電動車自適應無刷直流電機控制器中MOS管應用選擇解決方案

2020-12-07 臺灣微碧半導體VBsemi
電動車自適應無刷直流電機控制器中MOS

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為主控制晶片的純電動車用電機控制器硬體電路，採用模糊PI控制策略，整體電路包含功率驅動電路、逆變電路、電流採樣電路、電源轉換電路等。相較於目前市面上其他的電機控制器，可以迅速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。

硬體電路總體設計

控制器電路硬體設計

電路器件參數

微處理器：TMS320F28335無刷直流電機：48V/500W，I<18AMOS管： Vds>120V，Id>54AMOS驅動晶片：IR2101電源轉換晶片：LM317DC-DC轉換晶片：LM2576電流檢測晶片：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】

由於無刷直流電機的額定電壓為48V，額定電流小於等於18A，MOS管為了避免配擊穿的風險，Vds需要大於電機電壓的2.5倍，Id需要大於電機電流的3倍：

MOSFET的耐壓Vds>120VMOSFET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】

控制器中其他電路

【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】

廣泛應用於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，拼搏務實的幹勁，不斷創新進取，致力於為客戶群體打造出一座高效、便捷、直通、優質的服務橋梁。

參考文獻

[1]林聰. 純電動車用電機自適應控制器設計[D].廣西科技大學,2015.

[2]柴海波,鄢治國,況明偉,吳建東.電動車驅動電機發展現狀[J].微特電機,2013,41(04):52-57.

[3]馮翠萍. 永磁無刷直流電機轉矩脈動抑制的控制策略研究[D].西南交通大學,2012.

[4]周湧.電動車驅動用無刷直流電動機系統的設計[J].微特電機,1997(03):7-11+30.

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