智能车的驱动系统一般由控制器、电机驱动模块及电机三个主要部分组成。智能车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性，而且电机的转矩‐转速特性受电源功率的影响，这就要求驱动具有尽可能宽的高效率
### 智能车电机驱动模块关键技术点解析
#### 一、智能车驱动系统的组成与特点
智能车的驱动系统通常包含三个核心组件：控制器、电机驱动模块以及电机。为了确保智能车具备良好的性能，该系统需满足以下要求：
1. **高转矩重量比**：这意味着电机产生的转矩与其自身的重量之比要尽可能大，这有助于提高车辆的动力性和操控性。
2. **宽调速范围**：智能车需要能够在不同速度下稳定运行，这就要求电机驱动系统支持宽广的速度调节范围。
3. **高可靠性**：在各种复杂的环境条件下，驱动系统必须保持稳定可靠的运行状态。
4. **高效率**：电机的转矩-转速特性受电源功率的影响较大，因此驱动系统需要在尽可能宽的工作范围内保持高效。
#### 二、电机驱动模块的工作原理
电机驱动模块的核心部件之一是H桥电路。H桥电路的设计目的是实现直流电机的正反转控制，并且可以通过调整PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来调节电机的转速。
- **H桥电路的基本结构**：该电路由四个开关组成，形似字母“H”，故名H桥。当开关QA、QD接通时，电机正转；当QB、QC接通时，电机反转。这种结构使得电机可以根据不同的控制信号实现正转或反转。
- **PWM技术的应用**：通过调整PWM信号的占空比来控制电流的大小，进而调节电机的转速。这种方式不仅可以实现精确的速度控制，还可以有效减少能量损耗。
#### 三、H桥驱动模块的选择与分析
1. **效率**：为了提高系统的整体效率，H桥中的开关元件在导通状态下应尽量减少压降。
2. **安全性**：为避免同一侧的两个开关同时导通导致短路，控制系统需要具备相应的保护机制。
3. **电压与电流**：选择H桥驱动模块时还需要考虑所能承受的最大电压和通过的最大电流。
在智能车的实际应用中，由于电机型号通常是固定的，因此选择H桥驱动模块时更注重其效率和成本效益。
#### 四、H桥驱动模块的选型原则
- **功率输出要求**：考虑到驱动电路是功率输出，选择的开关管需要能够输出较大的功率。
- **快速开关能力**：开关管的开通和关断时间应当尽可能短，以减少开关损耗。
- **低饱和压降**：鉴于智能车使用的电源电压较低，开关管的饱和压降应当尽可能低。
#### 五、BTS7960驱动电路介绍
BTS7960是一种适用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片。其内部集成了一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动IC，可以有效简化电路设计并提高系统的可靠性。
- **主要特点**：
- P沟道高边开关减少了EMI（电磁干扰），提高了系统的稳定性。
- 集成的驱动IC具备多种保护功能，如过温、过压、欠压、过流等。
- 通态电阻低，最大驱动电流可达43A。
- **应用示例**：采用两片BTS7960组成全H桥驱动电路，可以有效地控制电机的正反转。
#### 六、智能车电源设计
由于电机工作时会对电源造成较大干扰，智能车通常采用双电源供电方式。其中，单片机及其控制电路采用独立的5V供电，电机驱动部分则使用更高的电压（例如7.2V）供电。
此外，通过使用PWM控制技术，不仅能够实现电机的正反转控制，还能通过调整PWM的占空比来调节电机的转速。为了保护单片机的IO口不受损坏，控制部分和电机驱动部分之间通常会采用缓冲器进行隔离。
#### 七、实例分析——RS385S电机
RS385S是一种常见的智能车电机，其主要参数如下：
- **工作电压**：DC7.2V
- **空载电流**：700mA
- **负载电流**：3.9A
- **空载转速**：20000rpm±10%
- **负载转速**：15000rpm±10%
这些参数表明，RS385S电机在正常工作条件下具有较高的转速和稳定的电流需求，非常适合用于智能车驱动系统中。
智能车电机驱动模块是智能车设计中的关键组成部分。通过对H桥电路的合理设计与优化，结合高性能的驱动芯片，可以显著提升智能车的整体性能。
