一種直流無刷電機(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制器，具體涉及一種直流無刷電機(jī)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁無刷直流電機(jī)是隨著半導(dǎo)體電子技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的新型機(jī)電一體化電機(jī)，它是現(xiàn)代電子技術(shù)(包括電力電子、微電子技術(shù))、控制理論和電機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。永磁無刷直流電機(jī)以其高效率、高轉(zhuǎn)矩、電子換向、體積小、性能可靠、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種類型電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之中。目前制約電動(dòng)汽車發(fā)展的因素有很多，除了動(dòng)力電池、電機(jī)外，高性能的電機(jī)控制器也是其中一個(gè)重要原因。早期的永磁無刷直流電機(jī)控制器硬件設(shè)計(jì)采用專用的BLDC電機(jī)控制芯片，典型應(yīng)用為Motorlora公司研制的MC33035。專用電機(jī)控制芯片的出現(xiàn)，給永磁無刷直流電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)帶來了一定的便利，減弱了硬件電路的復(fù)雜程度，降低了硬件成本。近些年來隨著單片機(jī)的高速發(fā)展，高性能的MCU逐漸得到普及應(yīng)用。目前大多數(shù)永磁無刷直流電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)都采用單片機(jī)做為系統(tǒng)的控制核心，結(jié)合單片機(jī)自身強(qiáng)大的外設(shè)能力，極大的提高了電機(jī)控制器的控制性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的直流無刷電機(jī)控制器。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案。一種直流無刷電機(jī)控制器，包括直流電源、過流保護(hù)電路、RS485通信線路、溫度傳感器、三相功率逆變橋、功率M0SFET驅(qū)動(dòng)電路、AVR單片機(jī)、霍爾位置采集線路、BLDC電機(jī)，其特征在于:功率M0SFET驅(qū)動(dòng)電路連接三相功率逆變橋、AVR單片機(jī)；三相功率逆變橋連接直流電源、BLDC電機(jī)；過流保護(hù)電路連接直流電源、AVR單片機(jī);AVR單片機(jī)連接RS485通信線路、溫度傳感器、霍爾位置采集線路；霍爾位置采集線路與BLDC電機(jī)連接。
[0005]三相功率逆變橋采用可靠的大功率M0SFET高頻設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)無噪聲操作，可以減少電機(jī)和電瓶的損耗；
[0006]直流電源的設(shè)計(jì)采用電流采集控制技術(shù)，可以解決現(xiàn)有的控制器電流過大，易燒壞的問題；
[0007]溫度傳感器，使控制器在過載運(yùn)行時(shí)，有效地保護(hù)控制器；
[0008]過流保護(hù)電路及低溫保護(hù)功能，可延長電瓶的使用壽命；
[0009]過流保護(hù)功能，堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能，可有效地保護(hù)直流電機(jī)。
[0010]本專利控制器采用獨(dú)有的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配方便，可實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的精確控制，且抗干擾能力強(qiáng)；保護(hù)功能完善，適合各種車型的純電動(dòng)汽車、輕度混合型電動(dòng)車、重混合型電動(dòng)車等。
[0011]在永磁無刷直流電機(jī)中，霍爾位置傳感器探測轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場的位置。微處理器通過采集霍爾位置信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，決定三相功率逆變橋的開關(guān)次序。電機(jī)中的霍爾位置傳感器的輸出形式為開漏輸出，想要獲得準(zhǔn)確的霍爾位置信號(hào)，控制器對應(yīng)的信號(hào)采集電路必須設(shè)計(jì)上拉電阻。同時(shí)為了防止無刷直流電機(jī)線圈中的強(qiáng)磁場和MOSFET驅(qū)動(dòng)電路中高頻PWM信號(hào)的電磁干擾，霍爾位置信號(hào)采集電路應(yīng)設(shè)計(jì)低通RC濾波器進(jìn)行保護(hù)。
[0012]功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的主要功能是控制三相功率逆變橋高低端MOSFET的開關(guān)動(dòng)作。為了實(shí)現(xiàn)MOSFET在高頻PWM信號(hào)調(diào)制下的正常開關(guān)，驅(qū)動(dòng)電路必須滿足響應(yīng)速度快、驅(qū)動(dòng)電流大、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)主要采用IR公司生產(chǎn)的MOSFET專用高低端驅(qū)動(dòng)芯片IR2010來滿足設(shè)計(jì)需求。AVR單片機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別控制IR2010芯片的HIN、LIN和SD端口，控制高低端MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)斷。根據(jù)電機(jī)霍爾位置信號(hào)，AVR單片機(jī)會(huì)輸出對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)到三片IR2010芯片，控制三相功率逆變橋的有序開啟，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速控制。
[0013]為了便于電機(jī)控制器軟件設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)試和故障診斷，利用AVR單片機(jī)內(nèi)置的USART (通用同步/異步串行接收/發(fā)送器)，結(jié)合MAX485通信芯片實(shí)現(xiàn)了串行通信功能。RS485通信接口采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾性好，傳輸距離遠(yuǎn)。
【附圖說明】
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[0014]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖【具體實(shí)施方式】:
[0015]一種直流無刷電機(jī)控制器，包括直流電源、過流保護(hù)電路、RS485通信線路、溫度傳感器、三相功率逆變橋、功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、AVR單片機(jī)、霍爾位置采集線路、BLDC電機(jī)，其特征在于:功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路連接三相功率逆變橋、AVR單片機(jī)；三相功率逆變橋連接直流電源、BLDC電機(jī)；過流保護(hù)電路連接直流電源、AVR單片機(jī);AVR單片機(jī)連接RS485通信線路、溫度傳感器、霍爾位置采集線路；霍爾位置采集線路與BLDC電機(jī)連接。
[0016]三相功率逆變橋采用可靠的大功率MOSFET高頻設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)無噪聲操作，可以減少電機(jī)和電瓶的損耗；
[0017]直流電源的設(shè)計(jì)采用電流采集控制技術(shù)，可以解決現(xiàn)有的控制器電流過大，易燒壞的問題；
[0018]溫度傳感器，使控制器在過載運(yùn)行時(shí)，有效地保護(hù)控制器；
[0019]過流保護(hù)電路及低溫保護(hù)功能，可延長電瓶的使用壽命；
[0020]過流保護(hù)功能，堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能，可有效地保護(hù)直流電機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直流無刷電機(jī)控制器，包括直流電源、過流保護(hù)電路、RS485通信線路、溫度傳感器、三相功率逆變橋、功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、AVR單片機(jī)、霍爾位置采集線路、BLDC電機(jī)，其特征在于:功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路連接三相功率逆變橋、AVR單片機(jī)；三相功率逆變橋連接直流電源、BLDC電機(jī)；過流保護(hù)電路連接直流電源、AVR單片機(jī);AVR單片機(jī)連接RS485通信線路、溫度傳感器、霍爾位置采集線路；霍爾位置采集線路與BLDC電機(jī)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種直流無刷電機(jī)控制器，包括直流電源、過流保護(hù)電路、RS485通信線路、溫度傳感器、三相功率逆變橋、功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、AVR單片機(jī)、霍爾位置采集線路、BLDC電機(jī)，其特征在于：功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路連接三相功率逆變橋、AVR單片機(jī)；三相功率逆變橋連接直流電源、BLDC電機(jī)；過流保護(hù)電路連接直流電源、AVR單片機(jī)；AVR單片機(jī)連接RS485通信線路、溫度傳感器、霍爾位置采集線路；霍爾位置采集線路與BLDC電機(jī)連接。本實(shí)用新型采用獨(dú)有的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配方便，可實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的精確控制，且抗干擾能力強(qiáng)；保護(hù)功能完善，適合各種車型的純電動(dòng)汽車、輕度混合型電動(dòng)車、重混合型電動(dòng)車等。
【IPC分類】H02P6/00, H02P6/08
【公開號(hào)】CN204993123
【申請?zhí)枴緾N201520501367
【發(fā)明人】王蕾, 郭三刺, 吳紅傳, 周平運(yùn), 孫忠良, 苗志威, 賈利軍, 鄭逢良, 孫華雨, 王靜
【申請人】焦作龍瑞新能源汽車有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年7月13日