无刷电机控制器

无刷电机控制器
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用于提供封闭回路的换向控制信号的控制装置
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功能特点
可进行简单的变速控制所有重要电流均由一个单独的外接电阻器决定，设置比较简单电机起动和停止可以利用电路的电源完成起动定时序列由两个电容器完成可独立运行控制功能，且外围电路简单采用了新的反电势换向技术，能提供最小的无抖动转矩可进行最大效率的控制具有换向PLC,可有效抑制PWM尖峰噪声信号
原理图
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1所示。
主要原理
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。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 MB95F634KPMC 是无 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。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。
基本维修
一、，电机空载最，部分电机在1.8A左右。当控制板不工作时，首先应看板上信号灯以秒/次闪烁，如未加转把信号而信号灯不闪烁，则应检查：1．5V电压是否正常，不正常时外部接插是否有短路，板上有无搭锡短路等；2．单片机第2脚电压是否为5V；3．石英晶体是否工作；4．信号灯是否损坏。二、控制器电流电压调整1．电流调整：调节康铜长度（新程序可调整LM358第6脚对地的电阻（R6），取值范围取2K到3.3K内，调到所需运电流，（500W老程序在26A到35A有较好的运行效果，新程序在22A到28A有较好的效果。）2．电压调整：欠压取样电路为48V或36V电源对地的两个分压电阻组成，通常调整电源连接的电阻（Ra）就可以调整欠压点，因与地连接的电阻通常取1.2K，故欠压值及电阻阻值可按下面公式计算：Ra=(1.2xv-1.2x3)/3例：使用48V电瓶电压，欠压V的取值为40.5时：Ra=(1.2x40.5-1.2x3)/3-------→Ra=15K注：其中的1.2为与地连接的电阻。式中的3为单片机部处理欠压AD值。当欠压值需在40.5V到42V间调节时满载1.2K电阻上并82K、39K、36K、33K、30K时，欠压分别对应：41.04V、41.65V、41.75V、41.86V、42V。
正弦波无刷控制器
无刷电机芯片描述：
芯片描述及方案特点：