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無刷電機控制器的構(gòu)成

1. 電子換向器

無刷電機與有刷電機的根本區(qū) 別就在于無刷電機用電子換向器代替 了有刷電機的機械換向器，因而控制 方法也就大不相同，復雜程度明顯提 高。在無刷 電機控制器中，用 6 個功率 MOSFET 管組成電子換向器，其結(jié)構(gòu)如 圖 2 所示。圖中 MOSFET 管 VT1、VT4 構(gòu) 成無刷電機 A 相繞組的橋臂，VT3、VT6 構(gòu)成無刷電機 B 相繞組 的橋臂，VT5、 VT2 構(gòu)成無刷電機 C 相繞組的橋臂，在 任何情況，同一橋臂的上下兩管 不能 同時導通，否則要燒壞管子。

6 只功率 MOSFET 管按一定要求順 次導通，就可實現(xiàn)無刷電機 A、B、C 三 相繞組的輪 流通電，完成換相要求， 電機正常運轉(zhuǎn)。 在電動車無刷電機控制器中，這 6 只功率管 有二二通電方式和三三通電 方式的運用， 二二通電方式即每一瞬 間有兩只功率管同時 通電，三三通電 方式即每一瞬間有三只功率管同時通 電。對于二二通電方式，功率管 須按 VT1、VT2；VT2、VT3；VT3、VT4； VT4、VT5；VT5、VT6；VT6、VT1； VT1、VT2 的通電順序，電機才能 正常運轉(zhuǎn)。對于三三通電方式，功率 管須按 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 電，電機才能正常運轉(zhuǎn)。

2. 功率管前級驅(qū)動電路功 率 管 前 級 驅(qū)動電路用來驅(qū)動 電子換向器的 6 個 MOSFET 管，由于 6 個 MOSFET 管組成 了 3 個相同的橋臂， 對這 3 個相同的橋臂 的驅(qū)動電路是相同的，因而功率 管前 級驅(qū)動電路是由 3 組相同結(jié)構(gòu)的電路組 成， 3 所示的是一典型的功率管前級 驅(qū) 圖 動電路，對于一無刷控制器，有 3 個 這樣的電路，分別驅(qū)動 3 個橋臂。

3. 單片機主控電路

單片機主控電路是無刷電機控制 器的核心部分，電機的霍爾信號、轉(zhuǎn) 把信號、過流檢 測信號、剎車信號等 都直接輸入給單片機，由單片機進行 處理，并由單片機輸出電子 換向器三 個橋臂的前級驅(qū)動信號， 以控制電機 的運轉(zhuǎn)， 因而單片機主控電路是無刷 電 機控制器的心臟部分。 單片機 PIC16F72 是目前電動車無 刷電機控制器的主流控制芯 片，決定輸出驅(qū)動信號的脈寬，從而 決定電機的轉(zhuǎn)速。目前市面上電動車 的轉(zhuǎn)把輸出信號 電壓一般在 1~4.2V， 它內(nèi)部是由一個線性霍爾元件和一個磁 體組成，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把、磁體移動，霍爾元 件感應(yīng) 變化的磁場而輸出變化的電壓。

4. 限速電路

限速電路是通過分壓電阻，減小 送入單片機的轉(zhuǎn)把最高電壓信號，從 而限制了速度。  中把 SPLIMT 端接 地，則 R67 與 R68 即組成分壓電路，降 低轉(zhuǎn)把信號（SPSIG） 送入單片機的 5 腳的電壓，從而限制了電動車的最高 轉(zhuǎn)速。

5. 霍爾信號檢測電路

電阻 R31~R36、電容 C16~C18 組成霍爾信號檢測輸入電 路，電阻 R34~R36 形成上拉電位，電 容 C16~C18 起濾波作用，抑制干擾信 號。單片機的 15、16、17 腳 分別檢測 來自電機內(nèi)的三路霍爾位置信號，以 決定換相時刻。

6.欠壓檢測電路

元件 R70、R71、R72、 C23 組成電池電壓檢測電路，檢測值送 入單片機的 3 腳，當該腳檢測值低于某 一數(shù)值時，可強迫無刷電機控制器不 工作，從而起到保護電 池的作用。

8. 電源電路 在無刷電機控制器中，一般需兩組 電源，一個是 14V 電源供功率 MOSFET 驅(qū) 動用，另 一個是 5V 電源，供單片機、電 機霍爾、轉(zhuǎn)把霍爾等電路用。14V 電源 一般由 LM317 調(diào)整管得到，5V 電源一般 由 78L05 得到。

9. 限流/過流保護電路

限流保護是控制無刷電機控制器 在某一最大限定電流值下工作，對于 36V 控制器，限 流值一般在 14±1A，對 于 48V 控制器限流值一般在 17±1A。限 流保護其實又是過載 保護，當上坡、 載重必然引起負載加重、電流增大， 但電流增大的極限就是限流值。

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