非对称电机驱动电路及其设计方法与流程

本发明实施例涉及电机驱动，尤其涉及一种非对称电机驱动电路及其设计方法。

背景技术：

1、目前电动车行业普遍使用5段码磁场导向控制调制技术控制对称电机驱动电路驱动电机，但是由于5段码磁场导向控制调制技术、电动车行业特殊的母线电流以及相电流的需求差异，会造成对称电机驱动电路的全桥功率器件(如mosfet、gan等)性能浪费，也就是造成对称电机驱动电路使用的全桥功率器件(如mosfet、gan等)成本的浪费。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种非对称电机驱动电路及其设计方法，以在不影响电机驱动电路驱动性能的前提下，可以有效降低电机驱动电路成本。

2、本发明实施例提供了一种非对称电机驱动电路，其包括三组相互独立的全桥驱动分别驱动电机的三相输出；

3、所述全桥驱动的上桥臂包括第一规格的至少一个mosfet管，所述全桥驱动的下桥臂包括第二规格的至少一个mosfet管，所述上桥臂的所述第一规格的mosfet管和所述下桥臂的所述第二规格的mosfet管对峙排列；或，

4、所述全桥驱动的上桥臂包括第二规格的至少一个mosfet管，所述全桥驱动的下桥臂包括第一规格的至少一个mosfet管，所述上桥臂的所述第二规格的mosfet管和所述下桥臂的所述第一规格的mosfet管对峙排列；

5、所述第二规格的mosfet管性能比所述第一规格的所述mosfet管性能不同。

6、可选地，非对称电机驱动电路还包括控制器；

7、所述控制器与所述第一规格的mosfet管栅极和所述第二规格的mosfet管栅极连接。

8、可选地，非对称电机驱动电路还包括尖峰吸收模块；

9、所述尖峰吸收模块的第一端与所述第一规格的mosfet管的源极连接，所述尖峰吸收模块的第二端与所述第一规格的mosfet管的漏极连接。

10、可选地，所述尖峰吸收模块包括第一电容；

11、所述第一电容并联于所述第一规格的mosfet管的源极和漏极之间。

12、可选地，所述尖峰吸收模块包括第二电容和第一电阻；

13、所述第二电容与所述第一电阻串联；

14、所述二电容与所述第一电阻的串联电路并联于所述第一规格的mosfet管的源极和漏极之间。

15、本发明实施例还提供了一种非对称电机驱动电路设计方法，所述非对称电机驱动电路为基于对称电机驱动电路设计；

16、所述对称电机驱动电路包括三组相互独立的全桥驱动分别驱动电机的三相输出；所述全桥驱动的上桥臂和下桥臂分别由第一规格的至少一个mosfet管构成，所述上桥臂和所述下桥臂的所述第一规格的mosfet管对峙排列；

17、所述非对称电机驱动电路设计方法，包括：

18、根据磁场导向控制调制策略，确定pwm信号输出的桥臂；

19、将输出所述pwm信号的桥臂包括的所述第一规格的mosfet管替换为第二规格的mosfet管，减小所述第二规格的mosfet管的栅极驱动电阻或增加所述第二规格的mosfet管的栅极驱动电流，以使替换为所述第二规格的mosfet管的所述非对称电机驱动电路的整体损耗与所述对称电机驱动电路的整体损耗相等；所述第二规格的mosfet管性能比所述第一规格的所述mosfet管性能不同。

20、可选地，所述第二规格的所述mosfet管的导通电阻大于所述第一规格的所述mosfet管的导通电阻；

21、所述第二规格的所述mosfet管的导通电流小于所述第一规格的所述mosfet管的导通电流。

22、可选地，所述磁场导向控制调制策略包括：上桥臂pwm调制策略和下桥臂pwm调制策略；

23、根据磁场导向控制调制策略，确定pwm信号输出的桥臂，包括：

24、若所述磁场导向控制调制策略为上桥臂pwm调制策略，则所述pwm信号输出的桥臂为上桥臂；

25、若所述磁场导向控制调制策略为下桥臂pwm调制策略，则所述pwm信号输出的桥臂为下桥臂。

26、可选地，将输出所述pwm信号的桥臂包括的所述第一规格的mosfet管替换为第二规格的mosfet管，包括：

27、若上桥臂输出所述pwm信号，则将所述上桥臂包括的所述第一规格的mosfet管替换为第二规格的mosfet管；

28、若下桥臂输出所述pwm信号，则将所述下桥臂包括的所述第一规格的mosfet管替换为第二规格的mosfet管。

29、可选地，减小所述第二规格的mosfet管的栅极驱动电阻，包括：

30、将与所述第二规格的mosfet管的栅极串联的第三规格的电阻替换为第四规格的电阻；其中，所述第三规格的电阻的阻值大于所述第四规格的电阻的阻值。

31、可选地，所述对称电机驱动电路包括控制器，所述控制器与所述第一规格的mosfet管栅极和所述第二规格的mosfet管栅极连接；

32、增加所述第二规格的mosfet管的栅极驱动电流，包括：

33、增大所述控制器输出给所述第二规格的mosfet管栅极的电流。

34、可选地，非对称电机驱动电路设计方法，还包括：

35、在所述第一规格的mosfet管的源极和漏极之间增设尖峰吸收模块。

36、可选地，所述尖峰吸收模块包括第一电容；

37、给所述下桥臂的所述第一规格的mosfet管的源极和漏极之间增设尖峰吸收模块，包括：

38、将所述第一电容并联于所述第一规格的mosfet管的源极和漏极之间。

39、可选地，所述尖峰吸收模块包括第二电容和第一电阻；所述第二电容与所述第一电阻串联；

40、给所述下桥臂的所述第一规格的mosfet管的源极和漏极之间增设尖峰吸收模块，包括：

41、将所述二电容与所述第一电阻的串联电路并联于所述第一规格的mosfet管的源极和漏极之间。

42、可选地，所述非对称电机驱动电路的整体损耗包括所述第二规格的mosfet管的开关损耗、所述第二规格的mosfet管的导通损耗以及所述第一规格的mosfet管的导通损耗。

43、本发明实施例设计的非对称电机驱动电路可以对称电机驱动电路设计得到，使得全桥驱动的上桥臂包括第一规格的至少一个mosfet管，全桥驱动的下桥臂包括的mosfet管与上桥臂包括的mosfet管规格性能不同。例如，将输出pwm信号的桥臂包括的第一规格的mosfet管替换为第二规格的mosfet管，由于第二规格的mosfet管性能比第一规格的mosfet管性能不同，第二规格的mosfet管的成本会低于第一规格的mosfet管的成本，从而降低非对称电机驱动电路设计的成本。另外，由于第二规格的mosfet管性能比第一规格的mosfet管性能不同，需要适当减小第二规格的mosfet管的栅极驱动电阻或增加第二规格的mosfet管的栅极驱动电流，以使替换为第二规格的mosfet管的非对称电机驱动电路的整体损耗与对称电机驱动电路的整体损耗相等，从而实现在不影响电机驱动电路驱动性能的前提下，可以有效降低电机驱动电路成本。