飛思卡爾智能車電機(jī)驅(qū)動方案

1、6.1 驅(qū)動器選擇根據(jù)電機(jī)學(xué)和電力拖動理論，電機(jī)驅(qū)動器要有足夠的電流輸出能力來保證驅(qū)動力的充足。而電機(jī)驅(qū)動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)動器在工作的時候還應(yīng)保證效率一一自身不會將大量電流消耗成為熱量。綜合這些考慮，電機(jī)驅(qū)動器將采用一體化的專用功率驅(qū)動集成電路進(jìn)行設(shè)計，分離元件（場效應(yīng)晶體管）構(gòu)成的驅(qū)動器。6.1.1 33886根據(jù)電機(jī)學(xué)可知，直流電動機(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，中為每極磁通量，K為電動機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。由式（6-1）可知，直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法可分為兩大類：對勵磁磁通進(jìn)行控制

2、的勵磁控制法和對電樞電壓進(jìn)行控制的電樞控制法。其中勵磁控制法在低速時受磁極飽和的限制，在高速時受換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制，并且勵磁線圈電感較大，動態(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)用場合都使用電樞電壓控制法。本節(jié)介紹的是在保證勵磁恒定不變的情況下，采用PWM來實現(xiàn)直流電動機(jī)的調(diào)速方法。在對直流電動機(jī)電樞電壓的控制和驅(qū)動中，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)動方式和開關(guān)驅(qū)動方式。在線性放大驅(qū)動方式，半導(dǎo)體功率器件工作在線性區(qū)，優(yōu)點是：控制原理簡單，輸出波動小，線性好，對鄰近電路干擾小。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)驅(qū)動方式是使半導(dǎo)體功

3、率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，通過脈寬調(diào)制（PWM）來控制電動機(jī)的電樞電壓，從而實現(xiàn)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。電動機(jī)的電樞繞組兩端的電壓平均值U0為：L=xL,+0）；（ft八）=（z,xL'.）/T-（6-2）I”J口,I"Ji口,口占空比D表示了在一個周期T里開關(guān)管導(dǎo)通的時間與周期的比值。D的變化范圍為0<D<o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)到控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，即實現(xiàn)PWM調(diào)速。根據(jù)這種理論，此功率驅(qū)動集成電路要能工作在脈動狀態(tài)之下。為了便于取材和設(shè)計方便，此次設(shè)

4、計選擇了飛斯卡爾半導(dǎo)體公司（摩托羅拉）的PC33886,設(shè)計出可以在硬件層面上相互兼容的直流電機(jī)驅(qū)動模塊。PC33886是一種可以輸出6A電流的大功率H橋式驅(qū)動電路，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)。真值表中的符號意義如下：1=低電平，H=高電平，X=任意，Z=懸空（所有的輸出場效應(yīng)管都關(guān)斷）。VpwR5.0

5、VMCUorDSP圖6,IPC338S6典型的應(yīng)用電路表6-1PC33B86真值表器件狀態(tài)輪入狀態(tài)狀態(tài)輸出D1D2IMIN2FS0LT1OLT2正轉(zhuǎn)L1!II1.II11L反轉(zhuǎn)LHLHHLII自由旋轉(zhuǎn)（低電平快壺L11LL11LL自由旋轉(zhuǎn)（高電平快剎11IIHIIHII自由旋轉(zhuǎn)（自由減速）HXXXLZZ自由旋轉(zhuǎn)（自由減速）XLXXLZZTNI未連接LZXHHXIN2未連接L11XZIIXHD1未連接ZXXXLZZD2未連接XZXXLZZ利用PC33886設(shè)計出的電路原理圖如圖3-11所示。C1、C2用來慮除芯片工作時產(chǎn)生的對邏輯控制部件的干擾6.1.2印制電路板圖&31217556471.jpg（129.99KB,下載次數(shù)：2）r510*6Tf6J431AGNDDNCFS4二TNIDtV*CFPV+"OCTIOtTiOUTOUT2DNCD2FGNDPGNPPGNIGND-y.1569IQpIIIMC筋38®U2109S.r:h1AGNDI3KCFSMTSIDIv+CPPv+V-irnourOtT1QEDNCDlMNDPtiNO34S6.91。P