一种单相直流无刷电子水泵控制器的制作方法

文档编号:14478072
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及汽车电子水泵控制领域,尤其是涉及一种单相直流无刷电子水泵控制器。



背景技术:

随着国家对车辆节能减排日益重视,各汽车厂针对传统发动机采用涡轮增压的方式来提高功率或是采用混合动力和纯电动驱动的方式达到节能环保的目的。目前,汽车的冷却系统中多采用传统的机械水泵,然而随着新能源汽车的发展和国家对新能源汽车的扶持力度加大,越来越多的纯电动汽车投入市场,电子功率器件和电动机的散热都需要进行冷却,然而传统的机械水泵并不方便用于纯电动汽车中,很多新能源车辆采用电子水泵作为水循环、冷却或车上供水系统。电子水泵采用压电材料作动力装置,从控制到驱动彻底实现电子化,以电子集成系统完全控制液体传输,从而实现液体传输的可调性、精准性。与汽车发动机冷却系统传统的机械水泵相比,机械水泵只能按转速提供流量,水泵的控制不够灵活;电子水泵更容易控制,寿命更长,所以汽车电子水泵得到了广泛的应用具有非常好的市场前景。

现有的汽车电子系统中,在对电子水泵进行控制时,一般是通过电子水泵的上位机设备,比如汽车电子系统中的电子控制单元(Electrical Control Unit,简称ECU)对电子水泵发出脉宽调制信号;电子水泵接收到脉宽调制信号后,其中的单片机通过换相逻辑控制将脉宽调制信号施加到电子水泵中的电子开关上,从而对电子水泵的电机进行驱动。这种方法的主要缺点在于:(1)电子水泵是被动地接受脉宽调制信号并将其直接用于驱动电机,其中的单片机仅能驱动电机旋转,却无法将电机的实际转速反馈给上位机,因此也就很难对电机的转速做到闭环控制;(2)汽车中经常需要同时使用多个电子水泵,但如果想用上位机同时控制多个电子水泵,则需要进行多路脉宽调制信号输出,这需要设置较多的硬件接口,导致成本增加。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型的目的是针对现有技术的不足,提供一种单相直流无刷电子水泵控制器,电路实现简单,控制方便,在宽输入电压范围内都能保证电子水泵可靠地工作。

为达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种单相直流无刷电子水泵控制器,包括单相直流无刷电机、霍尔位置传感器、单相H桥逆变电路、驱动电路和控制单元;所述单相直流无刷电机的转子与电子水泵的叶轮连接;所述霍尔位置传感器的输出端与控制单元连接;所述单相H桥逆变电路的输入端与驱动电路连接,输出端与单相直流无刷电机连接;所述驱动电路的输入端与控制单元连接;所述控制单元,与汽车的整车控制器ECU连接。

进一步的,所述的单相H桥逆变电路由四个N沟道场效应管构成,四个N沟道场效应管的栅极与驱动电路连接。

进一步的,所述控制单元通过PWM通信接口、LIN通信接口或CAN通信接口与汽车的整车控制器ECU连接。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型控制单元接收整车控制器ECU发出的指令,实现对单相直流无刷电机的转速控制,同时,控制单元把电子水泵的运行状态信息和故障诊断信息反馈给整车控制器ECU。霍尔位置传感器检测单相直流无刷电机的转子位置信息,控制单元接收霍尔位置传感器输出的单相直流无刷电机的转子位置信息,通过驱动电路对单相H桥逆变电路中的开关管进行控制,实现对逆变电流的换向控制和对逆变电流的幅值控制,从而实现了单相直流无刷电机转速的调节,进而实现了对电子水泵流量的调节控制。该电路实现简单,控制方便,在宽输入电压范围内都能保证电子水泵可靠地工作。

附图说明

图1为本实用新型的系统组成框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

一种单相直流无刷电子水泵控制器,包括单相直流无刷电机、霍尔位置传感器、控制单元、驱动电路、单相H桥逆变电路。

单相直流无刷电机,用作电子水泵的驱动电机,其转子与电子水泵的叶轮连接;

霍尔位置传感器,检测单相直流无刷电机的转子位置信息,霍尔位置传感器的输出端与控制单元连接;

单相H桥逆变电路,用于将直流电逆变为交流电,其输入端与驱动电路连接,其输出端与单相直流无刷电机连接;

驱动电路,用于驱动单相H桥逆变电路中的开关管实现导通与关断,其输入端与控制单元连接;

控制单元,与汽车的整车控制器ECU连接,实现对单相直流无刷电机的转速控制与故障诊断反馈功能,同时接收霍尔位置传感器输出的单相直流无刷电机的转子位置信息,实现对单相直流无刷电机工作电流的换向控制。

所述的单相H桥逆变电路由四个N沟道场效应管构成,四个N沟道场效应管的栅极与驱动电路连接。

所述控制单元通过PWM通信接口、LIN通信接口或CAN通信接口与汽车的整车控制器ECU连接。

本装置电子水泵采用单相直流无刷电机作为驱动电机,霍尔位置传感器检测单相直流无刷电机的转子位置信息,送给控制单元实现电流换向控制,控制单元通过驱动电路与单相H桥逆变电路连接,把直流电转换为交流电驱动单相直流无刷电机运转,单相直流无刷电机带动水泵叶轮运转,从而实现对电子水泵流量的控制。电路实现简单,控制方便,在宽输入电压范围内都能保证电子水泵可靠地工作。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围,均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

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