專利名稱：智能電動(dòng)車控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制器，具體來說是一種智能電動(dòng)車控制器。
技術(shù)背景現(xiàn)有電動(dòng)車控制器未采用微處理器進(jìn)行控制，并缺少必要的采樣和檢測電路，因此無法實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)車的良好保護(hù)。
其存在的主要問題如下1.由于沒有對控制器輸出電流的精確檢測，無法實(shí)現(xiàn)控制器輸出電流在電機(jī)過載情況下的智能控制。
2.由于沒有對電池電壓的精確檢測而無法實(shí)現(xiàn)對欠壓過渡過程中控制器輸出的平穩(wěn)控制。
3.由于沒有對霍爾傳感器信號(hào)及功率管通斷壓降的精確聯(lián)動(dòng)檢測，而無法實(shí)現(xiàn)功率管擊穿及轉(zhuǎn)把失效造成飛車的動(dòng)態(tài)判斷與保護(hù)。
4.由于沒有因負(fù)載突然短路而形成的過流電流的及時(shí)高速準(zhǔn)確檢測，及控制器輸出的快速關(guān)閉。
5.無法實(shí)現(xiàn)嵌入式控制器MCU死機(jī)或異常損壞之后自動(dòng)切斷控制器輸出的保護(hù)。
6.缺少控制器的低功耗待機(jī)。
7.由于沒有實(shí)現(xiàn)功率元件運(yùn)行溫度的精密檢測，而無法實(shí)現(xiàn)溫度過高時(shí)的智能控制。
8.未實(shí)現(xiàn)因輸入電源正負(fù)極誤接反時(shí)的保護(hù)功能，等等。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了上述缺點(diǎn)，提供一種性能穩(wěn)定、安全性高、控制精確的智能電動(dòng)車控制器。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是包括一個(gè)用于給整個(gè)控制器提供電能的電源、一個(gè)微處理器、一個(gè)電機(jī)、一個(gè)用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器電路、一個(gè)功率場效應(yīng)管、一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)所述功率場效應(yīng)管工作的驅(qū)動(dòng)電路和一個(gè)用于給所述微處理器提供穩(wěn)定工作電源的工作電源電路，所述電源、電機(jī)和場效應(yīng)管順次連接，所述工作電源電路與電源連接，并輸出一個(gè)穩(wěn)定的+5V直流電源，作為所述微處理器正常運(yùn)行的工作電源，所述驅(qū)動(dòng)電路分別與微處理器和所述場效應(yīng)管相連，由微處理器來控制驅(qū)動(dòng)功率場效應(yīng)管的導(dǎo)通，從而控制整個(gè)回路導(dǎo)通，所述霍爾傳感器電路與微處理器相連，通過霍爾傳感器電路的輸出接入微處理器，所述智能電動(dòng)車控制器還包括一個(gè)用于采樣電路中各項(xiàng)參數(shù)的采樣電路和一個(gè)檢測電路各部分是否正常工作的故障檢測電路，且都與所述微處理器相連。所述微處理器為帶有A/D轉(zhuǎn)換和外中斷通道的嵌入式控制器MCU。
所述采樣電路可包括一個(gè)用于采集功率場效應(yīng)管工作時(shí)所產(chǎn)生溫升的溫度采樣電路、一個(gè)用于采集流經(jīng)電機(jī)電流的電流采樣電路和一個(gè)用于采集電源電壓的電源電壓采樣電路。
所述故障檢測電路可包括一個(gè)用于檢測電機(jī)是否發(fā)生短路故障的電機(jī)短路檢測電路和一個(gè)用于檢測所述控制器是否發(fā)生飛車現(xiàn)象的飛車檢測電路。
所述微處理器和電池組之間還可連接有一個(gè)低功耗待機(jī)電路。
所述低功耗待機(jī)電路與電源之間還可設(shè)置有一個(gè)用于避免電源接反而電路造成損害的電源誤接保護(hù)電路。
所述電源和電機(jī)之間還可設(shè)置有一個(gè)繼電器保護(hù)電路，所述繼電器保護(hù)電路還同時(shí)與所述微處理器相連。
所述故障檢測電路還可包括一個(gè)用于檢測MCU發(fā)生死機(jī)或異常損壞等故障的MCU故障檢測電路，并連接在所述微控制器和繼電器保護(hù)電路之間。
所述驅(qū)動(dòng)電路可由三個(gè)三極管、兩個(gè)電阻和一個(gè)電容構(gòu)成，所述電源誤接電路可由兩個(gè)二極管構(gòu)成，所述工作電源電路可由一個(gè)穩(wěn)壓塊及其外圍電路構(gòu)成，所述繼電器保護(hù)電路可由一個(gè)繼電器、一個(gè)續(xù)流二極管、一個(gè)三極管和一定電阻構(gòu)成，所述低功耗待機(jī)電路可由一個(gè)三極管、一個(gè)二極管、一個(gè)電解電容及其外圍電路構(gòu)成，所述電源電壓采樣電路可由一個(gè)三極管和兩個(gè)分壓電阻構(gòu)成，所述溫度采樣電路可由一個(gè)電阻和一個(gè)熱敏電阻分壓構(gòu)成，所述MCU故障檢測電路可由一個(gè)電解電容、兩個(gè)二極管、一個(gè)三極管及其外圍電路構(gòu)成，所述電機(jī)短路檢測電路可由一個(gè)采樣電阻、一個(gè)運(yùn)算放大器及其外圍電路構(gòu)成，所述飛車檢測電路可由兩個(gè)分壓電阻和一個(gè)二極管構(gòu)成。
所述飛車檢測電路中的可使兩個(gè)分壓電阻串聯(lián)后，一端連接功率場效應(yīng)管和電機(jī)相連接的一端，另一端接地，分壓點(diǎn)經(jīng)過所述正相連接的二極管后與所述嵌入式控制器MCU的一個(gè)輸入/輸出相連。
所述電源可為電池組，所述功率場效應(yīng)管可為N溝道耗盡型場效應(yīng)管。
本實(shí)用新型通過使用帶有A/D轉(zhuǎn)換和外中斷功能的嵌入式控制器作為主控芯片，并設(shè)置有采集電路中各項(xiàng)參數(shù)的采樣電路和檢測電路中故障狀況的檢測電路，能夠?qū)崿F(xiàn)精確檢測控制器輸出在電機(jī)上的電流，并在過載情況下智能控制的；實(shí)現(xiàn)對電池電壓精確檢測并在欠壓過渡過程中控制器的輸出平穩(wěn)控制的；實(shí)現(xiàn)對霍爾傳感器信號(hào)及功率場效應(yīng)管通斷壓降的精確聯(lián)動(dòng)檢測，而實(shí)現(xiàn)功率場效應(yīng)管擊穿及霍爾傳感器失效造成飛車的動(dòng)態(tài)判斷與保護(hù)的；實(shí)現(xiàn)因負(fù)載突然短路而形成過流電流的及時(shí)高速準(zhǔn)確檢測，及控制器輸出的及時(shí)快速關(guān)閉的；實(shí)現(xiàn)嵌入式控制器MCU死機(jī)或異常損壞之后自動(dòng)切斷控制器輸出進(jìn)行保護(hù)的；實(shí)現(xiàn)控制器的低功耗待機(jī)的；實(shí)現(xiàn)功率元件運(yùn)行溫度的精密檢測而在溫度過高時(shí)智能控制的；實(shí)現(xiàn)因電源正負(fù)極誤接反時(shí)保護(hù)整個(gè)控制器的，具有智能動(dòng)態(tài)檢測、判斷保護(hù)的安全可靠的電動(dòng)車控制器，從而實(shí)現(xiàn)對控制器的良好保護(hù)和精確控制。


圖1為本實(shí)用新型的原理框圖圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，本實(shí)用新型包括一個(gè)電池組、一個(gè)繼電器保護(hù)電路、一個(gè)電機(jī)M和一個(gè)功率場效應(yīng)管Q8并依次順序連接，一個(gè)嵌入式控制器MCU控制一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路并驅(qū)動(dòng)所述功率場效應(yīng)管Q8，一個(gè)霍爾傳感器電路與所述嵌入控制器直接相連，一個(gè)電源電壓檢測電路和一個(gè)工作電源電路分別連接在所述電池組和嵌入式控制器MCU之間，所述嵌入式控制器MCU故障檢測電路連接在所述繼電器保護(hù)電路和嵌入式控制器MCU之間，一個(gè)飛車檢測電路、溫度采樣電路和一個(gè)電流檢測電路分別連接在所述場效應(yīng)管和嵌入式控制器MCU之間，一個(gè)電機(jī)短路檢測電路連接在所述電流采樣電路和嵌入式控制器MCU之間，一個(gè)電源誤接保護(hù)電路和一個(gè)低功耗待機(jī)電路依次連接在所述電池組和嵌入式控制器MCU之間，所述嵌入式控制器MCU還通過一個(gè)三極管Q3直接控制所述繼電器保護(hù)電路。
所述智能電動(dòng)車控制器通過電池組給電機(jī)M和各集成芯片提供工作電能，電機(jī)M的轉(zhuǎn)速由連接在電池組與電機(jī)M之間的場效應(yīng)管Q8控制，場效應(yīng)管Q8間歇性地接通與關(guān)斷，電機(jī)M的轉(zhuǎn)速則由場效應(yīng)管Q8接通和關(guān)斷的時(shí)間比來控制，接通的時(shí)間越長，電機(jī)M的轉(zhuǎn)速就越快，反之亦然。所述嵌入式控制器MCU將霍爾傳感器提供的使用者所操縱的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成不同寬度的脈沖，控制驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)場效應(yīng)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，并通過各種采樣和檢測電路來實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)控制器的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)智能電動(dòng)車控制器的有效控制。
所述嵌入式控制器MCU即U1帶有多通道A/D轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制輸出通道PWM、外中斷通道INT和可定義的輸入/輸出通道。
所述工作電源電路由一個(gè)穩(wěn)壓塊U4、一個(gè)電阻R6、一個(gè)電容C8和一個(gè)電解電容C7構(gòu)成，所述穩(wěn)壓塊U4的輸入由電壓采樣電路中的集電極引出，經(jīng)過所述電阻R6后接入，兩個(gè)電容C7、C8并聯(lián)后跨接在穩(wěn)壓塊U4的輸出端與地之間，且電解電容的正極與穩(wěn)壓塊U4輸出端相連，當(dāng)電路接通電源、三極管Q1導(dǎo)通后，穩(wěn)壓塊U4的輸出端即輸出+5V工作電源。
所述驅(qū)動(dòng)電路由三個(gè)三極管Q5、Q6、Q7，兩個(gè)電阻R15、R17和電容C16構(gòu)成，其中，Q7為PNP型三極管。所述電阻R15和電容C16并聯(lián)后一端與嵌入式控制器U1的脈寬輸出PWM端相連，另一端與三極管Q5的基極相連，Q5的發(fā)射極接地，集電極分別與三極管Q6和Q7的基極相連，兩三極管Q6、Q7的發(fā)射極相連，并同時(shí)經(jīng)過電阻R17后與場效應(yīng)管的柵極相連。當(dāng)嵌入式控制器U1的PWM端輸出一定寬度的脈沖時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)電路中各三極管的逐級(jí)驅(qū)動(dòng)，使功率場效應(yīng)管間歇性導(dǎo)通，從而控制電機(jī)M的轉(zhuǎn)速。
所述繼電器保護(hù)電路由一個(gè)繼電器J1一個(gè)續(xù)流二極管D9一個(gè)三極管Q3和一個(gè)電阻R12構(gòu)成，所述三極管Q3的基極經(jīng)過所述電阻R12后與嵌入式控制器的數(shù)據(jù)RB3端相連，發(fā)射極與MCU故障檢測電路中三極管Q4的集電極直接相連，集電極與繼電器J1的線圈相連，線圈的另一端與電池組的正極相連，繼電器J1的常開觸點(diǎn)串接在電池組和電機(jī)之間，續(xù)流二極管D9與繼電器J1的線圈并聯(lián)。
所述電流采樣電路由一個(gè)采樣電阻R18、電阻R19、R20、R21、電容C17、電解電容C18及一個(gè)運(yùn)算放大器U2A構(gòu)成。采樣電阻R18的一端接地，另一端接電阻R19及功率場效管Q8的源極，R19的另一端接所述電容C17及運(yùn)算放大器U2A的同相輸入端，電容C17的另一端接地，所述電阻R21的一端接入運(yùn)算放大器U2A的反相輸入端，另一端接地，反饋電阻R20跨接在運(yùn)算放大器U2A的輸出端和反相輸入端，運(yùn)算放大器U2A的輸出端與電解電容C18的正極相連并同時(shí)輸入到嵌入式控制器U1的帶A/D轉(zhuǎn)換器的輸入通道AN02，所述電解電容C18的負(fù)極接地。所述的采樣電阻R18是錳銅電阻。當(dāng)控制器正常運(yùn)行中，Q8導(dǎo)通時(shí)，電池組流經(jīng)電機(jī)M的電流同時(shí)也流過采樣電阻R18，故采樣電阻R18上的電壓降與由電池組流經(jīng)電機(jī)的電流成正比。這個(gè)壓降經(jīng)運(yùn)算放大器U2A的放大后輸入嵌入式控制器U1的A/D通道AN02，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，嵌入式控制器U1就可精確測定由電池組流經(jīng)電機(jī)的電流，此前，可在嵌入式控制器U1中設(shè)定三個(gè)預(yù)定值，當(dāng)采樣電流大于兩級(jí)預(yù)定中的第1級(jí)較小預(yù)定值時(shí)，嵌入式控制器U1根據(jù)大于第1級(jí)預(yù)定值的采樣電流的多少相應(yīng)地每單位時(shí)間累加估算熱量。當(dāng)采樣的電流小于所述的第1級(jí)預(yù)定值時(shí)，嵌入式控制器U1根據(jù)小于所述的第1級(jí)預(yù)定值的多少相應(yīng)地每單位時(shí)間內(nèi)減去估算熱量。如此積累反復(fù)，當(dāng)累加的估算熱量大于另外一預(yù)定值時(shí)，嵌入式控制器U1關(guān)閉PWM的輸出，一直等到估算的熱量減小為0才重新允許輸出PWM，當(dāng)采樣的電流大于所述第2級(jí)較大預(yù)定值時(shí)，嵌入式控制器U1會(huì)相應(yīng)地逐漸減小PWM的輸出，以保證從電池流經(jīng)電機(jī)的電流可維持但不能大于所述的第2級(jí)預(yù)定值，即最大允許輸出電流值。
所述的電壓采樣電路由PNP型三極管Q1、分壓電阻R9、R10構(gòu)成。所述三極管Q1是PNP型，發(fā)射極與電源誤接檢測電路中的二極管D1的負(fù)極相連，集電極依次連接分壓電阻R9與R10后接地，R9和R10分壓后接入嵌入式控制器U1的帶A/D轉(zhuǎn)換器的輸入通道AN1端。電池電壓經(jīng)D1與Q1的發(fā)射極至集電極后得到的電壓信號(hào)再由R9與R10分壓所得的電壓值，嵌入式控制器U1經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后再通過一定的運(yùn)算可準(zhǔn)確測出電池的輸出電壓。當(dāng)測出的電池電壓低于最低允許電壓時(shí)，嵌入式控制器U1逐漸關(guān)閉PWM的輸出，使控制器逐漸停止工作，以保持電池電壓不低于最低允許電壓。
所述的霍爾傳感器電路由誤接電源保護(hù)二極管D6、霍爾傳感器、下拉電阻R1組成。二極管D6的正極連接+5V電源，負(fù)極連接霍爾傳感器的電源端，給霍爾傳感器供電，霍爾傳感器的另一端接地，霍爾傳感器的輸出端通過下拉電阻R1的一端后接地，霍爾傳感器的輸出端同時(shí)輸入到嵌入式控制器U1的A/D轉(zhuǎn)換通道AN2端。所述的二極管D6的作用在于，當(dāng)霍爾傳感器外圍接線誤接電源時(shí)能夠保護(hù)嵌入式控制器U1，所述的下拉電阻R1的作用在于對嵌入式控制器U1的A/D轉(zhuǎn)換輸入端電壓進(jìn)行下拉，當(dāng)霍爾傳感器調(diào)節(jié)到最小值時(shí)相當(dāng)于沒有接霍爾傳感器。在正常工作狀態(tài)時(shí)，嵌入式控制器U1根據(jù)霍爾傳感器輸入的電壓的高低，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和運(yùn)算，相應(yīng)地調(diào)節(jié)PWM輸出的脈寬，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
所述的飛車檢測電路由分壓電阻R22、R23和二極管D8構(gòu)成。所述分壓電阻R22、R23串聯(lián)后，一端接功率場效應(yīng)管Q8的漏極和電機(jī)相連接的一端，另一端接地，分壓點(diǎn)經(jīng)過一個(gè)正相連接的二極管D8后與所述嵌入式控制器U1的輸入/輸出通道RA4相連。所述的飛車檢測電路通過檢測功率場效應(yīng)管Q8的開通與關(guān)閉情況，來檢測電機(jī)M的工作狀態(tài)。功率場效應(yīng)管Q8開通時(shí)，漏極與源極之內(nèi)的電壓幾乎為0，采樣電阻上的電壓最高也不會(huì)超過1V，因此經(jīng)分壓輸入嵌入式控制器U1的輸入通道RA4端的電壓幾乎為0，即為低電平，功率場效應(yīng)管Q8關(guān)閉時(shí)，漏極上的電壓與電源電壓接近，輸入到嵌入式控制器U1的輸入/輸出通道RA4端的電壓為+5V或接近+5V，即為高電平。正常情況下，飛車檢測電路會(huì)檢測到功率場效應(yīng)管不斷開通與關(guān)閉的信號(hào)，當(dāng)霍爾傳感器的電壓信號(hào)不是最大值，即脈寬調(diào)制輸出不是全導(dǎo)通時(shí)，功率場效應(yīng)管Q8必定處于關(guān)閉或開通與關(guān)閉交替的狀態(tài)，同時(shí)，如果在電流采樣電路上采樣到流經(jīng)電機(jī)的電流，那么，嵌入式控制器U1的輸入通道RA4必然檢測到間斷的高電平，如果在某個(gè)足夠長的時(shí)間內(nèi)，例如超過n個(gè)PWM周期內(nèi)，沒有檢測到高電平，就可以判斷功率場效應(yīng)管處于全導(dǎo)通狀態(tài)，這與輸出的PWM控制邏輯不符，說明電機(jī)已不受PWM的控制，即判斷為發(fā)生飛車現(xiàn)象，此時(shí)嵌入式控制器U1通過繼電器保護(hù)電路關(guān)掉電機(jī)的供電電源，一直到下一次上電為止。當(dāng)控制器處于失控而霍爾傳感器又輸出最大信號(hào)時(shí)，只要放松霍爾傳感器的手把，讓霍爾傳感器輸出的不是最大值，嵌入式控制器U1會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)失控并關(guān)斷電機(jī)電源進(jìn)行保護(hù)。
所述的電機(jī)短路檢測電路由電阻R32、R33，三極管Q9，二極管D10，電解電容C24和電容C25構(gòu)成。電阻R32的一端連接所述功率場效應(yīng)管Q8與采樣電阻R18的連接點(diǎn)，另一端接電容C25的一端及三極管Q9的基極，所述電容C25的另一端接地，三極管Q9的發(fā)射極接入所述二極管D10的負(fù)極和所述電解電容C24的負(fù)極，二極管D10與電解電容C24并聯(lián)，且正極都接地，三極管Q9的集電極通過上拉電阻R33后連接+5V電源并同時(shí)與嵌入式控制器U1的外中斷輸入通道RB0/INT相連。正常工作時(shí)，采樣電阻R18的壓降不足以使三極管Q9導(dǎo)通，此時(shí)沒有引起嵌入式控制器U1的外中斷。當(dāng)電機(jī)短路時(shí)，采樣電阻R18得到一個(gè)足夠高的電壓，Q9導(dǎo)通，能發(fā)嵌入式控制器U1的外中斷，嵌入式控制器U1及時(shí)關(guān)斷PWM的輸出且通過繼電器保護(hù)電路關(guān)掉電機(jī)電源，直至下一次上電。
所述的MCU故障檢測電路由電容C14、電解電容C15、二極管D3、二極管D4、電阻R13、R14與三極管Q4組成。所述電容C14-端接嵌入式控制器U1的輸入/輸出通道RB1，另一端分別接二極管D3的負(fù)極和二極管D4的正極。二極管D3的正極與電機(jī)短路檢測電路中所述三極管Q9的發(fā)射極相連，二極管D4的負(fù)極分別與電阻R13、電解電容C15的正極和電阻R14相連。電阻R13的另一端分別接電解電容C15的負(fù)極、三極管Q4的發(fā)射極后再一起接地，電阻R14的另一端與三極管Q4的基極相連，三極管Q4的集電極連接繼電器保護(hù)電路中三極管Q3的發(fā)射極。所述的嵌入式控制器U1在正常工作時(shí)從嵌入式控制器U1的RB1端不間斷地輸出某一固定頻率的方波。經(jīng)電容C14偶合，再經(jīng)二極管D4后給電解電容C15充電，并維持Q4的導(dǎo)通。當(dāng)嵌入式控制器U1出現(xiàn)故障，如死機(jī)或異常損壞時(shí)，嵌入式控制器U1的輸入/輸出通道RB1端只輸出連續(xù)的高電平或低電平，方波消失，由于電容C14的隔離作用，電解電容C15的電壓迅速下降，三極管Q4截止，同時(shí)繼電器保護(hù)電路斷開電機(jī)的電源，從而對整個(gè)線路進(jìn)行保護(hù)。
所述的低功耗待機(jī)電路由一個(gè)三極管Q2，五個(gè)電阻R31、R2、R3、R4、R5、一個(gè)電解電容C18和一個(gè)二極管D2構(gòu)成。所述二極管D2的正極接嵌入式控制器U1的輸入/輸出通道RB2，負(fù)極分別連接電阻R3、R4及電解電容C18的負(fù)極，C18與電阻R3并聯(lián)，且正極與所述電壓采樣電路中三極管Q1的發(fā)射極相連，電阻R4的另一端連接三極管Q2的基極，電阻R5跨接在三極管Q2的發(fā)射極與基極之間，且Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的集電極經(jīng)過電阻R2后與三極管Q1基極相連，電阻R31跨接在三極管Q1的發(fā)射極和基極之間。Q1的集電極與工作電源電路中的電阻R6相連。當(dāng)上電瞬間，電解電容C18兩端電壓為0，電源通過二極管D1、電解電容C18使三極管Q2導(dǎo)通，再由三極管Q2導(dǎo)通三極管Q1，使嵌入式控制器U1上電，之后在輸出通導(dǎo)RB2端輸出高電平維持Q1的導(dǎo)通，供電電路正常工作，正常工作后電解電容C18充滿電。當(dāng)嵌入式控制器U1檢測到霍爾傳感器一直輸出最低電壓超過某一預(yù)定的時(shí)間時(shí)，即待機(jī)時(shí)間超過某一預(yù)設(shè)值時(shí)，嵌入式控制器U1通過RB2通道輸出低電平，使三極管Q2截止，三極管Q1也截止，供電通路截?cái)?，電?dòng)車控制器進(jìn)入低功耗待機(jī)狀態(tài)，功耗是微安級(jí)，同時(shí)電解電容C18通過R3放電，為下一次上電做準(zhǔn)備。
所述的電源正負(fù)極誤接反保護(hù)電路由二極管D1、D5組成。所述二極管D1的正極和二極管D5的正極相連再一起接電源的正極，所述二極管D1的負(fù)極與電壓采樣電路中三極管Q1的發(fā)射極相連，所述二極管D5的負(fù)極與繼電器保護(hù)電路中的繼電器J1的線圈相連。當(dāng)電源的正負(fù)極接反時(shí)，由于D1與D5都是反偏，且繼電器J1的線圈不得電，常開觸點(diǎn)斷開，所以電流構(gòu)不成回路，故保護(hù)了整個(gè)電動(dòng)車控制器。
所述的溫度采樣電路由電阻R34和熱敏電阻RT構(gòu)成。電阻R32與溫敏電阻RT構(gòu)成分壓電路，R34的一端接+5V電源，另一端接熱敏電阻RT同時(shí)連接嵌入式控制器U1的A/D通道RA2/AN2端，熱敏電阻RT的另一端接地。所述熱敏電阻RT在安裝時(shí)緊貼功率場效應(yīng)管Q8的散熱片，用于采樣功率場效應(yīng)管Q8的溫度，此前在嵌入式控制器U1中設(shè)置兩個(gè)預(yù)設(shè)溫度，當(dāng)功率場效應(yīng)管的溫度低于兩個(gè)預(yù)設(shè)溫度值中第1個(gè)溫度較低值時(shí)，溫度保護(hù)對PWM沒有影響，當(dāng)溫度在第1個(gè)預(yù)設(shè)較低溫度值與第2個(gè)預(yù)設(shè)較高溫度值時(shí)，嵌入式控制器U1按溫度的高低相應(yīng)地減小PWM的輸出。以限制功率場效應(yīng)管Q8的溫升，當(dāng)溫度升高達(dá)到第2個(gè)預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，嵌入式控制器U1關(guān)閉PWM的輸出。直到功率場效應(yīng)管的溫度低于第1個(gè)溫度值時(shí)才重新允許PWM輸出。上電復(fù)位后，功率場效應(yīng)管Q8的溫度只有低于第1個(gè)預(yù)設(shè)溫度值時(shí)才允許PWM的輸出。
權(quán)利要求1.一種智能電動(dòng)車控制器，其特征在于包括一個(gè)用于給整個(gè)控制器提供電能的電源、一個(gè)微處理器、一個(gè)電機(jī)、一個(gè)用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器電路、一個(gè)功率場效應(yīng)管、一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)所述功率場效應(yīng)管工作的驅(qū)動(dòng)電路和一個(gè)用于給所述微處理器提供穩(wěn)定工作電源的工作電源電路，所述電源、電機(jī)和場效應(yīng)管順次連接，所述工作電源電路與電源連接，并輸出一個(gè)穩(wěn)定的+5V直流電源，作為所述微處理器正常運(yùn)行的工作電源，所述驅(qū)動(dòng)電路分別與微處理器和所述場效應(yīng)管相連，由微處理器來控制驅(qū)動(dòng)功率場效應(yīng)管的導(dǎo)通，從而控制整個(gè)回路導(dǎo)通，所述霍爾傳感器電路與微處理器相連，通過霍爾傳感器電路的輸出接入微處理器，所述智能電動(dòng)車控制器還包括一個(gè)用于采樣電路中各項(xiàng)參數(shù)的采樣電路和一個(gè)檢測電路各部分是否正常工作的故障檢測電路，且都與所述微處理器相連，所述微處理器為帶有A/D轉(zhuǎn)換和外中斷通道的嵌入式控制器MCU。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)車控制器，其特征在于所述采樣電路包括一個(gè)用于采集功率場效應(yīng)管工作時(shí)所產(chǎn)生溫升的溫度采樣電路、一個(gè)用于采集流經(jīng)電機(jī)電流的電流采樣電路和一個(gè)用于采集電源電壓的電源電壓采樣電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)車控制器，其特征在于所述故障檢測電路包括一個(gè)用于檢測電機(jī)是否發(fā)生短路故障的電機(jī)短路檢測電路和一個(gè)用于檢測所述控制器是否發(fā)生飛車現(xiàn)象的飛車檢測電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的智能電動(dòng)車控制器，其特征在于所述微處理器和電池組之間還連接有一個(gè)低功耗待機(jī)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能電動(dòng)車控制器，其特征在于所述低功耗待機(jī)電路與電源之間還設(shè)置有一個(gè)用于避免電源接反而電路造成損害的電源誤接保護(hù)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)車控制器，其特征在于所述電源和電機(jī)之間還連接有一個(gè)繼電器保護(hù)電路，所述繼電器保護(hù)電路還同時(shí)與所述微處理器相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的智能電動(dòng)車控制器，其特征在于所述故障檢測電路還包括一個(gè)用于檢測MCU發(fā)生死機(jī)或異常損壞等故障的MCU故障檢測電路，并連接在所述微控制器和繼電器保護(hù)電路之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能電動(dòng)車控制器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路由三個(gè)三極管、兩個(gè)電阻和一個(gè)電容構(gòu)成，所述電源誤接電路由兩個(gè)二極管構(gòu)成，所述工作電源電路由一個(gè)穩(wěn)壓塊及其外圍電路構(gòu)成，所述繼電器保護(hù)電路由一個(gè)繼電器、一個(gè)續(xù)流二極管、一個(gè)三極管和一定電阻構(gòu)成，所述低功耗待機(jī)電路由一個(gè)三極管、一個(gè)二極管、一個(gè)電解電容及其外圍電路構(gòu)成，所述電源電壓采樣電路由一個(gè)三極管和兩個(gè)分壓電阻構(gòu)成，所述溫度采樣電路由一個(gè)電阻和一個(gè)熱敏電阻分壓構(gòu)成，所述MCU故障檢測電路由一個(gè)電解電容、兩個(gè)二極管、一個(gè)三極管及其外圍電路構(gòu)成，所述電機(jī)短路檢測電路由一個(gè)采樣電阻、一個(gè)運(yùn)算放大器及其外圍電路構(gòu)成，所述飛車檢測電路由兩個(gè)分壓電阻和一個(gè)二極管構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能電動(dòng)車控制器，其特征在于所述飛車檢測電路中的兩個(gè)分壓電阻串聯(lián)后，一端連接功率場效應(yīng)管和電機(jī)相連接的一端，另一端接地，分壓點(diǎn)經(jīng)過所述正相連接的二極管后與所述嵌入式控制器MCU的一個(gè)輸入/輸出相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電動(dòng)車控制器，其特征在于所述電源為電池組，所述功率場效應(yīng)管為N溝道耗盡型場效應(yīng)管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種控制器，具體來說是一種智能電動(dòng)車控制器。本實(shí)用新型通過使用帶有A/D轉(zhuǎn)換和外中斷功能的嵌入式控制器作為主控芯片，并設(shè)置有采集電路中各項(xiàng)參數(shù)的采樣電路和檢測電路中故障狀況的檢測電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對控制器的良好保護(hù)和精確控制，從而得到一種性能穩(wěn)定、安全性高、控制精確的智能電動(dòng)車控制器。
文檔編號(hào)B60L15/00GK2758125SQ20042005844
公開日2006年2月15日 申請日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者朱石雄 申請人:朱石雄