
专业访谈:{华润平台}未来趋势。,电动汽车行业迎来了快速发展。电动汽车通过电池替代了传统的燃油,成为车载能源的新选择。然而,在现有技术条件下,动力电池的性能成为了制约电动汽车进一步发展的关键因素。为了突破这一瓶颈,研究者们提出了BDC(Bidirectional DC-DC,双向DC-DC)变换器技术。这种技术能够优化电机控制,从而提升电池性能和整车的运行效率。
电动汽车行业在21世纪面临环境污染、石油危机等问题,逐渐从传统燃油车转向电池驱动的新选择。
为了突破制约电动汽车发展的瓶颈,研究者们提出BDC技术来提升电池性能和整车效率,通过优化电机控制实现突破。
在电机驱动操作中,BDC转换器的升压级被用于提升电池电压并有效控制逆变器的输入。而车辆的再生制动功能则通过转换器的降压级来实现,该降压级不仅为制动电流提供了通路,还能将回收的能量及时充入电池。
基本的非隔离BDC变换器由升压级和反并联连接的降压级组合而成。为了进一步优化高功率密度BDC变换器的性能,采用了多相电流交错技术,该技术通过减小电感尺寸来实现。这种技术不仅降低了器件的电流应力,还显著提高了效率。
在BDC(Brushless DC,无刷直流)系统的实现过程中,面临两大核心控制挑战:其一,如何生成和控制移相PWM波形;其二,如何实现相电流的自动采样与传输。本文将深入探讨这两大关键问题,并给出相应的技术要求。特别地,我们将展示一个能够输出最高6相12路移相互补PWM的BDC技术实现样例。
在电机驱动系统中,BDC(Brushless DC,无刷直流)设计扮演着至关重要的角色。它确保了电机能够高效、稳定地运转,同时提供了卓越的控制性能。通过合理的设计和优化,BDC系统能够充分利用移相互补PWM波形的优势,进一步提升电机驱动的效率与稳定性。
通过该图,我们可以清晰地看到每相包含的两路互补PWM通道,以及它们之间的相位关系。这种波形对于BDC系统的精确控制至关重要,能够帮助实现高效、稳定的电机驱动。
图4展示了使用RH850/P1M实现的BDC系统框图。在这个系统中,主要利用了RH850/P1M的以下模块和功能:
TSG30和TSG31定时器模块:它们负责生成6相12路的移相互补PWM波形,并且每相PWM的占空比都可以独立地进行调整。此外,这些定时器还在上桥臂PWM高电平的中间点触发ADC采样。
ADCD模块:它负责采集电流、电压等模拟信号,并通过DMAC进行数据传输。
为了满足BDC系统对移相PWM的需求,我们将采用TSG3模块的高精度移相PWM模式,即HSP-PWM。
图6展示了A/D触发设置框图,这是为了确保BDC控制的精准度。在每相的上桥臂PWM高电平的中间点进行A/D采样,是提高控制精度的关键。
得益于RH850/P1x内部高度集成的TSG3、ADC、DMAC以及TAUD等硬件模块,且这些模块能通过PIC内部联结模块实现同步与相互触发,从而极大地简化了BDC的实现过程,并显著减轻了CPU的负担。
图7展示了6相移相互补PWM波形的输出情况,其中包括H1、H2、H3和L1四个通道的波形图。
图8展示了6相移相互补PWM输出时的电流采样点波形图。从中可以清晰地看到,H1、H2、H3三个通道的波形依然保持移相状态,而在H1和H2高电平的中间点,巧妙地触发了A/D采样,从而实现了对电流的精确测量。
图9展示了DMAC在完成A/D转换结果传输时的时序图。从图中可以看出,在每个PWM周期的第10个周期后,DMAC会自动进行数据搬运,从而确保了设计的满足要求。
本文通过RH850/P1x验证了BDC技术的可行性和优越性,为未来发展奠定了基础。本文深入剖析了BDC的基础理论,并依托瑞萨电子的RH850/P1x平台,构建了BDC的系统架构。重点探讨了BDC中移相互补PWM的生成与控制,以及相电流的自动采样与传输等核心技术。实验证明,RH850/P1x在BDC应用中表现卓越。