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電動車自適應無刷直流電機控制器中MOS管解決方案

已有 643 次閱讀2020-12-18 11:05 | MOS管

電動車電機控制器

綠色環保的新能源是這個時代社會發展的主流要求，純電動車也順應時代發展取代混合動力車成為了社會行業經濟的重點發展對象。在電動車的發展過程中，控制器、無刷直流電動機、蓄電池一直都是制約著電動車發展的重點因素。控制器是電動車電氣系統的核心，其中最重要的就是無刷直流電機的控制系統。而無刷直流電動機以其功耗低、換向可靠、體積小、重量輕、輸出扭矩大、調速性能佳等優點，在工業控制、醫療器械、家用電器、電動車領域有廣闊的應用前景。

因此，提高無刷直流電機和電機控制器的性能就成了優化新能源電動車的有效途徑。

2015年，Lin Cong設計出一種以DSP28335為主控制芯片的純電動車用電機控制器硬件電路，采用模糊PI控制策略，整體電路包含功率驅動電路、逆變電路、電流采樣電路、電源轉換電路等。相較于目前市面上其他的電機控制器，可以迅速達到無刷直流電機的給定轉速，且超調量較小，提高了系統的穩定性。

硬件電路總體設計

【控制器硬件組成】

電路器件參數

微處理器：TMS320F28335
無刷直流電機：48V/500W，I<18A
MOS管： Vds>120V，Id>54A
MOS驅動芯片：IR2101
電源轉換芯片：LM317
DC-DC轉換芯片：LM2576
電流檢測芯片：ACS712ELCTR-30A

功率驅動和逆變電路中MOS管的選擇

【A相驅動和逆變電路】

由于無刷直流電機的額定電壓為48V，額定電流小于等于18A，MOS管為了避免配擊穿的風險，Vds需要大于電機電壓的2.5倍，Id需要大于電機電流的3倍：

MOSFET的耐壓Vds>120V
MOSFET的耐流Id>54A

原系統中選用的是IRFB4115場效應管，也可以選用VBsemi微碧的VBM1151N，其Vds=150V，Id=100A，在本系統中可完美替代。

電動車電機控制器中可選用的VBsemi MOS管型號：

①VBM1151N

②VBM1152N

③VBM1201N

④VBM1202N

⑤VBP1151N

【可選用的VBsemi微碧公司型號參數】

控制器其他電路圖

【電源轉換電路】

【12V轉3.3V電路】

【電流檢測電路】

【霍爾傳感器接口電路】

微碧半導體MOS管封裝及應用

微碧半導體企業主要產品的封裝有：SOP-8 、TO-220（F）、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN、AO3400、IRF540、IRF540N等系列封裝產線。

【微碧部分MOS管產品封裝】

廣泛應用于3C數碼、安防設備、測量儀器、廣電教育、家用電器、軍工/航天、可穿戴設備、汽車電子、網絡通信、物聯網IoT、新能源、醫療電子、照明電子、智能家居、電腦主板顯卡、MID\UMPC 、GPS、藍牙耳機、PDVD、車載DVD、汽車音箱、液晶顯示器、移動電源、手機電池（鋰電池保護板）、LED電源等產品。微碧半導體有限公司以飽滿的激情，拼搏務實的干勁，不斷創新進取，致力于為客戶群體打造出一座高效、便捷、直通、優質的服務橋梁。