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车载冰箱控制器的设计

作　者: 黄列威
导　师: 肖兵
学　校: 华南理工大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 车载冰箱 Boost电路无刷直流电机反电动势
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

当前我国汽车事业快速发展，汽车保有量迅速增加，目前汽车保有量已突破1亿辆大关，全球排名第二，仅次于美国。汽车快速增加的同时也将拉动汽车配件，如车载冰箱的迅速增长。可以预见，车载冰箱在中国市场上将会有很大的发展空间。基于社会的需求，本文针对压缩机型车载冰箱开发一款控制器。车载冰箱控制器需要具有以下几个基本功能：首先能够采用12/24V汽车直流电源供电，因此内部有一个Boost电路，能够将电压升至电机的额定工作电压；其次是能够控制无位置传感的无刷直流电机无级调速；此外还有一个良好的人机接口，方便用户对车载冰箱的控制。本文针对控制器基本功能需求进行详细分析，确定了总体设计方案，其中确定Boost数字开关电源采用PWM调制，工作在连续导通模式下，通过电压控制方式控制电压输出的控制方案，同时确定无刷直流电机采用三段式法启动，利用反电动势法检测转子位置，采用双闭环控制电机无级调速的控制方案。本文还详细介绍了控制器的硬件设计和软件设计，最后通过调试和观察实验波形验证控制器的性能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究背景及意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 本课题主要研究内容  12
  1.4 本章小结  12-14
第二章控制器的总体设计及原理  14-40
  2.1 总体结构设计  14
  2.2 开关电源模块的工作原理  14-24
    2.2.1 开关电源调制模式  15-16
    2.2.2 开关电源工作模式  16-22
    2.2.3 开关电源控制方式  22-24
  2.3 无刷直流电机控制的工作原理  24-38
    2.3.1 无刷直流电机的结构和原理  25-30
    2.3.2 无刷直流电机的位置检测  30-32
    2.3.3 无刷直流电机的启动  32-35
    2.3.4 无刷直流电机的 PWM 调制  35-37
    2.3.5 无刷直流电机的电流检测  37-38
    2.3.6 无刷直流电机的控制方案  38
  2.4 本章小结  38-40
第三章控制器的硬件设计  40-56
  3.1 控制器的总体硬件框架  40-41
  3.2 开关电源模块的硬件设计  41-49
    3.2.1 电感的选择  42-44
    3.2.2 续流二极管的选择  44-45
    3.2.3 功率 MOSFET 的选择  45-47
    3.2.4 输出电容的选择  47-48
    3.2.5 PWM 驱动电路的设计  48-49
  3.3 电机驱动模块的硬件设计  49-51
    3.3.1 PWM 驱动电路的设计  50-51
    3.3.2 吸收电路的设计  51
  3.4 DSP 模块的硬件设计  51-53
  3.5 电源模块的硬件设计  53
  3.6 温度检测模块的硬件设计  53-54
  3.7 上位机模块的硬件设计  54-55
  3.8 散热设计  55
  3.9 本章小结  55-56
第四章控制器的软件设计  56-69
  4.1 软件开发环境  56-57
  4.2 软件的整体架构  57-58
  4.3 控制器主程序的设计  58-64
    4.3.1 开关电源模块程序设计  59-60
    4.3.2 电机驱动模块程序设计  60-64
  4.4 软件数据结构  64-67
    4.4.1 定义对象结构体  64
    4.4.2 通过联合结构体(union)实现控制寄存器位域访问功能  64-65
    4.4.3 使用 DATA_SECTION 将寄存器结构体映射到地址空间  65-67
  4.5 出错处理设计  67-68
  4.6 本章小结  68-69
第五章系统调试和实验波形  69-74
  5.1 系统调试  69
  5.2 开关电源模块的实验波形  69-71
  5.3 电机驱动模块的实验波形  71-73
  5.4 本章小结  73-74
结论  74-76
  1 课题总结  74
  2 后续展望  74-76
参考文献  76-79
附录  79-81
攻读硕士学位期间取得的研究成果  81-82
致谢  82-83
附件  83

车载冰箱控制器的设计

内容摘要

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