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什么是电机控制器?

2019-10-08 09:35
爱电子
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伴随着集成电路的高速发展,很多产业都发生了翻天覆地的变化,比如汽车行业。电机控制器就是一种应用在汽车上的集成电路,有很大的作用。

什么是电机控制器?

什么是电机控制器?

对于电机控制器的定义,官方解释是,它是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度和响应时间等进行工作的集成电路。在电动车辆中,电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令,将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能,来控制电动车辆的启动运行、爬坡力度等行驶状态。

基于不同研究目的,因此电机的分类繁多。目前电动汽车的电机基本上用的交流电机,目前主流车用的主流电机是永磁交流电机,有三个特性:一是结构简单,工作运行上安全可靠性;二是电动机的体积小,重量比较轻,功耗的损耗小,工作效率高;三是电动机的形状和尺寸具有灵活多样性。电机控制器是由逆变器和控制器两部分组成。其中逆变器接收电池输送过来的直流电电能,逆变成三相交流电给汽车电机提供电源,其次控制器接受电机转速等信号反馈到仪表,当发生制动或者加速行为时,控制器控制变频器频率的升降,从而达到加速或者减速的目的。

未来的电机控制器是怎样的?

电动机控制器的工作不只是自己,它也可以用来配合电动机进行结合,如驱动永磁同步电动机、伺服电动机和分激直流电动机等等。随着集成功能越来越多,意味着安全要求越来越高。安全性能需要通过很多芯片架构结合实现,比如SBC+MCU监控架构、高压备份电源、安全相关驱动芯片、IGBT故障的全面诊断、独立安全关断路径、独立ADC通道的旋变信号解码、不同质两路高压采样电路、不同质三相电流霍尔传感器等。随着器件的发展和分装技术的发展,成本预测会逐步降低。从分装角度来说,传统易用型模块向方砖、超薄外形,最后裸DBC/芯片形式这样的趋势发展。

从芯片角度来看,电动机控制器是往高效率、高操作结温方向发展。如E3芯片操作结温在150℃,EDT2芯片结温可以提升至175℃,SIC碳化硅芯片结温可以超过175℃。使用SiC器件可以显着降低开关损耗,提升系统效率,减少死区时间,提升系统输出能力。电机里面的IGBT的方向是650V,IGBT的设计往更高的750V以及1200V 。EMC等级将越来越高,下一步应该是class5水平,现在二代产品可能能做到class3、class4,以后EMC要做到class5,要求措施要做到小型化,成本更低。

随着智能技术的进步,电机控制器有很多种,而智能控制器可能是最普遍的那一种,因为它能利用微处理器来控制电动机控制中用到的功率元件,也可以监控电动机的负载,将电动机的转矩和负载相配合,这样的设计是降低给电动机的交流电电压,让电机更加安全,因为汽车一定是更安全的,也是智能的。


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