CN105978415A - 一种电动车驱动控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动车控制器领域，尤其是一种电动车驱动控制器，包括蓄电池、控制电路板、直流电机和用于转换电压的变压器；蓄电池经变压器进行电压转换再通过控制电路板与直流电机连接；控制电路板包括单片机、信号电路、保护电路、功率驱动电路、检测电路和逆变电路；信号电路将所提供的信号信息传输给单片机处理，单片机发出指令、将这一指令依次经功率驱动电路和逆变电路与直流电机连接；逆变电路产生信息经检测电路与单片机连接，单片机对其进行反馈；本发明采用STM8S903K控制芯片，使电动车控制器具有高性能、低功耗的优异性能，另外采用过流保护电路，有效的保护的电机正常运行，经济效益好，同时具有很强的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及电动车控制器领域，尤其是一种电动车驱动控制器。
背景技术
在电动车发展过程中，控制器、元刷直流电机、蓄电池一直是制约电动车发展的重要因素。控制器需要接收电动白行车检测到的各种控制信号(如电机位置检测信号、刹车信号、转把调速信号、报警信号等)，然后根据接收到的信号对无刷直流电机(BLDCM)的运转进行调控。
目前，大多数生产电动车的公司使用有位置检测传感器的BLDCM，但位置传感器不易安装和维护且增加生产电机成本；同时，霍尔传感器存在一定的磁不敏感区；其次过多的传输线使控制系统易受干扰且可靠性降低；再次，在某些恶劣的环境中，位置传感器很容易失灵造成交通事故。若改为使用无感无刷直流电机控制，能降低电机成本，提高控制器的可靠性。针对无位置传感器BLDCM，利用软件设计实现电机的启动，确定电机转子的位置及时换相。其选用的芯片STM32价格昂贵，若其作为电动车主控芯片，其许多功能都未使用到。这不仅提高控制器成本也造成了一定的资源浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种系统结构简单、高性能、低功耗的基于STM8S903K电动车驱动控制器。
为实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：一种电动车驱动控制器，它包括蓄电池、控制电路板、直流电机和用于转换电压的变压器；所述蓄电池经变压器进行电压转换再通过控制电路板与直流电机连接；所述控制电路板包括单片机、信号电路、保护电路、功率驱动电路、检测电路和逆变电路；所述信号电路将所提供的信号信息传输给单片机处理，单片机发出指令、将这一指令依次经功率驱动电路和逆变电路与直流电机连接；所述保护电路与单片机连接，所述逆变电路产生信息经检测电路与单片机连接，单片机对其进行反馈。
进一步的，所述信号电路包括刹车信号、转把信号和助力信号。
进一步的，所述保护电路包括欠压保护、防盗保护和过流保护，所述欠压保护和防盗保护产生反应经单片机与过流电路连接。
进一步的，所述检测电路包括电流检测和反电动势检测。
进一步的，所述过流保护电路包括第一运算放大电路和第二运算放大电路、第一电阻和第二电阻，所述第一运算放大电路依次第一电阻和第二电阻与第二运算放大电路连接。
进一步的，所述第一运算放大电路包括第一运算放大器、第三电阻和第四电阻，所述第三电阻一端与第一运算放大器的正电源端连接，所述第三电阻另一端分别与第一运算放大器的正极输入端和第四电阻一端连接，所述第四电阻另一端与第一运算放大器的负极电源端连接并接地，所述第一运算放大器的负极输入端与第一电阻连接。
进一步的，所述第二运算放大电路包括第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电组和电容；所述第五电阻一端与第二运算放大器的正电源端连接，所述第五电阻另一端分别与第二电阻和第二运算放大器正极输入端连接，所述第二运算放大器负极输入端分别经第六电阻接地和经第七电阻与第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端还经电容接地连接，所述第二运算放大器的负极电源端接地。
进一步的，所述单片机采用STM8S903K控制芯片。
由于采用上述技术方案，本发明采用STM8S903K控制芯片，使电动车控制器具有高性能、低功耗的优异性能，另外采用过流保护电路，有效的保护的电机正常运行，经济效益好，同时具有很强的实用性。
附图说明
图1是本发明的控制器系统结构示意图；
图2是本发明实施例的过电流保护电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，一种电动车驱动控制器，它包括蓄电池9、控制电路板、直流电机16和用于转换电压的变压器10；蓄电池9经变压器10进行电压转换再通过控制电路板与直流电机16连接；控制电路板包括单片机1、信号电路2、保护电路、功率驱动电路11、检测电路17和逆变电路15；信号电路2将所提供的信号信息传输给单片机1处理，单片机1发出指令、将这一指令依次经功率驱动电路11和逆变电路15与直流电机16连接；保护电路与单片机连接，逆变电路15产生信息经检测电路17与单片机1连接，单片机1对其进行反馈。其中信号电路2包括刹车信号3、转把信号4和助力信号5。保护电路包括欠压保护6、防盗保护7和过电流流保护12，欠压保护6和防盗保护7产生反应经单片机1与过电流保护12连接，检测电路17包括电流检测13和反电动势检测14。
将蓄电池9的48V电压降压为5V、15V，分别供给单片机1和功率驱动电路11。单片机1根据A/D转换端口接收到的转把信号4和助力信号5，产生三路适当频率的PWM波形传递给功率驱动电路11，功率驱动路11将信号进行整形、放大后控制无刷直流电机16的运转。对于无位置传感器的直流电机16，系统通过硬件获取反电动势过零点，软件延时的方法确定电机转子的位置，实现自动检相换相。电动车行驶过中单片机1的1/0端口若接收到刹车信号3、过电流保护12、欠电压信号6时会立即停止产生PWM波形，使直流电机16停转。该系统不仅满足了电动车控制器的电池欠电压保护6、过电流保护12、自动检相等一系列功能，而且具有结构简单、稳定可靠、体积较小、成本较小等诸多优点。
如图2所示，过流保护电路包括第一运算放大电路和第二运算放大电路、第一电阻R102和第二电阻R6，第一运算放大电路依次第一电阻R102和第二电阻R6与第二运算放大电路连接。第一运算放大电路包括第一运算放大器U5A、第三电阻R7和第四电阻R8，第三电阻R7一端与第一运算放大器U5A的正电源端连接，第三电阻R7另一端分别与第一运算放大器U5A的正极输入端和第四电阻R8一端连接，第四电阻R8另一端与第一运算放大器U5A的负极电源端连接并接地，第一运算放大器U5A的负极输入端与第一电阻R102连接。
第二运算放大电路包括第二运算放大器U5B、第五电阻R9、第六电阻R103、第七电阻R104和电容C11；第五电阻R9一端与第二运算放大器U5B的正电源端连接，第五电阻R9另一端分别与第二电阻R6和第二运算放大器U5B的正极输入端连接，第二运算放大器U5B负极输入端分别经第六电阻R103接地和经第七电阻R104与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器R104的输出端还经电容C11接地连接，第二运算放大器U5B的负极电源端接地。
在无刷直流电机刚启动时，反电动势很小，导致启动电流过大。为防止流过MOS管中电流过大而烧坏MOS管，需要加入过流保护12电路。由采用的芯片对低于0.15V的电压A/D转换精度不高，所以采样电压被送到LM358运算放大器进行放大。U5B将采样电压放大后输出给芯片的PB1(A/D转换端口)，芯片通过采样值判断是否过流。电流采样法为直接将CURRENT送个U5A，U5A为电压比较器。当电流过大时，导致电压过大，则U5B输出低电平，过流保护程序启动以保护直流电机16。
进一步的，单片机1采用STM8S903K控制芯片，STM8S903K3控制芯片是一款超高性价比的8位单片机，具有低价格、高性能、低功耗的优异性能。本文以低成本、低功耗、可靠性高，适用于无位置传感器直流电动机控制的电动车控制器。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种电动车驱动控制器，它包括蓄电池、控制电路板、直流电机和用于转换电压的变压器；所述蓄电池经变压器进行电压转换再通过控制电路板与直流电机连接；其特征在于：所述控制电路板包括单片机、信号电路、保护电路、功率驱动电路、检测电路和逆变电路；所述信号电路将所提供的信号信息传输给单片机处理，单片机发出指令、将这一指令依次经功率驱动电路和逆变电路与直流电机连接；所述保护电路与单片机连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动车驱动控制器，其特征在于：所述信号电路包括刹车信号、转把信号和助力信号。
3.根据权利要求1所述的一种电动车驱动控制器，其特征在于：所述保护电路包括欠压保护、防盗保护和过电流保护，所述欠压保护和防盗保护产生反应经单片机与过流电路连接。
4.根据权利要求1所述的一种电动车驱动控制器，其特征在于：所述检测电路包括电流检测和反电动势检测。
5.根据权利要求3所述的一种电动车驱动控制器，其特征在于：所述的过流保护电路包括第一运算放大电路和第二运算放大电路、第一电阻和第二电阻，所述的第一运算放大电路依次第一电阻和第二电阻与第二运算放大电路连接。
6.根据权利要求3所述的一种电动车驱动控制器，其特征在于：所述第一运算放大电路包括第一运算放大器、第三电阻和第四电阻，所述第三电阻一端与第一运算放大器的正电源端连接，所述第三电阻另一端分别与第一运算放大器的正极输入端和第四电阻一端连接，所述第四电阻另一端与第一运算放大器的负极电源端连接并接地，所述第一运算放大器的负极输入端与第一电阻连接。
7.根据权利要求3所述的一种电动车驱动控制器，其特征在于：所述第二运算放大电路包括第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电组和电容；所述第五电阻一端与第二运算放大器的正电源端连接，所述第五电阻另一端分别与第二电阻和第二运算放大器正极输入端连接，所述第二运算放大器负极输入端分别经第六电阻接地和经第七电阻与第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端还经电容接地连接，所述第二运算放大器的负极电源端接地。
8.根据权利要求3所述的一种电动车驱动控制器，其特征在于：所述单片机采用STM8S903K控制芯片。
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2016
- 2016-06-13 CN CN201610436699.5A patent/CN105978415A/zh active Pending
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160928 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |