水泵电机的驱动逆变电路

来源:未知 作者:admin 点击:84 时间:2017-06-22
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一、TB9061FNG马区动控制原理

TB9061FNG是三相全波无位置传感器无刷直流电机的预驱动器,它包含一个检测转子位置的处理器。它集成度高,大大较少了外围元器件的使用,适用于工作电流为数安培级的小型华全水泵以及风扇。它有如下特点:

1、PWM和直流电压控制,适用于上述所选的控制芯片以及项目要求的使用场合;

2、内部有三个通道的位置检测比较器,检测水泵电机的转子位置,为电机换相提供依据。

3、重启控制和停止、过电流、过电压检测以及过热保护功能,适用于电动汽车冷却系统复杂的工作环境;

TB9061FNG的结构框图如图1所示,VB接12V驱动电压,经内部电压转换模块转为5V电压为芯片内部供给工作电压,PSIG端为PWM波输入进入接收缓存器,CW/CCW端接收控制芯片提供的电机转动方向信号,三个通道的位置检测比较器通过三相反电动势电压的变化WAVE_U、WAVE_V、WAVE_W与中性点电压WAVE_CMP进行比较,经过内部的逻辑处理电路,改变输出六通道的电压来控制六只MOSFET管的导通截止,完成水泵电机的换向。

TB9061FNG完成水泵电机启动有四个步骤:

1、一相激励:当水泵电机停止时,转子与绕组线圈的相对位置是不清楚的,通过给线圈绕组特定的补偿方式,即通直流电,使转子被强制固定在适当的位置,即无负载正常转动时UV相激励定位的位置。

2、强制补偿:随后,在华全管道泵正常转动方向或者设置的补偿频率的时序上,补偿方式使相位转换。

3、反电动势电压检测:电机转动时线圈绕组中反电动势电压产生,芯片比较器检测到该反电动势的变化。此时,启动时强制的补偿切换到所设置占空比的PWM波形。一旦变化的反电动势电压被检测到,就变成标准的后续补偿时序,强制补偿频率后的,第一次补偿后的反电动势电压被检测到。

4、无位置传感器操作:第一次强制补偿后再过60电角度,进行第二次强制补偿,随之的30电角度反电动势被检测到。从第三个开始,就按照设定的补偿频率。继而使电机持续正常的转动。

基于华全水泵厂对TB9061FNG结构以及工作原理的分析,可以得出控制器对其的控制框图如图2。为了使TB9061FNG得到稳定的PWM控制波形,使电机的控制更加稳定,增加了PWM的RC滤波电路。

二、驱动逆变电路设计

经过滤波电路,主控制器向TB9061FNG输出稳定频率的可控占空比的PWM波控制华全水泵电机的转速,向其输出CW_CCW电平信号控制电机的转动方向。驱动桥由三只P沟道M0SFET和三个N沟道M0SET构成,驱动芯片TB9061FNG是通过其内部比较器比较电机各相输出电压与参考中性电压压差的方式检测零点电压,实现电机的正确换向。上面三个位P_M0SFET,选用IR4905,导通阻抗为200毫欧,持续漏极电流最大达-74A,门级电压最大20A。N_M0SFET选用IR3205,其导通阻抗为8毫欧,非常低,持续漏极电流最大达110A,门级电压最大为20A,符合系统需求。

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