CN219827100U - 一种foc算法汽车电子水泵控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种FOC算法汽车电子水泵控制器，包括电源单元、控制单元和驱动单元，所述电源单元包括滤波电路和辅助开关电源电路，所述控制单元包括采用FOC矢量控制算法的主控电路，所述驱动单元包括MOS管逆变电路，所述辅助开关电源电路包括辅助电源，所述辅助电源的一端与MOS管逆变电路连接，所述MOS管逆变电路分别与驱动单元、滤波电路和主控电路连接，所述主控电路包括电流采集组件、调速控制组件、PWM驱动组件、母线电压采集单元和系统保护单元；本实用新型主要通过主控电路、MOS管逆变电路和辅助开关电源电路的配合，且主控电路采用FOC矢量控制算法，使该控制器采用转速换、电流环双闭环控制，保证转速和转矩精确控制，一定程度上提高了转速和转矩的控制精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电子水泵技术领域，具体为一种FOC算法汽车电子水泵控制器。
背景技术
汽车电子水泵是由电机拖动完成驱动冷却液在系统内流动，因此选择一款小体积、低噪音、高效率的永磁同步电机(PMSM)非常重要。
目前适用于驱动汽车电子水泵的控制器，如专利文件：公开号为CN102777367A，公开了一种带多种接口的汽车电子水泵控制器，包括嵌入式微处理器，通过通信接口模块与汽车的ECU或总线连接，用于接收ECU发出的转速控制信号，所述通信接口模块为PWM、LIN、CAN中的一种；电机驱动器，其输入端与所述嵌入式微处理器连接、输出端与电机连接，用于在嵌入式微处理器的控制下驱动电机工作；参数检测电路，包括电压、电流、温度、转速信号中的至少一种检测电路，其信号输出端与嵌入式微处理器连接，用于采集电机的工作参数。
上述的控制器虽然能够满足对汽车电子水泵故障的诊断要求，提高汽车冷却系统的可靠性，但电机的转速和转矩的控制精度效果不理想，因此我们需要提出一种FOC算法汽车电子水泵控制器来提高电机转速与转矩控制精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种FOC算法汽车电子水泵控制器，通过主控电路、MOS管逆变电路和辅助开关电源电路的配合，且主控电路采用FOC矢量控制算法，使该控制器采用转速换、电流环双闭环控制，保证转速和转矩精确控制，以解决背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种FOC算法汽车电子水泵控制器，包括电源单元、控制单元和驱动单元，所述电源单元包括滤波电路和辅助开关电源电路，所述控制单元包括采用FOC矢量控制算法的主控电路，所述驱动单元包括MOS管逆变电路，所述辅助开关电源电路包括辅助电源，所述辅助电源的一端与MOS管逆变电路连接，所述MOS管逆变电路分别与驱动单元、滤波电路和主控电路连接，所述MOS管逆变电路的一端连接有电机，所述主控电路包括电流采集组件、调速控制组件、PWM驱动组件、母线电压采集单元和系统保护单元，所述电流采集组件包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1和电阻R2均与MOS管逆变电路连接。
优选的，所述电机输出上下桥臂两路信号给MOS管逆变电路，所述电机设置为永磁同步电机。
优选的，所述MOS管逆变电路包括NPN型的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6，所述Q1的发射集与Q4的集电集连接，所述Q2的发射集与Q5的集电集连接，Q3的发射集与Q6的集电集连接，所述Q1、Q2和Q3的集电集并联，所述Q3、Q4和Q5发射集并联，且Q1、Q2、Q3集电集的连接端与Q3、Q4、Q5发射集的连接端均与滤波电路连接，所述Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6的基集均与主控电路连接。
优选的，所述滤波电路包括电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2并联，所述电容C1和电容C2两端的连接端分别连接电源正极和电源负极，电源负极与Q3、Q4、Q5发射集的连接端连接，电源正极与Q1、Q2、Q3集电集的连接端连接。
优选的，所述电阻R1的一端与Q5的发射极连接，所述电阻R2的一端与Q6的发射极连接，所述电阻R1和电阻R2的另一端连接电源负极，且所述电阻R1和电阻R2与主控电路连接。
优选的，所述主控电路包括微控制器，所述微控制器支持DC12V的输入电压，所述辅助电源提供3.3V、5V或15V电压。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型主要通过主控电路、MOS管逆变电路和辅助开关电源电路的配合，且主控电路采用FOC矢量控制算法，使该控制器采用转速换、电流环双闭环控制，保证转速和转矩精确控制，一定程度上提高了转速和转矩的控制精度。
2、本实用新型通过电阻R1和电阻R2的配合，使电流采集组件采用双电阻采集PMSM电流，提高了电流采集的精度。
附图说明
图1为本实用新型的系统框图；
图2为本实用新型MOS管逆变电路与主控电路连接的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种FOC算法汽车电子水泵控制器，包括电源单元、控制单元和驱动单元，所述电源单元包括滤波电路和辅助开关电源电路，所述控制单元包括采用FOC矢量控制算法的主控电路，所述驱动单元包括MOS管逆变电路，所述辅助开关电源电路包括辅助电源，所述辅助电源的一端与MOS管逆变电路连接，所述MOS管逆变电路分别与驱动单元、滤波电路和主控电路连接，所述MOS管逆变电路的一端连接有电机，所述主控电路包括电流采集组件、调速控制组件、PWM驱动组件、母线电压采集单元和系统保护单元，所述电流采集组件包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1和电阻R2均与MOS管逆变电路连接；
通过主控电路、MOS管逆变电路和辅助开关电源电路的配合，且主控电路采用FOC矢量控制算法，使该控制器采用转速换、电流环双闭环控制，保证转速和转矩精确控制，一定程度上提高了转速和转矩的控制精度。
所述电机输出上下桥臂两路信号给MOS管逆变电路，所述电机设置为永磁同步电机，便于通过主控电路控制永磁同步电机的启动与停止。
所述MOS管逆变电路包括NPN型的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6，所述Q1的发射集与Q4的集电集连接，所述Q2的发射集与Q5的集电集连接，Q3的发射集与Q6的集电集连接，所述Q1、Q2和Q3的集电集并联，所述Q3、Q4和Q5发射集并联，且Q1、Q2、Q3集电集的连接端与Q3、Q4、Q5发射集的连接端均与滤波电路连接，所述Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6的基集均与主控电路连接，通过Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6的配合组成三相全桥逆变电路，便于主控电路进行FOC矢量计算，再配合电阻R1和电阻R2采集PMSM电流，使该控制器进行转速换、电流环双闭环控制。
所述滤波电路包括电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2并联，所述电容C1和电容C2两端的连接端分别连接电源正极和电源负极，电源负极与Q3、Q4、Q5发射集的连接端连接，电源正极与Q1、Q2、Q3集电集的连接端连接，便于通过电容C1和电容C2对电路滤波。
所述电阻R1的一端与Q5的发射极连接，所述电阻R2的一端与Q6的发射极连接，所述电阻R1和电阻R2的另一端连接电源负极，且所述电阻R1和电阻R2与主控电路连接，通过电阻R1和电阻R2的配合，使电流采集组件采用双电阻采集PMSM电流，提高了电流采集的精度。
所述主控电路包括微控制器，所述微控制器支持DC12V的输入电压，所述辅助电源提供3.3V、5V或15V电压，辅助开关电源电路主要为整个系统提供不同的工作电压，系统保护组件对电源过压、电源欠压和过流保护，提高电路使用的安全性。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种FOC算法汽车电子水泵控制器，包括电源单元、控制单元和驱动单元，其特征在于：所述电源单元包括滤波电路和辅助开关电源电路，所述控制单元包括采用FOC矢量控制算法的主控电路，所述驱动单元包括MOS管逆变电路，所述辅助开关电源电路包括辅助电源，所述辅助电源的一端与MOS管逆变电路连接，所述MOS管逆变电路分别与驱动单元、滤波电路和主控电路连接，所述MOS管逆变电路的一端连接有电机，所述主控电路包括电流采集组件、调速控制组件、PWM驱动组件、母线电压采集单元和系统保护单元，所述电流采集组件包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1和电阻R2均与MOS管逆变电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种FOC算法汽车电子水泵控制器，其特征在于：所述电机输出上下桥臂两路信号给MOS管逆变电路，所述电机设置为永磁同步电机。
3.根据权利要求1所述的一种FOC算法汽车电子水泵控制器，其特征在于：所述MOS管逆变电路包括NPN型的Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6，所述Q1的发射集与Q4的集电集连接，所述Q2的发射集与Q5的集电集连接，Q3的发射集与Q6的集电集连接，所述Q1、Q2和Q3的集电集并联，所述Q3、Q4和Q5发射集并联，且Q1、Q2、Q3集电集的连接端与Q3、Q4、Q5发射集的连接端均与滤波电路连接，所述Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6的基集均与主控电路连接。
4.根据权利要求3所述的一种FOC算法汽车电子水泵控制器，其特征在于：所述滤波电路包括电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2并联，所述电容C1和电容C2两端的连接端分别连接电源正极和电源负极，电源负极与Q3、Q4、Q5发射集的连接端连接，电源正极与Q1、Q2、Q3集电集的连接端连接。
5.根据权利要求4所述的一种FOC算法汽车电子水泵控制器，其特征在于：所述电阻R1的一端与Q5的发射极连接，所述电阻R2的一端与Q6的发射极连接，所述电阻R1和电阻R2的另一端连接电源负极，且所述电阻R1和电阻R2与主控电路连接。
6.根据权利要求5所述的一种FOC算法汽车电子水泵控制器，其特征在于：所述主控电路包括微控制器，所述微控制器支持DC12V的输入电压，所述辅助电源提供3.3V、5V或15V电压。
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