基于英飞凌Tc1797芯片的电机控制系统设计

■匿譬固l基于英飞凌Tc1797芯片的电机控制系统设计 处理嚣 内存资源 基于英飞凌Tcl797芯片的蝴制系统设计 A，D 温度情况 I／0 DMA翅I道 40 。+，国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心赵奕磊 8“7上海汽车集团股份有限公司技术中心王东萃 电机控制系统能否满足电动汽车的要求，是新能源汽车研发中的重要问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。本文介绍了基于英飞 凌Tcl797芯片的电机控制系统设计方法。为电动汽车中电机控制系统的设计提供了可行、可靠的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 —h于全球环境污染的日益恶化， ■L|石油资源危机的若隐若现， 汽车行业开始大规模向新能源领域 进军，以电机为主要或辅助驱动源 是当前流行的研究主题。设计出满 足汽车要求的电机控制系统是一项 关键技术，本文以汽车级芯片英飞 凌Tcl797为主控芯片，以永磁同步 电机为原型。开发电机控制系统。 英飞凌芯片介绍 传统的电机控制系统设计多集中 在工业级，而汽车级控制器相对于 工业级控制器要求工作温度范围更 宽，一般工业级控制芯片的工作温 度范围是一40。C～850C。而汽车级芯 片工作温度范围是一40℃～125℃。所 以当应用到汽车这样复杂的环境中 时，一些传统的控制芯片难以保证 其工作的可靠性。 32位高性能CPU 集成—体的数字处理功能 全温度范围内的180Mhz_'E作频率 4MByte带ECC的嵌入式可编程Flash 16KByteEEPROM(emulatedby64KBytedata FIashl 156KByteon—chiOSRAM 4KBytedatacache 16KByteinstructioncache64KbyteDataFlash Memory(DFlash。represents16KbyteEEPROM) 49路独立通道 —lo℃一125℃ 219路数字忙I 16DMAchannels 本文选用英飞凌公司的汽车级 处理芯片Tcl797芯片。其具有以下 特点(见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1)。 控制器设计 控制器硬件设计．包括最小系 统搭建、外围A／D、D／A、Digital I／O电路设计、通讯接口设计等。 最小系统搭建。指将Tcl797 基本系统建立起来。需要完成晶 振电路、电源、总线接口设计。电 源设计，整车用电器统一采用12V 供电，在汽车级的控制器设计过 程中，要注意电源的过压和反极 性保护。由于Tcl797芯片是采用 3．3V和5V供电。所以需要另外设 计12V电平转换电路，选用高性能 的TLE7368多功能电源芯片，并设 置滤波电路和旁路电容以提高系统 稳定性。 按照需求，设计Tcl797的外 设电路。将AID通道分配给电机温 度采样、电压采样、电流采样等。 并配置I／O功能，可以用于水泵控 制、故障输出和急停保护能。在通 讯接口设计中，车载ECU采用可靠 性高的CAN总线进行ECU间的通讯 和诊断。保留JTAG接口，便于软 件的刷新与调试。 由于电机的工作环境恶劣。所 以电机位置传感器通常选择可靠性 高的旋转变压器来进行电机位置和 速度的检测。旋转变压器的处理解 码芯片多选用AnalogDevices公司 的旋变解码芯片。按照旋变本身的 特性，匹配不同的放大电路，最终 将旋变的信号送到处理芯片。本设 计中所使用的AD2S1205芯片中． 已集成了对旋变信号重要的故障检 测．对于LOS、OS、LOT等故障， 需将故障上报到Tc1797，对其进 行监控。 选择IGBT时需要注意，其电压 规格和电流规格都要满足要求。对 于电压，首先要考虑电池的母线电 压。一般按照下表的原则来匹配。 直麓母线电压 IGB'I"电压规格 300V(最大约450V)600V 600V(最大约900V)1200V 选择 对于电流。按照下列公式进行 ce=VfO+r1 万方数据 P=VceSat．I； P=(125-80)／RthJC； Icalc= 、／125R。Cth-ic8丁0。C，、,V2t．rto，-2一V2t．o万、／ Rthjc．rt7。、2．rt7‘2．rt 本文最终选用IGBTmodule HybridPACK2(650V／800A)。 电机控制 电机模型作为电机控制的对 象，模型的准确性是电机控制软件 开发成功的一个必要条件。目前 普遍使用Matlab模型库中的PMSM 模型。通过输入电机的各项参数来 完成模型搭建。但是Matlab的电机 模型忽略了温度、电流对电感的影 响。Ld、Lq均设置为常量。为了更 准确地建立电机本体模型．本文经 过大量的试验，实测电机参数，在 原PMSM模型的基础上进行修改， 从而得到相对准确的电机模型。 本文以在项目中所使用的电 机为例．建立以下电机模型。 基本参数为：UdC=300V，J =0．027，p=4，Ld、Lq由实际测试 的图表组成。 本文采用控制性能优越的矢量 控制算法。矢量控制算法是指在磁 场定向坐标上，将电流矢量分解成 为产生磁通的励磁电流分量和产生 转矩的转矩电流分量。矢量控制的 关键是对电流矢量的幅值和空间位 置(频率和相位)的控制。由于车用 电机调速范围较广，所以基速以上 的部分需要进行弱磁控制。 将建立的电机控制模型，电机 控制软件模型进行联合仿真。以 速度模式为例．得到下面的仿真结 果。从结果上看，电流变化稳定． 性能良好。 实验 为了质量控制完善．本设计中 使用Matlabl童l动生成代码。然后通 基于英飞凌Tc1797芯片的电机控制系统设计I圜雹曩豇墨衄 Oqmod o⋯d —‘÷～i 、 lHM-Fkxnh ＼~ ＼ ＼ ＼ ＼ 、、 ≮。 ＼ 过Tasking软件进行编译．通过UDE 工具将电机控制软件代码下载到控 制器中。 在台架上实现整个系统的联合 调试，测试电机控制性能。 以扭矩控制为例。测功机控制电 机工作在500RPM。通过控制器控制 电机输出扭矩。得到下列实测数据。 试验结果显示电机控制扭矩控制性能 稳定．具有良好的控制精度。 结论 本文详细介绍了汽车级电机控 制系统从控制器硬件的搭建到电机 控制软件模型的建立的设计过程。 从系统仿真和试验两个方面共同验 证了系统的可行性。为汽车级电机 控制系统的设计提供了一个平台。 在此基础上。还需要细节上的进一 2012—10APA(No3)撞术与应用《汽车与配件》 需求扭矩l O 5 10 20 30 40 50 Id 蛔 -0．4 0 -0．6 9 —2．8 180 一9 33．4 —18 47．6 —27．2l∞．8 -36 72 步优化，例如在机械结构，密封性 能、电机控制稳定性、故障诊断等 方面的优化．以更好地满足汽车级 用电器的要求。·^ 互 m ” 啪 惜 憎 哑 旧 呻 il■j●l 率 翮州泓|耋撇艄梆心炳；∞到sj乐弱 万方数据 基于英飞凌Tc1797芯片的电机控制系统设计 作者： 赵奕磊， 王东萃 作者单位： 赵奕磊(国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心)， 王东萃(上海汽车集团股份有限公司技术中心) 刊名： 汽车与配件 英文刊名： Automobile & Parts 年，卷(期)： 2012(10) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_qcypj201210010.aspx