17、汽车电力系统与功率MOSFET技术解析

汽车电力系统与功率MOSFET技术解析

1. 汽车电力系统控制要点

在汽车电力系统中，实际实施需要在输入和输出测量的缩放方面付出重要努力。许多微控制器内的软件系统使用分数数据格式，这意味着所有数据都具有小于1的值，并且每个变量必须预先缩放到小于1的范围内。

控制系统对电力电子硬件有着重要影响。深入理解电力电子硬件背后的控制系统，不仅对长远发展至关重要，而且控制系统会影响硬件的设计决策。系统响应受运行范围和控制努力的影响。

可以采用先进的控制方法来考虑所有参数的变化范围。例如，在电源运行中，最小化输入电压或温度的变化范围可以简化控制系统的设计。

控制努力是一个重要的概念，它是根据控制律计算后应用于被控对象的变量。它是判断物理系统是否能够产生控制系统设计者期望动作的优秀工具。实际物理系统的功率是有限的，实际动作可能会受到限制，与控制系统设计者的期望存在差距。例如，车辆的巡航控制可能会受到发动机实际功率的限制，基于天然气的加热系统可能会受到进气压力的限制。

当误差较大时，控制努力的输出较大，因为控制系统会尽力纠正误差。以电源输出电压的控制系统为例，如果电压大幅下降，控制系统会将电源提供的最大电流应用到输出电容组上。如果电流限制为1A，纠正电压误差的时间可能会比电流限制为10A时更长，即使控制系统的设计相同。同样，600马力的发动机响应速度会比55马力的发动机更快。

当误差较小时，控制努力的输出较小，响应受执行器限制的影响不大。控制系统可以针对控制努力进行优化，而不仅仅关注输出动态。像线性二次控制器这样更复杂的控制系统，可以通过加权关系对输出和控制努力进行优化。

在汽车应用中，线性模拟电路和放大器常用于控制许