电动车用辅助逆变器的设计方案与实现
逆变器的制作方法
逆变器的制作方法逆变器是一种将直流电转换为交流电的电气设备。
它在太阳能发电、电池储能系统、风力发电等应用中起着重要作用。
下面将介绍逆变器的制作方法，包括材料准备、电路设计和装配等步骤。
1.材料准备制作逆变器的材料通常包括以下几个方面：-整流器：用于将直流电转换为交流电。
可以使用晶体管、MOSFET器件或开关管等。
-滤波器：用于滤除交流电中的噪声和谐波，使输出电流更加稳定和纯净。
-控制器：用于监测和控制逆变器的工作状态，保证其正常运行。
-并联二用逆变器（若需要）：用于扩大逆变器的功率输出。
2.电路设计逆变器电路的设计复杂度取决于功率要求和具体应用场景。
以下是一个基本的逆变器电路设计：-输入电压：根据具体需求选择适当的直流电源电压。
-整流器：选择适当的整流器器件，如MOSFET，以实现将直流电转换为交流电。
-控制器：设计一个控制器，监测逆变器的工作状态并调节其输出。
-滤波器：根据需要设计一个滤波器电路，用于滤除输出交流电中的噪声和谐波。
-输出：连接交流负载，如灯泡、电动机或电子设备等。
3.装配和调试完成了逆变器电路的设计后，就可以进行装配和调试了：-将电路中的各个组件和器件按照设计连接在一起。
-检查电路的连接是否正确，确保没有短路或接触不良的情况。
-打开输入直流电源，观察输出交流电压和频率是否符合要求。
-如果存在问题，可以通过调节控制器、更换元件或调整电路参数等方式进行调试。
需要注意的是，逆变器的制作需要一定的电子技术基础和知识，对于初学者来说可能会有一定的难度。
此外，逆变器涉及到高电压和高频电路，操作时需要格外小心，避免电击和过电流等危险。
总结：制作逆变器的方法包括材料准备、电路设计和装配调试等步骤。
需要根据具体需求选择适当的材料和器件，并理解逆变器电路的工作原理。
逆变器的制作需要一定电子技术基础和注意安全，同时可以根据实际情况进行调试和优化。
城市轨道交通电客车辅逆系统及辅助供电技术
城市轨道交通电客车辅逆系统及辅助供电技术
城市轨道交通电客车辅逆系统及辅助供电技术是城市轨道交通系统中非常重要的一环。
随着城市轨道交通系统的快速发展，电动车已经成为城市轨道交通的主要交通工具。
为了
保证电动车的正常运行，必须对其进行逆变器系统和辅助供电系统的优化设计。
1.辅逆系统
轨道交通电客车辅逆系统主要是指用于调节电动车驱动电机功率输出方向的逆变器系统，其主要作用是将电池直流电转换成交流电，并通过变频控制电机输出功率的大小和方向。
若电动车以一定速度行驶，但驾驶员必须从油门踏板上拿走脚，此时辅逆器将接受来
自电动车的电能而不发热，同时将失控的电能逆向输送给电池，以保证电动车系统的安
全。
辅逆系统可以提高电动车的行驶效率，节省能源，减少对环境的污染。
但逆变器系统
在实际运行中常存在一些限制，例如逆变器的输出功率及工作温度等，这就需要对辅逆系
统进行进一步优化设计以使其更加可靠和稳定。
2.辅助供电系统
城市轨道交通电客车辅助供电系统主要是负责为车内的电子设备和乘客提供所需的电能，例如车内照明，制动灯和空调等。
辅助供电系统采用直流供电方式，由主电池提供电能，通过DC-DC转换器将其转换成所需的低电压直流电。
辅助供电系统是车辆供电系统中
的一个重要组成部分，其安全性和稳定性直接影响到电动车的正常运行。
为了提高辅助供电系统的稳定性和可靠性，必须采用优化设计的转换器和过滤器等电
子元件，以减少系统中出现的电磁干扰和噪音。
同时，对辅助供电系统的维护和保养也至
关重要，例如定期检查并更换设备中的电子元件，保持设备内部通风良好，以防止发生过
热和短路等故障。
辅助逆变器控制单元硬件系统设计
第3期2021年06月石河子科技中图分类号：TM464文献标识码：B文章编号：1008-0899（2021）06-0025-021引言随着国内经济的快速发展，机动车数量增加造成的交通拥堵已变成日益严峻的社会问题，各式各样的公共交通和出行方式也应运而生，其中地下铁道（简称地铁）以其运输量大、准时、速度快、无污染等特点备受政府部门和上班族的喜爱。
辅助逆变器作为地铁车辆的重要核心部件之一，其主要功能是将弓网的直流1500V 高压转换为三相交流电，给地铁上的空调、照明、空气压缩机、电加热器及监控系统等设备供电。
但早期由于技术受限，该设备只能从国外引进。
国际上从事相关系统设计制造的公司主要集中在欧洲和日本，在欧洲主要以法国的阿尔斯通、加拿大的庞巴迪、德国的西门子为代表，日本则是以日立、三菱、东芝等著名企业为代表。
阿尔斯通在世界轨道交通行业拥有超过18%的市场份额，其在技术创新和环保方面已成为全球轨道交通行业的领头羊。
法国的巴黎地铁14号线，被誉为“21世纪地铁”，它的列车控制系统是当今世界最先进的列车运行控制系统之一。
日本具有完备的轨道交通装备制造体系，其中，日立公司在轨道车辆和电气设备生产和设计方面居于世界领先地位。
我国在购买这些企业设备的同时也进行了技术引进，经过不断实验和优化升级，逐步走上了辅助逆变器国产化自主研发的道路，并已经大量应用于地铁上。
随着应用环境、控制方式、轻量化、小型化、电磁兼容等各方面的要求，辅助逆变器及其内部部件，都在不断的优化升级。
从轻量化、小型化方面去优化辅助控制单元的硬件设计，在保证各功能模块和接口不变的情况下，尽量多预留多兼容适用于其它控制模式的平台。
同时拟采用底板加小板的架构完成相应功能的设计，将模拟采样、数字信号输入输出、门极驱动以及相应的保护和检测电路集成在底板上，将通讯板、核心控制板通过板间插针与底板连接，并通过螺柱、螺母与底板固定。
该方案无需通过背板进行板间通信，有效防止了信号之间的串扰，简化了电路设计，提高了模拟采样的精度和电路的稳定性。
支持CAN总线的电动车辅助逆变电源的设计
支持CAN总线的电动车辅助逆变电源的设计CAN总线是一种常用于汽车电子系统的通信协议，广泛应用于电动车等领域。
在电动车中，辅助逆变电源的设计对于电动车的正常运行至关重要。
本文将介绍支持CAN总线的电动车辅助逆变电源的设计。
电动车辅助逆变电源主要是为车载电子设备供电，如仪表盘、车载娱乐系统、导航系统等。
CAN总线作为一种优秀的通信协议，可以实现电动车内部各个子系统之间的通信和数据传输。
因此，将CAN总线与电动车辅助逆变电源结合起来，可以实现对辅助逆变电源的智能控制和监测。
首先，电动车辅助逆变电源的设计需要考虑到电源的输出功率和电压稳定性。
电动车辅助逆变电源的输出功率应根据实际需求来确定，包括车载电子设备的功耗和使用场景。
同时，电压稳定性是辅助逆变电源设计的关键指标，需要保证在不同工况下，电压输出的稳定性。
其次，电动车辅助逆变电源的设计应考虑到CAN总线的通信需求。
CAN总线的特点是支持多节点通信，因此辅助逆变电源需要设计成具有CAN总线接口的节点设备。
通过CAN总线接口，辅助逆变电源可以与其他车载电子设备进行通信，实现数据传输和控制。
在设计过程中，可以采用一些常见的电源设计技术来保障辅助逆变电源的性能。
例如，采用高效的开关电源拓扑结构，提高电源的转换效率；采用稳压电路和滤波电路，保证电源输出的稳定性和纹波小；采用过压、过流、过温等保护电路，提高电源的安全性能。
此外，辅助逆变电源的设计还需要考虑到电动车的动力系统。
电动车的动力系统通常由电池组、电控系统和电机组成，因此辅助逆变电源需要与动力系统相互协调。
例如，可以通过CAN总线接口与电控系统通信，实现协同控制和数据交互。
最后，辅助逆变电源的设计应注重系统的可靠性和可维护性。
电动车作为一种特殊的交通工具，其系统的可靠性和可维护性对于用户的安全和舒适体验至关重要。
因此，在设计电动车辅助逆变电源时，应充分考虑到系统的故障诊断和容错能力，以及故障处理和维护的便捷性。
新能源车逆变器简介介绍
新能源车逆变器需要保证高安全性和稳定性，但目前仍存 在一些技术难题，如电池热管理、电磁兼容性等问题。
成本问题
生产成本
新能源车逆变器的生产成本较高，主要是由于其 技术复杂性和材料成本较高所致。
售价
由于新能源车逆变器的成本较高，导致整车的售 价也相对较高，不利于市场推广。
政府补贴
政府可以通过补贴政策来降低消费者购车成本， 提高市场接受度。
技术进步
随着电力电子技术的不断发展，逆变器的性 能和效率得到了显著提升，为新能源汽车的 推广提供了有力支持。
新能源汽车技术的不断创新，使得逆变器在 实现更高的能量转换效率和更小的体积方面
取得了突破。
市场需求
随着环保意识的提高和消费者对新能源汽车的认可度 增加，市场需求不断增长，为逆变器相、三相和多相逆变器。单相逆变 器适用于小功率电动车；三相逆变器适用于中至大功率电动 车；多相逆变器则应用于高功率应用场景，如大型货车和公 共交通工具。
新能源车逆变器的重要性
提高能源利用效率
新能源车逆变器能够将直流电高 效地转换为交流电，从而降低能 源的浪费，提高能源利用效率。
新能源车逆变器在私家车中主要应用于驱动电机、空调、照明等系统，提供稳定的电力支持，同时能 够提高私家车的能效，减少对环境的污染。
04
新能源车逆变器的市场前景
政策支持
政府出台了一系列政策，鼓励新能源 汽车的发展，为逆变器行业提供了广 阔的市场空间。
VS
政府加大对新能源汽车的补贴力度， 提高了消费者购买新能源汽车的意愿 ，从而带动了逆变器市场的需求。
新能源车逆变器在城市公交中主要应用于驱动电机、空调 、照明等系统，提供稳定的电力支持，同时能够提高公交 车的能效，减少对环境的污染。
支持CAN总线的电动车辅助逆变电源的设计(doc 47页)
支持CAN总线的电动车辅助逆变电源的设计(doc 47页)2015届毕业设计说明书支持CAN总线的电动车辅助逆变电源的设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：王思宇指导教师：黄海波职称实验师专业：电气工程及其自动化班级：电气本1105班完成时间：2015年6月6日ABSTRACTModern electronic control technology is widely used in the electric vehicle industry and it is widely favored by the electric vehicle industry because parameters of electric vehicle is shared. Because CAN bus has high efficiency in data exchange and strong ability in anti noise, it became the preferred internal communication network of electric vehicle.The three-phase inverter of electric vehicle introduced in this paper is vehicle auxiliary inverter of electric inverter and it is known as the "auxiliary elec trical power source”, which provides load to AC motor among various departments of the electric vehicle, such as the compressor of the electric vehicle’s air conditioning system, power steering pump, brake air pump of electric vehicle and water pump in cooling water cycle. In the design of electric vehicle’s auxiliary powe r, it requires: (1) keep stable operation of the inverter auxiliary engine in the process of travailing and corresponding working condition can be made according to the requirements of host computer ; (2) when the load power failure of electric vehicle such as engine short-circuit happens, the output needs to be disconnected to secure safe shutdown. Fault happened needs to the various panel points and the host computer through the CAN bus control and every fault in the bus needs to be operated, such as early warning signs in display system of electric vehicle to remind the driver to slow down. Moreover, Issuing a directive to turn off the input of auxiliary inverter power, receiving its error code and saving the current running data of electric vehicle would be conducted through power supply management system of electric vehicle to facilitate troubleshooting of maintenance personnel.To realize the basic functions of the electric vehicle’s auxiliary inverter, a frequency converter can be chosen to make modification. Developing and strengthening the optimization of intelligent panel point from the ground is choosing the chip that can support the CAN bus of the electric vehicle. After choosing the ideal chip, good integration of control program can be made to meet the communication requirement of the CAN bus. Finally, fault system in the design can be secured by open-loop simulation, fault management can be done by uploading bus control and design of electric inverter power of CAN bus can be realized.Key words Inverter; The power supply;The controller目录1 绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2逆变电源概况 (1)1.3论文研究内容的章节安排 (2)2 整体研究方案 (3)2.1电源设计方案 (3)2.2系统总体设计方案的确定 (4)3 硬件的电路设计 03.1逆变电源硬件构成 03.2P8OC592芯片介绍 (7)3.3复位电路模块 (7)3.4指示灯电路模块 (8)3.5电源电路模块 (9)3.6接口电路模块 (9)3.7晶振电路模块 (6)3.8CAN通信模块 (6)3.8.1CAN总线基本原理 (4)3.8.2CAN通信模块电路设计 (4)4 软件的系统设计 (8)4.1软件系统的设计构思 (8)4.2主控程序软件设计 (14)4.2.1主控程序设计方案 (14)4.2.2主程序设计流程 (15)4.3故障处理程序设计 (11)4.4CAN总线数据通信子程序设计.............. 错误!未定义书签。
电动汽车逆变器功能实现原理
电动汽车逆变器功能实现原理一、逆变器基本原理逆变器是一种电力电子装置，主要由功率半导体器件、控制电路和滤波电路组成。
逆变器的输入是直流电源，输出是交流电源。
逆变器的工作原理是根据控制电路对功率半导体器件的开关控制，使得直流输入电压按照一定频率和波形变换为交流输出电压。
1.交流输出控制逆变器的一个重要功能是实现交流输出的控制。
逆变器通过控制开关管的导通和闭断，改变交流输出电压的频率和波形。
控制电路根据输入信号实时控制开关管的开关时间，从而实现交流输出电压的控制。
2.直流输入电压电动汽车的电池组输出直流电压，而电动机的工作需要交流电源。
逆变器的功能之一是将直流输入电压转换为交流输出电压。
逆变器通过对直流输入电压的开关控制和变换，实现从直流到交流的转换。
3.电流控制逆变器实现对输出电流的控制，可以根据需要调整输出电流的大小和波形。
对于电动汽车来说，逆变器可以根据驾驶员的操作和路况的变化，控制电动机的速度和扭矩，从而实现对车辆的控制。
4.整流和功率因素校正逆变器还可以实现对电能的整流，将电能从电池组吸收并转化为机械能。
此外，逆变器还可以实现功率因素校正，提高电能利用效率。
5.输出电压保护和稳定性逆变器在工作过程中还需要实现对输出电压的保护和稳定性。
逆变器通过对输出电压的监测和调整，保证输出电压的稳定性，并在输出电压过高或过低时进行保护操作，防止设备损坏。
6.故障保护逆变器还具备故障保护的功能。
在工作过程中，如果逆变器出现故障，例如过载、温度过高或开关管故障等，逆变器可以自动切断电源，保护电动汽车和逆变器本身。
总结：电动汽车逆变器的功能实现原理主要包括交流输出控制、直流输入电压转换、电流控制、整流和功率因素校正、输出电压保护和稳定性以及故障保护等。
通过对功率半导体器件的控制和开关管的开关控制，逆变器可以实现从直流到交流的转换，满足电动汽车对交流电源的需求。
同时，逆变器还具备保护功能，能够保护电动汽车和逆变器本身的安全。
电动汽车逆变器功能实现原理
电动汽车逆变器功能实现原理电动汽车的逆变器是电动汽车动力电池组和电动机之间的电力转换器。
它的主要功能是将来自动力电池组的直流电转换为电动机所需的交流电。
在电动汽车中，逆变器起到了重要的作用，因为它不仅可以实现电能的高效转换，还可以对电动汽车进行控制和管理。
逆变器的功能实现原理主要包括以下几个方面：1.直流电输入：电动汽车动力电池组为逆变器提供直流电能。
电动汽车的电池组通常采用锂离子电池或其他化学电池作为能源源。
这些电池需要提供逆变器所需的直流电能，以进行下一步的电力转换。
2.逆变器控制系统：逆变器具有一个控制系统，用于监测和控制逆变器的工作状态。
控制系统可以根据电动汽车的需求来控制逆变器的输出功率和频率。
通过控制系统，可以使逆变器具有更好的响应能力和自适应能力，以适应不同驾驶条件下的需要。
3.功率转换：逆变器的主要功能是将直流电转换为交流电，以供电动机使用。
逆变器通过使用功率半导体器件（如MOSFET）和相关控制电路将直流电转换为交流电。
在转换过程中，逆变器可以调整交流电的幅值、频率和相位，以实现对电动机的精确控制。
4.电流分配：逆变器还具有电流分配的功能，用于将动力电池组提供的直流电能按照需要分配给电动机。
逆变器可以根据实际的驾驶条件和负载要求，来分配电流给不同的电动机。
通过电流分配，电动汽车可以实现对驱动力的精确控制，以提高汽车的性能和能效。
5.保护和故障检测：逆变器还具有保护和故障检测的功能，用于监测逆变器的工作状态，并在出现故障时进行相应的处理。
逆变器可以监测温度、电压、电流和其它参数，并根据设定值进行保护和故障处理。
这样可以保证逆变器的正常工作，延长其使用寿命。
总之，电动汽车逆变器的功能实现原理主要包括直流电输入、逆变器控制系统、功率转换、电流分配以及保护和故障检测。
通过这些功能的协同工作，逆变器可以实现高效的电能转换，同时保证电动汽车的安全性和性能。
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电动车用辅助逆变器的设计与实现摘要: 电动汽车的运行与普通汽车有许多不同, 需要设计安装大量专用辅助设备, 且要求辅助设备结构简单、运行稳定、运行成本低。
文章描述了电动车用辅助逆变器的特殊应用环境和工作要求, 提出一种设计思路, 并分别从硬件结构和软件流程两方面介绍系统的构成。
关键词: 逆变器SA 4828 芯片脉宽调制CAN 总线1 引言目前各种类型的电动汽车发展日新月异, 车辆主动力单元采用的电机和驱动方式各有特色, 但在车用辅助电机的选择上却观点一致, 即充分利用电动车直流母线电压高(通常为300～600 V ) 的特点, 利用辅助逆变器将直流变成三相交流电驱动交流异步电机, 为车上的刹车气泵、液压助力泵、空调压缩机等设备提供动力。
在大型电动车上, 驱动这些设备的电机功率在3～10 kW 之间, 采用交流电机可以比同等直流电机成本更低、体积更小、重量更轻, 而且运行噪音小、维护量大大降低。
电动车的发展在国外已经进入实际应用阶段, 而国内仍处于开发样车阶段, 多数研发单位只是将通用变频器进行简单改装后作为辅助逆变电源投入使用。
这样不仅成本较高, 不能完全适应电动车的实际运行需要, 也不具备CAN 总线通讯能力, 无法参与整车系统的数据通讯。
新公布的国家“863 计划”关于电动车发展规划中已经明确规定: 新申报的电动车开发项目必须采用基于CAN 总线的整车通讯控制系统。
因此辅助逆变器在提供三相交流电源功能的同时, 系统必须具有CAN 总线通讯接口, 以便参与整车系统的控制。
电动车用辅助逆变器的设计必须充分考虑产品的运行环境和负载特点, 简化系统硬件结构, 确保设备运行稳定。
从直流输入来看, 电动车动力电池电压有一定的波动范围, 在电量充足时每个电池单体的电压可以达到 1. 45 V 或更高, 随着使用过程中能量的不断输出, 电压会逐渐降低, 达到 1. 2 V 甚至更低。
由280 节单体串联成的电池组, 其母线电压通常会在400～330 V 之间浮动, 变化率高达21. 2%。
因此逆变器必须能够适应较宽范围内的电压浮动。
同时, 作为电源设备, 这种辅助逆变器不仅可以驱动各种三相交流电机, 还可以作为车上的工频电源, 为更多的车载设备服务。
因此, 设计开发一种专用的电动车用辅助逆变器, 不仅可适应电动车直流母线电压浮动大的特点, 还可以参与整车控制, 提高系统运行效率、节约能源。
2 系统整体构成设计完成辅助逆变器的设计必须从其输入ö输出要求出发, 做到结构清晰、功能明确。
在系统结构上可以将电动车用辅助逆变器按功能分为4 个部分, 如图 1 所示。
1）DCöDC 电源, 自动适应直流输入端的大范围电压浮动, 为逆变器的其他电路提供稳定的低压电源。
2) 主功率逆变电路, 由6 路IGBT 组成三相逆变桥, 完成主直流电源的逆变输出。
3) 逆变器主控制板, 监测各路输出的电压、电流, 根据运行情况智能调整逆变电路的输出; 采用三相PWM 波型发生专用芯片, 提高系统稳定性。
4) 整车通讯接口, 负责传递逆变器运行数据, 参与整车系统的通讯和控制。
每个部分尽量采用成熟技术和常用标准器件, 保证系统运行的可靠性。
3 硬件实现本辅助逆变器的直流输入为330～400 V , 交流输出相间电压220 V , 输出频率50 H z, 最大输出功率5 kW。
因为负载中包括单相交流电机, 系统设计中考虑了解决三相负载不平衡的问题。
311 DCöDC 多功能电源所谓多功能是指该DCöDC 电源不仅要为整个辅助逆变器提供多路隔离电源, 同时具有自动适应输入电压波动的功能。
电路板中采用SG3525A 集成脉宽调制器作为主控制单元, 功率M O SFET 管、多抽头高频变压器和二极管整流电路等设备共同组成1 个稳压电源, 如图 2 所示。
作为核心器件的SG3525A 是一种常用开关电源控制器, 包括了脉宽调制开关稳压电源所需的基本电路。
外接振荡电路后, 芯片可以从输出端OU TA 发出高频脉冲信号, 驱动功率M O SFET 管, 并由后者控制变压器原边高压电路的导通和关断。
高频变压器副边为彼此隔离的多路绕组, 经二极管整流后, 输出多路 5 V , 12 V 和20 V 稳定直流电压。
SG3525A 内部比较器可根据+ V , - V 2 个管脚的输入调整输出信号的脉宽。
将变压器输出端的1 路5 V 电压作为负反馈接入管脚- V , 而将芯片自身发出的标准电压V REF 引入管脚+ V , 形成DCöDC 电源输出的闭环控制。
当系统输入电压受到整车直流母线电压下降影响时, SG3525A 根据反馈电压及时进行补偿, 从而保证在不同电压输入条件下实现稳定的直流电压输出。
3. 2 主功率逆变电路辅助逆变器主功率电路的设计目标是简化结构, 并尽量减少不必要的线路和设备。
硬件结构主要包括由 6 个独立IGBT 搭建而成的三相逆变桥, 以及EXB841 专用芯片组成的标准驱动电路。
由于辅助变频器驱动的负载明确, 就是普通三相异步电机, 不需要过多考虑电压输出波形的圆滑, 因此只在高压直流母线上并入大容量电容, 适当吸收逆变桥产生的脉冲尖刺。
同时在直流和交流侧分别安装电压、电流感应器件, 为控制板提供监测数据。
3. 3 主控制板逆变器主控制板是整个系统的核心, 它不仅要给三相逆变电路提供控制信号, 还要不断采集主电路的电压、电流数据, 并根据收集的信息合理调整系统运行状态。
控制板采用单片机89C51 与三相高精度PWM 波发生器SA 4828 构成, 各主要接线如图 3 所示。
单片机负责主功率电路各种信号的采样, 完成各种逻辑运算, 调整运行参数, 同时通过CAN 总线接口与整车系统进行数据通讯。
主功率电路三相逆变桥的控制信号由SA 4828 提供, 该芯片是M ITEL 公司生产的新一代PWM 波发生器, 能够独立对三相输出分别独立控制, 确保在负载不平衡的情况下三相输出电压的不平衡度不会超标。
SA 4828 芯片的特点是控制简单、频率精度高, 且运行可靠性高, 它支持标准的8 位M O TEL 复用数据总线, 可以方便地和单片机交换数据。
单片机只需对芯片内部的8 个数据寄存器赋值, 就可以完成对PWM 波形输出的初始化和实时控制。
SA 4828 芯片为标准28 脚双列直插式封装, 管脚RPH T , RPHB, YPH T , YPHB, BPH T , BPHB 输出三相可独立控制的TTL 驱动信号, 对应驱动三相逆变桥上的 6 路IGBT。
针对三相负载的不平衡情况, SA 4828 允许通过软件决定三相输出波形的幅值, 选择统一控制或三相分别独立控制, 确保三相电压的平衡输出。
为了确保运行安全, 芯片的SET TR IP 能够响应IGBT 驱动电路返回的故障信号, 迅速关断PWM 波形输出, 对逆变器电路进行快速保护, 并通过TR IP 状态输出端通知89C51 单片机。
控制板采用这种器件组合结构的优点为: 辅助逆变器进入稳定运行状态后, SA 4828 可以独立维持三相逆变桥的运行, 不再占用单片机工作资源; 单片机多数时间是通过A öD 转换电路监测系统的电压、电流幅值, 根据运行情况向SA 4828 控制寄存器写入参数, 改变三相输出; 同时单片机具有足够的时间响应整车系统, 进行CAN 总线通讯。
此外, 单片机的2 个外部中断输入脚分别连接SA 4828 的TR IP 输出和CAN 总线通讯接口电路, 用以触发不同的中断服务程序。
3. 4 CAN 总线通讯接口控制器局部网(CAN - Con tro ller A rea N et2 wo rk) 属于现场总线范畴, 它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。
它可以根据优先权进行总线访问, 系统配置灵活, 信息传输快速可靠。
由于该系统可以实现故障节点的自动脱离, 确保整个网络的稳定, 因此在现代电动车辆上都开始广泛采用CAN 总线通讯形式。
辅助变频器的通讯接口属于整车系统CAN 总线上的 1 个节点, 系统硬件主要包括CAN 总线控制器SJA 1000 和CAN 总线收发器82C250, 它们与单片机共同完成数据交换和通信处理, 硬件连接如图4 所示。
图4 CAN 总线通讯接口电路结构系统工作时, CAN 总线控制器SJA 1000 从CAN 总线接收上位机发出的命令和数据, 以中断方式通知单片机89C51。
单片机启动数据采集程序, 将当前的运行数据经CAN 总线控制器发送给整车系统接收。
整车系统通过各种数据监视逆变器运行状况, 并根据情况通过CAN 总线发送命令调整辅助变频器的运行参数。
4 软件设计辅助逆变器的控制软件由8051 汇编语言编制, 在完成其控制功能外, 力求程序的合理与简化, 以适应电动汽车对系统稳定性和可靠性的要求, 控制流程如图 5 所示。
图5 控制流程图逆变器上电运行后, 单片机89C51 首先对SA 4828 芯片进行数据初始化, 然后根据负载电机的特点运行电机软启动程序, 不断修改SA 4828 控制寄存器的数据, 逐渐升高三相电压输出(或同时根据需要逐渐升高频率输出)。
电压(频率) 达到预定工作点后, 辅助变频器即进入稳定运行状态。
此时程序将始终循环检测2 个项目: ①各电路的电压、电流是否正常, 即根据运行情况程序自动调整三相(或某相) 输出电压波形幅值; ②控制参数是否发生改变, 这种情况是由于整车系统经总线通讯接口修改了单片机内部的控制参数, 则控制程序根据新的数据改变输出电压或频率。
此外, 控制程序包括2 个中断服务程序: ①CAN 总线通讯程序( IN T 1) , CAN 总线通讯接口接收到整车系统发出的命令和数据, 通过中断方式通知89C51, 完成系统数据采集和控制参数设定的功能; ②故障保护程序( IN T 0) , 当三相逆变电路发生故障时, EXB841 驱动芯片立即发出故障信号, SA 4828 芯片在第一时间关断PWM 输出, 并触发单片机IN T 0 中断, 执行故障保护程序, 单片机在停止各芯片工作的同时, 通过CAN 总线通知整车系统发生故障, 并最后完成辅助逆变器的安全关机。
5 结语实验结果显示, 辅助逆变器在330～400 V 的直流电压输入条件下运行稳定, 始终保持220 V 的三相交流电压输出。
三相负载不平衡度达到35% 时, 仍能维持三相电压不平衡度< 1% , 满足使用要求。
同时, 由于简化不必要的结构和功能, 系统整体制作成本远远小于购买通用变频器的费用。
由此得出, 根据电动车辆的实际运行条件, 结合用电设备的特点, 能够设计出结构简单且运行稳定的电动汽车理想辅助逆变电源。