一種電動車驅(qū)動控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電動車控制器領(lǐng)域，尤其是一種電動車驅(qū)動控制器，包括蓄電池、控制電路板、直流電機(jī)和用于轉(zhuǎn)換電壓的變壓器；蓄電池經(jīng)變壓器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換再通過控制電路板與直流電機(jī)連接；控制電路板包括單片機(jī)、信號電路、保護(hù)電路、功率驅(qū)動電路、檢測電路和逆變電路；信號電路將所提供的信號信息傳輸給單片機(jī)處理，單片機(jī)發(fā)出指令、將這一指令依次經(jīng)功率驅(qū)動電路和逆變電路與直流電機(jī)連接；逆變電路產(chǎn)生信息經(jīng)檢測電路與單片機(jī)連接，單片機(jī)對其進(jìn)行反饋；本發(fā)明采用STM8S903K控制芯片，使電動車控制器具有高性能、低功耗的優(yōu)異性能，另外采用過流保護(hù)電路，有效的保護(hù)的電機(jī)正常運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)效益好，同時具有很強(qiáng)的實用性。
【專利說明】
一種電動車驅(qū)動控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電動車控制器領(lǐng)域，尤其是一種電動車驅(qū)動控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動車發(fā)展過程中，控制器、元刷直流電機(jī)、蓄電池一直是制約電動車發(fā)展的重要因素?？刂破餍枰邮针妱影仔熊嚈z測到的各種控制信號(如電機(jī)位置檢測信號、剎車信號、轉(zhuǎn)把調(diào)速信號、報警信號等)，然后根據(jù)接收到的信號對無刷直流電機(jī)(BLDCM)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)控。
[0003]目前，大多數(shù)生產(chǎn)電動車的公司使用有位置檢測傳感器的BLDCM，但位置傳感器不易安裝和維護(hù)且增加生產(chǎn)電機(jī)成本;同時，霍爾傳感器存在一定的磁不敏感區(qū)；其次過多的傳輸線使控制系統(tǒng)易受干擾且可靠性降低;再次，在某些惡劣的環(huán)境中，位置傳感器很容易失靈造成交通事故。若改為使用無感無刷直流電機(jī)控制，能降低電機(jī)成本，提高控制器的可靠性。針對無位置傳感器BLDCM，利用軟件設(shè)計實現(xiàn)電機(jī)的啟動，確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置及時換相。其選用的芯片STM32價格昂貴，若其作為電動車主控芯片，其許多功能都未使用到。這不僅提高控制器成本也造成了一定的資源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、高性能、低功耗的基于STM8S903K電動車驅(qū)動控制器。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):一種電動車驅(qū)動控制器，它包括蓄電池、控制電路板、直流電機(jī)和用于轉(zhuǎn)換電壓的變壓器;所述蓄電池經(jīng)變壓器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換再通過控制電路板與直流電機(jī)連接;所述控制電路板包括單片機(jī)、信號電路、保護(hù)電路、功率驅(qū)動電路、檢測電路和逆變電路;所述信號電路將所提供的信號信息傳輸給單片機(jī)處理，單片機(jī)發(fā)出指令、將這一指令依次經(jīng)功率驅(qū)動電路和逆變電路與直流電機(jī)連接;所述保護(hù)電路與單片機(jī)連接，所述逆變電路產(chǎn)生信息經(jīng)檢測電路與單片機(jī)連接，單片機(jī)對其進(jìn)行反饋。
[0006]進(jìn)一步的，所述信號電路包括剎車信號、轉(zhuǎn)把信號和助力信號。
[0007]進(jìn)一步的，所述保護(hù)電路包括欠壓保護(hù)、防盜保護(hù)和過流保護(hù)，所述欠壓保護(hù)和防盜保護(hù)產(chǎn)生反應(yīng)經(jīng)單片機(jī)與過流電路連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述檢測電路包括電流檢測和反電動勢檢測。
[0009]進(jìn)一步的，所述過流保護(hù)電路包括第一運(yùn)算放大電路和第二運(yùn)算放大電路、第一電阻和第二電阻，所述第一運(yùn)算放大電路依次第一電阻和第二電阻與第二運(yùn)算放大電路連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一運(yùn)算放大電路包括第一運(yùn)算放大器、第三電阻和第四電阻，所述第三電阻一端與第一運(yùn)算放大器的正電源端連接，所述第三電阻另一端分別與第一運(yùn)算放大器的正極輸入端和第四電阻一端連接，所述第四電阻另一端與第一運(yùn)算放大器的負(fù)極電源端連接并接地，所述第一運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端與第一電阻連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述第二運(yùn)算放大電路包括第二運(yùn)算放大器、第五電阻、第六電阻、第七電組和電容;所述第五電阻一端與第二運(yùn)算放大器的正電源端連接，所述第五電阻另一端分別與第二電阻和第二運(yùn)算放大器正極輸入端連接，所述第二運(yùn)算放大器負(fù)極輸入端分別經(jīng)第六電阻接地和經(jīng)第七電阻與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述第二運(yùn)算放大器的輸出端還經(jīng)電容接地連接，所述第二運(yùn)算放大器的負(fù)極電源端接地。
[0012]進(jìn)一步的，所述單片機(jī)采用STM8S903K控制芯片。
[0013]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用STM8S903K控制芯片，使電動車控制器具有高性能、低功耗的優(yōu)異性能，另外采用過流保護(hù)電路，有效的保護(hù)的電機(jī)正常運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)效益好，同時具有很強(qiáng)的實用性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明實施例的過電流保護(hù)電路示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0017]如圖1所示，一種電動車驅(qū)動控制器，它包括蓄電池9、控制電路板、直流電機(jī)16和用于轉(zhuǎn)換電壓的變壓器10;蓄電池9經(jīng)變壓器10進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換再通過控制電路板與直流電機(jī)16連接;控制電路板包括單片機(jī)1、信號電路2、保護(hù)電路、功率驅(qū)動電路11、檢測電路17和逆變電路15;信號電路2將所提供的信號信息傳輸給單片機(jī)I處理，單片機(jī)I發(fā)出指令、將這一指令依次經(jīng)功率驅(qū)動電路11和逆變電路15與直流電機(jī)16連接;保護(hù)電路與單片機(jī)連接，逆變電路15產(chǎn)生信息經(jīng)檢測電路17與單片機(jī)I連接，單片機(jī)I對其進(jìn)行反饋。其中信號電路2包括剎車信號3、轉(zhuǎn)把信號4和助力信號5。保護(hù)電路包括欠壓保護(hù)6、防盜保護(hù)7和過電流流保護(hù)12，欠壓保護(hù)6和防盜保護(hù)7產(chǎn)生反應(yīng)經(jīng)單片機(jī)I與過電流保護(hù)12連接，檢測電路17包括電流檢測13和反電動勢檢測14。
[0018]將蓄電池9的48V電壓降壓為5V、15V，分別供給單片機(jī)I和功率驅(qū)動電路11。單片機(jī)I根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換端口接收到的轉(zhuǎn)把信號4和助力信號5，產(chǎn)生三路適當(dāng)頻率的HVM波形傳遞給功率驅(qū)動電路11，功率驅(qū)動路11將信號進(jìn)行整形、放大后控制無刷直流電機(jī)16的運(yùn)轉(zhuǎn)。對于無位置傳感器的直流電機(jī)16，系統(tǒng)通過硬件獲取反電動勢過零點(diǎn)，軟件延時的方法確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，實現(xiàn)自動檢相換相。電動車行駛過中單片機(jī)I的1/0端口若接收到剎車信號
3、過電流保護(hù)12、欠電壓信號6時會立即停止產(chǎn)生PWM波形，使直流電機(jī)16停轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)不僅滿足了電動車控制器的電池欠電壓保護(hù)6、過電流保護(hù)12、自動檢相等一系列功能，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、體積較小、成本較小等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0019]如圖2所示，過流保護(hù)電路包括第一運(yùn)算放大電路和第二運(yùn)算放大電路、第一電阻R102和第二電阻R6，第一運(yùn)算放大電路依次第一電阻R102和第二電阻R6與第二運(yùn)算放大電路連接。第一運(yùn)算放大電路包括第一運(yùn)算放大器U5A、第三電阻R7和第四電阻R8，第三電阻R7—端與第一運(yùn)算放大器U5A的正電源端連接，第三電阻R7另一端分別與第一運(yùn)算放大器U5A的正極輸入端和第四電阻R8—端連接，第四電阻R8另一端與第一運(yùn)算放大器U5A的負(fù)極電源端連接并接地，第一運(yùn)算放大器U5A的負(fù)極輸入端與第一電阻R102連接。
[0020]第二運(yùn)算放大電路包括第二運(yùn)算放大器U5B、第五電阻R9、第六電阻R103、第七電阻R104和電容Cll;第五電阻R9—端與第二運(yùn)算放大器U5B的正電源端連接，第五電阻R9另一端分別與第二電阻R6和第二運(yùn)算放大器U5B的正極輸入端連接，第二運(yùn)算放大器U5B負(fù)極輸入端分別經(jīng)第六電阻R103接地和經(jīng)第七電阻R104與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，第二運(yùn)算放大器R104的輸出端還經(jīng)電容Cll接地連接，第二運(yùn)算放大器U5B的負(fù)極電源端接地。
[0021]在無刷直流電機(jī)剛啟動時，反電動勢很小，導(dǎo)致啟動電流過大。為防止流過MOS管中電流過大而燒壞MOS管，需要加入過流保護(hù)12電路。由采用的芯片對低于0.15V的電壓A/D轉(zhuǎn)換精度不高，所以采樣電壓被送到LM358運(yùn)算放大器進(jìn)行放大。U5B將采樣電壓放大后輸出給芯片的PBl (A/D轉(zhuǎn)換端口)，芯片通過采樣值判斷是否過流。電流采樣法為直接將⑶RRENT送個U5A，U5A為電壓比較器。當(dāng)電流過大時，導(dǎo)致電壓過大，則U5B輸出低電平，過流保護(hù)程序啟動以保護(hù)直流電機(jī)16。
[0022]進(jìn)一步的，單片機(jī)I采用STM8S903K控制芯片，STM8S903K3控制芯片是一款超高性價比的8位單片機(jī)，具有低價格、高性能、低功耗的優(yōu)異性能。本文以低成本、低功耗、可靠性高，適用于無位置傳感器直流電動機(jī)控制的電動車控制器。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電動車驅(qū)動控制器，它包括蓄電池、控制電路板、直流電機(jī)和用于轉(zhuǎn)換電壓的變壓器;所述蓄電池經(jīng)變壓器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換再通過控制電路板與直流電機(jī)連接;其特征在于:所述控制電路板包括單片機(jī)、信號電路、保護(hù)電路、功率驅(qū)動電路、檢測電路和逆變電路;所述信號電路將所提供的信號信息傳輸給單片機(jī)處理，單片機(jī)發(fā)出指令、將這一指令依次經(jīng)功率驅(qū)動電路和逆變電路與直流電機(jī)連接;所述保護(hù)電路與單片機(jī)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動車驅(qū)動控制器，其特征在于:所述信號電路包括剎車信號、轉(zhuǎn)把信號和助力信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動車驅(qū)動控制器，其特征在于:所述保護(hù)電路包括欠壓保護(hù)、防盜保護(hù)和過電流保護(hù)，所述欠壓保護(hù)和防盜保護(hù)產(chǎn)生反應(yīng)經(jīng)單片機(jī)與過流電路連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動車驅(qū)動控制器，其特征在于:所述檢測電路包括電流檢測和反電動勢檢測。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動車驅(qū)動控制器，其特征在于:所述的過流保護(hù)電路包括第一運(yùn)算放大電路和第二運(yùn)算放大電路、第一電阻和第二電阻，所述的第一運(yùn)算放大電路依次第一電阻和第二電阻與第二運(yùn)算放大電路連接。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動車驅(qū)動控制器，其特征在于:所述第一運(yùn)算放大電路包括第一運(yùn)算放大器、第三電阻和第四電阻，所述第三電阻一端與第一運(yùn)算放大器的正電源端連接，所述第三電阻另一端分別與第一運(yùn)算放大器的正極輸入端和第四電阻一端連接，所述第四電阻另一端與第一運(yùn)算放大器的負(fù)極電源端連接并接地，所述第一運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端與第一電阻連接。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動車驅(qū)動控制器，其特征在于:所述第二運(yùn)算放大電路包括第二運(yùn)算放大器、第五電阻、第六電阻、第七電組和電容;所述第五電阻一端與第二運(yùn)算放大器的正電源端連接，所述第五電阻另一端分別與第二電阻和第二運(yùn)算放大器正極輸入端連接，所述第二運(yùn)算放大器負(fù)極輸入端分別經(jīng)第六電阻接地和經(jīng)第七電阻與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述第二運(yùn)算放大器的輸出端還經(jīng)電容接地連接，所述第二運(yùn)算放大器的負(fù)極電源端接地。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動車驅(qū)動控制器，其特征在于:所述單片機(jī)采用STM8S903K控制芯片。
【文檔編號】H02H7/08GK105978415SQ201610436699
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】傅偉
【申請人】寧波市鎮(zhèn)海維夢思貿(mào)易有限公司