[发明专利]集成驱动及充放电功能的电机控制器

说明书

技术领域：

本发明涉及集成驱动及充放电功能的电机控制器，尤其涉及涉及一种集成电机驱动和单、三相充放电功能的控制器。

背景技术：

一）目前国外集驱动及充放电功能的电机控制器的解决方案基于非隔离集成“充电-驱动”系统的方案在汽车行业已经得到应用。具体方案有：

(1)并联Boost非隔离集成充电机，如图1，利用电机绕组作为电感结合三相IGBT变换器组合而成，对电机的设计要求较高；

（2）基于裂相电机的非隔离集成充电机；

（3）基于四轮独立驱动的集成充电机。这类拓扑的共同点是：在充电模式下利用接触器对电机的绕组进行了重新配置和复用功率开关单元。

从国外已有技术方案来看，目前基于PWM整流技术的“驱动—充电”集成方案均实现了高效的充电和单位功率因数控制等功能，性能上具有较大优势；而且与电机驱动系统中的三相逆变器共用电力电子器件，节省了不控整流+有源功率因数校正电路或PWM整流电路的成本，是一种可以切实提高系统性能指标，降低体积和成本的有前景的技术。

国外技术的缺点：

(1).利用电机绕组作为电感，对电机的设计要求较高。三相充电模式下，在永磁同步电机上必须增加额外的锁止装置，控制技术上难以实现；

(2).对于兼容三相和单相充电方式支持不足；

(3).对于大功率充电和小功率充电的切换，需要制定标准来进行自适应。

二）国内集驱动及充放电功能的电机控制器的解决方案，如有北京理工大学的名称为“一种具有220VAC/380VAC充电功能的电机驱动-充电一体化装置”,专利公开号为CN102935812A的发明专利，

该技术方案主要存在以下缺点：1、额外增加了两个大功率的升/降压电感、体积大，较为笨重；2、额外增加两个DCDC升降压桥臂（大功率IGBT单元）；3、额外增加三个高压大电流的继电器（高成本）；4、单、三相充电接口不兼容。5、由于接口的不兼容，不能自动判断并适应不同的充电模式。

发明内容：

本发明的目的是提供一种集成驱动及充放电功能的电机控制器，电路结构简单，减少电子元气件，工作更可靠，并且具有成本低、重量轻、体积小、高功率因数。

本发明的进一步目的是兼容单相充电和三相充电的集成驱动及充放电功能的电机控制器。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

集成驱动及充放电功能的电机控制器,其特征在于：它包括双向DC-DC变换器、三相桥式DC-AC双向变换器、驱动-充电模式切换装置、交流电源输入接口装置和中央控制微处理器，其中充电电池与双向DC-DC变换器、三相桥式DC-AC双向变换器和电机依次连接形成电机驱动回路，交流电源输入接口装置、三相桥式DC-AC双向变换器、双向DC-DC变换器和充电电池依次连接形成电池充电回路，中央控制微处理器对双向DC-DC变换器和三相桥式DC-AC双向变换器进行控制，利用驱动-充电模式切换装置使电机驱动回路处于工作状态而电池充电回路关断，或者使电机驱动回路关断而电池充电回路处于工作状态。

上述所述的双向DC-DC变换器在驱动模式下形成boost升压电路，在充电模式下形成buck降压电路。

上述所述的双向DC-DC变换器包括第七开关管、第七二级管、第八开关管、第八二级管、复用电感和电容，第七开关管的发射极与第八开关管集电极连接组合形成一个单桥壁结构，复用电感的一端连接在第七开关管的发射极与第八开关管集电极之间，第七开关管的集电极与第八开关管发射极之间连接电容，复用电感的另一端与充电电池正极连接，充电电池负极连接第八开关管发射极，第七开关管和第八开关管的控制端与中央控制微处理器的输出端连接。