用于48V大功率电机控制系统的无刷DC电机驱动器

很多朋友对用于48V大功率电机控制系统的无刷DC电机驱动器不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

德州仪器(TI)推出了0级无刷直流(BLDC)电机驱动器，适用于48 V大功率电机控制系统，如轻度混合动力电动汽车(MHEV)中的牵引逆变器和起动发电机。TI提供的电机驱动器可以实现功能安全，支持ASIL-D系统级认证。

在TI的媒体简报中，电机驱动BU总经理兼发言人Kannan Soundarapandian强调了这款DRV3255-Q1解决方案如何通过提供高栅极驱动电流和集成安全功能，帮助电路板尺寸减少高达30%。

在许多国家，汽车电气化已经成为主流。至关重要的是，全球计划是到2030年将温室气体排放量比1990年减少约40%，以实现能效目标。Soundarapandian说：“让现有汽车制造商达到排放目标的一种方法是将汽油或内燃机与48伏电动系统配对。”

因为这是传动系统和牵引系统的一部分，所以另一件变得必要的事情是安全性。在这个领域，几乎给出了功能安全。因此，我们投放市场的任何一种硅产品都必须能够在系统层面支持ASIL-D认证。"

除了安全性，其他要考虑的因素是公差。如果你考虑一个传动系统在振动和热的作用下，它必须能够承受那些极端的条件，而且必须坚固耐用，在所有的外界环境下都不会出现故障。48V电机驱动器架构

减少温室气体(GHG)排放的全球计划引发了汽车工业的发展，以增加新车动力传动系统的电气化。轻度混合动力电动汽车(MHEV)采用48V动力系统，有助于减少内燃机(ICE)的温室气体排放。

在轻度混合动力系统中，可逆交流发电机/起动机(BES)与热机相连，可以提供更多的动力，以降低油耗和排放。配备轻度混合动力技术的汽车越来越受欢迎，因为它可以降低油耗和排放，特别是延长柴油发动机的使用寿命。

在最先进的型号中，系统的工作电压为48伏，以提供高达30千瓦的功率，并最大限度地减少电缆中的散热；此外，电动发电机可以水冷。大多数其他车载系统保持在12伏。

48伏MHEV技术非常方便和高效：当驾驶员以55至160公里/小时的速度将脚从油门上移开时，汽车可以在发动机完全关闭的情况下继续惯性行驶40秒，进入所谓的飙升模式。但是，在较低的速度下，启动/停止阶段最早可以在22公里/小时时开始。牵引力管理系统使用来自导航系统和车载传感器的信息来决定何时关闭发动机或恢复能量最方便。

导致48V电机驱动系统设计成功的因素是大功率电机、安全性和小尺寸。优化大功率电机的驱动器对于减少温室气体排放非常重要。安全性非常重要，因为48 V电机在充当起动发电机时，可以提供10 kW到30 kW的功率，为电机提供起动辅助。小尺寸很容易实现，因为这些装置位于内燃机舱内有限的空间内。

48 V大功率电机驱动器有几种电源架构。Soundarapandian侧重于一般的架构，如图1和图2所示。48 V电池和DC/DC降压调节器为电机驱动器供电。12 V电池支持基本的电机控制功能。48 V高功率电机驱动器驱动外部MOSFET来旋转电机。为了支持10 kW至30 kW的功率，这些外部MOSFET必须支持200 A至600 A以上的电流.降低开关损耗以确保符合电磁兼容性(EMC)规范非常重要。

图1:大功率48V电机驱动器DRV3255-Q148 V电机驱动系统的通用电源架构一个重要问题是电机会产生不必要的功率，从而导致过电压。图2显示了电机驱动系统的典型48 V大功率电机驱动框图。通过移除图3所示的虚线框，DRV3255-Q1可实际应用于48 V大功率电力系统。”图3:简化DRV3255-Q1电机驱动器框图

TI DRV3255-Q1符合功能安全标准，使制造商能够设计电机驱动系统，以帮助实现达到ASIL D的MHEV系统，提供高达30 kW的功率，并改善重型48V电机驱动系统的响应时间。

DRV3255-Q1是业界首款48V三相BLDC电机驱动器，它在高端和低端集成了有源短路逻辑，从而消除了外部晶体管和控制逻辑。通过结合主动短路逻辑和动态故障响应，新的电机驱动器可以提供高达30 kW的电机功率，同时减少48 V电机驱动系统中的电路板空间和材料成本。

主动短路逻辑功能有助于防止过电压引起的灾难性系统故障。动态故障响应将在过压条件下自动将电机驱动器切换到主动短路模式，从而保护电机和车辆的电气组件免受过压压力，并优化系统性能。hfy

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