CN202004718U - 一种电动车用锂电池供电的高效率无传感器无刷电机矢量控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动车用锂电池供电的高效率无传感器无刷电机矢量控制器，包括分别与电机三个相线相连的A相控制电路，B相控制电路和C相控制电路，其特征在于：所述A相控制电路，B相控制电路和C相控制电路结构相同，其结构为：第一一MOSFET管的漏极接至电源VCC，栅极通过第一一二级管、第一一电阻接至第一一三级管的集电极，第一一三级管的基极连接至第一二三级管的集电极。本实用新型电路简单，降低元件坏的几率，成本较低；并且由于该驱动采用的MOS管导通内阻小，相应功耗小，驱动能力和抗干扰能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无刷电机的控制器。
背景技术
在电动车中，采用的是无刷电机。相应的，在无刷电机控制器中，用6个功率 MOSFET管（金属-氧化层-半导体-场效晶体管）组成电子矢量控制器，其结构如图1所示。图中MOSFET管VT1、VT4构成无刷电机A相绕组的桥臂，VT3、VT6 构成无刷电机B相绕组的桥臂，VT5、VT2构成无刷电机C相绕组的桥臂，在任何情况，同一桥臂的上下两管不能同时导通，否则要烧坏管子。6只功率MOSFET管按一定规律顺次导通，就可实现无刷电机A、B、C三相绕组的轮流通电，完成换相要求，电机正常运转。现有的电子换向控制器，通常结构较为复杂，成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单的电动车用锂电池供电的高效率无传感器无刷电机矢量控制器。
为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种电动车用锂电池供电的高效率无传感器无刷电机矢量控制器，包括分别与电机三个相线相连的A相控制电路，B相控制电路和C相控制电路，其特征在于：所述A相控制电路，B相控制电路和C相控制电路结构相同，其结构为：第一一MOSFET管的漏极接至电源VCC，栅极通过第一一二级管、第一一电阻接至第一一三级管的集电极，第一一三级管的基极连接至第一二三级管的集电极，第一二三极管的基极通过第一二电阻连接至上桥臂驱动控制信号CH，发射极通过第一三电阻接地；第一二二级管的阴极连接至第一一三极管的发射极；阳极接15v电源，且第一一三级管的发射极与基极之间还连接有第一四电阻；
第一一有极性电容正极连接第一二二极管的阴极，负极接到电机的相位线，并与第一一MOSFET管的源极相接；
第一一电容与第一二二级管并联后接地；
第一一三级管的发射极连接至第一一MOSFET管的栅极，基极连接至第一一三极管的集电极，集电极连接至第一一有极性电容的负极；第一一三级管的发射极和集电极之间并联有第一二电容；第一一三级管的基极与集电极之间连接有第一五电阻；
第一一三级管的集电极连接至第一二MOSFET管的漏极，第一二MOSFET管的栅极通过第二一电阻连接至第二一三级管的集电极，第二一三级管的发射极连接15V电源，并且第二一三级管的发射极与基极之间还连接有第二二电阻，第二一三级管的基极连接至第二二三级管的集电极，第二二三级管的基极连至5V电源，发射极通过第二三电阻连接至下桥臂驱动控制信号CL；
下桥臂驱动控制信号CL还通过第二四电阻连接至第二三三极管的基极，第二三三极管的发射极接地，集电极连接至第二一MOSFET管的栅极；
第一一MOSFET管的源极与和第一二MOSFET管的源极之间还连接有第二四电阻；
第一二MOSFET管的栅极连接第二一电容后连接第一二MOSFET管的栅极的源极；
所述A相控制电路，B相控制电路和C相控制电路中所有第一二MOSFET管的栅极的源极相连后经电阻R001接地；
所述电源VCC与并联有电容C10和有极性电容E2。
作为进一步的优化，为了检测电流，保证电路安全运行，第一二MOSFET管的栅极还通过电容连接至电流采集检测装置。
本实用新型电路简单，降低元件坏的机率，成本较低；并且由于该驱动采用的MOS管导通内阻小，相应功耗小，驱动能力和抗干扰能力强。
附图说明
图1为现有技术原理图；
图2为本实用新型的电路图；
图3为图2中A的放大图；
图4为图2中B的放大图；
图5为图2中C的放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。
如图2至图5所示，下面以C相控制电路进行详细的说明。
假设电源电压VCC为48V，在电机不动的情况下，所有的MOSFET管关闭，此时第一一有极性电容E10通过第一二二极管D12，第二四电阻R69充电至接近13.5V,当上桥臂驱动控制信号CH为高电平信号时，第一二三级管Q16导通带动第一三三极管Q14导通，这样13.5V电压就会经第一一二极管D15、第一一电阻R55加到第一一MOSFET管V5的栅极使其导通，而第一一MOSFET管V5导通使电源电压加至负载，第一一MOSFET管V5的源极电压会升高至48V，而此时由于第一一有极性电容E10充满电，第一一有极性电容E10上的电压仍然是13.5V，所以可以维持第一一MOSFET管V5的导通并使第一一MOSFET管V5栅极的电压始终保持高于VCC。
这时如果上桥臂驱动控制信号CH一直维持低电平的话，在第一二电容C34和第一一MOSFET管V5本身GS间电容充饱电之后，第一一有极性电容E10上的储存的电荷主要通过第一三三级管Q14的BE结，第一四电阻R59到第一二三极管Q16放电（由于此时第一二二极管D12处于正偏状态，所以第一一三极管Q15的BE结反偏而截止，因此三极管Q15并不参与放电），如果第一一极性电容E10足够大，那么可以在相当长的一段时间内保证第一一MOSFET管V5的驱动电压在合理的范围内。第一三电阻R63放在第一二三极管Q16的发射极上组成一个近似恒流的驱动电路，用以保证在有第一一极性电容E10正极电压升得很高时，通过第一二三极管Q16的放电电流不致过大而导致电容很快放完。
当上桥臂驱动控制信号CH为低电平时，第一三三极管Q14迅速关闭，第一一三极管Q15开始导通，将电容第一二C34和第一一MOSFET管V5的栅极本身积累的电荷迅速泄放，第一一MOSFET管V5被关闭，而此时由于另两组中的一组的下桥维持在导通状态，第一一有极性电容E10就会通过电机绕组和该下桥迅速充电补充电能，为下一个周期做准备。
下桥臂驱动控制信号CL为高时第二二三极管Q19导通控制第二一三极管Q17导通，15V电压经第二一电阻R66加到第一二MOSFET管V6的栅极，第一二MOSFET管V6导通。第二三三极管Q18起到快速关断第一二MOSFET管V6的作用。
上桥导通时，由于下桥漏极的电压急剧升高，这种电压变化会通过下桥的密勒电容传递给下桥的栅极，把上桥导通时下桥漏极电压升高的速度以Δv/Δt 表示，当Δv/Δt 足够大时，传递给下桥栅极的电荷便会积蓄到足以使下桥导通的地步，这样就会导致上下桥直接将电源短路，加上阻容延时，并且第一二电容C34、第二一电容C40还可吸收部分冲击电压。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种电动车用锂电池供电的高效率无传感器无刷电机矢量控制器，包括分别与电机三个相线相连的A相控制电路，B相控制电路和C相控制电路，其特征在于：所述A相控制电路，B相控制电路和C相控制电路结构相同，其结构为：第一一MOSFET管的漏极接至电源VCC，栅极通过第一一二级管、第一一电阻接至第一一三级管的集电极，第一一三级管的基极连接至第一二三级管的集电极，第一二三极管的基极通过第一二电阻连接至上桥臂驱动控制信号CH，发射极通过第一三电阻接地；第一二二级管的阴极连接至第一一三极管的发射极；阳极接15v电源，且第一一三级管的发射极与基极之间还连接有第一四电阻；
第一一有极性电容正极连接第一二二极管的阴极，负极接到电机的相位线，并与第一一MOSFET管的源极相接；
第一一电容与第一二二级管并联后接地；
第一一三级管的发射极连接至第一一MOSFET管的栅极，基极连接至第一一三极管的集电极，集电极连接至第一一有极性电容的负极；第一一三级管的发射极和集电极之间并联有第一二电容；第一一三级管的基极与集电极之间连接有第一五电阻；
第一一三级管的集电极连接至第一二MOSFET管的漏极，第一二MOSFET管的栅极通过第二一电阻连接至第二一三级管的集电极，第二一三级管的发射极连接15V电源，并且第二一三级管的发射极与基极之间还连接有第二二电阻，第二一三级管的基极连接至第二二三级管的集电极，第二二三级管的基极连至5V电源，发射极通过第二三电阻连接至下桥臂驱动控制信号CL；
下桥臂驱动控制信号CL还通过第二四电阻连接至第二三三极管的基极，第二三三极管的发射极接地，集电极连接至第二一MOSFET管的栅极；
第一一MOSFET管的源极与和第一二MOSFET管的源极之间还连接有第二四电阻；
第一二MOSFET管的栅极连接第二一电容后连接第一二MOSFET管的栅极的源极；
所述A相控制电路，B相控制电路和C相控制电路中所有第一二MOSFET管的栅极的源极相连后经电阻R001接地；
所述电源VCC与并联有电容C10和有极性电容E2。
2.如权利要求1所述的一种电动车用锂电池供电的高效率无传感器无刷电机矢量控制器，其特征在于：第一二MOSFET管的栅极还通过电容连接至电流采集检测装置。
Priority Applications (1)
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| CN2011201418967U CN202004718U (zh) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | 一种电动车用锂电池供电的高效率无传感器无刷电机矢量控制器 |
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|---|---|---|---|---|
| CN105763108A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-07-13 | 江苏科技大学 | 一种无刷直流电机mos管驱动电路 |
| CN112693410A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-04-23 | 成都金洹科科技有限公司 | 一种机动车控制器的控制电路 |
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| CN112693410A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-04-23 | 成都金洹科科技有限公司 | 一种机动车控制器的控制电路 |
| CN112693410B (zh) * | 2021-02-02 | 2023-07-04 | 成都金洹科科技有限公司 | 一种机动车控制器的控制电路 |
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