[发明专利]一种低成本高可靠内插式永磁同步电机控制器

说明书

本发明提出了一种低成本高可靠内插式永磁同步电机控制器，具有从直流母线上取电的高压辅助电源和从外部低压供电的低压辅助电源，还包括控制系统、驱动电路、硬件保护电路等模块，驱动电路的供电同时来自于高压辅助电源和低压辅助电源。

技术领域

本发明涉及一种低成本高可靠内插式永磁同步电机控制器。

背景技术

近年来，随着内插式电机在电动汽车领域内的应用越来越广泛，内插式电机带来的问题也越来越受到大家的重视。内插式电机具有工作范围宽、成本较低等优势，但其也带来了深度弱磁导致反向感应电势较高等问题。若采用关闭功率系统等传统的被动式保护策略，在电机转速较高时反向感应电势将直接冲上母线，造成母线过压，烧毁母线上的各种器件。因此，在电动汽车中，常采用主动短路控制，将电机三相端子短接，这样就不会引起母线过压。

发明内容

1）解决的技术问题

主动短路控制的实施方式主要通过三相全桥的下三管导通或上三管导通来实现。上（或下）三管的导通需要通过驱动电路驱动其开通。驱动电路的工作又依赖于为驱动电路供电的辅助电源。而辅助电源的工作又依赖于其供电电源。驱动电路还需要控制系统发出上（或下）三管导通的驱动信号。这就导致实施主动短路控制需要诸多条件，缺少任何一条均会导致主动短路保护的失效。而这种情况在汽车上是要极力避免的，而目前行业内对控制系统的冗余研究较多，对其他部分的冗余研究较少。本发明提出的技术方案解决了上述问题，以较低的成本提高了系统的可靠性。

2）技术方案

本发明提出了一种低成本高可靠内插式永磁同步电机控制器，其主要思路是为实现主动短路保护，各必要环节进行双备份冗余设计。如辅助电源采用从高压母线取电的高压辅助电源和从低压取电的低压辅助电源；在控制系统外，另外增加由辅助电源供电的独立的硬件保护电路用于输出驱动保护信号。而为了控制成本，不必要的环节可以不采用双冗余备份。如控制系统的供电，可以仅由低（或高）压系统进行供电；如三相全桥上管驱动的辅助电源仅采用高（或低）压辅助电源。

3）有益效果

采用较低的成本实现了主动短路保护各环节的双备份冗余。

附图说明

图中为高压辅助电源与低压辅助电源与其他各模块之间的连接关系。

具体实施方式

一种低成本高可靠内插式永磁同步电机控制器，其特征在于，具有从直流母线上取电的高压辅助电源和从外部低压供电的低压辅助电源，还包括控制系统、驱动电路、硬件保护电路等模块。

驱动电路的供电同时来自于高压辅助电源和低压辅助电源，高压辅助电源通过供电回路为驱动供电，低压辅助电源也通过供电回路为驱动电路供电。

硬件保护电路的供电同时来自于高压辅助电源和低压辅助电源，高压辅助电源通过供电回路为硬件保护电路供电，低压辅助电源也通过供电回路为硬件保护电路供电。

控制系统的供电同时来自于高压辅助电源和低压辅助电源,高压辅助电源与控制系统之间有供电回路，低压辅助电源也与控制系统之间有供电回路。

硬件保护电路与驱动电路之间具有保护信号链路，驱动电路内部具有保护优先电路确保接收到保护信号进行保护动作而忽略控制系统发送的PWM信号。

为降低成本，低压辅助电源输出一路低边驱动电源，不输出高边驱动电源。

低压辅助电源仅在高压辅助电源失效时提供主动短路保护所需电源，因此功率较小，低压辅助电源输出的驱动电源功率低于高压辅助电源的30%。

硬件保护电路具有比较母线电压与设定值的比较器电路，当电压高于设定值时，比较器动作。