[實用新型]一種基于CPLD的電機控制器電路模塊

有效

• 申請號: 201920213519.6
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN209356888U
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 王曼;金定興;李鑫
• 申請（專利權）人: 上海鑫國動力科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 徐家豪

本實用新型公開了一種基于CPLD的電機控制器電路模塊，包括MCU主芯片，還包括一CPLD芯片，CPLD芯片與外部有源晶振連接，所述CPLD芯片包括：一時鐘可編程模塊，一過壓檢測可編程模塊，一過流檢測可編程模塊，一死區檢測可編程模塊，一驅動器檢測可編程模塊，一單向總線緩沖器及或門驅動集成可編程模塊，一編碼器可編程模塊。本實用新型利用CPLD芯片代替邏輯電路的方式，簡化了復雜的硬件電路的布局，可以簡化電機控制器的邏輯電路(包括故障信號的檢測和判定)，減少硬件電路的布局空間，同時提高硬件電路保護的快速性，而且可節約MCU主芯片的IO端口，使MCU主芯片內部處理簡單高效。而且電路中減少了復雜的邏輯器件，依靠硬件編程語言，提高系統的智能化程度。

技術領域

本實用新型涉及電路模塊領域，特別涉及一種應用于新能源汽車中的電機控制系統中，可對控制系統反饋的電流、電壓、故障信號等作出快速響應的基于CPLD(復雜可編程邏輯器件)的電機控制器電路模塊。

背景技術

目前，新能源汽車的電機控制系統通過硬件搭建電路，采集電機控制器的電壓、電流、驅動器故障信號及PWM(脈沖寬度調制)信號，判定電路的故障狀態，并將信號反饋給MCU(微控制器)進行軟件檢測和保護，MCU檢測到故障信號時，需要中斷當前的程序對故障信號做出處理，這需要一定的反應時間，不能在短時間內關斷PWM的輸出，這種處理方式延緩了后續的故障保護，極易導致IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)燒毀，降低了系統的故障保護可靠性。而且這種連接結構的MCU需要多個主芯片的IO端口。

實用新型內容

為了提高電機控制系統的快速響應能力，增強系統的可靠性，本實用新型提供一種基于CPLD硬件檢測故障信號并做出快速響應的控制電路模塊，該電路模塊直接在MCU主芯片外部加入CPLD芯片，代替邏輯硬件電路，通過CPLD芯片的可編程控制快速檢測電機控制器的故障狀態，實現不依靠MCU芯片獨立對系統進行快速保護。

本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種基于CPLD的電機控制器電路模塊，包括MCU主芯片，其特征在于，還包括一CPLD芯片，所述CPLD芯片與外部有源晶振連接，所述CPLD芯片包括：

一時鐘可編程模塊，所述時鐘可編程模塊輸入信號為CLK的信號，將得到相應時鐘信號CLKO提供給MCU主芯片工作；

一過壓檢測可編程模塊，所述過壓檢測可編程模塊用以檢測由電機控制器輸入的電壓信號UI，通過濾波，判定其是否過壓，同時輸出UO信號；

一過流檢測可編程模塊，所述過流檢測可編程模塊用以檢測由電機控制器輸入的電流信號II，通過濾波，判定其是否過流，同時輸出IO信號；

一死區檢測可編程模塊，所述死區檢測可編程模塊輸入的PWM信號為主控輸出的PWM信號，所述死區檢測可編程模塊用以檢測PWM死區時間是否在設定的時間段內，通過濾波，根據判定結果輸出PWM故障狀態PWMDEAO信號；

一驅動器檢測可編程模塊，所述驅動器檢測可編程模塊輸入的IPM信號為驅動器故障的輸出信號，通過濾波，在設定時間段判定是否故障，同時輸出IPMO信號；

一單向總線緩沖器及或門驅動集成可編程模塊，所述單向總線緩沖器及或門驅動集成可編程模塊用以將所述UO信號、IO信號、PWMDEAO信號、IPMO信號進行集成后對PWM的信號進行輸出；同時輸出驅動狀態信號DRIVESP與MCU主芯片的EMGSTOPB中斷端口連接，驅動狀態處于故障態時，MCU主芯片可快速進入軟件中斷，中斷PWM輸出，同時CPLD芯片自身可不通過MCU主芯片快速關斷PWM輸出；

一編碼器可編程模塊，所述編碼器可編程模塊用以對所述UO信號、IO信號、PWMDEAO信號、IPMO信號的輸出信號通過二進制數進行編碼，編碼后輸出信號，此信號輸入到MCU主芯片的主控端口。