專利名稱：電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車，尤其是電動(dòng)車的電氣驅(qū)動(dòng)控制器。
背景技術(shù)：
國內(nèi)現(xiàn)有電動(dòng)車的電氣驅(qū)動(dòng)控制器有采用單片機(jī)、DSP、嵌入式等軟硬件設(shè)計(jì)，成本較高，并且軟件的運(yùn)行需要時(shí)間，處理速度不如硬件快，要使軟件跟得上電機(jī)控制的需要，就必須要求軟件在最短的時(shí)間內(nèi)能夠正確處理各種復(fù)雜動(dòng)作，這就涉及到對(duì)外信號(hào)的采樣時(shí)機(jī)，采樣頻率，信號(hào)的內(nèi)部處理判斷，以及處理結(jié)果的輸出，還有一些抗干擾措施、溫度特性等，這些都大大地增加了開發(fā)的工作量及難度；市場上部分電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器采用專用控制芯片MC33035，因設(shè)計(jì)的保護(hù)電路不夠完善，導(dǎo)致燒壞功率MOS管的情況經(jīng)常發(fā)生，而芯片供電電壓又采用開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)，體積大、電路復(fù)雜。根據(jù)檢索，國內(nèi)尚未有與本實(shí)用新型相同的專利申請(qǐng)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述存在的不足，本實(shí)用新型提供一種純硬件電路設(shè)計(jì)、采用寬范圍DC-DC 變換電源給電路芯片供電，在給MOS管供電前加預(yù)充電電路，配上兩個(gè)主控制芯片，再加上完善的保護(hù)電路，作成電路簡單、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、保護(hù)電路完善、功能齊全、故障率低的電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是如圖1、圖2所示，該電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器包括外接蓄電池組(1)、預(yù)充電電路O)、電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器殻體、寬范圍DC-DC變換電源充電電路0)、主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)、驅(qū)動(dòng)電路(7)、永磁無刷直流電機(jī)三相繞組(8)、霍爾傳感器(9)、插接頭(10)、過壓保護(hù)電路(11)、欠壓保護(hù)電路(12)、異常故障顯示(13)、過溫保護(hù)電路(14)、限流保護(hù)電路(15)，所述的外接蓄電池組 (1)可通過外接48V、60V、72V蓄電池組給控制器供電；所述的預(yù)充電電路(2)是為了避免在接通電源的瞬間電路會(huì)產(chǎn)生極大的電流而損壞電路和器件，預(yù)先通過預(yù)充電電路(2)給電容以小電流充電一段時(shí)間，再接通主電路，該預(yù)充電電路( 包括555定時(shí)器、控制電路繼電器、主電路接觸器；所述的寬范圍DC-DC變換電源充電電路(4)給主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)供電，由單路電源輸入，由多路輸出給各控制芯片供電，其中一路反饋輸入至555定時(shí)器，通過設(shè)定預(yù)充電時(shí)間接通主電路；所述的霍爾傳感器(9)是位置傳感器，包括霍爾元件和霍爾信號(hào)插接頭，其中霍爾元件固定裝在永磁無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)軸的尾端，由霍爾元件檢測出轉(zhuǎn)子三相位置信號(hào)，通過霍爾信號(hào)插接頭將信號(hào)送入插接頭(10)；所述的插接頭(10)是電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)及控制器外部檢測信號(hào)連接的插接頭，將偵測到電機(jī)轉(zhuǎn)子三相位置訊號(hào)迅速傳給主控制芯片B(6)的第7、第8、第9引腳，根據(jù)三相六步轉(zhuǎn)換真值表對(duì)應(yīng)電機(jī)相位，達(dá)到準(zhǔn)確換相而正常運(yùn)轉(zhuǎn)，若霍爾元件損壞而導(dǎo)致因傳信號(hào)錯(cuò)誤，則使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)以保護(hù)電機(jī)，插接頭(10)的信號(hào)線還包括控制器外部正反轉(zhuǎn)信號(hào)接入至主控制芯片B(6)的第11引腳，剎車控制信號(hào)Brakel接入至主控制芯片A(5)的第8引腳，當(dāng)主控制芯片A(5)的第8引腳輸入高電平時(shí)則進(jìn)入剎車模式，輔助Brake2接至主控制芯片A(5)的第10引腳，可通過外接可變電阻輸入選擇電子剎車力道，電子鎖信號(hào)接至主控制芯片A(5)的第5引腳，當(dāng)主控制芯片A(5)的第5引腳輸入高電平時(shí)則進(jìn)入電子鎖模式，腳踏調(diào)速信號(hào)由主控制芯片B(6)第14引腳輸入，主控制芯片A(5)通過第3引腳輸出 PWM訊號(hào)經(jīng)主控制芯片B (6)的第4引腳位控制永磁無刷直流電機(jī)剎車、電子鎖、過壓、欠壓、 過溫保護(hù)功能啟動(dòng)模式及異常故障顯示；所述的過壓保護(hù)電路(11)、欠壓保護(hù)電路(12)、 過溫保護(hù)電路(14)都是由電阻、電容、三極管組成，分別與主控制芯片A(5)的第1、第7、第 6引腳連接，通過設(shè)定的過壓值、欠壓值、過溫值分別計(jì)算求出相應(yīng)元件參數(shù)，其中當(dāng)偵測過壓保護(hù)主控制芯片A(5)的第1引腳持續(xù)輸入低電平時(shí)，則進(jìn)入過壓保護(hù)，當(dāng)偵測欠壓保護(hù)主控制芯片A(5)的第7引腳持續(xù)輸入高電平時(shí)，則進(jìn)入欠壓保護(hù)，當(dāng)偵測到過溫保護(hù)主控制芯片A(5)的第6引腳持續(xù)輸入高電平時(shí)，則進(jìn)入過溫保護(hù)；所述的限流保護(hù)電路(15)主要包括電阻、可變電位器、運(yùn)算放大器、電容，與主控制芯片B (6)的第3引腳相連，由外部硬件設(shè)定過電流值，當(dāng)偵測電流頂?shù)较揠娏髟O(shè)定點(diǎn)時(shí)，則進(jìn)入限流保護(hù)；所述的異常故障顯示(13)與主控制芯片A(5)的第4引腳連接，故障信號(hào)通過主控制芯片A(5)的第4引腳輸出顯示，故障狀態(tài)解除后自行解除保護(hù)；電機(jī)初始轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、定位時(shí)間都可以分別通過外接可變電位器設(shè)定輸入值反饋至主控制芯片B(6)的第12、第13引腳，由芯片內(nèi)運(yùn)算達(dá)到定位設(shè)定、初始能量設(shè)定功能；所述的主控制芯片B(6)通過六路輸出高低端驅(qū)動(dòng)信號(hào)與驅(qū)動(dòng)電路(7)相連，驅(qū)動(dòng)電路(7)與永磁無刷直流電機(jī)三相繞組(8)相連，主控制芯片B(6) 輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)用來控制功率器件的導(dǎo)通和截止，從而改變加在永磁無刷直流電機(jī)三相繞組(8)上的平均電壓和電流，達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的；本電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器除了外接蓄電池組(1)、永磁無刷直流電機(jī)、霍爾傳感器(9)外，其余的元器件都裝在電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器殻體內(nèi)。本實(shí)用新型的有益效果是采用寬范圍DC-DC變換電源給電路芯片供電，在給功率MOS管供電前加預(yù)充電電路，配上兩個(gè)主控制芯片A (5)、主控制芯片B (6)、，再加上完善的保護(hù)電路，使得本實(shí)用新型電路簡單、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定性好、可靠性高、、功能齊全、故障率低、抗干擾性強(qiáng)?？蓮V泛推廣運(yùn)用于純電動(dòng)小轎車、電動(dòng)公交車、專用電動(dòng)車。

圖1是本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)方框圖。圖2是本實(shí)用新型電路原理圖。
具體實(shí)施方式
利用附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器除了外接蓄電池組(1)、永磁無刷直流電機(jī)、 霍爾傳感器(9)外，其余的元器件都裝在電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器殻體內(nèi)，將插接頭(10)的 5根信號(hào)線與霍爾傳感器(9)的霍爾信號(hào)插接頭相連，控制器的電源輸入與外接蓄電池組 (1)相連，控制器的電源輸出由驅(qū)動(dòng)電路⑵與永磁無刷直流電機(jī)三相繞組(8)相連。為了避免在接通電源的瞬間電路會(huì)產(chǎn)生極大的電流而損壞電路和器件，預(yù)先通過預(yù)充電電路⑵給電容以小電流充電一段時(shí)間，再接通主電路，由寬范圍DC-DC變換電源充電電路(4)給主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)供電、由霍爾傳感器(9)的霍爾元件檢測出轉(zhuǎn)子三相位置信號(hào)，通過霍爾信號(hào)插接頭將信號(hào)送入插接頭(10)，將偵測到電機(jī)轉(zhuǎn)子三相位置訊號(hào)迅速傳給主控制芯片B (6)，根據(jù)三相六步轉(zhuǎn)換真值表對(duì)應(yīng)電機(jī)相位，達(dá)到準(zhǔn)確換相而正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 主控制芯片A(5)通過第3引腳輸出PWM訊號(hào)經(jīng)主控制芯片B (6)的第4引腳位控制永磁無刷直流電機(jī)剎車、電子鎖、過壓、欠壓、過溫保護(hù)功能啟動(dòng)模式及異常故障顯示；由外部硬件設(shè)定過電流值，當(dāng)偵測電流頂?shù)较揠娏髟O(shè)定點(diǎn)時(shí)，則進(jìn)入限流保護(hù)狀態(tài)；電機(jī)初始轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、定位時(shí)間都是可調(diào)整的；主控制芯片B(6)六路輸出高低端驅(qū)動(dòng)信號(hào)與驅(qū)動(dòng)電路 (7)相連，驅(qū)動(dòng)電路(7)與永磁無刷直流電機(jī)三相繞組(8)相連，主控制芯片B(6)輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)用來控制功率器件的導(dǎo)通和截止，從而改變加在永磁無刷直流電機(jī)三相繞組 ⑶上的平均電壓和電流，達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
權(quán)利要求1.電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器，其特征在于該電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器包括外接蓄電池組 (1)、預(yù)充電電路O)、電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器殻體、寬范圍DC-DC變換電源充電電路、主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)、驅(qū)動(dòng)電路(7)、永磁無刷直流電機(jī)三相繞組(8)、霍爾傳感器(9)、插接頭(10)、過壓保護(hù)電路(11)、欠壓保護(hù)電路(12)、異常故障顯示(13)、過溫保護(hù)電路(14)、限流保護(hù)電路(15)，所述的外接蓄電池組(1)可通過外接48V、60V、72V蓄電池組給控制器供電；所述的預(yù)充電電路( 是為了避免在接通電源的瞬間電路會(huì)產(chǎn)生極大的電流而損壞電路和器件，預(yù)先通過預(yù)充電電路( 給電容以小電流充電一段時(shí)間，再接通主電路，該預(yù)充電電路⑵包括555定時(shí)器、控制電路繼電器、主電路接觸器；所述的寬范圍DC-DC變換電源充電電路(4)給主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)供電，由單路電源輸入，由多路輸出給各控制芯片供電，其中一路反饋輸入至555定時(shí)器，通過設(shè)定預(yù)充電時(shí)間接通主電路；所述的霍爾傳感器(9)是位置傳感器，包括霍爾元件和霍爾信號(hào)插接頭，其中霍爾元件固定裝在永磁無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)軸的尾端，由霍爾元件檢測出轉(zhuǎn)子三相位置信號(hào)， 通過霍爾信號(hào)插接頭將信號(hào)送入插接頭(10)；所述的插接頭(10)是電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)及控制器外部檢測信號(hào)連接的插接頭，將偵測到電機(jī)轉(zhuǎn)子三相位置訊號(hào)迅速傳給主控制芯片B (6)的的第7、第8、第9引腳，根據(jù)三相六步轉(zhuǎn)換真值表對(duì)應(yīng)電機(jī)相位，達(dá)到準(zhǔn)確換相而正常運(yùn)轉(zhuǎn)，若霍爾元件損壞而導(dǎo)致因傳信號(hào)錯(cuò)誤，則使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)以保護(hù)電機(jī)，插接頭 (10)的信號(hào)線還包括控制器外部正反轉(zhuǎn)信號(hào)接入至主控制芯片B (6)的第11引腳，剎車控制信號(hào)Brakel接入至主控制芯片A(5)的第8引腳，當(dāng)主控制芯片A(5)的第8引腳輸入高電平時(shí)則進(jìn)入剎車模式，輔助Brake2接至主控制芯片A(5)的第10引腳，可通過外接可變電阻輸入選擇電子剎車力道，電子鎖信號(hào)接至主控制芯片A(5)的第5引腳，當(dāng)主控制芯片A (5)的第5引腳輸入高電平時(shí)則進(jìn)入電子鎖模式，腳踏調(diào)速信號(hào)由主控制芯片B(6)第 14引腳輸入，主控制芯片A(5)通過第3引腳輸出PWM訊號(hào)經(jīng)主控制芯片B(6)的第4引腳位控制永磁無刷直流電機(jī)剎車、電子鎖、過壓、欠壓、過溫保護(hù)功能啟動(dòng)模式及異常故障顯示；所述的過壓保護(hù)電路(11)、欠壓保護(hù)電路(12)、過溫保護(hù)電路(14)都是由電阻、電容、 三極管組成，分別與主控制芯片A 的第1、第7、第6引腳連接，通過設(shè)定的過壓值、欠壓值、過溫值分別計(jì)算求出相應(yīng)元件參數(shù)，其中當(dāng)偵測過壓保護(hù)主控制芯片A 的第1引腳持續(xù)輸入低電平時(shí)，則進(jìn)入過壓保護(hù)，當(dāng)偵測欠壓保護(hù)主控制芯片A(5)的第7引腳持續(xù)輸入高電平時(shí)，則進(jìn)入欠壓保護(hù)，當(dāng)偵測到過溫保護(hù)主控制芯片A(5)的第6引腳持續(xù)輸入高電平時(shí)，則進(jìn)入過溫保護(hù)；所述的限流保護(hù)電路(1 主要包括電阻、可變電位器、運(yùn)算放大器、電容，與主控制芯片B(6)的第3引腳相連，由外部硬件設(shè)定過電流值，當(dāng)偵測電流頂?shù)较揠娏髟O(shè)定點(diǎn)時(shí)，則進(jìn)入限流保護(hù)；所述的異常故障顯示(13)與主控制芯片A(5)的(5)-第4引腳連接，故障信號(hào)通過主控制芯片A(5)的第4引腳輸出顯示，故障狀態(tài)解除后自行解除保護(hù)；電機(jī)初始轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、定位時(shí)間都可以分別通過外接可變電位器設(shè)定輸入值反饋至主控制芯片B(6)的第12、第13引腳，由芯片內(nèi)運(yùn)算達(dá)到定位設(shè)定、初始能量設(shè)定功能； 所述的主控制芯片B (6)通過六路輸出高低端驅(qū)動(dòng)信號(hào)與驅(qū)動(dòng)電路(7)相連，驅(qū)動(dòng)電路(7) 與永磁無刷直流電機(jī)三相繞組(8)相連，主控制芯片B(6)輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)用來控制功率器件的導(dǎo)通和截止，從而改變加在永磁無刷直流電機(jī)三相繞組(8)上的平均電壓和電流，達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的；本電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器除了外接蓄電池組(1)、永磁無刷直流電機(jī)、霍爾傳感器(9)外，其余的元器件都裝在電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器殻體內(nèi)。
專利摘要電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器涉及電動(dòng)車，尤其是電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器。該電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)控制器包括外接蓄電池組、預(yù)充電電路、電氣驅(qū)動(dòng)控制器殻體、寬范圍DC-DC變換電源充電電路、主控制芯片A、B、驅(qū)動(dòng)電路、永磁無刷直流電機(jī)、霍爾傳感器、插接頭、過壓保護(hù)電路、欠壓保護(hù)電路、異常故障顯示、過溫保護(hù)電路、限流保護(hù)電路，采用寬范圍DC-DC變換電源給電路芯片供電，在給功率MOS管供電前加預(yù)充電電路，配上兩個(gè)主控制芯片，以及完善的保護(hù)電路，還增加了電子鎖、電子剎車、電機(jī)初始力矩及電機(jī)定位時(shí)間可調(diào)功能。電路簡單、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定性好、可靠性高、功能齊全、故障率低、抗干擾性強(qiáng)?？蓮V泛推廣運(yùn)用于純電動(dòng)小轎車、電動(dòng)公交車、專用電動(dòng)車。
文檔編號(hào)B60L15/00GK201994901SQ20112000296
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者吳遼, 徐定祥, 趙婭 申請(qǐng)人:湖北華聲機(jī)電有限公司