電動車驅(qū)動電機及其控制技術(shù)綜述(文件)
【正文】 能力與國外仍有較大差距。 (4)國內(nèi)企業(yè)能夠完成整車控制器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計，但由于我國芯片集成力量比較薄弱，制造能力較差，可靠性和穩(wěn)定性仍有很大的提升空間。IGBT模塊利用電壓驅(qū)動，具有驅(qū)動功率小，飽和導(dǎo)通電壓低，工作可靠等優(yōu)點。IGBT模塊的開關(guān)特性以及對驅(qū)動電源的要求主要有以下幾點。開通IGBT所需最低電平由器件的跨導(dǎo)（增益）和器件的開關(guān)損耗決定。10%范圍內(nèi)。首先，中大功率IGBT模塊在更高電壓下開關(guān)會導(dǎo)致dv/dt增加，IGBT柵極會通過柵－源極寄生電容耦合開關(guān)噪聲；其次，大功率IGBT模塊由于多個元胞與內(nèi)部串連的電阻相并聯(lián)而成，即使其柵極外部端子非常短，米勒效應(yīng)也會導(dǎo)致電流流過內(nèi)部電阻時，IGBT芯片門極電壓升高。因而可以得到門充電總量為8500nC。RG...........（3）式中:IG(peak)——柵極峰值驅(qū)動電流（A）；ΔVG——開關(guān)電壓壓差（V）；RG——柵極驅(qū)動電阻（Ω）。電氣隔離能力車用電機驅(qū)動器通常應(yīng)用全橋電路，具有高電壓、大電流等特點。同時隔離絕緣材料抗老化能力也至關(guān)重要。如果設(shè)計的驅(qū)動板具有比IGBT阻斷電壓高得多的電壓等級，如50kV/μs，那么驅(qū)動板就能夠提供足夠的dv/dt抑制能力。因此，在電源設(shè)計中溫度參數(shù)是設(shè)計成敗的關(guān)鍵因素之一。車用電機驅(qū)動器IGBT模塊驅(qū)動電源的設(shè)計從以上驅(qū)動電源分析可以得出，車用電機驅(qū)動器IGBT模塊驅(qū)動電源應(yīng)該具有隔離高電壓、多組輸出、耐高溫和抗電磁干擾等特點。窗體底端窗體底端窗體底端反激電源設(shè)計步驟反激電源工作原理在許多文獻中都有闡述，下面分析一下反激電源設(shè)計方法，反激電源設(shè)計分為幾個步驟。針對IGBT驅(qū)動電源應(yīng)用，應(yīng)注意以下幾點：由于IGBT門極開通電壓一般為15V177。在諸如IPM對于電源電壓要求精度高的應(yīng)用，可以在各繞組后加線性穩(wěn)壓器件。由于線路電阻和引線電感,脈沖電流引起的壓降會耦合到驅(qū)動信號引起誤動作。窗體底端其中一組用于驅(qū)動下橋臂3個IGBT，功率為9W，其他3組的每組輸出功率為3W；，一次側(cè)峰值電流為11A，開關(guān)頻率為29kHz，一次側(cè)匝數(shù)為6匝，二次側(cè)電壓為－10V和15V，匝數(shù)分別為7匝和10匝。圖4和圖5給出實測波形。15 / 15。結(jié)論本文詳細分析了車用驅(qū)動器IGBT模塊對驅(qū)動電源的特殊要求，并提出利用反激拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計IGBT模塊驅(qū)動電源的方法，著重解決了反激拓撲電源用于IGBT模塊驅(qū)動電源的幾個設(shè)計難點。由肖特納二極管和瞬態(tài)吸收二級管構(gòu)成開關(guān)尖鋒吸收電路，以減小開關(guān)損耗。IGBT模塊驅(qū)動電源原理根據(jù)上述分析，設(shè)計了一款車用驅(qū)動器IGBT模塊驅(qū)動電源（圖3）。在IGBT模塊的應(yīng)用中,特別是中大功率IGBT模塊,每一個IGBT驅(qū)動電路需要使用獨立的驅(qū)動電源供電，以減小母線寄生電感的影響。由于各繞組采用隔離方式，因此必須采用一定措施減小交叉調(diào)整量。在設(shè)計中需要特別關(guān)注磁性器件的設(shè)計和熱分析與設(shè)計，在設(shè)計中要考慮到上述分析中提到的車用IGBT模塊對電源的特殊要求。反激電源具有結(jié)構(gòu)簡單、性能價格比高、控制簡單、多繞組交叉調(diào)整等優(yōu)點。首先是加大設(shè)計定額，采取降額使用；其次是優(yōu)化磁性器件的設(shè)計，減小功耗，優(yōu)化功率器件開關(guān)，選用合適的開關(guān)頻率，減小開關(guān)損耗。適應(yīng)工作環(huán)境溫度的能力車用電機驅(qū)動器IGBT必須適應(yīng)車上惡劣的溫度環(huán)境。干擾耦合到控制端會導(dǎo)致嚴重的故障，甚至由于驅(qū)動電路缺乏dv/dt噪聲抑止力而損壞IGBT，IGBT驅(qū)動電源需具有一定功率，以驅(qū)動IGBT。電氣隔離信號通常通過光電元件或脈沖變壓器來實現(xiàn)。從上面公式可以得到峰值門極驅(qū)動電流為30A，實際峰值電流一般小于這個值，因為電流高處的部分一般不是真實的。峰值驅(qū)動電流IGBT模塊柵極具有電容效益，雖然其平均驅(qū)動功率很小，但是為了使IGBT模塊快速開通，需要很高的峰值驅(qū)動電流。15V，驅(qū)動電源需要的平均電流則為85mA。開關(guān)所需能量是開關(guān)頻率、開關(guān)偏置電壓和門極充電總量的函數(shù)，驅(qū)動電源為IGBT模塊提供的平均驅(qū)動電流為：Iavs=QGfs..............（1）式中：Iavs——平均驅(qū)動電流（A）；QG——門充電總量（C），此數(shù)值可以從IGBT數(shù)據(jù)手冊中門極充電曲線上獲得；fs——開關(guān)頻率（Hz）。使用負關(guān)斷偏置電壓有利于減小開關(guān)損耗和對dv/dt的抗干擾能力。因為門極電壓通過門極串聯(lián)的電阻以指數(shù)速率充電，需要花很長一段時間才能達到10V。導(dǎo)通電壓高于20V會導(dǎo)致門極二極管擊穿，并造成器件永久性損壞。對于用于汽車電機驅(qū)動器中的IGBT模塊，對其驅(qū)動電源的要求既與通用變頻器IGBT模塊驅(qū)動電源有相同點，又因其應(yīng)用環(huán)境不同而有特殊之處，本文針對電動汽車用電機驅(qū)動器IGBT模塊隔離驅(qū)動電源進行了分析和研究。提出了一種利用開關(guān)電源反激拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計IGBT驅(qū)動電源的方法，最后通過設(shè)計的電動汽車用電機驅(qū)動器IGBT模塊驅(qū)動電源進行了實驗驗
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