专利名称：一种用于汽车电动燃油泵的控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车制造领域，特别涉及一种用于汽车电动燃油泵的控制器。
背景技术：
电动燃油泵是汽车燃油供给系统重要的组成部分，它的作用是把燃油从油箱内泵出，并通过喷油器供给发动机各气缸。电动燃油泵质量的好坏，直接影响到整车的性能。直流无刷电动燃油泵采用无位置传感器，转子为永磁体结构，该结构具有如下优点首先直流无刷电动机使用电子换向装置代替了有刷直流电动机的机械换向装置，在完 全保留了普通直流电动机的良好调速性能的基础上，无电刷磨损，可靠性高，运行寿命大大延长，无机械换向火花及由此产生的电磁噪声与干扰，大大降低维护需求，而且不需电励磁，效率相对较高，因此这类电动机用作汽车电动燃油泵时，较有刷直流电机具有无可比拟的优势。但是电动燃油泵是需要控制器来控制动作的，如果控制器经常出问题，电动燃油泵质量再好也是徒劳，因此质量稳定可靠的控制器是电动燃油泵可靠工作的保证。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有良好的换相控制，并且在其运行时能进行温度、电流和电压的实时保护的汽车电动燃油泵控制器。一种用于汽车电动燃油泵的控制器，它包括信号采集模块，MCU和输出驱动电路，信号采集模块包括电压采集模块、电流和反电动势负过零点采集模块;MCU使用C 8 O 51F 3 3 O，内部执行电压保护、电流保护、温度采集和保护、反电动势负过零点判断，并含有看门狗；输出驱动电路包括A、B、C相上下桥驱动电路，上桥使用P沟道场效晶体管A04407,下桥使用N沟道场效晶体管A04406。本实用新型控制器的优点是I.通过测量A、B、C三相反电动势负过零点,可以准确地控制三相的换相时机,进行精确的控制；2.可以实现高压和低压电压保护，并且电压测量时机避开了因续流导致的电压尖峰，可实现保护的一致性；3.使用C8051F330内置的温度传感器，节省了外部电路空间，增强了集成性，同时减小了因为硬件电路所带来的模数转换误差，实现了精确控制；4.采样微电阻两端电压经滤波放大后输入单片机即可测得电流大小，将采样电阻端电压的放大值输入比较器，与比较器的设定值比较，通过单片机检测比较器输出信号的变化，即可实现电流保护。该方法使电流保护值更精确；5.中断程序经过优化，控制在40US以内。中断周期为40US，使得计数值增加，换相控制和反电动势负过零点的测量更加精确；6.通过P沟道场效晶体管A04407构建了电源极性反接保护电路，该电路在实现电源极性反接保护的前提下，较传统的串联二极管实现电源极性反接保护的方法压降小，效率高。
图I为本实用新型用于汽车电动燃油泵的控制器的结构框具体实施方式
以下结合附图对本实用新型用于汽车电动燃油泵的控制器的具体控制方式作进一步详细地说明。图I给出了本实用新型汽车无刷电动燃油泵的控制器的结构框图。本实用新型汽车用于汽车电动燃油泵的控制器，它包括信号采集模块、MCU和驱动电路，信号采集模块 包括电压采集模块、电流和反电动势采集模块；MCU使用芯科实验室(Silicon Labs)的产品C8051F330，内部执行电压保护、电流保护、温度采集和保护、反电动势负过零点判断，并含有看门狗；所述的驱动电路包括A、B、C相上下桥驱动电路，上桥使用P沟道场效晶体管A04407,下桥使用N沟道场效晶体管A04406。以A相反电动势负过零点检测为例，具体实施方案为在电源和地之间接入两个精密电阻得到电源分压，在A相下桥场效晶体管A04406的漏极和地之间并联两个相同阻值的精密电阻得到同比例的A相下桥分压。每进入一次中断，都将A相下桥分压与电源分压后的一半作比较，如果A相下桥分压所得电压刚刚小于电源分压后的一半，则认为该时刻就是A相反电动势负过零点，此时计算得出30°、60°、90°电角度所对应的计数值，并且将计数值清零。再过30°电角度，就是该相换相点；经过60°电角度，此时由于没有任何相在换相，因此系统电压不受续流尖峰的影响，因而进行系统电压采集和电压保护判断；经过60°和90°电角度，分别进行相应的换相。本控制器的保护可以分为四类，分别是①电流保护、②电压保护、③温度保护、④电源极性反接保护。以下为保护内容和具体实施方案。①电流保护电流保护上限值设为8A，主要是在电机堵转或者电路短路时能够迅速判断并做出动作，关断控制信号输出，保护控制器元器件和电机。具体实施方案为采样微电阻两端电压经滤波放大后输入单片机即可测得电流大小；将采样电阻端电压的放大值输入比较器，与比较器的设定值比较，通过单片机检测比较器输出信号的变化，即可实现电流保护。②电压保护通过电源和地之间的精密电阻分压，比例计算可得系统电压，如果超出允许范围，则关断信号输出，防止元器件受到损害；③温度保护使用C8051F330内置的温度传感器，进行内部的模数转换，在过温时关断信号输出，防止元器件受到损害。④电源极性反接保护通过P沟道场效晶体管A04407构建电源极性反接保护电路，该电路在有效实现电源极性反接保护功能的前提下，较传统的串联二极管实现电源极性反接保护的方法压降小，效率高。为了节省中断的时间，在不同的电角度时进行不同的保护内容。由于堵转或者电机的某两相短路时，另一相没有电流流经但控制器和电机同样会有烧毁的可能性，因此电流必须要做实时保护。因此除去换相点外，每一次进入中断都要进行电流检测与保护。电压保护和温度保护的敏感度不如电流高，电机每转一周，进行一次保护，这样可以大大地缩短中断的执行时间，使计数值增多，换 相更加准确。
权利要求1.一种用于汽车电动燃油泵的控制器，其特征在于所述控制器包括信号采集模块，MCU和输出驱动电路，信号采集模块包括电压采集模块、电流和反电动势负过零点采集模块;MCU使用C8051F330，内部执行电压保护、电流保护、温度采集和保护、反电动势负过零点判断，并含有看门狗；输出驱动电路包括A、B、C相上下桥驱动电路，上桥使用P沟道场效晶体管A04407，下桥使用N沟道场效晶体管A04406。
2.根据权利要求I所述控制器，其特征是可通过测量A、B、C三相反电动势负过零点，计算三相的换相时机，进行电机的换相控制。
3.根据权利要求I所述的控制器，其特征是采用微处理器内置的温度传感器采集控制器的整体温度，实现温度保护。
4.根据权利要求I所述的控制器，其特征是所述电压采集模块可采集系统的供电电压，实现电压保护。
5.根据权利要求I所述的控制器，其特征是所述串联在主电路中的采样电阻两端电压经过滤波放大后输入单片机以检测电流大小；再根据比较器，即放大值与设定值比较，以输出信号实现电流保护。
6.根据权利要求I所述的控制器，其特征是通过所述P沟道场效晶体管A04407构建电源极性反接保护电路，该电路可实现电源极性的反接保护。
专利摘要本实用新型涉及一种用于汽车电动燃油泵的控制器，它包括信号采集模块，MCU和输出驱动电路，信号采集模块包括电压采集模块、电流和反电动势负过零点采集模块；MCU使用C8051F330，内部执行电压保护、电流保护、温度采集和保护、反电动势负过零点判断，并含有看门狗；输出驱动电路包括A、B、C相上下桥驱动电路，上桥使用P沟道场效晶体管AO4407，下桥使用N沟道场效晶体管AO4406。通过测量A、B、C三相反电动势负过零点，计算三相的换相时机，进行电动燃油泵的换相控制，同时可以实现系统的电压保护、电流保护、电源极性反接保护和温度保护功能，保障系统安全可靠的运行。
文档编号H02P6/18GK202424602SQ20112039274
公开日2012年9月5日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者王大方 申请人:遵义天义利威机电有限责任公司