广告

新能源汽车电机驱动测试解决方案

2021-09-01 10:33:49 赵明灿 阅读:
泰克科技高级应用工程师刘剑发表了“新能源汽车电机驱动测试解决方案”主题演讲。内容包括六个部分:新能源汽车大势所趋、三相电机驱动原理简介、电机驱动动态跨域分析、更高精度的电源质量分析、宽禁带功率器件测试挑战及方案、快速EMI诊断。

日前,由ASPENCORE旗下EDN电子技术设计、EET电子工程专辑、ESM国际电子商情联合举办的“电机驱动与控制论坛”在深圳圣淘沙酒店(翡翠店)举办。会上,泰克科技高级应用工程师刘剑发表了“新能源汽车电机驱动测试解决方案”主题演讲。内容包括六个部分:新能源汽车大势所趋、三相电机驱动原理简介、电机驱动动态跨域分析、更高精度的电源质量分析、宽禁带功率器件测试挑战及方案、快速EMI诊断。Dz2ednc

Dz2ednc

下面是新能源汽车产业路线图,为汽车产业的发展提供了方向。其中,能源革命涉及到三电(电机、电驱和电池)的核心技术。Dz2ednc

Dz2ednc

节能及新能源汽车的发展方向与“2035年实现碳达峰,2060年实现碳中和”的国家目标是息息相关的。Dz2ednc

Dz2ednc

要实现这个目标就需要降低整个行业的碳排放,也即要提高效率以及采用新的可再生能源。下图显示了我国节能与新能源汽车技术重点发展方向。Dz2ednc

Dz2ednc

他介绍了一件有意思的事,就是通过采用第三代半导体并不能带来很大的效率提升,但是却可以提高功率密度,从而使体积减小。这样就有利于电机或电池的排布,从而使整车的布线做得更好,进而使整车的能耗降低30-40%。Dz2ednc

下图是新能源汽车电源及电机驱动的基本框图。其中所包含的典型测试项目如图所示。Dz2ednc

Dz2ednc

对于电机控制,在什么角度下力才是最大?他介绍说,只要保证磁铁吸力全部向左,在垂直方向的力最小,要把力传导过去,不仅仅是力的大小,还有磁铁的角度。要么就是改电流,要么就是角度,场定向就是控制角度和电流。Dz2ednc

Dz2ednc

如下图所示,中间是电机在转动,黑色箭头是整个电机的合力方向,电流的合力方向,这时候就是要控制三相电机ABC的整个合力大小。Dz2ednc

Dz2ednc

以直流电机为例,要做电机控制,必须知道当前量,与预设电流进行比较,产生误差信号,然后调节PWM的占空比。Dz2ednc

Dz2ednc

对于三相电机FOC控制,就需要同时监测三相电流。这时候要注意的是,如果只测两相,那就需要是三相平衡的。三相电机FOC控制变量多,ia、ib、ic以及对应的相位角,计算和控制逻辑更加复杂。Dz2ednc

Dz2ednc

下面几张图是针对三相电机FOC控制的Clarke和Park变换。Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

在做电机控制时需要对其进行相应测试。三相电机FOC控制需要先对三相电的电压电流进行监控,然后通过上述变换,将其转换成更简单的方式,来对电机进行驱动控制。示波器可用于帮助更好地监测三相电的状态(经过Clarke-Park变换后实际上只需要做DQ0分析),以及旋转角的监测。Dz2ednc

示波器可以用于持续监测信号的动态。Dz2ednc

Dz2ednc

泰克示波器上的IMDA软件除了可以做传统的分析以外,还提升了动态跨域分析的能力。Dz2ednc

Dz2ednc

同时,它提供了最大200次的谐波次数分析。Dz2ednc

Dz2ednc

泰克示波器方案在做电机驱动控制测量时比较简单,因为可以同时监测3相电压和电流,还可提供更多通道和探头去接入其他反馈信号。Dz2ednc

Dz2ednc

下图是DQ0的转换视图,非常直观。Dz2ednc

Dz2ednc

下图是DQ0的测试结果。Dz2ednc

Dz2ednc

下图是效率分析。Dz2ednc

Dz2ednc

矢量分析。Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

下面来看宽禁带功率器件带来的测试挑战。宽禁带器件需要更高的共模抑制比,因此高压差分探头需要有更好的替代方案。泰克提供的IsoVu探头可以做更好的信号隔离。Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

Dz2ednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 进阶秘籍:国产车规级芯片好用还避坑 作为国内头部电源厂商,金升阳坚持自主研发,在国产化和缺芯浪潮下,车规级芯片与配套变压器的分立器件隔离电源方案可以解决许多问题,在BMS电池管理系统、压缩机驱动系统、PTC加热器等应用中均有对应的电源解决方案。
  • 智能音箱解决方案 SCT12AX同步升压变换器系列具有极宽的输入和输出范围,应用灵活,热性能好,Rdson小,静态电流低,可调自适应输出,能够延长电池寿命。额外的保护(FB引脚过电压保护和负载断开控制)更安全和经济有效的应用。
  • 马斯克:脑机接口人体实验预计半年内开启,自己也将植入 当地时间11月30日,Neuralink举办了技术展示活动“Show and Tell”,向观众展示了一段用意念打字的技术。
  • 全面解读瑞萨汽车电子产业战略 瑞萨电子,作为一家全球领先的微控制器、模拟功率器件和SoC产品供应商,最近在全球几乎同步举办的慕尼黑电子展上不仅展出了他们在智能网关和域控制器、ADAS自动驾驶、智能座舱以及微控制器和传感器等方面的产品和解决方案,瑞萨电子全球汽车电子事业本部 副总裁赵明宇先生在华南慕尼黑展期间还阐述了瑞萨的产业战略以及今后对于全球汽车电子市场包括中国市场的一些理解和展望。
  • 自制回路增益测试变压器 我们可以购买测试设备,用它来检查在运行反馈回路的回路增益和回路相位属性,并且所购买的设备可以在非常宽的频率范围内提供有用的结果。然而,我所遇到的电源中的反馈回路,只需要在相当有限的频率范围内进行表征。在这种情况下,使用一些低成本元器件“自制”,效果就非常好。
  • 从数据准确性和算法有效性入手,多模式生命体征监测前端 继智能手机后,近年来可穿戴设备正“包揽”全身,逐步成为消费者新时尚:耳戴TWS耳机,腕戴智能手环/智能手表,头戴智能眼镜/智能头显,身穿心电T恤……多种多样的智能穿戴设备正成为继手机后撬动着消费电子市场增长的新亮点。但看似百花齐放的繁荣表象背后,可穿戴设备发展却暗藏隐忧——应用场景单一、功能更新缓慢、同质化严重、入局者众多……
  • 在那科技基于LoRa®打造无界位置管理系统和智能体内生 位置服务的应用需求日趋多元化:在满足位置管理需求的同时,需要添加健康、报警、语音、信息发送等功能。然而,定位模式叠加多种功能应用,导致产品的功耗增加。同时,伴随着客户对定制化的需求,数据安全、网络私密性的要求也不断提高,对本地部署组建私有通讯网络也提出了更高的需求。
  • 可穿戴设备设计关键在于数据准确性和算法有效性 本文分享了ADI在可穿戴领域的一些理解和思考,分为三个部分:一是可穿戴广义设备的市场趋势,包括“卷中卷的卷王”TWS耳机、AR/VR和智能手表;二是可穿戴产品解析;三是想做到差异化,数据和算法到底扮演着什么样的角色。
  • 自热式达林顿晶体管对可构成新的气流传感器 在可用于气流检测的众多方法中,自热式热流量传感器简单、便宜、坚固而又灵敏。它们依赖于被加热传感器的空速和热阻抗之间的关系。本设计实例利用通常被认为是经典达林顿拓扑缺点的优势,将此数学关系转换成了实际电路。
  • 蓝牙技术联盟目标锁定6GHz频段,持续开发新规格项目 11月17日,负责发展蓝牙技术的行业协会蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group,SIG)发布了一项全新规范开发项目,以定义低功耗蓝牙在涵盖6GHz频段在内的未授权中频段频谱中的运作,这将大大提升蓝牙技术的性能。
  • NI深度调研:挖掘产品数据的价值 NI对产品创新者的一份调研结果显示,产品数据是保持竞争力的关键,但他们在如何从数据中提取价值方面却存在很大差距。
  • 裸机系统上的模拟调试 我承认“模拟调试”这个标题有点神秘。阅读本文后,嵌入式固件开发人员可能会遭受认知失调的困扰,但相信我,这以后会说得通的。本标题暗示的是处理MCU中被处理信号的任务。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了