Page 206 - 机械自动化设计与制造研究

机械自动化设计与制造研究
Research on Mechanical Automation Design and Manufacturing

电流，保证低压一侧驱动力处于较高水平。
（四）信号处理模块的硬件电路设计
信号处理模块的硬件电路设计可分为信号采集电路、编码处理电路、温度
测量电路、开关测量电路四个部分。其中，信号采集电路主要负责电机驱动系统
相关模拟量的采集，如母线电压、蓄电池电压、母线电流、相间电流、电机温度

等。在此类硬件电路的设计汇总，前端模拟量的输入电压在 0V 至 05V 即可，可
进行滤波处理，但无需设置信号放大电路。在电动汽车的电机驱动系统中，编码
器主要负责电机转向与转速的确定。对此这一方面的电路设计，可在电路的输入

前端设置电容电阻，从而建立RC低通滤波器结构，实现高频信号干扰的有效滤除。
在设计温度测量电路时，同样可在输入前端设置低通滤波器，以此在降低高频干
扰的同时，分别实现输入阻抗与输出阻抗的增减。同时，选择 3.3V 稳压电源作
为温控系统的供电基础，可显著降低 5V 电源对温度数据测量结果的波动影响。
开关测量电路的设计与保留，主要是为了应对电动汽车无整车控制机制的特殊情

况。在此情况下，电机驱动系统需要对整车的运行状态作出动态监控，以实现高
可靠性的控制反馈。设计开关电路时，应将 12V 输入电压分散到 R1、R2、R3、
R4 四个电路节点上，从而分化为 0V 至 5V 的多个低电压，并经由滤波模块处理

后输入到微控制中心的 I/O 端口处，以实现开关数据的采集与处理。
（五）硬件保护模块的硬件电路设计
在电动汽车电机驱动系统中加入硬件保护模块，可提升过电流、过电压等
特殊情况下的控制保护能力。当控制软件的保护机制未达效果时，保护电路可触
动 PMW 输出完成快速锁定，从而避免电机受损，使电动汽车持续处在安全稳定

的行驶状态当中。基于此，选择 TLV3502AIDR 型号的轨到轨比较器芯片作为电
路硬件，其可根据输入电压的阈值水平，进行 R1 到 R4 电路节点电阻值的参考
比对，进而对电流、电压是否超限作出明确，并同步启动保护行为。

四、电动汽车电机驱动系统的软件设计

嵌入式软件程序设计的优劣与否，对电动汽车电机驱动系统的性能稳定性
具有很大影响，故而成为了现阶段业内控制器开发的重点和难点问题。在此背景
下，出于可靠性、安全性、便捷性、可移植性等多方面考量，编制设计出了流程

为“上电→初始化→通讯检查→开机确认→预充电→电压检测→高压上电→信息

194
194