CN116633238B - 一种基于铝基板的大功率电动车控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于铝基板的大功率电动车控制器，属于电动车控制器技术领域，包括铝基板和第一主板本体，铝基板上设置有三相同步续流模块、第一铜柱和第二铜柱，每相同步续流模块均包括多组功率MOS管，第一主板本体上设有主控MCU模块、电源模块、电流采样模块、多个PWM驱动模块和第三铜柱，主控MCU模块与电源模块、电流采样模块和PWM驱动模块连接，各个PWM驱动模块与各相同步续流模块经板间连接器一一对应地通信连接，主控MCU模块还经端口连接器与功能模块连接，各个第一铜柱与各个第三铜柱对应连接，各个第三铜柱自电源模块取电，各个第二铜柱将各相同步续流模块输出的相电流一一对应地传输至外部电机的各相线圈。
Description
技术领域
本发明属于电动车控制器技术领域，具体涉及一种基于铝基板的大功率电动车控制器。
背景技术
电动车控制器作为电动车的核心控制元件，其结构和控制电路的设计优劣很大程度上决定了电动车的性能优劣，由此电动车控制器的改良俨然已成为了本行业核心关注的问题。与此同时，近年来人们对电动车的续航性能要求也越来越高。为满足长续航要求，大功率电动车在研发时，核心在于如何改良电动车控制器的散热、功耗、抗电磁干扰等性能指标，而目前传统大功率电动车存在散热效果欠佳、功耗大、抗电磁干扰性能差、制造成本高等诸多问题。
综上所述，一种改进地大功率电动车控制器方案亟待提出。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种基于铝基板的大功率电动车控制器，用以克服背景技术中提出的当前传统大功率电动车存在的一项或多项不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于铝基板的大功率电动车控制器，包括相互层叠设置的铝基板和第一主板本体，铝基板上设置有三相同步续流模块、多个第一铜柱和多个第二铜柱，每相同步续流模块均包括并联设置的多组功率MOS管，第一主板本体上设置有主控MCU模块、电源模块、用于采集各相同步续流模块输出相电流的电流采样模块、多个PWM驱动模块和多个第三铜柱，主控MCU模块分别与电源模块、电流采样模块和各个PWM驱动模块连接，各个PWM驱动模块与各相同步续流模块经板间连接器一一对应地通信连接，主控MCU模块还用于经端口连接器与外部的各个功能模块连接，电源模块还与电流采集模块和各个PWM驱动模块连接；
各个第一铜柱与各个第三铜柱一一对应连接，各个第三铜柱用于自电源模块取电；
各相同步续流模块自第一铜柱取电；
各个第二铜柱用于将各相同步续流模块输出的相电流一一对应地传输至外部电机的各相线圈。
进一步改进地，所述控制器还包括壳体，所述铝基板和第一主板本体安装在所述壳体内，壳体上开设有多个散热沟槽。
进一步改进地，所述PWM驱动模块包括第一电容、第一NPN管、第一PNP管、第一电阻、第二电阻、第二PNP管和第二NPN管；
所述第一电容的第一端用于自电源模块接入第一工作电压且还与第一PNP管的发射极连接，第一电容的第二端与该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的相电流输出端连接，第一PNP管的集电极与该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的上桥驱动端连接，各组功率MOS管的电源端均用于自电源模块接入第二工作电压，第一PNP管的基极分别与第一电阻的第一端和第一NPN管的集电极连接，第一电阻的第二端用于接入第一工作电压，第一NPN管的基极与主控MCU模块的第一PWM输出端连接，第一NPN管的发射极接地；
所述第二PNP管的发射极用于接入第一工作电压，第二PNP管的集电极与该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的下桥驱动端连接，该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的接地端连接至参考地端，第二PNP管的基极分别与第二电阻的第一端和第二NPN管的集电极连接，第二电阻的第二端用于接入第一工作电压，第二NPN管的发射极与主控MCU模块的第二PWM输出端连接，第二NPN管的基极接入第二工作电压。
进一步改进地，所述同步续流模块还包括第二电容、第三PNP管、第三电阻、第四电阻、第三电容、第四PNP管和第五电阻；
所述第二电容的第一端分别与该同步续流模块内各组功率MOS管的上桥驱动端、第三PNP管的发射极和第一PNP管的集电极连接，第二电容的第二端分别与该同步续流模块内各组功率MOS管的相电流输出端和第三电阻的第一端连接，第二电容的第二端还与第三PNP管的集电极连接，第三PNP管的基极与第一PNP管的集电极连接，第四电阻串联在第三PNP管的集电极和基极之间，第三电阻的第二端连接至参考地端；
所述第三电容的第一端分别与该同步续流模块内各组功率MOS管的下桥驱动端、第四PNP管的发射极和第二PNP管的集电极连接，第三电容的第二端与该同步续流模块内各组功率MOS管的接地端连接，第三电容的第二端还与第四PNP管的集电极连接，第四PNP管的基极与第二PNP管的集电极连接，第五电阻串接在第四PNP管的集电极和基极之间。
进一步改进地，所述第一铜柱和第三铜柱均包括电源铜柱和接地铜柱，各个第一铜柱内的电源铜柱与各个第三铜柱内的电源铜柱一一对应连接，各个第三铜柱内的电源铜柱用于自电源模块取电，各个第一铜柱内的接地铜柱与各个第三铜柱内的接地铜柱一一对应连接，各个第一铜柱内的接地铜柱用于连接至铝基板上具有的参考地端，各个第三铜柱内的接地铜柱用于连接至第一主板本体上具有的参考地端。
进一步改进地，所述同步续流模块内各组功率MOS管的电源端与接地端之间并联设置有多个滤波电容且各个滤波电容设置在铝基板上，所述电源模块内用于输出第二工作电压的输出端与第一主板本体上具有的参考地端之间并联设置有多个退耦电容，且各个退耦电容设置在第一主板本体上。
进一步改进地，所述电流采集模块还用于采集电源模块的母线电流，并将采集到的母线电流发送至主控MCU模块，主控MCU模块用于判断母线电流是否大于预设阈值，若是，则执行过流保护。
本发明的有益效果为：
（1）通过将传统控制器内的电路板整板进行分板设计，分离为铝基板和第一主板本体，
将对其他电路元件电磁干扰严重且自身工作时发热较多的大功率MOS管组设置在铝基板上，将主控MCU模块、电源模块等对其他电路元件电磁干扰较少的模块设置在第一主板本体上，实现了控制器EMI性能的优化，并结合具备导电、散热功能的第一铜柱和第三铜柱，低阻抗的实现铝基板和第一主板本体之间的供电传输，以及结合第二铜柱，低阻抗的将三相电流输出至外部电机的三相线圈，与同步续流模块结合整体降低了控制器的功耗；
据此，基于铝基板实现的大功率电动车控制器兼具了低功耗、良好的散热性能和较好的EMI性能，相较于传统的大功率电动车控制器而言，工作可靠性得到了整体提升；
（2）结合板间连接器、端口连接器、第一铜柱、第二铜柱和第三铜柱，实现了控制器内部无线束，从而提高了电动车的生产效率；
（3）基于壳体上散热沟槽的开设，提升了控制器的散热性能；
（4）将传统控制器内的PWM驱动芯片用本发明中的PWM驱动模块替代，PWM驱动模块由分离的多个三极管和电容等组成，在保证了等同控制精度的前提下，各个三极管在选型时只要其能够驱动大功率MOS管即可，相比PWM驱动芯片而言，选型更容易，从而实现了控制器制造成本的降低；
（5）通过同步续流模块内第二电容、第三PNP管、第三电阻、第四电阻、第三电容、第四PNP管和第五电阻的设置，提高了各组功率MOS管上桥MOS和下桥MOS的开启或关闭速度，降低了本发明实现的控制器的整体功耗；
（6）通过母线电流的采集，及时发现硬件过流现象，避免了过流造成的控制器烧坏，进而提高了控制器的工作可靠性。
附图说明
图1为基于铝基板的大功率电动车控制器的整体结构示意图；
图2为基于铝基板的大功率电动车控制器的整体结构爆炸图；
图3为PWM驱动模块的一种电路原理图，（a）表示原理图第一部分，（b）表示原理图第二部分；
图4为U相同步续流模块的电路原理图第一部分，（a）表示第一子部分，（b）表示第二子部分；
图5为U相同步续流模块的电路原理图第二部分；
图6为第一铜柱和第二铜柱的一种示意图，（a）表示第一铜柱示意图，（b）表示第二铜柱示意图；
图7为第三铜柱的一种示意图，（a）表示接地铜柱，（b）表示电源铜柱；
图8为滤波电路的一种原理图，（a）表示原理图第一部分，（b）表示原理图第二部分，（c）表示原理图第三部分；
图9为母线电流采集电路的一种原理图；
图10为U相电流采集电路的一种原理图；
图中，1、铝基板；2、第一主板本体；3、端口连接器；4、板间连接器；5、壳体。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1-图10，本实施例提供了一种基于铝基板的大功率电动车控制器。控制器包括壳体5，壳体5上开设有若干个散热沟槽，每个沟槽的内壁也采用了多沟槽设计，增多散热面。壳体5内安装有经板间连接器4进行电性互联的铝基板1和第一主板本体2，板间连接器4用于铝基板1和第一主板本体2之间的通信信号互联，铝基板1和第一主板本体2叠放设置，第一主板本体2的材质为普通PCB基材材质。铝基板1上设置有三相同步续流模块，三相分别为U相、V相和W相。每相同步续流模块内均包含有并联设置的多组功率MOS管，每组功率MOS管均包括上桥MOS管和下桥MOS管，每组功率MOS管具备上桥驱动端、下桥驱动端、电源端、接地端和相电流输出端，即为：每相同步续流模块内，各组功率MOS管的上桥驱动端相互连接、下桥驱动端相互连接、电源端相互连接、接地端相互连接以及相电流输出端相互连接。铝基板1上还设置有多个第一铜柱和多个第二铜柱。第一主板本体2上设置有主控MCU模块、电源模块、用于采集各相同步续流模块输出的相电流的电流采样模块、多个PWM驱动模块和多个第三铜柱。主控MCU模块分别与电源模块、电流采样模块和各个PWM驱动模块连接。各个PWM驱动模块与各相同步续流模块经上述板间连接器一一对应地通信连接。主控MCU模块还用于经端口连接器3与外部的各个功能模块连接。外部的功能模块包括助力功能模块、限速功能模块、防盗功能模块、语音模块、倒车功能模块、转把调速模块、巡航模块、高低速功能模块、反转功能模块、硬启动功能模块、防溜功能模块、选压/修复功能模块、温度检测功能模块、正弦波/方波驱动选择模块、仪表盘模块和高低刹选择模块等，上述功能模块为电动车常见的功能模块，本申请对上述功能模块的控制采用普通实施例中的控制过程，因此本申请不再对此部分内容进行赘述。电源模块还与电流采集模块和各个PWM驱动模块连接。各个第一铜柱与各个第三铜柱一一对应连接，各个第三铜柱用于自电源模块取电。各相同步续流模块自第一铜柱取电。各个第二铜柱用于将各相同步续流模块输出的相电流一一对应地传输至外部电机的各相线圈。
在一些实施例中，主控MCU模块采用型号为SC32F5864LL1G的MCU；第一铜柱和第三铜柱均包括接地铜柱和电源铜柱，接地铜柱用于连接至参考地端COM，第一铜柱内的各个接地铜柱与第三铜柱内的各个接地铜柱一一对应连接，第一铜柱内的各个电源铜柱与第三铜柱内的各个电源铜柱一一对应连接，第三铜柱内的电源铜柱自电源模块取电，各相同步续流模块自第一铜柱内的电源铜柱取电；电源模块自外部的电源取电，电源模块内包括DC/DC转换芯片等；各相同步续流模块内的功率MOS管组为五组，使得电动车最终实现了最大2500W的功率输出。
特别的，本实施例中，与电源模块连接的外部电源为60V或72V直流电源，电源模块经DC/DC转换芯片将60V或72V电压转换为15V（第一工作电压）和5V（第二工作电压）；如图6（a）-(b)、图7（a）-(b)所示，本实施例中第一铜柱和第三铜柱内的接地铜柱均设置为两个，第一铜柱内的接地铜柱分别为TZ6和TZ7，第三铜柱内的接地铜柱分别为TZ1和TZ2，第一铜柱和第三铜柱内的电源铜柱均设置为三个，第一铜柱内的电源铜柱分别为TZ8、TZ9和TZ10，第三铜柱内的电源铜柱分别为TZ3、TZ4和TZ5， 第三铜柱内的电源铜柱接入电源模块输出的第二工作电压5V（VCC），通过相互连接的电源铜柱，将电源模块输出的5V直流电压由第一主板本体2传输至铝基板1；将每相电流传输至外部电机对应线圈的第二铜柱数量均为两个，其中U相电流对应的第二铜柱分别为TZ11和TZ12，V相电流对应的第二铜柱分别为TZ13和TZ14，W相电流对应的第二铜柱分别为TZ15和TZ16。
作为本实施例的进一步改进，PWM驱动模块包括第一电容、第一NPN管、第一PNP管、第一电阻、第二电阻、第二PNP管和第二NPN管。第一电容的第一端用于自电源模块接入第一工作电压+15V且还与第一PNP管的发射极连接，第一电容的第二端与该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的相电流输出端连接，第一PNP管的集电极与该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的上桥驱动端连接，各组功率MOS管的电源端均用于自电源模块接入第二工作电压+5V，第一PNP管的基极分别与第一电阻的第一端和第一NPN管的集电极连接，第一电阻的第二端用于接入第一工作电压+15V，第一NPN管的基极与主控MCU模块的第一PWM输出端连接，第一NPN管的发射极接地；第二PNP管的发射极用于接入第一工作电压+15V，第二PNP管的集电极与该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的下桥驱动端连接，该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的接地端连接至参考地端COM，第二PNP管的基极分别与第二电阻的第一端和第二NPN管的集电极连接，第二电阻的第二端用于接入第一工作电压+15V，第二NPN管的发射极与主控MCU模块的第二PWM输出端连接，第二NPN管的基极接入第二工作电压+5V。
作为本实施例的进一步改进，每相同步续流模块还包括第二电容、第三PNP管、第三电阻、第四电阻、第三电容、第四PNP管和第五电阻。第二电容的第一端分别与该同步续流模块内各组功率MOS管的上桥驱动端、第三PNP管的发射极和第一PNP管的集电极连接，第二电容的第二端分别与该同步续流模块内各组功率MOS管的相电流输出端和第三电阻的第一端连接，第二电容的第二端还与第三PNP管的集电极连接，第三PNP管的基极与第一PNP管的集电极连接，第四电阻串联在第三PNP管的集电极和基极之间，第三电阻的第二端连接至参考地端COM。第三电容的第一端分别与该同步续流模块内各组功率MOS管的下桥驱动端、第四PNP管的发射极和第二PNP管的集电极连接，第三电容的第二端与该同步续流模块内各组功率MOS管的接地端连接，第三电容的第二端还与第四PNP管的集电极连接，第四PNP管的基极与第二PNP管的集电极连接，第五电阻串接在第四PNP管的集电极和基极之间。
以驱动U相同步续流模块的PWM驱动模块为例，对PWM驱动模块与同步续流模块之间的连接关系进行详细描述，具体参见图3（a）-(b)、图4（a）-(b)和图5。在图3（a）-(b)、图4（a）-(b)和图5中，第一电容E14的第一端与第一二极管D10的负极连接，第一二极管D10的正极接入第一工作电压+15V，第一电容E14的第二端与第三电阻R129的第一端连接，第一电容E14的第一端还与第一PNP管Q1的发射极连接，第一PNP管Q1的集电极与第二二极管D13的正极连接，第二二极管D13的负极与第六电阻R126的第一端连接，第六电阻R126的第二端经第七电阻R62与第一功率MOS管Q38的栅极（上桥驱动端）连接，且还经第十三电阻R67与第三功率MOS管Q40的栅极（上桥驱动端）连接，且还经第十四电阻R77与第五功率MOS管Q42的栅极（上桥驱动端）连接，且还经第十五电阻R79与第七功率MOS管Q44的栅极（上桥驱动端）连接，且还经第十六电阻R83与第九功率MOS管Q46的栅极（上桥驱动端）连接，第一功率MOS管Q38的漏极（电源端）、第三功率MOS管Q40的漏极（电源端）、第五功率MOS管Q42的漏极（电源端）、第七功率MOS管Q44的漏极（电源端）和第九功率MOS管Q46的漏极（电源端）均接入第二工作电压+5V，第一PNP管Q1的基极分别与第一电阻R33的第一端连接，第一电阻R33的第二端与第一二极管D10的负极连接，第一PNP管Q1的基极还与第一NPN管Q125的集电极连接，第一NPN管Q125的发射极经第八电阻R31接地，第一NPN管Q125的基极经第九电阻R29与主控MCU模块的第一PWM输出端连接，主控MCU模块的第一PWM输出端还经第十电阻R30接地，第一二极管D10的正极还经第四电容C12接地。第二PNP管Q2的发射极用于接入第一工作电压+15V，第二PNP管Q2的集电极与第三二极管D14的正极连接，第三二极管D14的负极与第十一电阻R127的第一端连接，第十一电阻R127的第二端经第十二电阻R66与第二功率MOS管Q39的栅极（下桥驱动端）连接，且还经第十七电阻R76与第四功率MOS管Q41的栅极（下桥驱动端）连接，且还经第十八电阻R78与第六功率MOS管Q43的栅极（下桥驱动端）连接，且还经第十九电阻R80与第八功率MOS管Q45的栅极（下桥驱动端）连接，且还经第三十四电阻R84与第十功率MOS管Q47的栅极（下桥驱动端）连接, 第二PNP管Q2的基极分别与第二电阻R40的第一端和第二NPN管Q127的集电极连接，第二电阻R40的第二端用于接入第一工作电压+15V，第二NPN管Q127的发射极经第二十电阻R34与主控MCU模块的第二PWM输出端连接，第二NPN管Q127的基极用于接入第二工作电压+5V且还经第二十一电阻R41与主控MCU模块的第二PWM输出端连接，第二二极管D13的正极还分别与第四电阻R125的第一端和第三PNP管Q79的基极连接，第六电阻R126的第二端还分别与第三PNP管Q79的发射极和第二电容C10的第一端连接，第三PNP管Q79的集电极分别与第二电容C10的第二端、第四电阻R125的第二端、第一功率MOS管Q38的源极（相电流输出端）、第三功率MOS管Q40的源极（相电流输出端）、第五功率MOS管Q42的源极（相电流输出端）、第七功率MOS管Q44的源极（相电流输出端）、第九功率MOS管Q46的源极（相电流输出端）、第二功率MOS管Q39的漏极（相电流输出端）、第四功率MOS管Q41的漏极（相电流输出端）、第六功率MOS管Q43的漏极（相电流输出端）、第八功率MOS管Q45的漏极（相电流输出端）、第十功率MOS管Q47的漏极（相电流输出端）和第三电阻R129的第一端连接，第十一电阻R127的第二端还分别与第四PNP管Q80的发射极和第三电容C11的第一端连接，第四PNP管Q80的基极分别与第三二极管D14的正极和第五电阻R128的第一端连接，第四PNP管Q80的集电极分别与第五电阻R128的第二端、第三电容C11的第二端、第二功率MOS管Q39的源极（接地端）、第四功率MOS管Q41的源极（接地端）、第六功率MOS管Q43的源极（接地端）、第八功率MOS管Q45的源极（接地端）、第十功率MOS管Q47的源极（接地端）和第三电阻R129的第二端连接。
作为本实施例的进一步改进，同步续流模块内各组功率MOS管的电源端与接地端之间并联设置有多个滤波电容，此处各个滤波电容设置在铝基板1上；电源模块内用于输出第二工作电压的输出端与第一主板本体具有的参考地端COM之间并联设置有多个退耦电容，此处各个退耦电容设置在第一主板本体2上，具体参见图8（a）-(c)。在图8（a）-(c)中，设置在铝基板1上的滤波电容包括第五滤波电容C04、第六滤波电容C06、第七滤波电容C07、第八滤波电容C08，第五至第八滤波电容并联设置在各组功率MOS管的电源端与接地端之间，设置在第一主板本体2上的滤波电容包括第一电解电容E11、第二电解电容E12、第三电解电容E13、第四电解电容E17，第一电解电容E11、第二电解电容E12、第三电解电容E13、第四电解电容E17并联设置在第二工作电压的输出端与参考地端COM之间，此外，在第二工作电压的输出端与模拟地端之间也并联设置有第五电解电容E1、第六电解电容E2、第七电解电容E3、第八电解电容E5、第九电解电容E6、第十电解电容E7、第十一电解电容E9、第十二电解电容E10。
作为本实施例的进一步改进，电流采集模块还用于采集电源模块的母线电流，并将采集到的母线电流发送至主控MCU模块，主控MCU模块用于判断母线电流是否大于预设阈值，若是，则执行过流保护。母线电流的采集电路如图9所示，包括康铜丝采样电阻、第一运算放大器、第一上拉电路、第一滤波电路和第二滤波电路。康铜丝采样电阻串接在电源模块的直流母线上，对母线电流进行采集；第一运算放大器为主控MCU模块内自身包含的可调增益运算放大器，该放大器的正极输入端与康铜丝采样电阻的第一端连接，该放大器的负极输入端与康铜丝采样电阻的第二端连接，该放大器的输出端经该放大器对应的可调增益控制端将放大后的电流进行输出，分别输出至第一滤波电路的第一端和第二滤波电路的第一端，第一滤波电路的第二端与主控MCU模块的一个ADC采样端连接，第二滤波电路的第二端与主控MCU模块的另外一个ADC采样端连接且主控MCU模块基于该ADC采样端输入的电流信号进行是否过流的判断；第一上拉电路的第一端用于接入第二工作电压+5V，第二端与康铜丝采样电阻的第一端连接。通过使用主控MCU模块内部的可调增益运算放大器将采集到的母线电流进行放大，简化了电路设计，节省了本实施例实现的电动车控制器的制造成本。具体的，在图9中，第一运算放大器的正极输入端分别与第一上拉电阻R271的第一端和第二十四电阻R281的第一端连接，第一上拉电阻R271的第二端分别与第二上拉电阻R261的第一端和第二十五电阻R251的第一端连接，第二十五电阻R251的第二端接地，第二上拉电阻R261的第二端接入第二工作电压+5V，第二十四电阻R281的第二端分别与第二十六电阻R241的第一端和第六电容C221的第一端连接，第二十六电阻R241的第二端与康铜丝采样电阻的第一端连接，第六电容C221的第二端与康铜丝采样电阻的第二端连接且还与第二十七电阻R242的第一端连接，第二十七电阻R242的第二端与第一运算放大器的负极输入端连接，经第一运算放大器放大后的电流分别输入第二十八电阻R272的第一端和第二十九电阻R43的第一端，第二十八电阻R272的第二端经第七电容C211接地，且第二十八电阻R272的第二端还与主控MCU模块的一个ADC采样端连接，第二十九电阻R43的第二端经第八电容C20接地，且第二十九电阻R43的第二端还与主控MCU模块的另一个ADC采样端连接。
此外，电流采集模块对各相电流采集的采集电路可采用普通实施例中的电流采集电路，也可沿用与上述低成本的母线电流采集电路等同的设计构思对普通实施例中的电流采集电路进行优化。图10示出了对U相电流进行采集的优化后采集电路，包括第二运算放大器和第二上拉电路，第二运算放大器为主控MCU模块内自身包含的可调增益运算放大器，第二运算放大器的正极输入端分别与第三上拉电阻R282的第一端、第三十电阻R221的第一端和第四二极管D201的正极连接，第四二极管D201的负极分别与第三上拉电阻R282的第二端、第四上拉电阻R292的第一端和第三十一电阻R291的第一端连接，第四上拉电阻R292的第二端接入第二工作电压+5V，第三十一电阻R291的第二端接地，第三十电阻R221的第二端分别与第三十二电阻R231的第一端和第九电容C231的第一端连接，第三十二电阻R231的第二端与采样电阻的第一端连接，第九电容C231的第二端分别与采样电阻的第二端和第三十三电阻R222的第一端连接，第三十三电阻R222的第二端与第二运算放大器的负极输入端连接，经第二运算放大器放大后的电流自主控MCU模块内部传输至其内部可用的ADC转换电路进行ADC转换，从而实现了对相电流的采集。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于铝基板的大功率电动车控制器，其特征在于，包括相互层叠设置的铝基板和第一主板本体，铝基板上设置有三相同步续流模块、多个第一铜柱和多个第二铜柱，每相同步续流模块均包括并联设置的多组功率MOS管，第一主板本体上设置有主控MCU模块、电源模块、用于采集各相同步续流模块输出相电流的电流采样模块、多个PWM驱动模块和多个第三铜柱，主控MCU模块分别与电源模块、电流采样模块和各个PWM驱动模块连接，各个PWM驱动模块与各相同步续流模块经板间连接器一一对应地通信连接，主控MCU模块还用于经端口连接器与外部的各个功能模块连接，电源模块还与电流采集模块和各个PWM驱动模块连接；
各个第一铜柱与各个第三铜柱一一对应连接，各个第三铜柱用于自电源模块取电；
各相同步续流模块自第一铜柱取电；
各个第二铜柱用于将各相同步续流模块输出的相电流一一对应地传输至外部电机的各相线圈；
所述PWM驱动模块包括第一电容、第一NPN管、第一PNP管、第一电阻、第二电阻、第二PNP管和第二NPN管；
所述第一电容的第一端用于自电源模块接入第一工作电压且还与第一PNP管的发射极连接，第一电容的第二端与该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的相电流输出端连接，第一PNP管的集电极与该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的上桥驱动端连接，各组功率MOS管的电源端均用于自电源模块接入第二工作电压，第一PNP管的基极分别与第一电阻的第一端和第一NPN管的集电极连接，第一电阻的第二端用于接入第一工作电压，第一NPN管的基极与主控MCU模块的第一PWM输出端连接，第一NPN管的发射极接地；
所述第二PNP管的发射极用于接入第一工作电压，第二PNP管的集电极与该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的下桥驱动端连接，该PWM驱动模块对应的同步续流模块内各组功率MOS管的接地端连接至参考地端，第二PNP管的基极分别与第二电阻的第一端和第二NPN管的集电极连接，第二电阻的第二端用于接入第一工作电压，第二NPN管的发射极与主控MCU模块的第二PWM输出端连接，第二NPN管的基极接入第二工作电压。
2.根据权利要求1所述的一种基于铝基板的大功率电动车控制器，其特征在于，所述控制器还包括壳体，所述铝基板和第一主板本体安装在所述壳体内，壳体上开设有多个散热沟槽。
3.根据权利要求1所述的一种基于铝基板的大功率电动车控制器，其特征在于，所述同步续流模块还包括第二电容、第三PNP管、第三电阻、第四电阻、第三电容、第四PNP管和第五电阻；
所述第二电容的第一端分别与该同步续流模块内各组功率MOS管的上桥驱动端、第三PNP管的发射极和第一PNP管的集电极连接，第二电容的第二端分别与该同步续流模块内各组功率MOS管的相电流输出端和第三电阻的第一端连接，第二电容的第二端还与第三PNP管的集电极连接，第三PNP管的基极与第一PNP管的集电极连接，第四电阻串联在第三PNP管的集电极和基极之间，第三电阻的第二端连接至参考地端；
所述第三电容的第一端分别与该同步续流模块内各组功率MOS管的下桥驱动端、第四PNP管的发射极和第二PNP管的集电极连接，第三电容的第二端与该同步续流模块内各组功率MOS管的接地端连接，第三电容的第二端还与第四PNP管的集电极连接，第四PNP管的基极与第二PNP管的集电极连接，第五电阻串接在第四PNP管的集电极和基极之间。
4.根据权利要求1所述的一种基于铝基板的大功率电动车控制器，其特征在于，所述第一铜柱和第三铜柱均包括电源铜柱和接地铜柱，各个第一铜柱内的电源铜柱与各个第三铜柱内的电源铜柱一一对应连接，各个第三铜柱内的电源铜柱用于自电源模块取电，各个第一铜柱内的接地铜柱与各个第三铜柱内的接地铜柱一一对应连接，各个第一铜柱内的接地铜柱用于连接至铝基板上具有的参考地端，各个第三铜柱内的接地铜柱用于连接至第一主板本体上具有的参考地端。
5.根据权利要求3所述的一种基于铝基板的大功率电动车控制器，其特征在于，所述同步续流模块内各组功率MOS管的电源端与接地端之间并联设置有多个滤波电容且各个滤波电容设置在铝基板上，所述电源模块内用于输出第二工作电压的输出端与第一主板本体上具有的参考地端之间并联设置有多个退耦电容，且各个退耦电容设置在第一主板本体上。
6.根据权利要求1所述的一种基于铝基板的大功率电动车控制器，其特征在于，所述电流采集模块还用于采集电源模块的母线电流，并将采集到的母线电流发送至主控MCU模块，主控MCU模块用于判断母线电流是否大于预设阈值，若是，则执行过流保护。
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Denomination of invention: A high-power electric vehicle controller based on aluminum substrate Effective date of registration: 20231201 Granted publication date: 20230929 Pledgee: China Construction Bank Corporation Shuangliu Branch Pledgor: CHENGDU JINHUANKE TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980068707 |
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