无刷电机控制器的原理.docx

电动车无刷控制器主要由单片机主控电路、功率管前级驱动电路、电子换向器、 霍尔信号检测电路、转把信号电路、欠电检测电路、限流/过流检测电路、刹车信号电路、 限速电路、电源电路等部分组成，其原理框图如图所示无刷电机控制器的原理1. 电子换向器无刷电机与有刷电机的根本区别就在于无刷电机用电子换向器代替了有刷电机的机 械换向器，因而控制 方法也就大不相同，复杂程度明显提 高在无刷 电机控制器中，用6 个功率MOSFET管组成电子换向器，其结构如图2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管按一定要求顺次导通，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，电机正常运转在电动车无刷电机控制器中, 这6只功率管 有二二通电方式和三三通电方式的运用，二二通电方式即每一瞬间有两 只功率管同时通电，三三通电方式即每一瞬间有三只功率管同时通电对于二二通电方 式，功率管 须按 VT1、VT2； VT2、VT3； VT3、VT4； VT4、VT5； VT5、VT6； VT6、 VT1； VT1、VT2的通电顺序，电机才能 正常运转。

对于三三通电方式，功率 管须按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 电，电机才能正常运转2. 功率管前级驱动电路功率管前级驱动电路用来驱动电子换向器的6个 MOSFET管，由于6个MOSFET管组成了 3个相同的桥臂，对这3个相同的桥臂 的驱动电路是相同的，因而功率管前 级驱动电路是由3组相同结构的电路组成，3所 示的是一典型的功率管前级驱图动电路，对于一无刷控制器，有3个这样的电路，分 别驱动3个桥臂3. 单片机主控电路单片机主控电路是无刷电机控制器的核心部分，电机的霍尔信号、转把信号、过流检 测信号、刹车信号等都直接输入给单片机，由单片机进行处理，并由单片机输出电子换 向器三 个桥臂的前级驱动信号，以控制电机的运转，因而单片机主控电路是无刷电机 控制器的心脏部分单片机PIC16F72是目前电动车无刷电机控制器的主流控制芯片， 决定输出驱动信号的脉宽，从而决定电机的转速目前市面上电动车的转把输出信号电 压一般在1~4.2V,它内部是由一个线性霍尔元件和一个磁体组成，转动转把、磁体移 动，霍尔元件感应变化的磁场而输出变化的电压。

4. 限速电路限速电路是通过分压电阻，减小送入单片机的转把最高电压信号，从而限制了速 度中把SPLIMT端接地，则R67与R68即组成分压电路，降低转把信号（SPSIG） 送入单片机的5脚的电压，从而限制了电动车的最高转速5. 霍尔信号检测电路电阻R31~R36、电容C16~C18组成霍尔信号检测输入电路，电阻R34~R36形 成上拉电位，电容C16~C18起滤波作用，抑制干扰信号单片机的15、16、17脚 分别检测来自电机内的三路霍尔位置信号，以决定换相时刻6. 欠压检测电路元件R70、R71、R72、C23组成电池电压检测电路，检测值送入单片机的3脚, 当该脚检测值低于某一数值时，可强迫无刷电机控制器不工作，从而起到保护电池的作 用8. 电源电路在无刷电机控制器中，一般需两组电源，一个是14V电源供功率 MOSFET驱动用，另一个是5V电源，供单片机、电机霍尔、转把霍尔等电路用14V 电源一般由LM317调整管得到，5V电源一般 由78L05得到9. 限流/过流保护电路限流保护是控制无刷电机控制器在某一最大限定电流值下工作，对于36V控制器， 限流值一般在14±1A，对于48V控制器限流值一般在17±1A。

限流保护其实又是 过载 保护，当上坡、载重必然引起负载加重、电流增大，但电流增大的极限就是限流值。