無刷電機控制器

可進行簡單的變速控制所有重要電流均由一個單獨的外接電阻器決定，設置比較簡單電機起動和停止可以利用電路的電源完成起動定時序列由兩個電容器完成可獨立運行控制功能，且外圍電路簡單採用了新的反電勢換向技術，能提供最小的無抖動轉矩可進行最大效率的控制具有換向PLC,可有效抑制PWM尖峰雜訊信號

電動車無刷控制器主要由單片機 主控電路、功率管前級驅動電路、電子換向器、霍爾信號檢測電路、轉把 信號電路、欠電檢測電路、限流/過流檢測電路、剎車信號電路、限速電路、電源電路等部分組成，其原理框圖如圖所示。

1. 電子換向器無刷電機與有刷電機的根本區 別就在於無刷電機用電子換向器代替 了有刷電機的機械換向器，因而控制 方法也就大不相同，複雜程度明顯提 高。在無刷 電機控制器中，用 6 個功率 MOSFET 管組成電子換向器，其結構如 圖 2 所示。圖中 MOSFET 管 VT1、VT4 構 成無刷電機 A 相繞組的橋臂，VT3、VT6 構成無刷電機 B 相繞組 的橋臂，VT5、 VT2 構成無刷電機 C 相繞組的橋臂，在 任何情況，同一橋臂的上下兩管 不能 同時導通，否則要燒壞管子。6 只功率 MOSFET 管按一定要求順 次導通，就可實現無刷電機 A、B、C 三 相繞組的輪 流通電，完成換相要求，電機正常運轉。在電動車無刷電機控制器中，這 6 只功率管 有二二通電方式和三三通電 方式的運用，二二通電方式即每一瞬 間有兩隻功率管同時 通電，三三通電 方式即每一瞬間有三隻功率管同時通 電。對於二二通電方式，功率管 須按 VT1、VT2；VT2、VT3；VT3、VT4； VT4、VT5；VT5、VT6；VT6、VT1； VT1、VT2 的通電順序，電機才能 正常運轉。對於三三通電方式，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，電機才能正常運轉。2. 功率管前級驅動電路功 率 管 前 級 驅動電路用來驅動 電子換向器的 6 個 MOSFET 管，由於 6 個 MOSFET 管組成 了 3 個相同的橋臂，對這 3 個相同的橋臂 的驅動電路是相同的，因而功率 管前 級驅動電路是由 3 組相同結構的電路組 成， 3 所示的是一典型的功率管前級 驅 圖 動電路，對於一無刷控制器，有 3 個 這樣的電路，分別驅動 3 個橋臂。3. 單片機主控電路單片機主控電路是無刷電機控制 器的核心部分，電機的霍爾信號、轉 把信號、過流檢 測信號、剎車信號等 都直接輸入給單片機，由單片機進行 處理，並由單片機輸出電子 換向器三 個橋臂的前級驅動信號，以控制電機 的運轉，因而單片機主控電路是無刷 電 機控制器的心臟部分。單片機 MB95F634KPMC 是目前無 刷電機控制器的主流控制芯 片，決定輸出驅動信號的脈寬，從而 決定電機的轉速。目前市面上電動車 的轉把輸出信號 電壓一般在 1~4.2V，它內部是由一個線性霍爾元件和一個磁 體組成，轉動轉把、磁體移動，霍爾元 件感應 變化的磁場而輸出變化的電壓。4. 限速電路限速電路是通過分壓電阻，減小 送入單片機的轉把最高電壓信號，從 而限制了速度。中把 SPLIMT 端接 地，則 R67 與 R68 即組成分壓電路，降 低轉把信號（SPSIG）送入單片機的 5 腳的電壓，從而限制了電動車的最高 轉速。5. 霍爾信號檢測電路電阻 R31~R36、電容 C16~C18 組成霍爾信號檢測輸入電 路，電阻 R34~R36 形成上拉電位，電 容 C16~C18 起濾波作用，抑制干擾信 號。單片機的 15、16、17 腳 分別檢測 來自電機內的三路霍爾位置信號，以 決定換相時刻。6.欠壓檢測電路元件 R70、R71、R72、 C23 組成電池電壓檢測電路，檢測值送 入單片機的 3 腳，當該腳檢測值低於某 一數值時，可強迫無刷電機控制器不 工作，從而起到保護電 池的作用。8. 電源電路 在無刷電機控制器中，一般需兩組 電源，一個是 14V 電源供功率 MOSFET 驅 動用，另 一個是 5V 電源，供單片機、電 機霍爾、轉把霍爾等電路用。14V 電源 一般由 LM317 調整管得到，5V 電源一般 由 78L05 得到。9. 限流/過流保護電路限流保護是控制無刷電機控制器 在某一最大限定電流值下工作，對於 36V 控制器，限 流值一般在 14±1A，對 於 48V 控制器限流值一般在 17±1A。限 流保護其實又是過載 保護，當上坡、載重必然引起負載加重、電流增大，但電流增大的極限就是限流值。

一、，電機空載最，部分電機在1.8A左右。當控制板不工作時，首先應看板上信號燈以秒/次閃爍，如未加轉把信號而信號燈不閃爍，則應檢查：1．5V電壓是否正常，不正常時外部接插是否有短路，板上有無搭錫短路等；2．單片機第2腳電壓是否為5V；3．石英晶體是否工作；4．信號燈是否損壞。二、控制器電流電壓調整1．電流調整：調節康銅長度（新程序可調整LM358第6腳對地的電阻（R6），取值範圍取2K到3.3K內，調到所需運電流，（500W老程序在26A到35A有較好的運行效果，新程序在22A到28A有較好的效果。）2．電壓調整：欠壓取樣電路為48V或36V電源對地的兩個分壓電阻組成，通常調整電源連接的電阻（Ra）就可以調整欠壓點，因與地連接的電阻通常取1.2K，故欠壓值及電阻阻值可按下面公式計算：Ra=(1.2xv-1.2x3)/3例：使用48V電瓶電壓，欠壓V的取值為40.5時：Ra=(1.2x40.5-1.2x3)/3-------→Ra=15K註：其中的1.2為與地連接的電阻。式中的3為單片機部處理欠壓AD值。當欠壓值需在40.5V到42V間調節時滿載1.2K電阻上並82K、39K、36K、33K、30K時，欠壓分別對應：41.04V、41.65V、41.75V、41.86V、42V。

正弦波無刷控制器

無刷電機晶元描述：

晶元描述及方案特點：

富士通獨特的8位FFMC內核

寬工作電壓：2.4V—5.5V；

內置上電複位和低電壓檢測複位；

超大的ROM和RAM：32K+4K flash，1K ram，其中4K flash可做模擬EEPROM使用；

高精度的內部CR時鐘（4MHz +/-2%），可倍頻到16MHz；

兩路UART，一路IIC；

8通道8/10位AD轉換器；

內置一個比較器；

一路基本定時器，四路8位定時器，可以合併成2路16位定時器；

一路多功能定時器，可做方波驅動；

具有多路PWM輸出；

封裝：LQFP-32