电动助力转向系统电机驱动电路的设计
加入技术交流群
2．下侧桥臂的功率MOSFET管驱动电路
下侧桥臂的功率MOSFET驱动电路如图5所示，其中Qc/Qd为下侧桥臂的功率MOSFET的c管或d管。当MOSFET的控制信号c（d）为高电平时，Q1导通，Q2截止，Q1的栅极电压通过R3与C1组成的并联电路、D１及Q1迅速释放，Qc/Qd关断。
（四）蓄电池倍压工作电源
由于上侧桥臂的MOSFET功率管的栅-源电压必需大于22.74V，而蓄电池电压只有12V。因此需要设计蓄电池倍压电源，产生二倍于蓄电池电压的电源电压，提供给H桥a、b功率管的驱动电路，保证高侧MOSFET功率管能够完全导通。
电源倍压电路如图6所示，NE555定时器工作于多谐振荡器模式，于引脚3产生幅值等于NE555的供电电压，频率为1/0.7（R2+2R1）C1的矩形波。C3、C4，Dl和D2构成电荷泵电路。当NE555引脚3输出高电平时，由于电容电压不能突变，C3正极电压为24V或接近24V，并通过D2向C4充电，使C4电压为24V或接近24V。由于受电路的工作效率、二极管D1和D2上的正向电压降以及负载能力的限制，使得系统输出电压低于供电电压的2倍，即供电电压为12V时，输出电压低于24V，当供电电源为12V时，倍压电源电压约为22.9V，大于Vdb1（22.74V），可以满足需要。
根据电动转向控制系统对稳定性和跟踪性的需要，采用最优H二控制器编制电动转向系统控制程序，并在汽车电动转向试验台上进行台架模拟试验，车速信号用模拟车速传感器发出的脉冲信号代替网。图7为中等车速转向助力时，测量的方向盘转矩（T）和助力电动机电流（I）变化曲线。从图7中可以看出，在转向过程中，助力电动机电流随着方向盘转矩的变化而变化，电动机电流的变化趋势和方向盘转矩的变化趋势相吻合，表明电动机的助力转矩对方向盘转矩有良好的跟踪性能。转向操作时，无助力滞后感，转向平稳，表明转向系统具有良好的跟踪性能和操纵稳定性。
MC9S12系列16位单片机片内资源丰富，对于一般的简单应用，只需一片单片机加少量围电路即可。开发的直流电机电路经初步试验，性能良好，可基本满足电动助力系统转向系统的需要。文中只介绍电动助力转向系统硬件电路设计的基本框架，为获取良好的控制效果，电动助力转向系统将不仅仅局限于依据车速和扭矩这2个基本的信号进行电动助力转向系统的研制，转向角、转向速度、横向加速度及前轴重力等多种信号在未来的电动助力转向系统中可能都是要考虑的因素。
参考文献：
1．张亚宁，汪至中.摩托罗拉16位单片机MC9S12DP256在汽车电子中的应用.国外电子元器件，2003（11）17～18
2．罗石，商高高.电控助力转向系统电机驱动电路设计方案的研究.江苏大学学报，200425（5）：488～491
3．ON 1N5817，1N5819 data sheet [M]，USA:ON Semiconductor Literature Distribution，23～35
4．Fairchild，PN2907-MMBT2907 data sheet [M]，USA: Fairchild Literature Distribution，45
5．施淑洪，郑荣良.电动助力转向系统及系统模型分析.江苏大学学报（自然科学版），2002，23（5）：58～60
6．吴文江，季学武.电动转向控制系统跟踪性能研究.机械工程学报，2004，40（4）：77～80(end) 电流传感器相关文章:电流传感器原理 脉宽调制相关文章:脉宽调制原理 锁相环相关文章:锁相环原理
评论