汽车发电机智能电子调节器ASIC设计

发布时间：2017-11-05 16:08

  本文关键词：汽车发电机智能电子调节器ASIC设计

  更多相关文章： 调节器 数字 负载响应控制 脉宽调制

【摘要】：交流发电机是汽车系统中必不可少的核心部分,而稳定发电机电压尤其重要。汽车越来越先进,用电设备也越来越多,这就需要电压调节器的性能要不断提高,从而稳定整个汽车的供电系统。在分析国内外不同电压调节器的基础上,设计了智能型电压调节器,在保留多功能调节器的基本调节功能外,还设计了数字智能控制电路,包括发动机没启动时的起始状态励磁电流控制,负载响应控制和PWM脉宽调制。在汽车还没启动的时保持30%的控制开关管的占空比能使磁场线圈有一定的电流,增加启动时输出电压的上升速度。负载响应控制能让平均励磁电流大小保持一定的速度增加,解决了汽车在低速重负载的情况下,导致输出电压的不稳定。在进入正常速度后改由PWM控制来稳定电压,PWM方式能使调节频率恒定,解决因调节频率不稳导致电压摆动。电路还具有抛负载保护,相位故障检测,过压和欠压检测功能。为此,分析了M3型芯片的基准源,转速检测和电压调节电路,MC33092的振荡器和PWM电路,然后结合自己设计的电路,最终完成智能型电压调节器芯片的设计。因为芯片的供电电压较高,交流发电机输出电压不稳定,所以采用双极工艺,数字部分采用I2L工艺,能和双极工艺兼容,降低成本,减小芯片面积。本次设计的核心是数字部分的负载响应控制和脉宽调制。通过对N沟道MOS功率管进行脉宽调制,达到稳压的目的。电路还有模拟部分的设计,包括基准电压、比较器、振荡器、过压、欠压和抛负载检测。芯片外围必须外接一个达林顿晶体管才能增大驱动电流,使报警灯工作。对各个模块的管级电路用Spectre进行仿真验证,结果达到了设计要求,最后用Virtuoso完成版图。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.631

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本文编号：1144891