本實用新型涉及電動自行車控制，具體地，涉及一種高啟動性能電動自行車無霍爾電機控制器。

背景技術(shù)：

目前現(xiàn)有的無刷直流電機的無位置傳感器控制策略主要是反電動勢轉(zhuǎn)子位置檢測法和某種特定啟動方法相結(jié)合的控制方法，或者高頻信號注入法。

其中，反電動勢轉(zhuǎn)子位置檢測法包括反電動勢過零點檢測法、反電動勢積分法和三次諧波檢測法，其中反電動勢過零點檢測法應用最廣泛，也最簡單。反電動勢過零點檢測法通過無刷直流電機的相電壓與虛擬中性點比較得出反電動勢過零點，并通過估算反電動勢過零點之后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30°電角度所需的時間而得到無刷直流電機的理想換相點，即反電動勢過零點后30°電角度的位置。反電動勢過零點比較法原理簡單，硬件電路不復雜，易于實現(xiàn)，但是其中的軟件估算環(huán)節(jié)不僅增加了軟件的計算負擔，而且估算過程也導致了換相點誤差的存在。與直接檢測直流無刷電機的換相點的方法比較，此種方法多了一個軟件估算的環(huán)節(jié)，控制過程較復雜，而且存在估算誤差。

啟動方法有三段式啟動法、預定位啟動法和升頻升壓啟動法。這幾種啟動方法各有優(yōu)劣之處。三段式啟動法受電機負載轉(zhuǎn)矩、外施電壓、加速曲線及轉(zhuǎn)動慣量等諸多因素影響，負載適用性差，通用性不強。預定位啟動法對電機慣量、負載轉(zhuǎn)矩依賴性較大，所以考慮到電動自行車，啟動負載變化范圍較大，不允許有反轉(zhuǎn)現(xiàn)象等運行要求，導致了這兩種啟動方法不能應用于電動自行車領(lǐng)域。升頻升壓啟動法對啟動負載沒有要求、無反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，但是附加的硬件電路增加了電機尺寸，降低了電機的可靠性。

現(xiàn)有無刷直流電機的無位置傳感器控制策略用于電動自行車控制器在無霍爾運行狀態(tài)下的不足之處主要表現(xiàn)為：

1、電機的調(diào)速范圍，尤其是處于低速運行區(qū)域的調(diào)速范圍較??；

2、在啟動、超低速運行時，有卡頓、抖動或反轉(zhuǎn)現(xiàn)象；

3、運行過程中，電機的噪聲較大，震動較大；

4、爬坡能力、帶重負載能力較弱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種高啟動性能電動自行車無霍爾電機控制器。

根據(jù)本實用新型提供的高啟動性能電動自行車無霍爾電機控制器，包括單片機、轉(zhuǎn)把檢測電路、逆變器驅(qū)動電路、三相全橋逆變電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路以及電流檢測電路；

其中，所述單片機一方面連接所述轉(zhuǎn)把檢測電路，另一方面通過所述逆變器驅(qū)動電路連接所述三相全橋逆變電路的；所述三相全橋逆變電路連接電機連接端口；

所述轉(zhuǎn)子位置檢測電路一端連接所述電機連接端口，另一方連接所述單片機；所述電流檢測電路的電流檢測端設置在所述電機連接端口，另一方面連接所述單片機。

優(yōu)選地，還包括過流保護電路；

其中，所述過流保護電路一方面連接所述電機連接端口，另一方面連接所述單片機。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高啟動性能電動自行車無霍爾電機控制器，其特征在于，還包括電源電路；

其中，所述電源電路的輸出端連接所述單片機、所述轉(zhuǎn)把檢測電路、所述逆變器驅(qū)動電路以及所述三相全橋逆變電路。

優(yōu)選地，所述單片機采用STM單片機。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子位置檢測電路采用基于反電動勢比較的轉(zhuǎn)子位置檢測電路。

優(yōu)選地，所述基于反電動勢比較的轉(zhuǎn)子位置檢測電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容C1、電容C2、電容C3、比較器A、比較器B、比較器C以及低通濾波器；

其中，低通濾波器的第一濾波通道的輸入口連接電機連接端口的U相連接端，輸出口連接比較器A的同相輸入端；低通濾波器的第二濾波通道的輸入口連接電機連接端口的V相連接端，輸出口連接比較器B的同相輸入端；低通濾波器的第三濾波通道的輸入口連接電機連接端口的W相連接端，輸出口連接比較器C的同相輸入端；

電阻R1的一端連接比較器A的同相輸入端，另一端接地；電阻R2的一端連接比較 器B的同相輸入端，另一端接地；電阻R3的一端連接比較器C的同相輸入端，另一端接地；

電容C1的一端連接比較器A的同相輸入端，另一端比較器B的反相輸入端；電容C2的一端連接比較器A的同相輸入端，另一端比較器C的反相輸入端；電容C3的一端連接比較器A的反相輸入端，另一端比較器C的同相輸入端；

電阻R4的一端連接比較器A的反相輸入端，另一端接地；電阻R5的一端連接比較器B的反相輸入端，另一端接地；電阻R6的一端連接比較器C的反相輸入端，另一端接地；

比較器A、比較器B、比較器C的輸出端連接單片機。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的有益效果：

1、本實用新型中電動自行車啟動時采用基于電感法的轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)啟動方法來提高電動自行車的速度，當速度達到設定值時，單片機則通過基于反電動勢比較的轉(zhuǎn)子位置檢測電路來檢測轉(zhuǎn)子的位置，從而實現(xiàn)電動自行車的無位置傳感器控制；

2、本實用新型中單片機通過逆變器驅(qū)動電路和三相全橋逆變電路，實現(xiàn)對電動自行車電機轉(zhuǎn)速的控制。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型中轉(zhuǎn)子位置檢測電路原理圖；

圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型中轉(zhuǎn)子位置檢測電路的電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。

在本實施例中，本實用新型提供的高啟動性能電動自行車無霍爾電機控制器，包括單片機、轉(zhuǎn)把檢測電路、逆變器驅(qū)動電路、三相全橋逆變電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路以及 電流檢測電路；

其中，所述單片機一方面連接所述轉(zhuǎn)把檢測電路，另一方面通過所述逆變器驅(qū)動電路連接所述三相全橋逆變電路的；所述三相全橋逆變電路連接電機連接端口；

所述轉(zhuǎn)子位置檢測電路一端連接所述電機連接端口，另一方連接所述單片機；所述電流檢測電路的電流檢測端設置在所述電機連接端口，另一方面連接所述單片機。

本實用新型提供的高啟動性能電動自行車無霍爾電機控制器，還包括過流保護電路；

其中，所述過流保護電路一方面連接所述電機連接端口，另一方面連接所述單片機。

本實用新型提供的高啟動性能電動自行車無霍爾電機控制器，還包括電源電路；

其中，所述電源電路的輸出端連接所述單片機、所述轉(zhuǎn)把檢測電路、所述逆變器驅(qū)動電路以及所述三相全橋逆變電路。

所述單片機采用STM單片機。所述轉(zhuǎn)子位置檢測電路采用基于反電動勢比較的轉(zhuǎn)子位置檢測電路。所述基于反電動勢比較的轉(zhuǎn)子位置檢測電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容C1、電容C2、電容C3、比較器A、比較器B、比較器C以及低通濾波器；

其中，低通濾波器的第一濾波通道的輸入口連接電機連接端口的U相連接端，輸出口連接比較器A的同相輸入端；低通濾波器的第二濾波通道的輸入口連接電機連接端口的V相連接端，輸出口連接比較器B的同相輸入端；低通濾波器的第三濾波通道的輸入口連接電機連接端口的W相連接端，輸出口連接比較器C的同相輸入端；

電阻R1的一端連接比較器A的同相輸入端，另一端接地；電阻R2的一端連接比較器B的同相輸入端，另一端接地；電阻R3的一端連接比較器C的同相輸入端，另一端接地；

電容C1的一端連接比較器A的同相輸入端，另一端比較器B的反相輸入端；電容C2的一端連接比較器A的同相輸入端，另一端比較器C的反相輸入端；電容C3的一端連接比較器A的反相輸入端，另一端比較器C的同相輸入端；

電阻R4的一端連接比較器A的反相輸入端，另一端接地；電阻R5的一端連接比較器B的反相輸入端，另一端接地；電阻R6的一端連接比較器C的反相輸入端，另一端接地；

比較器A、比較器B、比較器C的輸出端連接單片機。

本實用新型采用特殊啟動方法和轉(zhuǎn)子位置檢測電路相結(jié)合的方法來實現(xiàn)電動自行車電機的無位置傳感器控制。即在電動自行車啟動時采用基于電感法的轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)啟 動方法來提高電動自行車的速度，當速度達到設定值時，單片機則通過基于反電動勢比較的轉(zhuǎn)子位置檢測電路來檢測轉(zhuǎn)子的位置，從而實現(xiàn)電動自行車的無位置傳感器控制。

本實用新型中單片機通過逆變器驅(qū)動電路和三相全橋逆變電路，實現(xiàn)對電動自行車電機轉(zhuǎn)速的控制；通過基于反電動勢比較的轉(zhuǎn)子位置檢測電路實現(xiàn)電動自行車電機轉(zhuǎn)子位置的反饋。通過電流檢測電路實現(xiàn)電流閉環(huán)控制的功能；通過過流保護電路實現(xiàn)控制器的保護功能通過轉(zhuǎn)把信號檢測電路，實現(xiàn)駕駛者對電動自行車速度的實時控制。

以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。