無刷電機的控制裝置的製作方法
2023-04-26 01:04:36 3
專利名稱：無刷電機的控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及無刷電機控制領域，尤其是一種可提高無刷系統的驅動可靠性和
控制裝置的效率。
背景技術：
目前，市場上電動自行車用電機，主要有無刷電機和有刷電機，無刷電機相對於有 刷電機而言，其優點是壽命長、效率高、力矩大、維護方便等，其缺點是對應的無刷控制 技術難。然而，隨著電動車市場的不斷擴大，對無刷控制技術的迫切需求，近年隨著業內不 斷的深入研究，無刷控制技術已經日漸成熟，控制裝置的各功能模塊也越來越可靠，尤其是 對M0SET管驅動電路的不斷完善，成品可靠性已越來越好。 在無刷控制過程當中，最重要的是在換相過程當中要保證不要讓同橋壁的MOSET 驅動同時打開，否則就會燒壞管子。目前，為了保證不讓同橋壁的MOSET管驅動同時打開的 主要有兩種方法。方法一為邏輯組合方式，如圖l所示。當下橋驅動為低電平時即下橋壁 MOSET管開通，根據邏輯晶片的邏輯組合可知同橋壁的上橋也必為低電平即上橋壁M0SET 管關閉，此方式通過邏輯晶片的邏輯組合可保證同橋壁的上下橋MOSET管不會同時打開， 但是由於控制信號經過了幾級邏輯驅動造成了邏輯延時，所以該方法會降低控制器的效 率。方法二為上橋鎖死方式，如圖2所示，當下橋驅動為低電平時即下橋壁M0SET管開通， 根據原理分析可知無論上橋的驅動電平如何都會被下橋通過二極體拉低。使得上橋的最終 驅動也為低電平即上橋壁M0SET管關閉，這種方法同樣也可以保證同橋壁的上下橋M0SET 管不會同時打開，然而由於該方法中鎖死二極體直接接到三極體的基極，考慮到二極體的 導通壓降可能會導致三極體關斷不可靠，所以該方法存在很大隱患，很有可能會出現下橋 驅動為低電平時上橋關不死的情況，這樣的後果就是容易燒M0SET管，從而給廠商帶來經 濟損失，給用戶帶來安全隱患。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服上述現有技術中存在的缺點，提供一種既可以保證無 刷驅動的可靠性又可提高控制裝置效率的一種簡單、有效、低成本的無刷電機的控制裝置。 本實用新型目的是這樣實現的 —種無刷電機的控制裝置，包括MOSET管驅動電路，以及可對外部信號進行採集、 並通過對採集的信號分析而作出相應處理的單片機，單片機上的各信號採集端分別連接有 電池電壓檢測電路、E-ABS檢測電路、H/L剎車檢測電路、巡航檢測電路、60/120度檢測電 路、轉把檢測電路、助力檢測電路、第一霍爾檢測電路、第二霍爾檢測電路和電流檢測電路， 所述MOSET管驅動電路的上下橋壁驅動端與單片機上對應的輸出端之間增設有上橋壁鎖 死電路，上橋壁鎖死電路的二極體D3和D4的連接端與電阻R3的輸入端連接，單片機根據 霍爾檢測電路檢測到的信號輸出對應的輸出驅動信息，當輸出驅動信息中要求某相位下橋 開啟，即邏輯驅動為低電平時，通過上橋鎖死電路中的二極體和分壓電阻可將上橋驅動拉低保證此時其對應的上橋驅動同樣為邏輯低電平，即可靠防止同橋壁的上下M0SET管同時 導通，同時由於沒有經過多級邏輯組合使得邏輯延時降低，這樣控制信號從輸出到最終成 功開關M0SET管的速度將提高，從而提高控制裝置的效率。 本實用新型的有益效果是 (1)本實用新型無刷電機的控制裝置，既能保證同橋壁M0SET管不會同時導通，同 時還能提高控制效率；通過增加上橋壁鎖死電路，在CPU輸出邏輯電平低電平來驅動下橋 壁時，該驅動電平會通過上橋壁鎖死電路將上橋壁拉低，而保證上橋臂無論如何都是輸出 低電平，從而保證同橋壁的上橋壁MOSET管不會同時導通；同時因為沒有經過多級的邏輯 組合，還可以提高控制器的效率。
圖1是現有技術MOSET管驅動電路存在邏輯延時缺陷的控制原理圖； 圖2是現有技術MOSET管驅動電路存在上橋鎖死不可靠缺陷的控制原理圖； 圖3是本實用新型無刷電機的控制裝置系統原理方框圖； 圖4是本實用新型無刷控制裝置的上橋壁鎖死電路原理圖。
具體實施方式如圖3和圖4所示，本控制裝置是以MCU單片機為核心，對外部信號進行採集、並 通過對採集信號的分析結果做出相應的輸出處理。適合此系統的單片機有何泰、NEC、瑞薩、 英飛凌、賽普拉斯等，本控制裝置的方案採用的是NEC單片機UPD78F9234 ;參見圖3所示， 一種無刷電機的控制裝置，包括MOSET管驅動電路，以及可對外部信號進行採集、並通過對 採集的信號分析而作出相應處理的NEC單片機UPD78F9234，單片機上的各信號採集端分別 連接有電池電壓檢測電路、E-ABS檢測電路、H/L剎車檢測電路、巡航檢測電路、60/120度檢 測電路、轉把檢測電路、助力檢測電路、第一霍爾檢測電路、第二霍爾檢測電路和電流檢測 電路，特點是，在所述MOSET管驅動電路的上下橋壁驅動端與單片機上對應的輸出端之間 增設有上橋壁鎖死電路，上橋壁鎖死電路的二極體D3和D4的連接端與電阻R3的輸入端連 接；MCU單片機根據電池電壓檢測電路檢測到的電池電壓信號來進行電壓保護處理，根據 E-ABS檢測電路、H/L剎車檢測電路、巡航檢測電路、60/120度檢測電路、轉把檢測電路和助 力檢測電路等，檢測電路檢測到的信號來進行功能判定，根據電流檢測電路檢測到的工作 電流來進行限流處理，根據霍爾檢測電路檢測到的霍爾相位信號來進行換相輸出和換相補 償處理；對於上橋臂鎖死電路功能的實現是這樣的，當檢測到的霍爾相位信號其分析結果 要求某相位下橋壁開啟時，對應下橋臂輸出驅動電平為低電平，此時根據原理圖分析可知， 通過上橋鎖死電路中的二極體和分壓電阻作用，可將上橋驅動可靠拉低保證，此時其對應 的上橋驅動同樣為低電平，同時由於沒有經過多級邏輯組合，所以邏輯延時降低，這樣控制 信號從輸出到最終成功開關MOSET管的速度將提高；該上橋臂鎖死電路裝置既可以防止同 橋壁上下橋臂MOSET管同時導通，也可提高系統效率。
權利要求一種無刷電機的控制裝置，包括MOSET管驅動電路，以及可對外部信號進行採集、並通過對採集的信號分析而作出相應處理的單片機，單片機上的各信號採集端分別連接有電池電壓檢測電路、E-ABS檢測電路、H/L剎車檢測電路、巡航檢測電路、60/120度檢測電路、轉把檢測電路、助力檢測電路、第一霍爾檢測電路、第二霍爾檢測電路和電流檢測電路，其特徵是，所述MOSET管驅動電路的上下橋壁驅動端與單片機上對應的輸出端之間增設有上橋壁鎖死電路，上橋壁鎖死電路的二極體D3和D4的連接端與電阻R3的輸入端連接，單片機根據霍爾檢測電路檢測到的信號輸出對應的輸出驅動信息，當輸出驅動信息中要求某相位下橋開啟，即邏輯驅動為低電平時，通過上橋鎖死電路中的二極體和分壓電阻可將上橋驅動拉低保證此時其對應的上橋驅動同樣為邏輯低電平，即可靠防止同橋壁的上下MOSET管同時導通，同時由於沒有經過多級邏輯組合使得邏輯延時降低，這樣控制信號從輸出到最終成功開關MOSET管的速度將提高，從而提高控制裝置的效率。
專利摘要本實用新型公開了一種無刷電機的控制裝置，包括MOSET管驅動電路，以及可對外部信號進行採集、並通過對採集的信號分析而作出相應處理的單片機，單片機上的各信號採集端分別連接有電池電壓檢測電路、E-ABS檢測電路、H/L剎車檢測電路、巡航檢測電路、60/120度檢測電路、轉把檢測電路、助力檢測電路、第一霍爾檢測電路、第二霍爾檢測電路和電流檢測電路，所述MOSET管驅動電路的上下橋壁驅動端與單片機上對應的輸出端之間增設有上橋壁鎖死電路，上橋壁鎖死電路的二極體D3和D4的連接端與電阻R3的輸入端連接。該無刷電機的控制裝置，既可以保證無刷驅動的可靠性又可提高控制裝置效率，具有連接簡單、有效、低成本的優點。
文檔編號H02P6/16GK201450479SQ20092005877
公開日2010年5月5日 申請日期2009年6月19日 優先權日2009年6月19日
發明者劉必茂, 呂恆, 顏雪平 申請人:佛山市順德區北滘鎮盈科電子有限公司