l 电动车无刷电机控制器简介控制器由周边器件和主芯片(或单片机)组成。周边器件是一些功能器件,如执行、采样等,它们是电阻、、桥式开关电路,以及辅助单片机或专用集成电路完成控制过程的器件;单片机也称微控制器,是在一块集成片上把存贮器、有变换信号语言的译码器、锯齿波发生器和脉宽调制功能电路以及能使开关电路功率管导通或截止、通过方波控制功率管的的导通时间以控制电机转速的驱动电路、输入输出端口等集成在一起,而构成的计算机片。这就是电动自行车的智能控制器。控制器的设计品质、特性、所采用的微处理器的功能、功率开关器件电路及周边器件布局等,直接关系到整车的性能和运行状态,也影响控制器本身性能和效率。不同品质的控制器,用在同一辆车上,配用同一组相同充放电状态的,有时也会在续驶能力上显示出较大差别。目前,电动自行车所采用的控制器电路原理基本相同或接近。有刷和无刷直流电机大都采用脉宽调制的PWM控制方法调速,只是选用驱动电路、集成电路、开关电路功率和某些相关功能上的差别。元器件和电路上的差异,构成了控制器性能上的不同。
2 系统硬件电路设计为了判断无刷控制器是否正常,测量控制器各个部分的输出信号是否符合标准,并且能够接收电机、转把、刹车的信号,判断这个控制器是否能实现其需要实现的功能,系统要检测控制器的转把和刹把是否有稳定的5 V电压输出,判断控制器的角度,以及判断霍尔控制线相序及与其对应的电机相序是否一致。只有位置传感器信号和绕组A,B,C正确连接才能使电机正常运行。图1为电路整体设计原理图,系统采用STCl2C5410AD单片机作为主要控制芯片。STCl2C5410AD系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍,内部集成MAX810专用复位电路,4路PWM,8路高速10位A/D转换,专门针对强干扰场合电机控制。
2.1 桥式整流电路因为控制器工作需要的是直流电,所以需要加个整流电路。系统选用的是单相桥式整流电路。这种电路只要将四只二极管口连接成“桥”式结构,便具有全波整流电路的优点。2.2 刹车与转把信号的检测刹车信号高低电位的变化,是控制器识别电动车是否处于刹车状态,从而判断控制器是否给电机供电的依据。只要将刹车和转把信号的输出端接到STCl2C5410AD单片机的A/D转换端P16和P17,便能检测输出是否正常。