CN203104349U

CN203104349U - 有刷电机控制器及电动车

Info

Publication number: CN203104349U
Application number: CN2013200318725U
Authority: CN
Inventors: 温瑭玮; 陈清付; 高强
Original assignee: Guangdong Gobao Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Gobao Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2023-01-21

Abstract

本实用新型适用于电动车的电机控制器领域，提供了一种有刷电机控制器，其包括用于处理信号数据并发放指令的主控制构件、用于接收外部信号信息并转换输送至所述主控制构件上的前处理模块和用于接收所述主控制构件指令信息以控制有刷电机运转的驱动电路，所述驱动电路包括串联连接的第一MOS管和第二MOS管。其采用两个MOS管串联的方式控制驱动电路的通断，有效防止了由于有刷电机一直失控运转而导致事故的发生，提高了有刷电机运行的安全可靠性。本实用新型还提供了电动车，其包括驱动机构和上述的有刷电机控制器，驱动机构包括有刷电机，其由于采用了上述的有刷电机控制器，从而提高了电动车运行中的安全可靠性。

Description

有刷电机控制器及电动车

技术领域

本实用新型属于电动车的电机控制器领域，尤其涉及一种有刷电机控制器及具有该有刷电机控制器的电动车。

背景技术

电动车作为一种常用交通工具，其性能随着电池技术的发展在不断完善。同时，随着人们生活水平的不断提高，人们的环保意识和健康意识也在日益加强，而由于电动车与机动车相比，具有节能、环保、成本低的优势，故，电动车得到了广大人们的欢迎，并逐渐成为人们日常生活中的一部分，如电动滑板车便是电动车中比较受欢迎的休闲代步及健身的工具。

现有技术的电动滑板车一般包括有刷电机和有刷电机控制器，其有刷电机控制器大多采用单继电器控制驱动电路的通断以控制电机的运转，这样，一旦继电器发生故障，如发生触点粘连时易造成有刷电机的失控，从而容易导致安全事故的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了有刷电机控制器及具有该有刷电机控制器的电动车，其旨在解决现有技术中有刷电机容易失控的问题。

本实用新型是这样实现的：一种有刷电机控制器，包括用于处理信号数据并发放指令的主控制构件、用于接收外部信号信息并转换输送至所述主控制构件上的前处理模块和用于接收所述主控制构件指令信息以控制有刷电机运转的驱动电路，所述驱动电路包括串联连接的第一MOS管和第二MOS管。

进一步地，还包括分别用于控制所述第一MOS管和所述第二MOS管开关速度的第一驱动放大电路和第二驱动放大电路，所述驱动电路的一端连接所述有刷电机的负极，另一端连接地线；所述第一MOS管和所述第二MOS管串接于所述有刷电机负极与所述地线的连线之间，且所述第一MOS管和所述第二MOS管分别通过所述第一驱动放大电路和所述第二驱动放大电路连接所述主控制构件。

具体地，所述第一MOS管的漏极连接所述有刷电机的负极，所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的漏极，所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极分别通过所述第一驱动放大电路和所述第二驱动放大电路连接所述主控制构件，所述第二MOS管的源极连接所述地线。

进一步地，还包括用于实时检测所述有刷电机电流信号的限流取样电路和取流电阻，所述取流电阻串接于所述驱动电路上。

优选地，所述主控制构件为单片机。

具体地，所述驱动电路还包括至少一个与所述第一MOS管及所述第二MOS管串联连接的第三MOS管。

本实用新型提供的有刷电机控制器，其采用两个MOS管串联的方式控制驱动电路的通断，以有效控制有刷电机的运转。具体工作过程中，当其中一个MOS管发生故障时，可通过断开另一个MOS管以断开驱动电路，这样，可停止有刷电机的运转，从而有效防止了由于有刷电机一直失控运转而导致事故的发生，提高了有刷电机运行的安全可靠性。其有效消除了现有技术中采用单个继电器控制驱动电路通断的方式中因开关器件的损坏而造成的安全隐患，提高了产品的安全可靠性，且由于MOS管与继电器相比具有成本低、开关速度快、更易实现精细控制等优势，这样，大大提高了产品的性比价。

本实用新型还提供了一种电动车，其包括驱动机构和控制模块，所述驱动机构包括有刷电机，所述控制模块为上述的有刷电机控制器，所述有刷电机控制器连接所述有刷电机。

进一步地，所述驱动机构还包括刹把、转把和电池，所述前处理模块对应包括用于接收所述刹把信号并经转换后输送至所述主控制构件上的刹把输入电路、用于接收所述转把信号并经转换后输送至所述主控制构件上的转把输入电路和用于接收所述电池信号并经转换后输送至所述主控制构件上的欠压保护电路。

更进一步地，所述驱动机构还包括充电器，所述前处理模块还包括用于接收所述充电器信号并经转换后输送至所述主控制构件上的充电状态检测电路。

本实用新型提供的电动车，由于采用了上述的有刷电机控制器，从而提高了电动车的有刷电机的控制可靠性，提高了电动车运行中的安全可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的有刷电机控制器的驱动电路示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电动车的控制系统图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的有刷电机控制器1，包括用于处理信号数据并发放指令的主控制构件11、用于接收外部信号信息并转换输送至主控制构件11上的前处理模块12和用于接收主控制构件11信号信息以控制有刷电机21运转的驱动电路13，驱动电路13包括串联连接的第一MOS管（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）131和第二MOS管132。其具体工作时，通过前处理模块12接收外部信号信息并将接受到的信号信息转换为与主控制构件11相符的信号输送至主控制构件11上，然后经主控制构件11进行数据处理后，向驱动电路13发送相关指令，驱动电路13根据接收到主控制构件11发送的指令信息，进行控制有刷电机21的运转。其通过串接的第一MOS管131和第二MOS管132控制驱动电路13的通断，这样，当其中一个MOS管发生故障被击穿时，可通过断开另一个MOS管以断开驱动电路13，从而可有效停止电机21的驱动，进而有效防止有刷电机21的失控高速运转，避免了不必要事故的发生，提高了产品的安全可靠性。

具体地，如图2所示，驱动电路13的一端连接有刷电机21的负极，另一端连接地线16，两MOS管串接于有刷电机21负极与地线16的连线之间，且第一MOS管131和第二MOS管132分别通过第一驱动放大电路17和第二驱动放大电路18连接主控制构件11。第一驱动放大电路17和第二驱动放大电路18主要用于分别控制第一MOS管131和第二MOS管132的开关速度，具体地，主控制构件11发出指令信号分别经过第一驱动放大电路17和第二驱动放大电路18输送至第一MOS管131和第二MOS管132上，以控制第一MOS管131和第二MOS管132的开关速度，从而有效控制有刷电机21的转速。

更具体地，如图2所示，第一MOS管的漏极a1连接有刷电机21的负极，第一MOS管的源极b1连接第二MOS管的漏极a2，第一MOS管的栅极c1和第二MOS管的栅极c2分别通过第一驱动放大电路17和第二驱动放大电路18连接主控制构件11，第二MOS管的源极b2连接地线16。驱动过程中，第一MOS管的栅极c1和第二MOS管的栅极c2分别用于将主控制构件11发送的指令输送至第一MOS管131和第二MOS管132上，以导通第一MOS管131和第二MOS管132，从而导通驱动电路13，这样，可达到驱动电机21运转的目的。

进一步地，如图1和图2所示，本实用新型实施例还包括用于实时检测有刷电机21电流信号的限流取样电路14和取流电阻15，取流电阻15串接于驱动电路13上，限流取样电路14旁接驱动电路13。具体地，驱动电路13串接于有刷电机21负极与地线16的连线之间，而我们知道，串联电路具有处处电流相等的性质，故，取流电阻15在驱动电路13上的位置具有任意性，取流电阻15在驱动电路13上的连接点也具有任意性。作为本实用新型的一较优实施例，取流电阻15串接于第二MOS管的源极b2与地线16的连线之间，限流取样电路14的旁接第二MOS管的源极b2与地线16的连线。限流取样电路14通过实时检测有刷电机21的电流信号并将其检测到的电流信号反馈至主控制构件11上，以达到实时控制有刷电机21运行状态的目的。具体地，当限流取样电路14检测到的电流值超过设定值时，主控制构件11可控制驱动PWM（脉冲宽度调制）值并使其降低，以使电流值控制在设定范围内；而若主控制构件11在实施降低驱动PWM值后，限流取样电路14检测到的电流值没有降低，即电流值不受控制，这样，便可判定第一MOS管131或第二MOS管132已损坏（如已被击穿），此时，可立即停止向第一MOS管131和第二MOS管132发送指令信号；可以理解地，没有指令信号的驱动，已损坏的一个MOS管仍处于导通状态，而没有损坏的另一个MOS管将处于断开状态，同时，由于第一MOS管131和第二MOS管132以串接方式连接于驱动电路13上，这样，只要有一个MOS管处于断开状态，整个驱动电路13均处于断开状态，从而达到停止驱动有刷电机21的目的，进而有效防止因有刷电机21不受控制的高速运转而引起事故的发生。

优选地，主控制构件11为单片机，单片机具有体积小、反应速度快、控制精度高等优点，这样，可减小有刷电机控制器1的体积，并提高其响应速度和控制精确度。

进一步地，驱动电路13还包括至少一个与第一MOS管131及第二MOS管132串联连接的第三MOS管（图中未示出），每个第三MOS管对应通过一个第三驱动放大电路（图中未示出）连接主控制构件11，具体应用中，可通过合理设置驱动电路13的设定工作电流范围，以在其中一个MOS管被击穿后，驱动电路13上的电流仍处于设定工作电流范围内，这样，可延长有刷电机控制器1的整体使用寿命，减少维修频率。具体应用中，第三MOS管的数量可根据具体情况进行设计。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的电动车，包括驱动机构2和控制模块，驱动机构包括有刷电机21，控制模块为上述的有刷电机控制器1，有刷电机21连接有刷电机控制器1。其由于采用上述的有刷电机控制器1，故，可提高其有刷电机21运行的安全可靠性，从而有效避免了由于有刷电机21失控造成不必要的交通事故。

具体地，如图1所示，驱动机构2还包括刹把22、转把23、电池24和充电器25，前处理模块12对应包括用于接收刹把22信号并经转换后输送至主控制构件11上的刹把输入电路121、用于接收转把23信号并经转换后输送至主控制构件11上的转把输入电路122、用于接收电池24信号并经转换后输送至主控制构件11上的欠压保护电路123、用于接收充电器25信号并经转换后输送至主控制构件11上的充电检测电路124。具体地，刹把22通过刹把输入电路121连接主控制构件11，转把23通过转把输入电路122连接主控制构件11，电池24通过欠压保护电路123连接主控制构件11，充电器25通过充电状态电路连接主控制构件11。可以理解地，刹把22主要用于控制电动车的制动，即控制有刷电机21的制动；转把23主要用于控制电动车的转速，即控制有刷电机21的转速；电池24为电动车的驱动能源；充电器25用于对电池24进行充电。具体应用中，通过控制刹把22，可把制动信号从刹把输入电路121传送至主控制构件11上，主控制构件11通过分析处理，并向驱动电路13发出制动信号，从而达到停止有刷电机21运行的目的，进而停止电动车的运行。通过控制转把23，可把转速信号从转把输入电路122传送至主控制构件11上，主控制构件11通过分析处理，并向驱动电路13发出转速信号，从而达到调节有刷电机21转速的目的，进而可有效控制电动车的运行速度。当电池24电量不足时，电池24通过欠压保护电路123将相关电量信号输送至主控制构件11上，从而由主控制构件11向驱动电路13发送相关指令以停止驱动有刷电机21的运转。我们知道，电池24电量不足时，可通过充电器25及时充电，这样，一方面可达到向电动车提供充足能源的目的，一方面可实现电池24的反复使用，以达到合理利用资源的目的。通过充电状态检测电路124的实时检测可以及时向使用者提供相关充电状态信息，如电池24是否处于充电状态、电池24的电量是否已充满等，这样，可提高产品的使用舒适性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种有刷电机控制器，包括用于处理信号数据并发放指令的主控制构件、用于接收外部信号信息并转换输送至所述主控制构件上的前处理模块和用于接收所述主控制构件指令信息以控制有刷电机运转的驱动电路，其特征在于：所述驱动电路包括串联连接的第一MOS管和第二MOS管。

2.如权利要求1所述的有刷电机控制器，其特征在于：还包括分别用于控制所述第一MOS管和所述第二MOS管开关速度的第一驱动放大电路和第二驱动放大电路，所述驱动电路的一端连接所述有刷电机的负极，另一端连接地线；所述第一MOS管和所述第二MOS管串接于所述有刷电机负极与所述地线的连线之间，且所述第一MOS管和所述第二MOS管分别通过所述第一驱动放大电路和所述第二驱动放大电路连接所述主控制构件。

3.如权利要求2所述的有刷电机控制器，其特征在于：所述第一MOS管的漏极连接所述有刷电机的负极，所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的漏极，所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极分别通过所述第一驱动放大电路和所述第二驱动放大电路连接所述主控制构件，所述第二MOS管的源极连接所述地线。

4.如权利要求2所述的有刷电机控制器，其特征在于：还包括用于实时检测所述有刷电机电流信号的限流取样电路和取流电阻，所述取流电阻串接于所述驱动电路上。

5.如权利要求1至4任一项所述的有刷电机控制器，其特征在于：所述主控制构件为单片机。

6.如权利要求1所述的有刷电机控制器，其特征在于：所述驱动电路还包括至少一个与所述第一MOS管及所述第二MOS管串联连接的第三MOS管。

7.一种电动车，包括驱动机构和控制模块，所述驱动机构包括有刷电机，其特征在于：所述控制模块为如权利要求1至6任一项所述的有刷电机控制器，所述有刷电机控制器连接所述有刷电机。

8.如权利要求7所述的电动车，其特征在于：所述驱动机构还包括刹把、转把和电池，所述前处理模块对应包括用于接收所述刹把信号并经转换后输送至所述主控制构件上的刹把输入电路、用于接收所述转把信号并经转换后输送至所述主控制构件上的转把输入电路和用于接收所述电池信号并经转换后输送至所述主控制构件上的欠压保护电路。

9.如权利要求8所述的电动车，其特征在于：所述驱动机构还包括充电器，所述前处理模块还包括用于接收所述充电器信号并经转换后输送至所述主控制构件上的充电状态检测电路。