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1、第25卷第6期江苏大学学报(自然科学版)Vol.25No.62004年11月JournalofJiangsuUniversity(NaturalScienceEdition)Nov.2004电控助力转向系统电机驱动电路设计方案的研究罗 石,商高高(江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013)摘要:在分析电动助力转向系统电机驱动电路性能和可靠性要求的基础上,对比常用的PWM控制直流电机的优缺点,提出了电动助力转向系统驱动电路的设计方案:上、下管均采用N沟道MOS管,上管常通或常闭,下管由PWM逻辑电平控制.该方案应用于笔者所开发的电动助力转向系统中,试验表
2、明,切实可行,可靠性高,能够满足要求.关键词:电动助力转向系统;驱动电路;浮动栅;充电泵中图分类号:TN43112 文献标识码:A 文章编号:1671-7775(2004)06-0488-04ResearchondrivingsystemdynamoofelectronicpowersystemLUOShi,SHANGGao2gao(SchoolofAutomobileandTrafficEngineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang,Jiangsu212013,China)Abstract:Basedonthecompar
3、isonbetweenseveralpresentschemescontrollingDCmotorwithPWM,ade2signschemefordrivecircuitfittoEPSispresented,inwhichbothlowsideandhighsideareN2MOSandhighsideiseitherinfully2offorfully2onstatewhilelowsideiscontrolledbylogiccircuit.Accordingtotheexperi2mentoftheEPSwiththisscheme,itissho
4、wedthattheschemeispracticableandofhighreliability.Keywords:EPS;drivecircuit;floatinggate;chargepump 近年来,随着电子技术和控制理论研究的深入,地转动方向盘,调整行驶方向,因此,电动助力转向电动助力转向系统(EPS)得到了飞速的发展.它不系统的驱动电动机要能够实现双向运行.汽车是以但改善了汽车转向的力控制特性,而且有效地降低蓄电池为其电源,考虑到电动助力转向系统的随动了驾驶员的转向负荷.性和反应的快速性,这样就决定了选用有刷直流伺整个EPS系统由减速机构、电动机
5、以及控制器服电动机(或无刷直流伺服电动机)作为其助力源,等部分组成,电动机根据控制器的指令输出转矩,经对电动机驱动控制电路的要求是能够以高精度,快[1][4,5]减速机构传递到转向器上,实现助力的功能.其中速地调整电动机的转速和输出转矩.控制电路是控制软件的硬件基础,直接影响控制器112 驱动电路的设计方案分析的性能和可靠性,因此,对控制器硬件电路设计方案在助力转向器的控制中常用脉宽调制(PWM)[2,3][6,7]的研究具有积极的现实意义.控制H桥电路.H桥电路中的四个大功率MOS管可以分别采1 设计方案分析用N沟道型和P沟道型MOS管,而P沟道MOS管11
6、1EPS系统驱动电机工作要求一般不用于下管驱动电机,这样就有两种可行的方在行驶过程中,驾驶员根据实际道路情况不断案:一种是采用图1所示的电路,上、下管分别用两收稿日期:2004-06-02基金项目:江苏省六大人才高峰基金资助项目(E-2002-12)作者简介:罗 石(1969-),男,湖南衡东人,讲师,博士研究生(ltq@ujs.edu.cn),主要从事汽车电子技术的研究1©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第6期 罗 石等:电控助力转向系统电机驱动电路
7、设计方案的研究489个P沟道和两个N沟道的大功率管,图中VDD为供电上管导通时,UGS在10～15V之间,也就是控制极电电源;另一种上、下管均用N沟道MOS管(见图2).压要随栅极电压的变化而变化,即浮动栅驱动.113 采用浮动栅驱动芯片的驱动电路国际上各大芯片制造商都推出了各自的浮动栅驱动的PWM驱动芯片.文中采用了IR公司的IR2103芯片,驱动电路原理如图3所示,其中高端驱动的输入为PWM波,该PWM波作为控制高端PWM的信号源,作为IR2103内部自举电路的激励源,产生高端驱动所需的高电压.低端驱动直接用逻辑电平控制,使低端MOS管工作时处于常开或常闭
8、状图1 上、下管分别用N沟道和P沟道的
