無刷電機(jī)控制器

電動(dòng)車無刷控制器主要由單片機(jī)主控電路、功率管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、電子換向器、霍爾信號(hào)檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)把信號(hào)電路、欠電檢測(cè)電路、限流/過流檢測(cè)電路、剎車信號(hào)電路、限速電路、電源電路等部分組成，其原理框圖如圖1所示，下面介紹主要電路的工作原理。

1. 電子換向器

無刷電機(jī)與有刷電機(jī)的根本區(qū)別就在于無刷電機(jī)用電子換向器代替了有刷電機(jī)的機(jī)械換向器，因而控制方法也就大不相同，復(fù)雜程度明顯提高。在無刷電機(jī)控制器中，用6個(gè)功率 MOSFET管組成電子換向器，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中MOSFET管VT1、VT4構(gòu)成無刷電機(jī)A相繞組的橋臂，VT3、VT6 構(gòu)成無刷電機(jī)B相繞組的橋臂，VT5、 VT2構(gòu)成無刷電機(jī)C相繞組的橋臂，在任何情況，同一橋臂的上下兩管不能 同時(shí)導(dǎo)通，否則要燒壞管子。

6只功率MOSFET管按一定要求順次導(dǎo)通，就可實(shí)現(xiàn)無刷電機(jī)A、B、C三相繞組的輪流通電，完成換相要求，電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在電動(dòng)車無刷電機(jī)控制器中，這 6只功率管有二二通電方式和三三通電方式的運(yùn)用，二二通電方式即每一瞬間有兩只功率管同時(shí)通電，三三通電方式即每一瞬間有三只功率管同時(shí)通電。對(duì)于二二通電方式，功率管須按 VT1、VT2;VT2、VT3;VT3、VT4; VT4、VT5;VT5、VT6;VT6、VT1; VT1、VT2??的通電順序，電機(jī)才能 正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于三三通電方式，功率管須按VT1、VT2、VT3;VT2、VT3、 VT4;VT3、VT4、VT5;VT4、VT5、 VT6;VT5、VT6、VT1;VT6、 VT1、 VT2;VT1、VT2 、VT3??的次序通 電，電機(jī)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2. 功率管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路

功率管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路用來驅(qū)動(dòng) 電子換向器的 6 個(gè) MOSFET管，由于6 個(gè)MOSFET管組成了 3個(gè)相同的橋臂， 對(duì)這3個(gè)相同的橋臂 的驅(qū)動(dòng)電路是相同的，因而功率管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路是由3組相同結(jié)構(gòu)的電路組成，圖3所示的是一典型的功率管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)于一無刷控制器，有3個(gè)這樣的電路，分別驅(qū)動(dòng)3個(gè)橋臂。

3. 單片機(jī)主控電路

單片機(jī)主控電路是無刷電機(jī)控制器的核心部分，電機(jī)的霍爾信號(hào)、轉(zhuǎn)把信號(hào)、過流檢測(cè)信號(hào)、剎車信號(hào)等都直接輸入給單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行處理，并由單片機(jī)輸出電子換向器三個(gè)橋臂的前級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，因而單片機(jī)主控電路是無刷電機(jī)控制器的心臟部分。單片機(jī)PIC16F72是目前電動(dòng)車無刷電機(jī)控制器的主流控制芯片，圖4所示的是用PIC16F72構(gòu)成的無刷控制器的典型應(yīng)用電路，它包括了無刷電機(jī)控制器的各主要輸入、輸出信號(hào)，如圖 4中的SPSIG端信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過電阻R69和R68組成的網(wǎng)絡(luò)送入單片機(jī)的第5腳，單片機(jī)根據(jù)該腳的電壓信號(hào)變化，決定輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈寬，從而決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。目前市面上電動(dòng)車的轉(zhuǎn)把輸出信號(hào)電壓一般在1~4.2V，

它內(nèi)部是由一個(gè)線性霍爾元件和一個(gè)磁 體組成，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)把、磁體移動(dòng)，霍爾元 件感應(yīng)變化的磁場(chǎng)而輸出變化的電壓。