IPM自举电路设计难题探讨

选择耐高压的反向漏电流小的超快恢复二极管。本项目选用的自举二极管型号为BYV36C。 3 自举电容初始充电过程及控制方法

3.1 初始充电分析及实现程序

在自举电容的初始充电过程中，较大的初始充电电流有可能给系统可靠性带来不利影响。这是因为较大的电流冲击一方面对控制电源器件造成冲击，另一方面增大了初始充电阶段上下桥臂直通的风险。由此可见应当尽量避免下桥臂长时间开通的自举电容初始充电方法。

实际应用中可采用脉冲串的方法，分多次给自举电容充电，直到自举电容充满。这样可有效减小初始充电过程中的充电电流。

本项目采用瑞萨SH7125作为控制芯片，软件上采用了一种简单实用的方法实现了自举电容的初始充电。具体的做法是：在每次更新PWM占空比时，先判断占空比的值，若小于0.056，则认为电机的给定速度为零，并以此作为进入充电程序的判断条件。如下面的程序所示：

　　if(revison_value < 0.056)

　　{

　　MTU2.TOER.BYTE = 0x38; /*禁止上桥臂输出*/

　　hall.HallPointer = (hall.HallPointer + 1)%6;

　　MTU23.TGRD = 1900;/*设定占空比*/

　　MTU24.TGRC = 1900;/*设定占空比*/

　　MTU24.TGRD = 1900;/*设定占空比*/

　　pwm_calc();/*占空比更新函数*/

　　}

由上述程序可知，通过程序预定的方式给定直流无刷电机的换相顺序，使得 U、V、W 三相进行错位充电，即每一次只给某一相的自举电容充电并依次循环直到三相都充满。

该控制程序的优点在于上臂被禁止输出，所以不存在上下臂直通的危险，且只要占空比小于0.056时就对自举电容充电，能保证自举电容能充满。通过将初始充电控制语句放在PWM更新函数里，保证了初始充电的实时性，很好地解决了实现自举的关键问题。

3.2 自举电压波形及分析

图3是实测的自举电压波形。由图3分析可知，初始充电近似阶跃函数。在0.1 s时，就能充电到14 V，即上述初始充电程序能快速完成初始充电;在0.2 s时，电机开始运行，自举电容放电。由图3还可知，在运行阶段，自举电容电压基本稳定在14 V，几乎在电机停止的瞬间，自举电容电压迅速充电到15 V，然后开始慢慢放电。

由上述分析可知，本项目采用的自举电容初始充电的方法简单实用，在实际项目应用中取得良好的效果。

本文分析了自举电路的基本原理，保证了充电的实时性，在应用中取得了良好的IPM驱动效果，为自举电容的初始充电提供了一个简单实用可靠的方案。总之，要在理论指导的基础上，使得控制算法和硬件参数紧密相关，并在实际系统反复调试并最终确定参数，以便最大程度地保证电路的可靠性。