自舉電容初始充電過程 - IPM自舉電路設(shè)計(jì)難題探討

　　3.1 初始充電分析及實(shí)現(xiàn)程序

　　在自舉電容的初始充電過程中，較大的初始充電電流有可能給系統(tǒng)可靠性帶來不利影響。這是因?yàn)檩^大的電流沖擊一方面對控制電源器件造成沖擊，另一方面增大了初始充電階段上下橋臂直通的風(fēng)險(xiǎn)。由此可見應(yīng)當(dāng)盡量避免下橋臂長時(shí)間開通的自舉電容初始充電方法。

　　實(shí)際應(yīng)用中可采用脈沖串的方法，分多次給自舉電容充電，直到自舉電容充滿。這樣可有效減小初始充電過程中的充電電流。

　　本項(xiàng)目采用瑞薩SH7125作為控制芯片，軟件上采用了一種簡單實(shí)用的方法實(shí)現(xiàn)了自舉電容的初始充電。具體的做法是：在每次更新PWM占空比時(shí)，先判斷占空比的值，若小于0.056，則認(rèn)為電機(jī)的給定速度為零，并以此作為進(jìn)入充電程序的判斷條件。如下面的程序所示：

　　if(revison_value < 0.056)

　　{

　　MTU2.TOER.BYTE = 0x38; /*禁止上橋臂輸出*/

　　hall.HallPointer = (hall.HallPointer + 1)%6;

　　MTU23.TGRD = 1900;/*設(shè)定占空比*/

　　MTU24.TGRC = 1900;/*設(shè)定占空比*/

　　MTU24.TGRD = 1900;/*設(shè)定占空比*/

　　pwm_calc();/*占空比更新函數(shù)*/

　　}

　　由上述程序可知，通過程序預(yù)定的方式給定直流無刷電機(jī)的換相順序，使得 U、V、W 三相進(jìn)行錯(cuò)位充電，即每一次只給某一相的自舉電容充電并依次循環(huán)直到三相都充滿。

　　該控制程序的優(yōu)點(diǎn)在于上臂被禁止輸出，所以不存在上下臂直通的危險(xiǎn)，且只要占空比小于0.056時(shí)就對自舉電容充電，能保證自舉電容能充滿。通過將初始充電控制語句放在PWM更新函數(shù)里，保證了初始充電的實(shí)時(shí)性，很好地解決了實(shí)現(xiàn)自舉的關(guān)鍵問題。

　　3.2 自舉電壓波形及分析

　　圖3是實(shí)測的自舉電壓波形。由圖3分析可知，初始充電近似階躍函數(shù)。在0.1 s時(shí)，就能充電到14 V，即上述初始充電程序能快速完成初始充電;在0.2 s時(shí)，電機(jī)開始運(yùn)行，自舉電容放電。由圖3還可知，在運(yùn)行階段，自舉電容電壓基本穩(wěn)定在14 V，幾乎在電機(jī)停止的瞬間，自舉電容電壓迅速充電到15 V，然后開始慢慢放電。

?

　　由上述分析可知，本項(xiàng)目采用的自舉電容初始充電的方法簡單實(shí)用，在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中取得良好的效果。

　　本文分析了自舉電路的基本原理，保證了充電的實(shí)時(shí)性，在應(yīng)用中取得了良好的IPM驅(qū)動(dòng)效果，為自舉電容的初始充電提供了一個(gè)簡單實(shí)用可靠的方案。總之，要在理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，使得控制算法和硬件參數(shù)緊密相關(guān)，并在實(shí)際系統(tǒng)反復(fù)調(diào)試并最終確定參數(shù)，以便最大程度地保證電路的可靠性。