信信号控制电机的运转；
功率级，所述功率级包括多个功率管，每个功率管包括连接至所述主控制器的控制输入端、连接至外部电源的功率输入端以及连接至电机绕组的功率输出端，所述多个功率管配置为基于由所述主控制器提供的使能信号选择性地导通或截止以调节流过电机绕组的电流走向；以及
一个或多个备用控制器，每个备用控制器包括连接至所述主控制器的使能输入端和连接至电机绕组的信号输出端，所述一个或多个备用控制器配置为在接收到由所述主控制器提供的使能信号时接替控制电机的运转。
2.根据权利要求1所述的电机驱控装置，其特征在于，所述电机驱控装置还包括以串联方式连接在所述一个或多个备用控制器的使能输入端与所述主控制器之间的非门和限流电阻。
3.根据权利要求1或2所述的电机驱控装置，其特征在于，所述电机是有刷直流电机，并且所述功率级构造为由两个功率管组成的半桥电路。
4.根据权利要求1或2所述的电机驱控装置，其特征在于，所述电机是无刷直流电机，并且所述功率级构造为由六个功率管组成的三相桥式电路。
5.根据权利要求4所述的电机驱控装置，其特征在于，所述电机驱控装置还包括连接在所述一个或多个备用控制器与所述无刷直流电机的各相绕组之间的比较器，所述比较器配置为将所述无刷直流电机的各相绕组的电压与电机中心点电压进行比较，并基于比较结果向所述一个或多个备用控制器输出相应的反馈信号。
6.根据权利要求1或2所述的电机驱控装置，其特征在于，所述多个功率管为场效应晶体管或绝缘栅双极晶体管。
7.根据权利要求1或2所述的电机驱控装置，其特征在于，所述电机驱控装置还包括EMC滤波器，该EMC滤波器连接在外部电源与每个功率管的功率输入端之间。
8.根据权利要求7所述的电机驱控装置，其特征在于，所述EMC滤波器为PI型滤波器。
9.一种电机总成，其特征在于，该电机总成包括根据权利要求1至8中任一项所述的电机驱控装置。
10.一种车辆，其特征在于，该车辆包括根据权利要求9所述的电机总成。
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| CN202122714134.8U CN216531116U (zh) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 电机驱控装置、包括该装置的电机总成及车辆 |
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| CN202122714134.8U Active CN216531116U (zh) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 电机驱控装置、包括该装置的电机总成及车辆 |
Country Status (1)
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2021
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