一種電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002] IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)模塊廣泛應(yīng)用于直流電壓為600V及W上的變流系統(tǒng) 如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。在實(shí)際驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，需要 同時(shí)開通、關(guān)斷的某兩相IGBT的橋臂，但因驅(qū)動(dòng)信號(hào)走線距離不一致、驅(qū)動(dòng)電壓差異、驅(qū)動(dòng) 元器件性能差異等客觀因素導(dǎo)致兩相IGBT開通不同步，其結(jié)果就是最先開通的橋臂沖擊電 流較大、熱損耗較大;最先關(guān)斷的IGBT電壓沖擊尖峰較高。IGBT長(zhǎng)時(shí)間工作在此類工況下， 會(huì)發(fā)生明顯地降低整體性能。
[0003] 目前IGB巧E動(dòng)方案在開通同步性上采用W下措施：
[0004] 1、S相的IGBT口極驅(qū)動(dòng)線走線距離盡量一致，不能做到一致的，盡量減少差距； [000引2三相的1681'口極驅(qū)動(dòng)電壓之間的偏差控制在±3% ;
[0006] 3、驅(qū)動(dòng)功率不大的IGBT，S相下橋臂驅(qū)動(dòng)共用驅(qū)動(dòng)電源。
[0007] 但上述技術(shù)措施仍然存在W下問題：
[0008] 1、為了 S相IGBT的口極驅(qū)動(dòng)線距離一致，必然會(huì)有一相或者兩相的口極會(huì)走曲 線，從而導(dǎo)致寄生電容增加，降低了口極驅(qū)動(dòng)抗干擾性，增加誤導(dǎo)通、誤關(guān)斷的風(fēng)險(xiǎn)；
[0009] 2、目前主流的IGBT驅(qū)動(dòng)電源采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是反激式(flyback),其特點(diǎn)是，可W 輸出相互隔離的多路電壓，但是多路電壓之間差異較大，要控制開關(guān)電源的輸出電壓精度 為3%，必然對(duì)工藝、調(diào)試要求嚴(yán)格，增加大量成本。
[0010] 3、=相下橋臂共用驅(qū)動(dòng)電源，相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)負(fù)載增加，反激式開關(guān)電源的特點(diǎn)是，負(fù) 載增加，輸出電壓下降，輸出電壓下降會(huì)導(dǎo)致IGBT開通時(shí)間比設(shè)計(jì)的要求長(zhǎng)，開通損耗增 加，增加了熱損耗，降低了穩(wěn)定性。對(duì)于驅(qū)動(dòng)功率要求較大的IGBT，該方法不適用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題，提供一種電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，用于減少IGBT 開通同步性較差的問題，從而減少了沖擊電流、沖擊電壓、熱沖擊等不良后果的發(fā)生，提高 IGBT的可靠性。
[0012] 本實(shí)用新型是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[0013] -種電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括:主控忍片、驅(qū)動(dòng)忍片、第一絕緣柵雙極型晶體 管、第二絕緣柵雙極型晶體管、第=絕緣柵雙極型晶體管、第四絕緣柵雙極型晶體管、第五 絕緣柵雙極型晶體管、第六絕緣柵雙極型晶體管和比較器組；
[0014] 所述第一絕緣柵雙極型晶體管和第二絕緣柵雙極型晶體管相互串聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的A 相控制電路;第=絕緣柵雙極型晶體管和第四絕緣柵雙極型晶體管相互串聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的B 相控制電路;第五絕緣柵雙極型晶體管和第六絕緣柵雙極型晶體管相互串聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的C 相控制電路；
[0015] 所述驅(qū)動(dòng)忍片包括六路W上驅(qū)動(dòng)支路，所述比較器組包括六個(gè)W上比較器;所述 主控忍片連接于驅(qū)動(dòng)忍片的控制輸入端，所述驅(qū)動(dòng)支路的輸出端連接于所述比較器的輸入 端，所述第一絕緣柵雙極型晶體管至第六絕緣柵雙極型晶體管的口極分別連接于比較器的 輸出端。
[0016] 進(jìn)一步的，所述第一絕緣柵雙極型晶體管至第六絕緣柵雙極型晶體管的柵極與射 極之間均連接有一個(gè)續(xù)流二極管。
[0017] 進(jìn)一步的，在所述A相控制電路，B相控制電路和C相控制電路的輸入端均設(shè)置有光 電禪合器和一組自舉電容。
[0018] 進(jìn)一步的，所述比較器為遲滯比較器。
[0019] 本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路在IGBT的口極與驅(qū) 動(dòng)支路輸出端之間增設(shè)了比較器，比較器的輸入端連接于兩路不同的驅(qū)動(dòng)支路，輸出端連 接于IGBT的口極，本實(shí)用新型通過增設(shè)比較提高了 IGBT開通或判斷的同步性，減小IGBT開 通不同步所致的電流沖擊，關(guān)斷不同步所致的電壓沖擊，W及兩者所致的熱沖擊，提高了 IGBT的穩(wěn)定性、使用壽命。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的原理圖；
[0021] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施方式中，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)支路通過比較器級(jí)聯(lián)的示意圖。
[0022] 標(biāo)號(hào)說明：
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，W下結(jié)合實(shí)施 方式并配合附圖詳予說明。
[0024] 請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施方式，一種電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，該電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng) 電機(jī)包括:主控忍片即圖1中的Microship、驅(qū)動(dòng)忍片、第一絕緣柵雙極型晶體管(第一 IGBT， 即圖中的N1)、第二絕緣柵雙極型晶體管N2、第S絕緣柵雙極型晶體管N3、第四絕緣柵雙極 型晶體管N4、第五絕緣柵雙極型晶體管N5、第六絕緣柵雙極型晶體管N6和比較器組（即圖1 中的關(guān)斷比較器和開通比較器，所述關(guān)斷比較器和開通比較器實(shí)了一個(gè)由多個(gè)比較器組成 的比較器組，只是在控制邏輯上按不同的狀態(tài)分為關(guān)斷比較器和開通比較器）。
[0025] 其中，每個(gè)絕緣柵雙極型晶體管為一橋臂，所述第一絕緣柵雙極型晶體管和第二 絕緣柵雙極型晶體管相互串聯(lián)于電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的正極P(即Positive的縮寫）與負(fù)極N (即化gative的縮寫)之間，構(gòu)成電機(jī)的A相控制電路；同理第=絕緣柵雙極型晶體管和第四 絕緣柵雙極型晶體管相互串聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的B相控制電路;第五絕緣柵雙極型晶體管和第六 絕緣柵雙極型晶體管相互串聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的C相控制電路。通過控制第一絕緣柵雙極型晶體 管至第二絕緣柵雙極型晶體管的導(dǎo)通或關(guān)斷可控制電動(dòng)汽車的電機(jī)。
[00%]所述驅(qū)動(dòng)忍片包括六路W上驅(qū)動(dòng)支路即圖1中的化iveIC，每個(gè)驅(qū)動(dòng)支路用于驅(qū)動(dòng) 一個(gè)絕緣柵雙極型晶體管，其輸入端連接于主控忍片Microship,輸出端連接于絕緣柵雙極 型晶體管(并且直接連接，而是通過比較器連接）。所述比較器組包括六個(gè)W上比較器，比較 器設(shè)置于驅(qū)動(dòng)支路的輸出端與絕緣柵雙極型晶體管的口極之間;所述驅(qū)動(dòng)支路的輸出端連 接于不同比較器的輸入端，所述第一絕緣柵雙極型晶體管至第六絕緣柵雙極型晶體管的口 極分別連接于不同比較器的輸出端。優(yōu)選的，所述比較器為遲滯比較器。
[0027]其中，所述比較器是通過比較器級(jí)聯(lián)的方式連接于不的驅(qū)動(dòng)支路化iveIC，使多個(gè) 驅(qū)動(dòng)支路化iveIC通過兩級(jí)W上比較器級(jí)聯(lián)輸出實(shí)現(xiàn)多路驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步控制的（即控制 IGBT同時(shí)導(dǎo)通或關(guān)斷）。如圖2所示，為兩路驅(qū)動(dòng)支路化iveIC通過比較器級(jí)聯(lián)的連接示意 圖，W此類推，更多路驅(qū)動(dòng)支路則需要更多級(jí)比較器級(jí)聯(lián)。
[00%]本實(shí)施方式電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的工作原理：當(dāng)某相驅(qū)動(dòng)信號(hào)先到達(dá)比較器， 而另外兩相或一相驅(qū)動(dòng)信號(hào)沒有達(dá)比較器，則比較器處于關(guān)斷狀態(tài)，直到所有驅(qū)動(dòng)信號(hào)都 到達(dá)，比較器才開通，此時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)才同時(shí)驅(qū)動(dòng)IGBT，避免了開通先后時(shí)間差所帶來的電流 沖擊后果。關(guān)斷控制過程與開通控制過程同理。
[0029]請(qǐng)參閱表1為=相兩電平矢量控制循環(huán)表，W=相兩電平矢量控制循環(huán)為例，其 中：1代表橋臂開通，0代表橋臂關(guān)斷；
[0031] 表1
[0032] 取狀態(tài)1為例：需要同時(shí)開通的橋臂為:U相上臂、V相下臂，W相下臂，則比較器會(huì)同 時(shí)檢測(cè)六路橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)，只有當(dāng)=個(gè)高電平信號(hào)同時(shí)達(dá)到比較器輸入端，比較器才開通， 則=路驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)開通對(duì)應(yīng)的橋臂。
[0033] 取狀態(tài)4為例：需要同時(shí)關(guān)斷的橋臂為:U相上臂、V相下臂、W相下臂，則關(guān)斷比較器 同時(shí)檢測(cè)六路橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)，只有當(dāng)=個(gè)低電平信號(hào)同時(shí)達(dá)到比較器輸入端，比較器才開 通，則=路驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)關(guān)斷對(duì)應(yīng)的橋臂。
[0034] 進(jìn)一步的，為保護(hù)IGBT在頻繁開導(dǎo)與關(guān)斷過程中，不被感應(yīng)電壓擊穿或燒壞，在本 實(shí)施方式中，所述第一絕緣柵雙極型晶體管至第六絕緣柵雙極型晶體管的柵極與射極之間 均連接有一個(gè)續(xù)流二極管。
[0035] 進(jìn)一步的，為保證提高驅(qū)動(dòng)電路的工作穩(wěn)定性，在所述A相控制電路，B相控制電路 和C相控制電路的輸入端均設(shè)置有自舉電路，即升壓電路，包括光電禪合器和一組自舉電 容。利用自舉電容使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使驅(qū)動(dòng)電壓升高，有效提高各驅(qū)動(dòng) 支路的驅(qū)動(dòng)力。
[0036] 本實(shí)用新型電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路W較小的成本(兩顆六路輸入的比較器)帶來 較大的風(fēng)險(xiǎn)保障，在現(xiàn)有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中開通或關(guān)斷的IGBT不同步，其時(shí)間差異可W達(dá) 到幾百納秒;而本實(shí)用新型只有一個(gè)比較器的開通延時(shí)，即小于10ns，減小IGBT開通不同步 所致的電流沖擊，關(guān)斷不同步所致的電壓沖擊，W及兩者所致的熱沖擊，提高了IGBT的穩(wěn)定 性、使用壽命。
[0037] W上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是 利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效形狀或結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他 相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括:主控芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、第一絕緣柵雙 極型晶體管、第二絕緣柵雙極型晶體管、第三絕緣柵雙極型晶體管、第四絕緣柵雙極型晶體 管、第五絕緣柵雙極型晶體管、第六絕緣柵雙極型晶體管和比較器組； 所述第一絕緣柵雙極型晶體管和第二絕緣柵雙極型晶體管相互串聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的A相控 制電路;第三絕緣柵雙極型晶體管和第四絕緣柵雙極型晶體管相互串聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的B相控 制電路;第五絕緣柵雙極型晶體管和第六絕緣柵雙極型晶體管相互串聯(lián)構(gòu)成電機(jī)的C相控 制電路； 所述驅(qū)動(dòng)芯片包括六路以上驅(qū)動(dòng)支路，所述比較器組包括六個(gè)以上比較器;所述主控 芯片連接于驅(qū)動(dòng)芯片的控制輸入端，所述驅(qū)動(dòng)支路的輸出端連接于所述比較器的輸入端， 所述第一絕緣柵雙極型晶體管至第六絕緣柵雙極型晶體管的門極分別連接于比較器的輸 出端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一絕緣柵雙極型 晶體管至第六絕緣柵雙極型晶體管的柵極與射極之間均連接有一個(gè)續(xù)流二極管。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，在所述A相控制電路，B 相控制電路和C相控制電路的輸入端均設(shè)置有光電耦合器和一組自舉電容。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述比較器為遲滯比較 器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括主控芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、三個(gè)以上絕緣柵雙極型晶體管和比較器組；所述絕緣柵雙極型晶體管構(gòu)成電機(jī)三相繞組的控制電路所述驅(qū)動(dòng)芯片包括六路以上驅(qū)動(dòng)支路，所述比較器組包括六個(gè)以上比較器；所述主控芯片連接于驅(qū)動(dòng)芯片的控制輸入端，所述驅(qū)動(dòng)支路的輸出端連接于不同比較器的輸入端，所述絕緣柵雙極型晶體管的門極分別連接于不同比較器的輸出端。本實(shí)用新型降低了各絕緣柵雙極型晶體管導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)間差，提高了驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)定性、使用壽命。
【IPC分類】H02P23/00, H02M1/088
【公開號(hào)】CN205212745
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520930493
【發(fā)明人】王乃瑞, 蘇志高, 羅曉
【申請(qǐng)人】福建省汽車工業(yè)集團(tuán)云度新能源汽車股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日