【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车辆辅助装备的供电，尤其是涉及一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路及eps控制器。
技术介绍
1、现有eps（电动助力转向系统）控制器，一般由mcu（单片机）、pre-driver（预驱动芯片）、高边开关和防反电路模块、电机三相桥电路模块、pcb（印制电路板）板及其它电路模块等组成，根据客户输入力矩控制助力电机转动提供相应助力。当前eps控制器的高边开关和防反电路有两种实现方式：一、通过继电器进行高边开关及防反控制，该方式简单实用，但是继电器过电流能力与其封装尺寸大小直接相关，大电流应用时封装尺寸较大，对空间布局不太友好，不利于电子器件日益小型化的需求；此外继电器的响应速度较慢，通常在几十或上百毫秒，存在部分异常工况下保护不及时损坏eps控制器的现象。二、通过mosfet（场效应管）进行高边开关和防反控制，但是需要独立的高边及防反驱动芯片进行驱动或者集成高边及防反驱动功能的预驱动芯片进行驱动，但该类驱动芯片种类较少，价格较高，不适合大规模推广和应用。因此如何在当前常规的预驱动芯片基础上进行优化设计，来实现高边开关和防反功能是目前急需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路及eps控制器，以解决如何基于常规预驱动芯片实现高边开关和防反功能的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，包括：p>
4、mcu模块，用于输出控制电机的pwm信号；
5、电机三相桥电路模块，用于根据pwm信号驱动电机工作；
6、pre-driver模块，用于接收mcu模块输出的pwm信号，并将其转化为驱动电机三相桥电路模块的三路pwm信号；
7、三相升压模块，用于对pre-driver模块输出的三路pwm信号进行升压；
8、高边开关和防反电路模块，用于接收升压后的三路pwm信号，并根据所述三路pwm信号控制电机三相桥电路模块的上下电。
9、进一步的，所述高边开关和防反电路模块包括：
10、整流合成单元，用于将升压后的三路pwm信号整流合成一个占空比为100%的常电平信号；
11、滤波稳压单元，用于对常电平信号进行滤波稳压，消除常电平信号的纹波及毛刺，得到滤波稳压后的电信号；
12、高边开关和防反单元，用于接收滤波稳压后的电信号，并根据所述滤波稳压后的电信号控制电机三相桥电路模块的上下电。
13、进一步的，所述高边开关和防反单元包括高边开关mosfetq1和防反mosfetq2，所述高边开关mosfetq1和防反mosfetq2的栅极均与整流合成单元的输出端连接，高边开关mosfetq1的源极与防反mosfetq2的源极连接，高边开关mosfetq1的漏极与供电电源连接，防反mosfetq2的漏极与电机三相桥电路模块中高桥mosfet的漏极连接。
14、进一步的，所述高边开关和防反电路模块还包括开关速度控制单元和泄放单元；
15、所述开关速度控制单元包括栅极电阻r1，所述栅极电阻r1的一端与整流合成单元的输出端连接，另一端与高边开关mosfetq1及热防反mosfetq2的栅极连接；
16、所述泄放单元包括泄放电阻r2，所述泄放电阻r2的一端通过栅极电阻r1与整流合成单元的输出端连接，另一端与高边开关mosfetq1及防反mosfetq2的源极连接。
17、进一步的，所述高边开关和防反电路模块还包括过压保护单元和反向抑制单元；
18、所述过压保护单元包括tvs管vz1，所述tvs管vz1的一端通过栅极电阻r1与整流合成单元的输出端连接，另一端与高边开关mosfetq1及防反mosfetq2的源极连接；
19、所述反向抑制单元包括三极管vt1、基极电阻r3、分压电阻r4以及二极管vd4；所述三极管vt1的集电极通过栅极电阻r1与整流合成单元的输出端连接，基极通过基极电阻r3gnd，发射极通过分压电阻r4与基极连接；所述二极管vd4的正极与三极管vt1的发射极连接，负极与高边开关mosfetq1及防反mosfetq2的源极连接。
20、进一步的，所述整流合成单元包括整流二极管vd1、整流二极管vd2、以及整流二极管vd3，所述整流二极管vd1、整流二极管vd2、以及整流二极管vd3的输入端分别与三相升压模块的三路输出端连接，所述整流二极管vd1、整流二极管vd2、以及整流二极管vd3的输出端连接后作为整流合成单元的输出端。
21、进一步的，所述滤波稳压单元包括电容c1，所述电容c1一端与整流合成单元的输出端连接，另一端接gnd。
22、进一步的，所述三相升压模块包括三相自举电容cboot1、三相自举电容cboot2、三相自举电容cboot3；其中，三相自举电容cboot1、三相自举电容cboot2、三相自举电容cboot3的下端分别与电机三相桥电路模块中高桥mosfet的源极连接，以使得pre-driver模块能基于三相自举电容cboot1、三相自举电容cboot2、三相自举电容cboot3的下端电压进行升压，在三相自举电容cboot1、三相自举电容cboot2、三相自举电容cboot3的上端产生升压后的三路pwm信号。
23、进一步的，所述pre-driver模块包括预驱动芯片，所述预驱动芯片与mcu模块的mcu芯片之间由en使能信号、spi通信信号、pwm信号相连，以实现pre-driver模块与mcu模块的spi通讯、en控制、以及pwm信号传递；其中，spi通讯用于实现mcu芯片与预驱动芯片进行信息交互和参数配置，en控制用于实现通过en使能信号控制预驱动芯片是否进行工作，pwm信号传递用于实现通过pwm信号传递电机控制信号。
24、第二方面，本专利技术还提供了一种eps控制器，所述eps控制器包括如上述基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路。
25、相对于现有技术，本专利技术所述的基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路及eps控制器具有以下优势：
26、本专利技术所述的基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路及eps控制器，可以基于常规的预驱动芯片及mosfet实现，通过外搭高电路的方式来实现高边开关和防反功能，仅在原来基础上增加部分元件即可实现，成本较低。同时这种高边开关防反电路及eps控制器既能满足产品日益俱增的小型化需求，又能满足较高响应速度，能够快速的主动的进行导通及关断操作，提高产品安全性。
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1.一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述高边开关和防反单元包括高边开关MOSFETQ1和防反MOSFETQ2，所述高边开关MOSFETQ1和防反MOSFETQ2的栅极均与整流合成单元的输出端连接，高边开关MOSFETQ1的源极与防反MOSFETQ2的源极连接，高边开关MOSFETQ1的漏极与供电电源连接，防反MOSFETQ2的漏极与电机三相桥电路模块中高桥MOSFET的漏极连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述高边开关和防反电路模块还包括开关速度控制单元和泄放单元；
4.根据权利要求3所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述高边开关和防反电路模块还包括过压保护单元和反向抑制单元；
5.根据权利要求1所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述整流合成单元包括整流二极管VD1、整流二极管VD2、以及整流二极管VD3，所述整流二极管VD
6.根据权利要求1所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述滤波稳压单元包括电容C1，所述电容C1一端与整流合成单元的输出端连接，另一端接GND。
7.根据权利要求1所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述三相升压模块包括三相自举电容Cboot1、三相自举电容Cboot2、三相自举电容Cboot3；其中，三相自举电容Cboot1、三相自举电容Cboot2、三相自举电容Cboot3的下端分别与电机三相桥电路模块中高桥MOSFET的源极连接，以使得Pre-driver模块能基于三相自举电容Cboot1、三相自举电容Cboot2、三相自举电容Cboot3的下端电压进行升压，在三相自举电容Cboot1、三相自举电容Cboot2、三相自举电容Cboot3的上端产生升压后的三路PWM信号。
8.根据权利要求1所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述Pre-driver模块包括预驱动芯片，所述预驱动芯片与MCU模块的MCU芯片之间由EN使能信号、SPI通信信号、PWM信号相连，以实现Pre-driver模块与MCU模块的SPI通讯、EN控制、以及PWM信号传递；其中，SPI通讯用于实现MCU芯片与预驱动芯片进行信息交互和参数配置，EN控制用于实现通过EN使能信号控制预驱动芯片是否进行工作，PWM信号传递用于实现通过PWM信号传递电机控制信号。
9.一种EPS控制器，其特征在于：所述EPS控制器包括如权利要求1-8中任一项所述的基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路。
...【技术特征摘要】
1.一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述高边开关和防反单元包括高边开关mosfetq1和防反mosfetq2，所述高边开关mosfetq1和防反mosfetq2的栅极均与整流合成单元的输出端连接，高边开关mosfetq1的源极与防反mosfetq2的源极连接，高边开关mosfetq1的漏极与供电电源连接，防反mosfetq2的漏极与电机三相桥电路模块中高桥mosfet的漏极连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述高边开关和防反电路模块还包括开关速度控制单元和泄放单元；
4.根据权利要求3所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述高边开关和防反电路模块还包括过压保护单元和反向抑制单元；
5.根据权利要求1所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述整流合成单元包括整流二极管vd1、整流二极管vd2、以及整流二极管vd3，所述整流二极管vd1、整流二极管vd2、以及整流二极管vd3的正极分别与三相升压模块的三路输出端连接，所述整流二极管vd1、整流二极管vd2、以及整流二极管vd3的负极连接后作为整流合成单元的输出端。
6.根据权利要求1所述的一种基于预驱动芯片外搭的高边开关防反电路，其特征在于：所述滤波稳压单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：张相如，向阳，冉旭，
申请(专利权)人：天津德星智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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