CN201994901U - 电动车电气驱动控制器 - Google Patents
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Abstract
电动车电气驱动控制器涉及电动车，尤其是电动车电气驱动控制器。该电动车电气驱动控制器包括外接蓄电池组、预充电电路、电气驱动控制器殻体、宽范围DC-DC变换电源充电电路、主控制芯片A、B、驱动电路、永磁无刷直流电机、霍尔传感器、插接头、过压保护电路、欠压保护电路、异常故障显示、过温保护电路、限流保护电路，采用宽范围DC-DC变换电源给电路芯片供电，在给功率MOS管供电前加预充电电路，配上两个主控制芯片，以及完善的保护电路，还增加了电子锁、电子刹车、电机初始力矩及电机定位时间可调功能。电路简单、价格经济、稳定性好、可靠性高、功能齐全、故障率低、抗干扰性强。可广泛推广运用于纯电动小轿车、电动公交车、专用电动车。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动车，尤其是电动车的电气驱动控制器。
背景技术
国内现有电动车的电气驱动控制器有采用单片机、DSP、嵌入式等软硬件设计，成本较高，并且软件的运行需要时间，处理速度不如硬件快，要使软件跟得上电机控制的需要，就必须要求软件在最短的时间内能够正确处理各种复杂动作，这就涉及到对外信号的采样时机，采样频率，信号的内部处理判断，以及处理结果的输出，还有一些抗干扰措施、温度特性等，这些都大大地增加了开发的工作量及难度；市场上部分电动车电气驱动控制器采用专用控制芯片MC33035, 因设计的保护电路不够完善，导致烧坏功率MOS管的情况经常发生，而芯片供电电压又采用开关电源电路设计，体积大、电路复杂。
根据检索，国内尚未有与本实用新型相同的专利申请。
发明内容
针对上述存在的不足，本实用新型提供一种純硬件电路设计、采用宽范围DC-DC变换电源给电路芯片供电，在给MOS管供电前加预充电电路，配上两个主控制芯片，再加上完善的保护电路，作成电路简单、价格经济、保护电路完善、功能齐全、故障率低的电动车电气驱动控制器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：如图1、图2所示，该电动车电气驱动控制器包括外接蓄电池组(1)、预充电电路(2)、电动车电气驱动控制器殻体、宽范围DC-DC变换电源充电电路(4)、主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)、驱动电路(7)、永磁无刷直流电机三相绕组(8)、霍尔传感器(9)、插接头(10)、过压保护电路(11) 、欠压保护电路(12)、异常故障显示(13)、过温保护电路(14)、限流保护电路(15)，所述的外接蓄电池组(1) 可通过外接48V、60V、72V蓄电池组给控制器供电；所述的预充电电路(2)是为了避免在接通电源的瞬间电路会产生极大的电流而损坏电路和器件，预先通过预充电电路(2)给电容以小电流充电一段时间，再接通主电路，该预充电电路(2)包括555定时器、控制电路继电器、主电路接触器；所述的宽范围DC-DC变换电源充电电路(4)给主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)供电，由单路电源输入，由多路输出给各控制芯片供电，其中一路反馈输入至555定时器，通过设定预充电时间接通主电路；所述的霍尔传感器 (9)是位置传感器，包括霍尔元件和霍尔信号插接头，其中霍尔元件固定装在永磁无刷直流电机转轴的尾端，由霍尔元件检测出转子三相位置信号，通过霍尔信号插接头将信号送入插接头(10)；所述的插接头(10)是电机转子位置检测信号及控制器外部检测信号连接的插接头，将侦测到电机转子三相位置讯号迅速传给主控制芯片B(6)的第7、第8、第9引脚，根据三相六步转换真值表对应电机相位，达到准确换相而正常运转，若霍尔元件损坏而导致因传信号错误，则使电机停止运转以保护电机，插接头(10)的信号线还包括控制器外部正反转信号接入至主控制芯片B(6) 的第11引脚，刹车控制信号Brake1 接入至主控制芯片A(5)的第8引脚，当主控制芯片A(5)的 第8引脚输入高电平时则进入刹车模式，辅助Brake2接至主控制芯片A(5)的第10引脚，可通过外接可变电阻输入选择电子刹车力道，电子锁信号接至主控制芯片A(5)的第5引脚，当主控制芯片A(5)的第5引脚输入高电平时则进入电子锁模式，脚踏调速信号由主控制芯片B(6)第14引脚输入，主控制芯片A(5)通过第3引脚输出PWM讯号经主控制芯片B(6)的第4引脚位控制永磁无刷直流电机刹车、电子锁、过压、欠压、过温保护功能启动模式及异常故障显示；所述的过压保护电路(11) 、欠压保护电路(12)、过温保护电路(14)都是由电阻、电容、三极管组成，分别与主控制芯片A(5)的第1、第7、第6引脚连接，通过设定的过压值、欠压值、过温值分别计算求出相应元件参数，其中当侦测过压保护主控制芯片A(5)的第1引脚持续输入低电平时，则进入过压保护，当侦测欠压保护主控制芯片A(5)的第7引脚持续输入高电平时，则进入欠压保护，当侦测到过温保护主控制芯片A(5)的第6引脚持续输入高电平时，则进入过温保护；所述的限流保护电路(15)主要包括电阻、可变电位器、运算放大器、电容，与主控制芯片B(6) 的第3引脚相连，由外部硬件设定过电流值，当侦测电流顶到限电流设定点时，则进入限流保护；所述的异常故障显示(13)与主控制芯片A(5)的第4引脚连接，故障信号通过主控制芯片A(5)的第4引脚输出显示，故障状态解除后自行解除保护；电机初始转动力矩、定位时间都可以分别通过外接可变电位器设定输入值反馈至主控制芯片B(6) 的第12、第13引脚，由芯片内运算达到定位设定、初始能量设定功能；所述的主控制芯片B(6) 通过六路输出高低端驱动信号与驱动电路(7)相连，驱动电路(7)与永磁无刷直流电机三相绕组(8) 相连，主控制芯片B(6)输出的脉宽调制信号用来控制功率器件的导通和截止，从而改变加在永磁无刷直流电机三相绕组(8)上的平均电压和电流，达到控制电机转速的目的；本电动车电气驱动控制器除了外接蓄电池组(1)、永磁无刷直流电机、霍尔传感器(9)外，其余的元器件都装在电动车电气驱动控制器殻体内。
本实用新型的有益效果是：采用宽范围DC-DC变换电源给电路芯片供电，在给功率MOS管供电前加预充电电路，配上两个主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)、，再加上完善的保护电路，使得本实用新型电路简单、价格经济、稳定性好、可靠性高、、功能齐全、故障率低、抗干扰性强。可广泛推广运用于純电动小轿车、电动公交车、专用电动车。
附图说明
图1是本实用新型电路结构方框图。
图2是本实用新型电路原理图。
具体实施方式
利用附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型电动车电气驱动控制器除了外接蓄电池组(1)、永磁无刷直流电机、霍尔传感器(9)外，其余的元器件都装在电动车电气驱动控制器殻体内，将插接头(10)的5根信号线与霍尔传感器(9)的霍尔信号插接头相连，控制器的电源输入与外接蓄电池组(1) 相连，控制器的电源输出由驱动电路(7)与永磁无刷直流电机三相绕组(8) 相连。
为了避免在接通电源的瞬间电路会产生极大的电流而损坏电路和器件，预先通过预充电电路(2)给电容以小电流充电一段时间，再接通主电路，由宽范围DC-DC变换电源充电电路(4)给主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)供电、由霍尔传感器(9)的霍尔元件检测出转子三相位置信号，通过霍尔信号插接头将信号送入插接头(10)，将侦测到电机转子三相位置讯号迅速传给主控制芯片B(6)，根据三相六步转换真值表对应电机相位，达到准确换相而正常运转。
主控制芯片A(5)通过第3引脚输出PWM讯号经主控制芯片B(6)的第4引脚位控制永磁无刷直流电机刹车、电子锁、过压、欠压、过温保护功能启动模式及异常故障显示；由外部硬件设定过电流值，当侦测电流顶到限电流设定点时，则进入限流保护状态；电机初始转动力矩、定位时间都是可调整的；主控制芯片B(6)六路输出高低端驱动信号与驱动电路(7)相连，驱动电路(7)与永磁无刷直流电机三相绕组(8) 相连，主控制芯片B(6)输出的脉宽调制信号用来控制功率器件的导通和截止，从而改变加在永磁无刷直流电机三相绕组(8)上的平均电压和电流，达到控制电机转速的目的。
Claims (1)
1.电动车电气驱动控制器，其特征在于：该电动车电气驱动控制器包括外接蓄电池组(1)、预充电电路(2)、电动车电气驱动控制器殻体、宽范围DC-DC变换电源充电电路(4)、主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)、驱动电路(7)、永磁无刷直流电机三相绕组(8)、霍尔传感器(9)、插接头(10)、过压保护电路(11) 、欠压保护电路(12)、异常故障显示(13)、过温保护电路(14)、限流保护电路(15)，所述的外接蓄电池组(1) 可通过外接48V、60V、72V蓄电池组给控制器供电；所述的预充电电路(2)是为了避免在接通电源的瞬间电路会产生极大的电流而损坏电路和器件，预先通过预充电电路(2)给电容以小电流充电一段时间，再接通主电路，该预充电电路(2)包括555定时器、控制电路继电器、主电路接触器；所述的宽范围DC-DC变换电源充电电路(4)给主控制芯片A(5)、主控制芯片B(6)供电，由单路电源输入，由多路输出给各控制芯片供电，其中一路反馈输入至555定时器，通过设定预充电时间接通主电路；所述的霍尔传感器 (9)是位置传感器，包括霍尔元件和霍尔信号插接头，其中霍尔元件固定装在永磁无刷直流电机转轴的尾端，由霍尔元件检测出转子三相位置信号，通过霍尔信号插接头将信号送入插接头(10)；所述的插接头(10)是电机转子位置检测信号及控制器外部检测信号连接的插接头，将侦测到电机转子三相位置讯号迅速传给主控制芯片B(6)的的第7、第8、第9引脚，根据三相六步转换真值表对应电机相位，达到准确换相而正常运转，若霍尔元件损坏而导致因传信号错误，则使电机停止运转以保护电机，插接头(10)的信号线还包括控制器外部正反转信号接入至主控制芯片B(6) 的第11引脚，刹车控制信号Brake1 接入至主控制芯片A(5)的第8引脚，当主控制芯片A(5)的 第8引脚输入高电平时则进入刹车模式，辅助Brake2接至主控制芯片A(5)的第10引脚，可通过外接可变电阻输入选择电子刹车力道，电子锁信号接至主控制芯片A(5)的第5引脚，当主控制芯片A(5)的第5引脚输入高电平时则进入电子锁模式，脚踏调速信号由主控制芯片B(6)第14引脚输入，主控制芯片A(5)通过第3引脚输出PWM讯号经主控制芯片B(6)的第4引脚位控制永磁无刷直流电机刹车、电子锁、过压、欠压、过温保护功能启动模式及异常故障显示；所述的过压保护电路(11) 、欠压保护电路(12)、过温保护电路(14)都是由电阻、电容、三极管组成，分别与主控制芯片A(5)的第1、第7、第6引脚连接，通过设定的过压值、欠压值、过温值分别计算求出相应元件参数，其中当侦测过压保护主控制芯片A(5)的第1引脚持续输入低电平时，则进入过压保护，当侦测欠压保护主控制芯片A(5)的第7引脚持续输入高电平时，则进入欠压保护，当侦测到过温保护主控制芯片A(5)的第6引脚持续输入高电平时，则进入过温保护；所述的限流保护电路(15)主要包括电阻、可变电位器、运算放大器、电容，与主控制芯片B(6) 的第3引脚相连，由外部硬件设定过电流值，当侦测电流顶到限电流设定点时，则进入限流保护；所述的异常故障显示(13)与主控制芯片A(5)的(5)- 第4引脚连接，故障信号通过主控制芯片A(5)的第4引脚输出显示，故障状态解除后自行解除保护；电机初始转动力矩、定位时间都可以分别通过外接可变电位器设定输入值反馈至主控制芯片B(6) 的第12、第13引脚，由芯片内运算达到定位设定、初始能量设定功能；所述的主控制芯片B(6) 通过六路输出高低端驱动信号与驱动电路(7)相连，驱动电路(7)与永磁无刷直流电机三相绕组(8) 相连，主控制芯片B(6)输出的脉宽调制信号用来控制功率器件的导通和截止，从而改变加在永磁无刷直流电机三相绕组(8)上的平均电压和电流，达到控制电机转速的目的；本电动车电气驱动控制器除了外接蓄电池组(1)、永磁无刷直流电机、霍尔传感器(9)外，其余的元器件都装在电动车电气驱动控制器殻体内。
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| CN108649741A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-10-12 | 宁波大叶园林工业有限公司 | 智能型自走喷洒器 |
| CN113452307A (zh) * | 2020-03-27 | 2021-09-28 | 宏碁股份有限公司 | 用于脚位连接的自动修正方法以及马达驱动装置 |
| CN114488992A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-05-13 | 徐工汉云技术股份有限公司 | 一种基于监督机器学习的电动车控制器适配多车型的方法 |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20110928 Termination date: 20180107 |
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