電動車驅動電機及其控制技術綜述(文件)
【正文】 能力與國外仍有較大差距?！ ?4)國內企業(yè)能夠完成整車控制器硬件結構設計，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模塊利用電壓驅動，具有驅動功率小，飽和導通電壓低，工作可靠等優(yōu)點。IGBT模塊的開關特性以及對驅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（增益）和器件的開關損耗決定。10%范圍內。首先，中大功率IGBT模塊在更高電壓下開關會導致dv/dt增加，IGBT柵極會通過柵－源極寄生電容耦合開關噪聲；其次，大功率IGBT模塊由于多個元胞與內部串連的電阻相并聯而成，即使其柵極外部端子非常短，米勒效應也會導致電流流過內部電阻時，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)——柵極峰值驅動電流（A）；ΔVG——開關電壓壓差（V）；RG——柵極驅動電阻（Ω）。電氣隔離能力車用電機驅動器通常應用全橋電路，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重要。如果設計的驅動板具有比IGBT阻斷電壓高得多的電壓等級，如50kV/μs，那么驅動板就能夠提供足夠的dv/dt抑制能力。因此，在電源設計中溫度參數是設計成敗的關鍵因素之一。車用電機驅動器IGBT模塊驅動電源的設計從以上驅動電源分析可以得出，車用電機驅動器IGBT模塊驅動電源應該具有隔離高電壓、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計方法，反激電源設計分為幾個步驟。針對IGBT驅動電源應用，應注意以下幾點：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動信號引起誤動作。窗體底端其中一組用于驅動下橋臂3個IGBT，功率為9W，其他3組的每組輸出功率為3W；，一次側峰值電流為11A，開關頻率為29kHz，一次側匝數為6匝，二次側電壓為－10V和15V，匝數分別為7匝和10匝。圖4和圖5給出實測波形。15 / 15。結論本文詳細分析了車用驅動器IGBT模塊對驅動電源的特殊要求，并提出利用反激拓撲結構設計IGBT模塊驅動電源的方法，著重解決了反激拓撲電源用于IGBT模塊驅動電源的幾個設計難點。由肖特納二極管和瞬態(tài)吸收二級管構成開關尖鋒吸收電路，以減小開關損耗。IGBT模塊驅動電源原理根據上述分析，設計了一款車用驅動器IGBT模塊驅動電源（圖3）。在IGBT模塊的應用中,特別是中大功率IGBT模塊,每一個IGBT驅動電路需要使用獨立的驅動電源供電，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整量。在設計中需要特別關注磁性器件的設計和熱分析與設計，在設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。反激電源具有結構簡單、性能價格比高、控制簡單、多繞組交叉調整等優(yōu)點。首先是加大設計定額，采取降額使用；其次是優(yōu)化磁性器件的設計，減小功耗，優(yōu)化功率器件開關，選用合適的開關頻率，減小開關損耗。適應工作環(huán)境溫度的能力車用電機驅動器IGBT必須適應車上惡劣的溫度環(huán)境。干擾耦合到控制端會導致嚴重的故障，甚至由于驅動電路缺乏dv/dt噪聲抑止力而損壞IGBT，IGBT驅動電源需具有一定功率，以驅動IGBT。電氣隔離信號通常通過光電元件或脈沖變壓器來實現。從上面公式可以得到峰值門極驅動電流為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。峰值驅動電流IGBT模塊柵極具有電容效益，雖然其平均驅動功率很小，但是為了使IGBT模塊快速開通，需要很高的峰值驅動電流。15V，驅動電源需要的平均電流則為85mA。開關所需能量是開關頻率、開關偏置電壓和門極充電總量的函數，驅動電源為IGBT模塊提供的平均驅動電流為：Iavs=QGfs..............（1）式中：Iavs——平均驅動電流（A）；QG——門充電總量（C），此數值可以從IGBT數據手冊中門極充電曲線上獲得；fs——開關頻率（Hz）。使用負關斷偏置電壓有利于減小開關損耗和對dv/dt的抗干擾能力。因為門極電壓通過門極串聯的電阻以指數速率充電，需要花很長一段時間才能達到10V。導通電壓高于20V會導致門極二極管擊穿，并造成器件永久性損壞。對于用于汽車電機驅動器中的IGBT模塊，對其驅動電源的要求既與通用變頻器IGBT模塊驅動電源有相同點，又因其應用環(huán)境不同而有特殊之處，本文針對電動汽車用電機驅動器IGBT模塊隔離驅動電源進行了分析和研究。提出了一種利用開關電源反激拓撲結構設計IGBT驅動電源的方法，最后通過設計的電動汽車用電機驅動器IGBT模塊驅動電源進行了實驗驗
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