飛思卡爾智能車電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案

1、6.1驅(qū)動(dòng)器選擇根據(jù)電機(jī)學(xué)和電力拖動(dòng)理論，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器要有足夠的電流輸出能力來保證驅(qū)動(dòng)力的 充足。而電機(jī)驅(qū)動(dòng)器本身要能可靠工作還需要有一定的熱載荷能力，過流、過壓、過熱 和短路保護(hù)，而且驅(qū)動(dòng)器在工作的時(shí)候還應(yīng)保證效率一一自身不會(huì)將大量電流消耗成為熱量。綜合這些考慮，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將采用一體化的專用功率驅(qū)動(dòng)集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，分 離元件（場(chǎng)效應(yīng)晶體管）構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)器。6.1.1 33886根據(jù)電機(jī)學(xué)可知，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的表達(dá)式為：ft（6-1）式中U為電樞端電壓，I為電樞電流，R為電樞電路總電阻，為每極磁通量，K為電動(dòng) 機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。由式（6-1 ）可知，直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法可分為兩大類：對(duì)勵(lì)磁磁通進(jìn)

2、行控制 的勵(lì)磁控制法和對(duì)電樞電壓進(jìn)行控制的電樞控制法。其中勵(lì)磁控制法在低速時(shí)受磁極飽 和的限制，在高速時(shí)受換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制，并且勵(lì)磁線圈電感較大，動(dòng) 態(tài)響應(yīng)較差，所以這種控制方法較少使用?，F(xiàn)在，大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合都使用電樞電壓控制 法。本節(jié)介紹的是在保證勵(lì)磁恒定不變的情況下，采用PWM來實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。在對(duì)直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓的控制和驅(qū)動(dòng)中，半導(dǎo)體功率器件在使用上可以分為兩種 方式：線性放大驅(qū)動(dòng)方式和開關(guān)驅(qū)動(dòng)方式。在線性放大驅(qū)動(dòng)方式，半導(dǎo)體功率器件工作 在線性區(qū)，優(yōu)點(diǎn)是：控制原理簡(jiǎn)單，輸出波動(dòng)小，線性好，對(duì)鄰近電路干擾小。但是功 率器件工作在線性區(qū)，效率低和散熱問題嚴(yán)重。開關(guān)

3、驅(qū)動(dòng)方式是使半導(dǎo)體功率器件工作 在開關(guān)狀態(tài)，通過脈寬調(diào)制（PWM）來控制電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的 控制。 電動(dòng)機(jī)的電樞繞組兩端的電壓平均值U0為：L =（F冥 L $ +0）； （/. +） = £ x ） / T - DL y）占空比D表示了在一個(gè)周期T里開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間與周期的比值。D的變化范圍為0 9<1。由式（6-2 ）可知，當(dāng)電源電壓 Us不變的情況下，電樞兩端電壓的平均值U0取決于占空比D的大小，改變D值也就改變了電樞兩端電壓的平均值，從而達(dá)到控制電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，即實(shí)現(xiàn) PWM調(diào)速。根據(jù)這種理論，此功率驅(qū)動(dòng)集成電路要能工作在脈動(dòng)狀態(tài)之下。為了便于取

4、材和設(shè)計(jì)方便，此次設(shè)計(jì)選擇了飛斯卡爾半導(dǎo)體公司（摩托羅拉）的PC33886，設(shè)計(jì)出可以在硬件層面上相互兼容的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。PC33886是一種可以輸出 6A電流的大功率 H橋式驅(qū)動(dòng)電路，采用底內(nèi)阻的MOSFET工藝；PowerSO20貼片封裝，在保證精巧外形的前提下有效提高散熱效率；在PWM調(diào)速模式的驅(qū)動(dòng)下可以接受20kHz的工作頻率；具有過熱、過流、短路保護(hù)，并且通過一條反饋線將器件的工作狀態(tài)反饋給單片機(jī)。其L=低電平，H=高電平，X=任意，Z=懸空（所有的典型的應(yīng)用電路如圖3-10所示。真值表如表3-2所示，其中利用D1或D2復(fù)位 三態(tài)”和 失 效”狀態(tài)。真值表中的符號(hào)意義如下： 輸出

5、場(chǎng)效應(yīng)管都關(guān)斷）。338865.0 VPWROUT1MCUorDSPFSIN1JN201D20UT2GNDMotor士-圖6. 1 PC338B6典型的應(yīng)用電踣表6-1 PC33B86豈值表器件狀態(tài)輸入狀念狀態(tài)輸出D1D21X1IN2FS0LT10LT2正轉(zhuǎn)L1!II1.II11L反轉(zhuǎn)LHLHHLII自由旋轉(zhuǎn)（低電平快剎）L11LL11LL自由英轉(zhuǎn) （高電平快剎L11IIIIII11IIH由旋轉(zhuǎn)（自由減速）HXXXLZZ自由旋轉(zhuǎn)（自由減速）XLXXLZZTNI未連接L11ZXIIHXIN2未連接L11XZIIXHD1未連接ZXXXLZZD2未逵逶XZXXLZZ利用PC33886設(shè)計(jì)出的電路原理圖如圖3-11所示。C1、C2用來慮除芯片工作時(shí)產(chǎn)生的對(duì)邏輯控制部件的干擾6.1.2印制電路板1217556471.jpg（129.99 KB, 下載次數(shù)：2）J5KrU10-LAGND DNC9 FS1-一7- IK1DIT f:v+CPP$;v*v+%?OCTI OCT24j oirri ours3u<tn勺Lj.-Jr PGNDiND陽J10A（>ND DNC FSTNIp-rs2DI CPPY+IDCl. T1 CI.T2 gT I OVT：DN D2POND?<3ND LiXDP<jXI>涔