電動助力轉向系統(tǒng)電機驅(qū)動電路的設計
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2．下側橋臂的功率MOSFET管驅(qū)動電路
下側橋臂的功率MOSFET驅(qū)動電路如圖5所示，其中Qc/Qd為下側橋臂的功率MOSFET的c管或d管。當MOSFET的控制信號c（d）為高電平時，Q1導通，Q2截止，Q1的柵極電壓通過R3與C1組成的并聯(lián)電路、D１及Q1迅速釋放，Qc/Qd關斷。
（四）蓄電池倍壓工作電源
由于上側橋臂的MOSFET功率管的柵-源電壓必需大于22.74V，而蓄電池電壓只有12V。因此需要設計蓄電池倍壓電源，產(chǎn)生二倍于蓄電池電壓的電源電壓，提供給H橋a、b功率管的驅(qū)動電路，保證高側MOSFET功率管能夠完全導通。
電源倍壓電路如圖6所示，NE555定時器工作于多諧振蕩器模式，于引腳3產(chǎn)生幅值等于NE555的供電電壓，頻率為1/0.7（R2+2R1）C1的矩形波。C3、C4，Dl和D2構成電荷泵電路。當NE555引腳3輸出高電平時，由于電容電壓不能突變，C3正極電壓為24V或接近24V，并通過D2向C4充電，使C4電壓為24V或接近24V。由于受電路的工作效率、二極管D1和D2上的正向電壓降以及負載能力的限制，使得系統(tǒng)輸出電壓低于供電電壓的2倍，即供電電壓為12V時，輸出電壓低于24V，當供電電源為12V時，倍壓電源電壓約為22.9V，大于Vdb1（22.74V），可以滿足需要。
根據(jù)電動轉向控制系統(tǒng)對穩(wěn)定性和跟蹤性的需要，采用最優(yōu)H二控制器編制電動轉向系統(tǒng)控制程序，并在汽車電動轉向試驗臺上進行臺架模擬試驗，車速信號用模擬車速傳感器發(fā)出的脈沖信號代替網(wǎng)。圖7為中等車速轉向助力時，測量的方向盤轉矩（T）和助力電動機電流（I）變化曲線。從圖7中可以看出，在轉向過程中，助力電動機電流隨著方向盤轉矩的變化而變化，電動機電流的變化趨勢和方向盤轉矩的變化趨勢相吻合，表明電動機的助力轉矩對方向盤轉矩有良好的跟蹤性能。轉向操作時，無助力滯后感，轉向平穩(wěn)，表明轉向系統(tǒng)具有良好的跟蹤性能和操縱穩(wěn)定性。
MC9S12系列16位單片機片內(nèi)資源豐富，對于一般的簡單應用，只需一片單片機加少量圍電路即可。開發(fā)的直流電機電路經(jīng)初步試驗，性能良好，可基本滿足電動助力系統(tǒng)轉向系統(tǒng)的需要。文中只介紹電動助力轉向系統(tǒng)硬件電路設計的基本框架，為獲取良好的控制效果，電動助力轉向系統(tǒng)將不僅僅局限于依據(jù)車速和扭矩這2個基本的信號進行電動助力轉向系統(tǒng)的研制，轉向角、轉向速度、橫向加速度及前軸重力等多種信號在未來的電動助力轉向系統(tǒng)中可能都是要考慮的因素。
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