[發明專利]高效率的電動汽車電機電源控制和驅動電路

有效

• 申請號: 201310394251.8
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103475190A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 李青海;朱克敏;李天利;余得貴;王建武
• 申請（專利權）人: 山東潤峰電子科技有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M3/335;H02M1/32;H02M1/44
• 代理公司: 深圳市金筆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44297
• 代理人: 胡清方;彭友華

技術領域????

?????本發明涉及一種高效率的電動汽車電機電源控制和驅動電路。

背景技術????

?????電機控制器電源和IGBT驅動電路安裝在依電為能源的電動汽車電機控制器中，如純電動汽車、混合動力汽車的電機控制器中，頻繁驅動IGBT進行開和關兩個狀態的切換，使IGBT輸出近似于正弦波的交流電驅動電機旋轉。現有的電動汽車電機電源控制和IGBT驅動電路分別設計成兩個電路板，兩塊電路板之間需要許多外部導線連接，這樣，就使得現有電機控制器電源和IGBT驅動電路結構較復雜、體積較大、抗干擾能力差、安裝不方便，不能滿足電動汽車高可靠性的要求。現有的電機控制器電源和IGBT驅動電路僅能輸入直流電壓，不能輸入交流電壓，對電路板的調試存在不方便。

發明內容???

?????為了克服上述問題，本發明向社會提供一種能輸入交流電壓、可靠性高、結構簡單、安裝方便的電動汽車電機電源控制和驅動電路。

本發明的技術方案是：提供一種高效率的電動汽車電機電源控制和驅動電路，包括：

具有6路輸出的開關電源單元，包含UP電源輸出單元、UN電源輸出單元、VP電源輸出單元、VN電源輸出單元、WP電源輸出單元和WN電源輸出單元；

6路IGBT驅動推挽電路單元，包含UP驅動推挽電路單元、UN驅動推挽電路單元、VP驅動推挽電路單元、VN驅動推挽電路單元、WP驅動推挽電路單元和WN驅動推挽電路單元；

具有6路輸出的開關電源單元中的UP電源輸出單元、UN電源輸出單元、VP電源輸出單元、VN電源輸出單元、WP電源輸出單元和WN電源輸出單元分別與6路IGBT驅動推挽電路單元中的UP驅動推挽電路單元、UN驅動推挽電路單元、VP驅動推挽電路單元、VN驅動推挽電路單元、WP驅動推挽電路單元和WN驅動推挽電路單元對應連接，并一起布置在同一板電路板上；

6路IGBT門極保護單元，每兩路IGBT門極保護單元設置在一塊電路板上，構成三塊IGBT門極保護電路板，三塊IGBT門極保護電路板分別放在對應的IGBT元件上。

本發明中，開關電源單元的電源輸入端CON1可以輸入交流220V、50HZ市電，也可以輸入直流200V-400V電壓，輸入電壓經熱敏電阻RTH1和保險FS1后采用安規電容CX2濾波，安規電容后加共模電感LF1A，濾除共模干擾信號，然后進入整流橋BD4，整流橋的采用，使電源輸入端CON1的輸入電壓不僅可以使用直流電壓，而且還可以采用交流輸入電壓；輸入電壓經整流橋整流后輸出為直流電壓，經第二十五電解電容C25、第二十六電容C26串聯后濾波、儲能，然后進入高頻變壓器T1的原邊T1B，原邊T1B輸出后進入MOSFET管Q7，MOSFET管Q7輸出經采樣電阻R28后回歸到整流橋BD4的負輸出端，形成多輸出開關電源的主回路。高頻變壓器T1的T1B邊兩端加吸收回路，吸收回路由第五二極管D5、第三十二電容C32、第二十六電阻R26構成。多輸出開關電源單元主控制芯片采用U4，U4型號為UC3843，主控制芯片U4的6腳輸出PWM端經串第二十一電阻R21后輸出到MOSFET管Q7的門極，控制MOSFET管Q7進行開關，在MOSFET管Q7門極和源極間加下拉第二十五電阻R25，保護MOSFET管Q7；第二十二電阻R22為采樣電阻，第三十一電容C31為采樣濾波電容；第十七電阻R17、第二十三電容C23控制主控制芯片U4的PWM頻率；第八電容C8為主控制芯片U4的輸出參考電壓的濾波電容；第十九電容C19、第九C9組成主控制芯片U4的電源濾波、儲能電容，多輸出開關電源剛開始上電時由整流橋輸出電壓經第二十三電阻R23提供給主控制芯片U4，多輸出開關電源正常工作后由高頻變壓器T1的T1A、第四二極管D4、第十五電阻R15、第十九電容C19和第九電容C9構成主控制芯片U4的供電系統；第五光耦U5、第十一電阻R11、第十六電阻R16、第十四電阻R14，第二十電容C20、第十七電容C17構成反饋回路的輸出部分；反饋回路的輸入部分由第五光耦U5、第二十四電阻R24、第二十七電阻R27、第二十九電阻R29、第三十電阻R30，第三十三電容C33，基準穩壓芯片TL431構成；在多輸出開關電源輸出邊和輸入邊加安規電容CY1；多輸出開關電源的+15V輸出電壓回路由第八二極管D8、第八電壓穩壓芯片U8、第三十六電容C36、第四十五電容C45、第五十二電容C52、第四十二電阻R42構成，經第一三端穩壓芯片7815后使輸出電壓更加穩定；多輸出開關電源的-15V輸出電壓回路由第十二極管D10、第十電壓穩壓芯片U10、第三十八電容C38、第四十六電容C46、第五十一電容C51、第四十四電阻R44構成，經第二三端穩壓芯片7915后使輸出電壓更加穩定；多輸出開關電源的+5V輸出電壓回路由第九雙二極管D9、第一電感L1、第三十七電容C37、第三十九電容C39、第五十電容C50、第五十五電容C55、第四十三電阻R43?、第四十五電阻R45構成，+5V輸出回路為多輸出開關電源反饋端輸出回路；多輸出開關電源的+12V輸出電壓回路由第七二極管D7、第九電壓穩壓芯片U9、第三十四電容C34、第四十一電容C41、第五十三電容C53、第四十電阻R40構成，經第三三端穩壓芯片7812后使輸出電壓更加穩定；多輸出開關電源的-12V輸出電壓回路由第六二極管D6、第七電壓穩壓芯片U7、第三十五電容C35、第四十二電容C42、第五十四電容C54、第四十一電阻R41構成，經第四三端穩壓芯片7912后使輸出電壓更加穩定；多輸出開關電源的UP電源輸出單元、UN電源輸出單元、VP電源輸出單元、VN電源輸出單元、WP電源輸出單元、WN電源輸出單元，6個電源輸出單元的+16V、-8V輸出電壓回路由二極管、穩壓二極管、電容、電阻構成，多輸出開關電源24V輸出電壓經穩壓二極管和電阻分壓處理后輸出+16V和-8V電壓，并產生出浮地。