[實(shí)用新型]基于MCU和CPLD的電機(jī)控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320335765.1
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN203326936U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦晨;韓偉;康兵;杜鑫鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 上海金脈電子科技有限公司
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種基于MCU和CPLD的電機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

20世紀(jì)90年代，為了緩解能源和環(huán)境對人類生活和社會發(fā)展的壓力，世界各國都投入大量資金開發(fā)電動(dòng)汽車。作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，電機(jī)驅(qū)動(dòng)及其控制技術(shù)的研究尤為重要。在電動(dòng)汽車應(yīng)用中，永磁同步電機(jī)因具有高效率、結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩密度高、體積小、重量輕、高功率密度和良好的控制特性，發(fā)展前景廣闊，并且已在國內(nèi)外多種電動(dòng)車輛中獲得應(yīng)用。

對電機(jī)的控制通常都是通過主控芯片來進(jìn)行，而汽車系統(tǒng)所用的處理器的選擇受多種因素的影響，一般包括汽車認(rèn)證資格、片上集成度、性能、價(jià)格和節(jié)能等。

目前采用的PMSM的主流控制芯片都為DSP芯片，該芯片是針對電機(jī)控制的需要設(shè)計(jì)的，以強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高速運(yùn)行為特色，一般用于處理大量的數(shù)字信號、編解碼，及通信數(shù)據(jù)分析。

由于汽車應(yīng)用的處理器對片上集成的外設(shè)、存儲器、和I/O接口有更高的要求；而且，車上需要接收的模擬傳感器的輸入信號相對較多，針對不同的汽車系統(tǒng)，有著各種各樣的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因此現(xiàn)有DSP芯片可能滿足不了這些要求。

此外，在現(xiàn)有的很多技術(shù)中，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路直接由PWM信號直接控制，其中并未做過多的保護(hù)，待電機(jī)或者IGBT發(fā)生故障時(shí)，不能得到及時(shí)有效的處理，容易遭到損壞。

因此，本實(shí)用新型將電機(jī)故障信號采集進(jìn)入CPLD，并且對其進(jìn)行處理，能夠更有效地保證控制器的可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種多功能、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、且控制復(fù)雜的基于MCU和CPLD的電機(jī)控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種基于MCU和CPLD的電機(jī)控制系統(tǒng)，其至少包括：

包含永磁同步電機(jī)及旋轉(zhuǎn)變壓器的電機(jī)單元；

與所述電機(jī)單元連接的功率控制單元；

與所述功率控制單元連接的驅(qū)動(dòng)單元；

與所述旋轉(zhuǎn)變壓器連接且用于將所述旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換器；

增量式光電編碼單元；

與所述功率控制單元相連接且用于采集與所述永磁同步電機(jī)運(yùn)行相關(guān)的參數(shù)的采集單元；

與所述驅(qū)動(dòng)單元、所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器、增量式光電編碼單元及采集單元相連接、且基于MCU和CPLD形成的主控單元；

與所述主控單元連接的存儲單元及通信接口電路；

用于供電的電源單元。

優(yōu)選地，所述基于MCU和CPLD的電機(jī)控制系統(tǒng)還包括：與所述電源單元及主控單元連接、且用于監(jiān)控電源故障的監(jiān)控單元。

優(yōu)選地，所述基于MCU和CPLD的電機(jī)控制系統(tǒng)還包括：與所述主控單元連接的看門狗單元。

優(yōu)選地，所述MCU包括32位單片機(jī)。

優(yōu)選地，所述功率控制單元包括功率逆變器。

優(yōu)選地，所述采集單元包括連接在所述功率控制單元輸出端及連接MCU的電流傳感器。

優(yōu)選地，所述采集單元包括連接MCU且用于感測冷卻入水口溫度的溫度傳感器。

優(yōu)選地，所述采集單元包括連接MCU且用于感測冷卻底板溫度的溫度傳感器。

優(yōu)選地，所述永磁同步電機(jī)為車用電機(jī)。

如上所述，本實(shí)用新型的基于MCU和CPLD的電機(jī)控制系統(tǒng)，具有以下有益效果：實(shí)現(xiàn)對電機(jī)復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制。

附圖說明

圖1顯示為本實(shí)用新型的基于MCU和CPLD的電機(jī)控制系統(tǒng)示意圖。

圖2顯示為本實(shí)用新型的基于MCU和CPLD的電機(jī)控制系統(tǒng)的主控單元所接入的信號示意圖。

元件標(biāo)號說明

1?????電機(jī)控制系統(tǒng)

10????電機(jī)單元

11????功率控制單元

12????驅(qū)動(dòng)單元

13????數(shù)字轉(zhuǎn)換器

14????增量式光電編碼單元

15????采集單元

16????主控單元

17????存儲單元

18????通信接口電路

19????電源單元

21????看門狗單元

22????監(jiān)測單元

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。