用于車輛的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，尤其涉及一種配置成優(yōu)化電磁兼容性(EMC)的無(wú)刷直流(BLDC)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，BLDC電機(jī)不包括用作普通直流電機(jī)換向器的電刷，并且設(shè)計(jì)成保留直流電機(jī)的獨(dú)特特性而不改變。BLDC電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、3相線圈(U相線圈、V相線圈、以及W相線圈)構(gòu)成的定子、永磁體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子以及位置檢測(cè)傳感器。
[0003]BLDC電機(jī)施加電流到3相BLDC電機(jī)的定子線圈的各相，并且由于流動(dòng)的電流在線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)而使轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，BLDC電機(jī)檢測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)的量值，并繼而響應(yīng)于檢測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度接通或斷開開關(guān)元件，以切換流向線圈各相的電流方向，從而使轉(zhuǎn)子能在一個(gè)方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0004]同時(shí)，電磁兼容性(EMC)指示目標(biāo)裝置受其他裝置產(chǎn)生的電磁波影響。如果目標(biāo)裝置受EMC的影響，則裝置的電機(jī)或控制器的故障率則不可避免地增加。
[0005]依照傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體，位于半導(dǎo)體外側(cè)的電阻器和電容器被替換成其它器件，調(diào)節(jié)包含于電機(jī)控制器中的開關(guān)元件的切換時(shí)間以執(zhí)行EMC調(diào)諧。具體說(shuō)，包含于電機(jī)控制器中的無(wú)源元件(例如，電阻器、電容器等)在發(fā)展過(guò)程中被其它元件代替，并且執(zhí)行電磁波的調(diào)諧。
[0006]然而，傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置難以識(shí)別電機(jī)控制脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間，從而很難精確地調(diào)諧傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。另外，傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置受外部電源變化的影響，從而使其有EMC調(diào)諧技術(shù)的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的各種實(shí)施例旨在提供一種用于車輛的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0008]本發(fā)明的實(shí)施例涉及通過(guò)包含于驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體中的寄存器控制轉(zhuǎn)換速率，并且通過(guò)將充電/放電電流量分類為多級(jí)而精確地控制恒電流。
[0009]本發(fā)明的實(shí)施例涉及根據(jù)預(yù)定軟件的算法促進(jìn)EMC調(diào)諧。
[0010]依據(jù)實(shí)施例的一個(gè)方面，用于車輛的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括:電機(jī)控制器，其配置為響應(yīng)于開關(guān)元件的操作控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，；以及驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體，其配置為響應(yīng)于預(yù)定的寄存器值控制電機(jī)控制器的驅(qū)動(dòng)電流，并且響應(yīng)于充入電機(jī)控制器或從電機(jī)控制器放出的驅(qū)動(dòng)電流，通過(guò)調(diào)節(jié)開關(guān)元件的切換時(shí)間控制電磁兼容性(EMC)調(diào)諧。
[0011]應(yīng)該理解，前面的總體說(shuō)明和本發(fā)明的以下詳細(xì)說(shuō)明是示例性和說(shuō)明性的，并且旨在為所要求保護(hù)的發(fā)明提供進(jìn)一步解釋。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的車輛電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
[0013]圖2是示出圖1的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的操作的時(shí)序圖。
[0014]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于車輛的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
[0015]圖4是示出圖3的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的操作的時(shí)序圖。
[0016]附圖標(biāo)記列表
[0017]100，300:驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體
[0018]200，400:電機(jī)控制器
[0019]110，310:寄存器
[0020]120，320:驅(qū)動(dòng)單元
[0021]CC:恒流源
[0022]D1，D2:二極管
[0023]MT1，MT2:開關(guān)元件。
【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例，其示例表示在附圖中。只要可能，相同的附圖標(biāo)記將在整個(gè)附圖中用于指代相同或相似的部分。
[0025]應(yīng)該理解的是，此處使用的術(shù)語(yǔ)“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語(yǔ)總體上包括機(jī)動(dòng)車輛，例如載客汽車，包括運(yùn)動(dòng)型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、以及各種商用車輛，船只，包括各種小船以及輪船，飛行器等等，并且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、氫動(dòng)力車輛以及其它代用燃料車輛(例如來(lái)源于石油以外的資源的燃料)。本文所指的混合動(dòng)力車輛是具有兩個(gè)或多個(gè)能源的車輛，例如同時(shí)有汽油動(dòng)力和電動(dòng)動(dòng)力的車輛。這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026]如這里所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”，除非上下文另外清楚地指明，也意在包括復(fù)數(shù)形式，還應(yīng)該理解，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”用在本說(shuō)明書中時(shí)，指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任何和所有組合。
[0027]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的車輛電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。
[0028]參考圖1，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括:驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體100和電機(jī)控制器200。特別地，驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體100包括寄存器110、驅(qū)動(dòng)單元120、以及電阻器(Rext, Rg)。驅(qū)動(dòng)單元120包括驅(qū)動(dòng)電阻器(Rhi)。另外，電機(jī)控制器200包括多個(gè)電容器(Cgd、Cgs、Cds)、二極管D1、以及開關(guān)元件MTl。
[0029]寄存器110存儲(chǔ)關(guān)于轉(zhuǎn)換速率的信息，用以控制驅(qū)動(dòng)單元120的接通時(shí)間。寄存器110輸出用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)單元120的轉(zhuǎn)換速率的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)單元120。響應(yīng)于PWM信號(hào)在驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體100中調(diào)節(jié)開關(guān)元件MTl的切換時(shí)間，從而有利于EMC的優(yōu)化調(diào)諧。
[0030]具體地，根據(jù)本發(fā)明，用于控制轉(zhuǎn)換速率的算法優(yōu)選地通過(guò)軟件預(yù)置在寄存器110中。因此，PWM信號(hào)的高電平啟用期響應(yīng)于寄存器110中配置的值而配置。
[0031]例如，如果將配置在寄存器110中的值設(shè)置為第一值，則PWM信號(hào)的高電平啟用期設(shè)置為第一延遲時(shí)間，從而使開關(guān)元件MTl的接通時(shí)間能被設(shè)置為第一時(shí)間。如果將配置在寄存器110中的值設(shè)置為第二值，則PWM信號(hào)的高電平啟用期設(shè)置為比第一延遲時(shí)間長(zhǎng)的第二延遲時(shí)間，從而使開關(guān)元件MTl的接通時(shí)間能被設(shè)置為比第一時(shí)間長(zhǎng)的第二時(shí)間。
[0032]驅(qū)動(dòng)單元120響應(yīng)于PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)充電/放電電流，用于控制電機(jī)，并且輸出驅(qū)動(dòng)的充電/放電電流。具體地，當(dāng)接收PWM信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元120將充電/放電電流轉(zhuǎn)換成包括電壓值和電流值的特定信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件MT1。
[0033]驅(qū)動(dòng)單元120配置為使用電阻器(Rhi)驅(qū)動(dòng)充電/放電電流。該電阻器(Rhi)耦接在驅(qū)動(dòng)單元120的輸出終端和反向偏置電壓終端(Vbb)之間，從而使電阻器(Rext)中流動(dòng)的電流(Ig)被控制。另外，開關(guān)元件MTl的切換時(shí)間能響應(yīng)于電阻器(Rhi)的阻值被調(diào)節(jié)。
[0034]電阻器(Rext)耦接在驅(qū)動(dòng)單元120的輸出終端和節(jié)點(diǎn)G之間。在這種情況下節(jié)點(diǎn)G中流動(dòng)的電壓可通過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓(Vgs)表示。另外，電阻器(Rg)耦接在節(jié)點(diǎn)G和電機(jī)控制器200之間。
[0035]另外，電機(jī)控制器200響應(yīng)于通過(guò)電阻器(Rg)接收到的驅(qū)動(dòng)電壓(Vgs)控制電機(jī)中流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電流(Ids)。因而，電機(jī)控制器200響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電流(Ids)在一個(gè)方向驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0036]電容器(Cgd、Cgs、Cds)可響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電壓(Vgs)控制施加到電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流(Ids)的充電操作。在這種情況下，電容器(cgd、cgs)串聯(lián)耦接在節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)S之間。電容器(Cds)耦接在節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)S之間。另外，用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件MTl可響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電壓(Vgs)控制驅(qū)動(dòng)電流(Ids)的充電/放電操作。
[0037]開關(guān)元件MT I耦接在節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)S之間，并且通過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓(Vgs)控制開關(guān)狀態(tài)。在這種情況下，開關(guān)元件MTl的切換時(shí)間受驅(qū)動(dòng)單元120的輸出電流(Ig)、電阻器(Rext)值以及開關(guān)元件MTl的寄生電容值控制。根據(jù)本實(shí)施例的開關(guān)元件MTl可由金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)組成。
[0038]MOSFET耦接在節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)S之間，從而使MOSFET通過(guò)柵極端子接收驅(qū)動(dòng)電壓(Vgs)。根據(jù)本實(shí)施例的開關(guān)元件MTl可由NMOS型MOSFET組成。
[0039]例如，如果邏輯高電平的驅(qū)動(dòng)電壓(Vgs)施加到開關(guān)元件MT1，則開關(guān)元件MTl接通，從而使驅(qū)動(dòng)電流(Ids