电动车用无刷电机控制器制造技术

一种电动车用无刷电机控制器，属电动车无刷电机的控制技术领域，主要由内设控制电路板（１４）的箱体（１５），置于箱体（１５）上的固定式集成接线端口（１３）等构成，控制电路板（１４）上设有调速值处理电路（１），巡航值处理电路（２），刹车信号处理电路（３），中央处理器（４），霍尔译码与处理逻辑门电路（５），功率管驱动电路（６－Ａ）、（６－Ｂ）、（６－Ｃ），功率管输出电路，刹车灯驱动电路（８），喇叭驱动电路（９），双重过流保护电路（１０）等。能有效实现速度闭环方式的巡航、静音启动、柔性电制动与反充电、双重过流保护、自我防盗报警等多种功能，可适用于各类以无刷直流电机为驱动力的电动自行车的控制。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
电动车用无刷电机控制器                    
本技术涉及一种电动车用无刷电机控制器，属电动车无刷电机的控制
                    
技术介绍
现有的电动车用无刷电机控制器只具备手柄启动电路、定手柄开放值巡航电路等。其工作流程是译码电路将三路霍尔信号译出，通过与门和来自手柄的信号(模拟电压)，按真值表直接驱动三路上下桥臂。有的控制器一般还含有过放、硬件过流保护电路。由于结构和电路设计上的缺陷，主要存在以下问题：1、其巡航功能是将来自手柄的模拟电压值锁定，这就意味着当路面情况变化时，如上、下坡，控制器无法根据路面变化进行自我调节，如此以来用户必须解除巡航状态，进入手柄操控。这样增加了蓄电池的大电流启动次数与刹车次数，前者将缩短蓄电池的使用寿命，后者将加快机械刹车装置的磨损，给安全带来隐患。2、采用专用工业无刷电机控制电路，因为在加速过程中无任何电流补偿(换相时进行电流补偿)，而无刷电机有其固有的低速脉动现象，所以会在启动加速过程中出现“整车抖动”现象，强烈的噪音污染着环境，对客户而言也失去了驾驶乐趣，同时由于电动自行车塑料件较多，也易对整车的结构造成破坏。-->3、利用工业无刷电机控制电路改造而来的普通电动自行车控制器，虽然部分控制电路具有制动功能，但因无法调整其开放比，一般专业控制电路是100％全开放的，所以其制动功能对电动自行车而言基本不可用。因为制动力过大，也会给高速行驶的用户安全带来隐患。4、只具有纯硬件过流保护功能，即通过比较器进行比较，当取样电流过大时，比较器电平反转，将专用无刷电机控制芯片的使能端关闭，从而达到关闭PWM输出的目的，这样将造成整车过流时剧烈“晃动”的现象。因为一旦关闭PWM，那么取样电流立即降为零，此时过流保护解除，电机将迅速地转动起来，而后又检测到过流，控制器又保护，所以会出现剧烈的“晃动”现象。5、利用工业无刷电机控制电路改造而来的普通电动自行车控制器，不具有自身防盗功能，只有加入专用的防盗报警器才能具有整车防盗功能，这样增加了整车的造价，同时也使自行车内部的连线变得复杂，埋下了故障隐患。                    
技术实现思路
本技术的目的是提供一种设计合理，可适用于各类以无刷直流电机为驱动力的电动自行车控制的电动车用无刷电机控制器。本技术为电动车用无刷电机控制器，包括内设控制电路板的箱体，置于箱体上的固定式集成接线端口，其特征在于控制电路板上设有中央处理器，霍尔译码与处理逻辑门电路，功率管驱动电路，功率管输出电路；固定式集成接线端口上设有分别与中央处理器相连的调速值信号输入口、巡航值信号输入口、刹车信号输入口，分别与霍-->尔译码与处理逻辑门电路相连的电机三相霍尔信号输入口，分别与功率管输出电路相连的电机三路相线输出口；所述的中央处理器通过霍尔译码与处理逻辑门电路及功率管驱动电路分别与功率管输出电路对应连接。所述的控制电路板上还可设有置于巡航值信号输入口和中央处理器之间的巡航值处理电路；巡航值处理电路由上拉电阻，限流电阻，去抖动电容，钳位二极管等构成。所述的控制电路板上还可设有置于调速值信号输入口和中央处理器之间的调速值处理电路；调速值处理电路由限流电阻，接地电阻，滤波电容等构成。所述的控制电路板上还可设有置于刹车信号输入口和中央处理器之间的刹车信号处理电路；刹车信号处理电路由二极管和滤波电容等构成。所述的控制电路板上还可设有置于中央处理器和功率管输出电路之间的双重过流保护电路，双重过流保护电路由比较器，放大器，分压电阻，温度电阻，取样电阻等构成。所述的控制电路板上还可设有与中央处理器相连的刹车灯驱动电路，固定式集成接线端口上设有与刹车灯驱动电路相连的刹车灯电压输出口。所述的控制电路板上还可设有与中央处理器相连的喇叭驱动电路，固定式集成接线端口上设有与喇叭驱动电路相连的报警信号输出口。-->本技术与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：1、实现了速度闭环：依靠由中央处理器、霍尔译码与处理逻辑门电路、功率管驱动电路、功率管输出电路组成的控制电路实现巡航功能，当用户按下电动车手柄上与巡航值信号输入口连接的“巡航”按键后，中央处理器锁存当时电机的运行速度，即来自霍尔译码与处理逻辑门电路的三路霍尔叠加信号，此速度信号是利用无刷电机的三路霍尔信号叠加而得到的，而不是象其它控制电路只是锁存手柄的开放信号(模拟电压值)，当检测到速度信号降低时(也就是三路霍尔叠加信号脉冲数变少)，控制电路自动提高脉宽调制信号(PWM)的开放比，当检测到速度信号升高时(也就是三路霍尔叠加信号脉冲数变多)，控制电路自动降低PWM的开放比，直至为零，如果PWM降为零时，控制电路还是检测到电机超速，那么控制电路将自动进行柔性电制动，将车速有效降低，同时对蓄电池进行反充电。以往控制电路的巡航功能是锁存手柄开放信号(模拟电压信号)，此信号是固定的，而电动车实际行驶的路面是多种多样的，当由平路开始上坡时，用户往往感觉速度太慢，此时用户必须先解除巡航状态(通过机械刹车)，然后重新启用调速手柄来提高车速，如此很容易造成蓄电池大电流放电的现象(大电流放电对蓄电池的寿命损害很大)；同样当用户由平路开始下坡时，因为重心的缘故，电动车车速将越来越快，用户同样要靠机械刹车来解除巡航状态，以达到自己理想的车速，这样将加快机械刹车装置的磨损。本技术所述控制电路的巡航是采取速度闭环的方式，所以无论是平路、上坡、下坡，控制电路都将自动-->调节车速，使整车维持在用户理想的车速下运行，有效的避免了因为刹车而出现的大电流启动的现象，延长了蓄电池的使用寿命与续驶里程，同时也有效地保护了电动车的机械刹车装置。2、实现了静音功能：当电机处于加速过程中，由于无刷电机存在的固有“低速脉动”现象，所以中央处理器通过霍尔译码与处理逻辑门电路的霍尔叠加信号，可以得到一个信号差，当信号差在一定范围外时，中央处理器即认为此时电机处于加速过程，那么此时便通过霍尔译码与处理逻辑门电路、功率管驱动电路、功率管输出电路，根据真值表进行电流补偿，以消除“低速脉动”现象，降低整车噪音，补偿值的多少靠双重过流保护电路的放大回路来确定；而普通的无刷电机控制器无此功能，在加速过程中只是按真值表直接开放功率管输出电路上相应的上下桥臂，不进行电流补偿，所以造成电机的霍尔在两块磁钢之间的所谓“磁气隙”通过时，电流无法突变而产生“抖动”现象，由于加速过程中通过电机的电流平均电流大，因此抖动剧烈，影响用户的驾驶感，同时对塑料件为主的车身也是极大的破坏。3、实现了柔性电制动与反充电：当无刷电机在旋转时，其绕组中便产生了反向电动势，这个反向电动势在现有技术中被忽视了，本技术结合这个因无刷电机旋转产生的反向电动势，利用功率管输出电路的三路下桥臂进行程序调节PWM斩波，同时因为电源上大电容的存在，结合电机绕组由此构成了LC振荡，由于振荡产生的升压后电压控制在蓄电池需要的充电电压范围内，该升压电流通过功率管的续流二极管对蓄电池进行充电，程序调节PWM开放比是由小到大，-->因此控制电路首先是电制动与充电同时进行，当车速越来越低时，寄生在绕组内的反向电动势也消耗得接近没有了，此时再将功率管输出电路的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动车用无刷电机控制器，包括内设控制电路板（１４）的箱体（１５），置于箱体（１５）上的固定式集成接线端口（１３），其特征在于控制电路板（１４）上设有中央处理器（４），霍尔译码与处理逻辑门电路（５），功率管驱动电路（６－Ａ）、（６－Ｂ）、（６－Ｃ），功率管输出电路（７－Ａ－１）、（７－Ａ－２）、（７－Ｂ－１）、（７－Ｂ－２）、（７－Ｃ－１）、（７－Ｃ－２）；固定式集成接线端口（１３）上设有分别与中央处理器（４）相连的调速值信号输入口（１－１）、巡航值信号输入口（２－１）、刹车信号输入口（３－１），分别与霍尔译码与处理逻辑门电路（５）相连的电机三相霍尔信号输入口（５－１）、（５－２）、（５－３），分别与功率管输出电路（７－Ａ－１）、（７－Ａ－２）、（７－Ｂ－１）、（７－Ｂ－２）、（７－Ｃ－１）、（７－Ｃ－２）相连的电机三路相线输出口（７－Ａ）、（７－Ｂ）、（７－Ｃ）；所述的中央处理器（４）通过霍尔译码与处理逻辑门电路（５）及功率管驱动电路（６－Ａ）、（６－Ｂ）、（６－Ｃ）分别与功率管输出电路（７－Ａ－１）、（７－Ａ－２）、（７－Ｂ－１）、（７－Ｂ－２）、（７－Ｃ－１）、（７－Ｃ－２）对应连接。...

【技术特征摘要】
1、一种电动车用无刷电机控制器，包括内设控制电路板(14)的箱体(15)，置于箱体(15)上的固定式集成接线端口(13)，其特征在于控制电路板(14)上设有中央处理器(4)，霍尔译码与处理逻辑门电路(5)，功率管驱动电路(6-A)、(6-B)、(6-C)，功率管输出电路(7-A-1)、(7-A-2)、(7-B-1)、(7-B-2)、(7-C-1)、(7-C-2)；固定式集成接线端口(13)上设有分别与中央处理器(4)相连的调速值信号输入口(1-1)、巡航值信号输入口(2-1)、刹车信号输入口(3-1)，分别与霍尔译码与处理逻辑门电路(5)相连的电机三相霍尔信号输入口(5-1)、(5-2)、(5-3)，分别与功率管输出电路(7-A-1)、(7-A-2)、(7-B-1)、(7-B-2)、(7-C-1)、(7-C-2)相连的电机三路相线输出口(7-A)、(7-B)、(7-C)；所述的中央处理器(4)通过霍尔译码与处理逻辑门电路(5)及功率管驱动电路(6-A)、(6-B)、(6-C)分别与功率管输出电路(7-A-1)、(7-A-2)、(7-B-1)、(7-B-2)、(7-C-1)、(7-C-2)对应连接。2、按权利要求1所述的电动车用无刷电机控制器，其特征在于所述的控制电路板(14)上还设有置于巡航值信号输入口(2-1)和中央处理器(4)之间的巡航值处理电路(2)；巡航值处理电路(2)由上拉电阻R3，限流电阻R4，去抖动电容C2，钳位二极管D1构成。3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖勇，
申请(专利权)人：卧龙电气集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]