专利名称：一种基于dsp的电动汽车多路逆变器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于DSP的电动汽车多用逆变器，尤其涉及一种可同时控制汽车电机、打气泵和转向助力泵的多路逆变器。
背景技术：
随着电动汽车产业的发展，越来越多的电机控制器、打气泵驱动逆变器和转向助力泵驱动逆变器应用到电动汽车中。现有技术中，通常是使用一个分线箱，将电池出来的线分到电机控制器、打气泵驱动逆变器和转向助力泵驱动逆变器，需要四个单独的设备。如图1所示的现有技术的汽车驱动电机、打气泵和转向助力泵驱连接示意图，电池出来的线先到分线箱10，分线后分别连接到电机驱动器11、逆变器一 12和逆变器二 13， 电机驱动器11连接到汽车驱动电机14，逆变器一 12连接到打气泵15，逆变器二 13连接到转向助力泵16。这种方式存在以下缺点(1)多个逆变器和分线箱连接使得电路结构相对复杂，并且造价昂贵；(2)连接部件增多导致存在多个故障点可能，容易出现漏电和漏水问题。
发明内容
本发明设计了一种基于DSP的电动汽车多路逆变器，其解决的技术问题是(1)多个逆变器和分线箱连接使得电路结构相对复杂，并且造价昂贵；(2)连接部件增多导致存在多个故障点可能，容易出现漏电和漏水问题。为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案一种基于DSP的电动汽车多路逆变器，包括一个电机控制逆变电路、一个打气泵控制逆变电路和一个转向助力泵控制逆变电路，上述三个逆变电路同时输出PWM信号分别控制汽车驱动电机、打气泵和转向助力泵。进一步，电机控制逆变电路包括第一 DSP微处理器011)、IGBT全桥逆变电路 061)、第一输入缓冲电路021)以及第一输出缓冲电路022)；所述第一 DSP微处理器 (211)包括AD输入端、ABZ输入端、PWM输出端、CAN通信端、SPI接口端以及IO接口端中的一个或多个；其中，第一输入缓冲电路(221)，其输入端接入电机的位置编码信号，其输出端连接所述ABZ输入端；第一输出缓冲电路022)，其输入端连接所述PWM输出端，其输出端连接IGBT全桥逆变电路061)，所述IGBT全桥逆变电路Q61)与汽车驱动电机(14)连接。进一步，电机控制逆变电路还包括第一 AD运放与比较电路031)和第二 AD运放与比较电路032)；其中，第一 AD运放与比较电路031)，其输入端接入汽车驱动电机(14) 的三相电流信号、温度信号和所述汽车驱动电机(14)驱动电路的温度信号，其输出端连接 AD输入端；第二AD运放与比较电路032)，其输入端接入汽车驱动电机(14)驱动电路的直流电压信号与直流电流信号，其输出端连接AD输入端。进一步，所述第一输出缓冲电路(22 具有使能端，所述第一 AD运放与比较电路 (231)和第二 AD运放与比较电路(232)均具有故障信号输出端，并且均连接至第一输出缓冲电路022)的使能端。进一步，所述打气泵控制逆变电路和转向助力泵控制逆变电路共同包括第二 DSP 微处理器012)、第二输出缓冲电路023)、第三输出缓冲电路OM)、第一功率模块全桥逆变驱电路(26 以及第二功率模块全桥逆变驱电路063)；所述第二DSP微处理器(212)包括PWMl输出端、PWM2输出端、CAN通信端、SPI接口端以及IO接口端中的一个或多个；第二输出缓冲电路(22 其输入端连接所述PWMl输出端，其输出端连接第一功率模块全桥逆变驱电路062)，所述第一功率模块全桥逆变驱电路( 与打气泵(1 连接；第三输出缓冲电路(224)其输入端连接所述PWM2输出端，其输出端连接所述第二功率模块全桥逆变驱电路063)，所述第二功率模块全桥逆变驱电路( 与转向助力泵(16)连接。进一步，所述第一、第二以及第三输出缓冲电路、第一 AD运放与比较电路(231)和第二 AD运放与比较电路032)是通过门电路配置实现的。进一步，所述第一 DSP微处理器(211)和所述第二 DSP微处理器Q12)的IO接口端通过光耦合器电路与外接接口相连接。进一步，所述第一 DSP微处理器011)的CAN通信端与第一 CAN总线通信电路
(251)连接，所述第二DSP微处理器012)的CAN通信端与第二 CAN总线通信电路053)。进一步，所述第一 DSP微处理器011)的SPI接口端与第一存储电路(25 连接， 所述第二 DSP微处理器012)的SPI接口端与第二存储电路054)连接；第一存储电路
(252)与第二存储电路(254)为EEPROM存储器。进一步，还包括第一电源电路041)和第二电源电路(242)，第一电源电路(Ml) 和第二电源电路( 给电机控制器供电。该基于DSP的电动汽车多路逆变器具有以下有益效果(1)本发明基于DSP的电动汽车多路逆变器使用一个设备同时控制汽车驱动电机、打气泵和转向助力泵，不需要分线箱分线，电路结构相对简单，成本更低。(2)本发明基于DSP的电动汽车多路逆变器使用一个设备，只需要考虑一个设备的绝缘和防水，安全性更高。
图1是现有技术的汽车电机、打气泵和转向助力泵驱连接示意图；图3是本发明对汽车电机、打气泵和转向助力泵的控制结构示意图；图2是本发明基于DSP的汽车多路逆变器内部结构示意图。附图标记说明10-分线箱；11-电机驱动器；12-逆变器一 ；13-逆变器二 ；14-汽车驱动电机； 15-打气泵；16-转向助力泵；20-基于DSP的汽车多用逆变器；211-第一 DSP微处理器；212-第二 DSP微处理器；221-第一输入缓冲电路；222-第一输出缓冲电路；223-第二输出缓冲电路；224-第三输出缓冲电路；225-第一光耦合器电路；226-第二光耦合器电路；231-第一 AD运放与比较电路；232-第二 AD运放与比较电路；Ml-第一电源电路J42-第二电源电路；251-第一 CAN总线通讯电路；252-第一存储电路；253-第二 CAN总线通讯电路；254-第二存储电路； ^l-IGBT全桥逆变电路J62-第一功率模块全桥逆变驱电路J63-第二功率模块全桥逆变驱电路。
具体实施例方式下面结合图2和图3，对本发明做进一步说明如图2所示，为了实现闭环控制，采集汽车电机的位置编码信号(从ABZ端输入)、 电流信号、温度信号和电压信号同时输入到第一 DSP微处理器211中。具体来说，电机控制逆变电路包括第一 DSP微处理器211、IGBT全桥逆变电路沈1、第一输入缓冲电路221以及第一输出缓冲电路222 ；第一 DSP微处理器211包括AD输入端、ABZ输入端、PWM输出端、 CAN通信端、SPI接口端以及IO接口端中的一个或多个；其中，第一输入缓冲电路221，其输入端接入电机的位置编码信号，其输出端连接所述ABZ输入端；第一输出缓冲电路222，其输入端连接PWM输出端，其输出端连接IGBT全桥逆变电路沈1，IGBT全桥逆变电路261与汽车驱动电机14连接。电机控制逆变电路还包括第一 AD运放与比较电路231和第二 AD运放与比较电路232 ；其中，第一 AD运放与比较电路231，其输入端接入汽车驱动电机14的三相电流信号、温度信号和汽车驱动电机14驱动电路的温度信号，其输出端连接AD输入端；第二AD运放与比较电路232，其输入端接入汽车驱动电机14驱动电路的直流电压信号与直流电流信号，其输出端连接AD输入端。AD运放与比较电路实际上包括运放电路和比较电路，运放电路将输入信号转换成适合DSP微处理器211、212处理的信号，比较电路起到故障探测作用，如果信号超过预先设定的基准值，比较器电路便会发出故障信号，将故障信号发送到输出缓冲电路222，起到输出控制的作用。此外，AD输入端接入汽车驱动电机14的反馈信号以及汽车驱动电机14的驱动电路的反馈信号，目的是达到闭环控制。这些反馈信号具体包括电机的电流信号三相电流IA、IB、IC，电机的温度信号TM，驱动板中IGBT的温度信号TI和直流电压VDC、电流信号 IDC0总之，汽车驱动电机相关的参数都可以作为反馈信号。第一输出缓冲电路222具有使能端，使能端可以封锁输出信号，起到保护作用。第一 AD运放与比较电路231和第二 AD运放与比较电路232均具有故障信号输出端，并且均连接至第一输出缓冲电路222的使能端。如果电机或者驱动电路发生故障，则根据故障种类封锁相应的PWM输出信号。打气泵控制逆变电路和转向助力泵控制逆变电路共同包括第二 DSP微处理器 212、第二输出缓冲电路223、第三输出缓冲电路224、第一功率模块全桥逆变驱电路沈2以及第二功率模块全桥逆变驱电路263。第二 DSP微处理器212包括PWMl输出端、PWM2输出端、CAN通信端、SPI接口端以及IO接口端中的一个或多个。第二输出缓冲电路223其输入端连接所述PWMl输出端，其输出端连接第一功率模块全桥逆变驱电路262，第一功率模块全桥逆变驱电路262与打气泵15连接。第三输出缓冲电路2M其输入端连接PWM2输出端，其输出端连接第二功率模块全桥逆变驱电路263，第二功率模块全桥逆变驱电路263与转向助力泵16连接。第一、第二以及第三输出缓冲电路、第一 AD运放与比较电路231和第二 AD运放与比较电路232是通过门电路配置实现的。第一 DSP微处理器211和第二 DSP微处理器212的IO接口端通过光耦合器电路与外接接口相连接，用光电耦合器将输入输出信号隔离，可以保护控制板。第一 CAN总线通信电路251和第二 CAN总线通信电路253可以实现第一 DSP微处理器211、第二 DSP微处理器212和上位机之间的通信。第一 DSP微处理器211的CAN通信端与第一 CAN总线通信电路251连接，第二 DSP微处理器212的CAN通信端与第二 CAN总线通信电路253。第一 DSP微处理器211的SPI接口端与第一存储电路252连接，第二 DSP微处理器212的SPI接口端与第二存储电路2M连接；第一存储电路252与第二存储电路2M为 EEPROM存储器。第一存储电路252与第二存储电路2M用于实时存储、查询数据。第一电源电路241和第二电源电路242给电机控制器供电。第一电源电路241和第二电源电路242能产生几个不同的电压，每个电压的上电时间不同，能可靠的给电机控制器的各部分电路供电。如图3所示，一种基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于包括一个电机控制逆变电路、一个打气泵控制逆变电路和一个转向助力泵控制逆变电路，上述三个逆变电路同时输出PWM信号分别控制汽车驱动电机14、打气泵15和转向助力泵16。该基于DSP的电动汽车多路逆变器具有以下有益效果(1)本发明基于DSP的电动汽车多路逆变器使用一个设备同时控制汽车驱动电机、打气泵和转向助力泵，不需要分线箱分线，电路结构相对简单，成本更低。(2)本发明基于DSP的电动汽车多路逆变器使用一个设备，只需要考虑一个设备的绝缘和防水，安全性更高。上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于包括一个电机控制逆变电路、一个打气泵控制逆变电路和一个转向助力泵控制逆变电路，上述三个逆变电路同时输出PWM 信号分别控制汽车驱动电机(14)、打气泵(15)和转向助力泵(16)。
2.根据权利要求1所述基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于电机控制逆变电路包括第一 DSP微处理器(211)、IGBT全桥逆变电路061)、第一输入缓冲电路Q21)以及第一输出缓冲电路022)；所述第一 DSP微处理器(211)包括AD输入端、ABZ输入端、PWM 输出端、CAN通信端、SPI接口端以及IO接口端中的一个或多个；其中，第一输入缓冲电路 021)，其输入端接入电机的位置编码信号，其输出端连接所述ABZ输入端；第一输出缓冲电路022)，其输入端连接所述PWM输出端，其输出端连接IGBT全桥逆变电路061)，所述 IGBT全桥逆变电路061)与汽车驱动电机(14)连接。
3.根据权利要求2所述基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于电机控制逆变电路还包括第一 AD运放与比较电路031)和第二 AD运放与比较电路032)；其中，第一 AD 运放与比较电路031)，其输入端接入汽车驱动电机(14)的三相电流信号、温度信号和所述汽车驱动电机(14)驱动电路的温度信号，其输出端连接AD输入端；第二 AD运放与比较电路032)，其输入端接入汽车驱动电机(14)驱动电路的直流电压信号与直流电流信号， 其输出端连接AD输入端。
4.根据权利要求3所述基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于所述第一输出缓冲电路(22 具有使能端，所述第一 AD运放与比较电路(231)和第二 AD运放与比较电路(23 均具有故障信号输出端，并且均连接至第一输出缓冲电路022)的使能端。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于 所述打气泵控制逆变电路和转向助力泵控制逆变电路共同包括第二 DSP微处理器(212)、 第二输出缓冲电路023)、第三输出缓冲电路、第一功率模块全桥逆变驱电路062) 以及第二功率模块全桥逆变驱电路063)；所述第二DSP微处理器(21 包括PWMl输出端、 PWM2输出端、CAN通信端、SPI接口端以及IO接口端中的一个或多个；第二输出缓冲电路 (223)其输入端连接所述PWMl输出端，其输出端连接第一功率模块全桥逆变驱电路062)， 所述第一功率模块全桥逆变驱电路(26 与打气泵(1 连接；第三输出缓冲电路(224)其输入端连接所述PWM2输出端，其输出端连接所述第二功率模块全桥逆变驱电路063)，所述第二功率模块全桥逆变驱电路(263)与转向助力泵(16)连接。
6.根据权利要求5所述基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于所述第一、第二以及第三输出缓冲电路、第一 AD运放与比较电路(231)和第二 AD运放与比较电路(232) 是通过门电路配置实现的。
7.根据权利要求5所述基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于所述第一DSP微处理器(211)和所述第二 DSP微处理器012)的IO接口端通过光耦合器电路与外接接口相连接。
8.根据权利要求6所述基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于所述第一DSP微处理器011)的CAN通信端与第一 CAN总线通信电路(251)连接，所述第二 DSP微处理器 (212)的CAN通信端与第二 CAN总线通信电路(253)。
9.根据权利要求6至8中任何一项所述基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于 所述第一 DSP微处理器011)的SPI接口端与第一存储电路(25 连接，所述第二 DSP微处理器012)的SPI接口端与第二存储电路(254)连接；第一存储电路(25 与第二存储电路(254)为EEPROM存储器。
10.根据权利要求1至9中任何一项所述基于DSP的电动汽车多路逆变器，其特征在于还包括第一电源电路(Ml)和第二电源电路042)，第一电源电路(Ml)和第二电源电路( 给电机控制器供电。
全文摘要
本发明涉及一种基于DSP的电动汽车多路逆变器，包括一个电机控制逆变电路、一个打气泵控制逆变电路和一个转向助力泵控制逆变电路，上述三个逆变电路同时输出PWM信号分别控制汽车驱动电机、打气泵和转向助力泵。本发明基于DSP的电动汽车多路逆变器使用一个设备同时控制汽车驱动电机、打气泵和转向助力泵，不需要分线箱分线，电路结构相对简单，成本更低。
文档编号B60R16/02GK102303573SQ20111028944
公开日2012年1月4日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者杨重山 申请人:北京华盛源通科技有限公司