电瓶车无刷操控器电路原理剖析
来源:极速体育在线直播吧 发布时间:2024-03-02 20:50:56 浏览数:181 次
图,如图所示。该操控器由CPU(PIC16F72)、2片74HC27(3输入或非门)、1片74HCO4D(反相器)、1片74HCO8D(双输入与门)和1片LM358(双运放)、6只大功率场效应管等组成,功率达350W,是一款很典型的无刷电动车操控器,具有600和120驱动形式主动切换功用。
该电路分为电源电路,信号输入与预处理、智能信号处理操控,驱动操控信号功率驱动开关等三部分。CPU(PIC16F72)单片机是智能处理操控部分的中心。PIC16F72的引脚功用描绘见304页图中所注。
该操控器有三组电源。第一组是供给总动力的电池。板子上的电解电容C1(1OOOF/63V)、C11(1OOF/63V)及C1O(0.1F /63V)用于消除由电源线、电路板走线所带来的电阻、寄生电感等引起的杂波搅扰。由所以作业在大电流、高频率、高温状况下,对电解电容有损耗角小、耐高温的要求,一般的电解电容简单发热爆裂。
第二组电源供给15V电压,一是给场效应管供电,因为场效应管有必要有1OV以上、20V以下的电压才干很好地导通,所以有必要有适宜的电压为其供电,一起15V电压也为5V稳压块供给预稳压。稳压块为LM317,输出15V。因为LM317的输入输出压差不能超越40V,而输入电压(电池电压)或许高达 60V,因而在LM317前面加了一只330/2W的电阻。
第三组电源是5V,稳压块选用LM78LO5,因为78LO5的最大输出电流只要1OOmA,所以并联了两只1.5k的电阻R75、R76,以扩流。体系对5V电源的要求比较高,不单单是因为逻辑电路、CPU等的电源电压都不能过高,并且因为CPU的一切AD转化都是以5V电压为基准,所以若5V 禁绝,会呈现电流检测、欠电压检测、手柄操控等均不能够到达规划的基本要求的状况,乃至不能动作。因而,该电压应严控在4.90V~5.1OV。
该电路包含电源电压输入、作业电流比较、扩展输入、手柄转把调速电压输入、刹车信号输入、电机转子方位传感器的霍尔信号输入,以及其他功用开关信号输入等。
(1)电源电压输入因为CPU只接纳0V~5V的信号,所以电源电压有必要经过火压才干输入CPU。
(2)作业电流扩展、输入电路康铜丝R55采样的电流信号经过R6送入运放U1A(LM358)同相输入端(5)脚,经过扩展,由(7)脚输出至U6(CPU)(2)脚,CPU依据该信号的凹凸操控PWM脉冲输出的巨细,然后操控功率管电流的凹凸。UIB(LM358)作为比较器,其输出端(1)脚接CPU(21)脚。电流正常时,U1B(3)脚电压高于(2)脚,(1)脚输出高电平。当电流因为某一些原因忽然增大到某些特定的程度时,(2)脚电压高于(3)脚,(1)脚输出低电平,然后将U6(21)脚过流维护端电位拉低,CPU据此彻底封闭电机的输出,进入维护状况,对操控器输出的最大电流进行约束,以维护电池、操控器、电机等不或许会呈现超越答应规模的大电流,防止毛病进一步扩展。
(3)手柄转把输入部分+5V电源加到手柄转把的翟尔元件上,滚动手柄转把,霍尔元件发生的1.2V~4.2V转速操控电压经过R37、R32分压,C27滤波后,输入到U6(5)脚,CPU据此操控驱动PWM信号,完成电机调速。
(4)刹车信号输入经R,34、R33分压,送到刹车信号(低电平有用)CPU(7)脚。正常行进时,U6(7)脚为高电平,(13)脚正常输出驱动脉冲;刹车时,U6(7)脚电平被拉低,(13)脚中止驱动脉冲输出,到达刹车断电功用。
(5)电机转子方位传感器输入因为该传感器安装在电机内部,选用开路输出的方法,所以除供给+5V电源外,每个传感器U、V、W都有必要接上拉电阻(R49~R51),传感器U、V、W输出的信号经电阻R29~R31、电容C30~C32滤波后,送到U6(15)~(17)脚,CPU依据其信号改变让电机相应绕组通电,然后使电机一直向需求的方向滚动。此外在电源处接有一只二极管D4,接地选用细铜膜做保险丝,以防止电机相线与霍尔信号线短路后高电压反窜进来,损坏板子上的其他零件。
(6)限速操控当限速开关接通时,调速信号经R33对地拉低,然后使转速不能调得太高,以到达限速意图。
(7)电池欠压检测输入电池电压经R3、R11分压,C21滤波后,加到U6(3)脚,CPU据此信号判别电池电压是否过低。当电池电压降低到操控器设定值以下时,CPU中止PWM芯片信号的输出,以维护电池不至于在低电压惰况下放电,防止电池因过放电而损坏。
从U6(13)脚输出的PWM占空比驱动操控信号,一路经R53、R52、C71载波(缩小占空比)后输出,相位不变,构成PWM信号,加到与门 U4(74CO8D)(13)脚,与U6脚送来的相位开关信号进行逻辑组成,再以必定的逻辑次序别离从(3)、(6)、(8)脚输出高电平加到三极管 Q1~Q3基极,使之导通,驱动T1、T4、T7导通,然后使三组上桥臂场效应V1、V3、V5按必定的逻辑次序轮番导通作业,将电源电压加至电机绕组。
另一路经R57、C24加到U5(74CO4D)(1)脚,经反相构成PWM信号,由(4)脚输出到或非门U3(74C27D)(2)、(4)、(10)脚,与U6(22)脚同步续流操控端送来的同步续流信号比较后,由(6)、(8)、(12)脚输出到或非门U2(74C27D)(1)、(9)、(10)脚,与U6(26)~(28)脚送来的相位开关信号进行组成,由或非门U2(6)、(12)、(8)脚别离输出高电平,加到三极管N2、N4、 N6基极,使三极管N2、N4、N6导通,然后使三组下桥臂场效应管V2、V4、V6按必定的逻辑次序轮番导通作业,电流经过电机绕组流回电源负极,然后得到模仿三相交流电,使电机旋转起来。
自检后的状况由LED2显现成果,进行判别。LED显现状况与操控器状况的对应联系如下:
闪1停1--自检正常经过;闪2停1--欠压:闪3停1-LM358毛病;闪4停1--电机霍尔信号毛病:闪5停1--下管毛病;闪6停1--上管毛病;闪7停1--过流维护;闪8停1--刹车维护;闪9停1--手把地线--手把信号和手把电源线--上电时手把信号未复位。
在电门锁一侧,能够断开电门锁插接件测电流,若电流约为65mA,则阐明操控器前级无短路。