一种电动滑板控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动滑板制造技术领域，尤其涉及一种电动滑板控制系统。
【背景技术】
[0002]电动滑板车控制系统是电动滑板车的核心部件，其根据驾驶者的控制实现滑板的工作，或启动电动滑板，或驱动滑板前行、停止等，因此，要求控制系统最大程度地将锂电池的能量转化为电动机的动能，减少电能损耗，同时，控制系统还需具有较好的调速性能，因为控制系统的调速性能将直接影响到滑板整车行驶的平滑性、响应的快速性和驾驶者的舒适性等，现有技术的电动滑板车控制系统在能量转化效率和调速性能上均还具有提高的空间。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种能量转化率高、调速性能优异的电动滑板车控制系统。
[0004]本实用新型的技术方案是这样实现的，一种电动滑板控制系统，包括控制系统包括作为核心控制元件的控制芯片、以及与控制芯片分别电性连接的刹车电路、欠压保护电路、限流电路、驱动电路和调速电路，控制芯片与电源连接以接受电源供电，控制芯片通过与电源连接的欠压保护电路检测到的电源电压值大于预设的欠压值，且从刹车电路检测到其处于非刹车断电状态时，控制芯片导通电源和驱动电路，控制芯片对与调速手把连接的调速电路输入的调速信号进行处理，输出相应占空比的矩形波信号至驱动电路，驱动电路放大该信号并控制与驱动电路连接的直流电机运转，控制芯片为具有脉冲宽度调制功能的芯片，驱动电路包括MOSFET元件以及用于驱动MOSFET元件的集成电路，集成电路包括功率管，MOSFET元件的额定电压大于控制芯片的总线电压。
[0005]进一步地，控制芯片为具有脉冲宽度调制功能的89C51单片机。
[0006]进一步地，调速手把为光电调速手把或霍耳调速手把。
[0007]进一步地，集成电路为TTL集成电路，TTL集成电路和MOSFET元件之间还设有一晶体管和一隔离元件，MOSFET元件的栅源极上并联有一电阻。
[0008]进一步地，集成电路还可为CMOS集成电路或专用集成电路芯片。
[0009]进一步地，在MOSFET元件的漏极与源极之间内接一二极管。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的电动滑板控制系统采用具有脉冲宽度调制功能的控制芯片，以及在驱动电路上设有MOSFET元件，使得整个控制系统具有响应速度快、动态性能优良、电能转化率高等优点，同时，其上设有的调速电路可实现无极调速，满足行驶需要，欠压保护电路可保护电源过度放电，显著提高电源的使用寿命，限流电路防止电流的超限对直流电机和控制芯片的损害。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本实用新型的电动滑板控制系统的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型的一实施例的TTL集成电路的电路图；
[0014]图3为本实用新型的一实施例的CMOS集成电路的电路图。
[0015]图中:
[0016]1、控制芯片；2、调速电路；3、刹车电路;4、欠压保护电路;5、限流电路;6、驱动电路;7、直流电机。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]如图1-3所示的一种电动滑板控制系统，包括控制系统包括作为核心控制元件的控制芯片1、以及与控制芯片I分别电性连接的刹车电路3、欠压保护电路4、限流电路5、驱动电路6和调速电路2，控制芯片I与电源连接以接受电源供电，控制芯片I通过与电源连接的欠压保护电路4检测到的电源电压值大于预设的欠压值，且从刹车电路3检测到其处于非刹车断电状态时，控制芯片I导通电源和驱动电路6，控制芯片I对与调速手把连接的调速电路2输入的调速信号进行处理，输出相应占空比的矩形波信号至驱动电路6，驱动电路6放大该信号并控制与驱动电路6连接的直流电机7运转，
[0019]控制芯片I为具有脉冲宽度调制功能的芯片，其改变直流电机7电枢上电压的“占空比”来改变平均输出电流的大小，从而控制直流电机7的转速，在脉冲作用下，当直流电机7通电时，速度增加;直流电机7断电时，速度逐渐减少，只要按一定规律，改变通、断电的时间，即可让直流电机7转速得到控制，具有脉冲宽度调制功能的芯片具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能优良、效率高等优点;本实用新型优先选用89C51单片机，AT89C51采用12MHz的晶体，即Pmi波形的周期为10uS，频率为1KHz，且其采用定频调宽的方法，驱动电路6的信号从P3.7引脚输出经过7407缓冲后直接控制开关管Vl，当开关管Vl的栅极输入高电平时，开关管Vl导通，直流电动机电枢绕组两端有电压Us，当开关管Vl的栅极输入低电平时，开关管Vl截止，直流电动机电枢绕组两端电压为0，利用开关管Vl的通、断调节直流电机7电枢绕组两端的平均电压值，实现对电机转速的调节；
[0020]调速操作时，把调速手把输出的调速电压经A/D转换成数字量，控制芯片I根据该数字量进行PWM脉宽调制，从而控制驱动电路6内的功率管的导通或关闭的比例以控制电机转速的大小，调速手把可为光电调速手把或霍耳调速手把，本例中，优先选用霍耳调速手把，转动调速手把，改变了霍耳元件周围的磁场强度，也就改变了霍耳调速手把的输出电压，其中，调速手把的速度从小到大的调节信号电压变动范围为1-4.2V，即为俗称的正把调速，也可为4.2-1V，即为俗称的反把调速；
[0021]刹车电路3包括与电动滑板的刹车把连接的位置传感元件和开关型的霍尔元件，当刹车时，位置变化信号传送到控制芯片I中，无论调速手把处于任何状态，控制芯片I优先控制切断驱动电路6停止供电，保护驱动电路6以及直流电机7，防止电量的浪费，还降低了刹车制动力矩，从而保护了骑行者的安全；
[0022 ] 驱动电路6包括MOSFET元件以及用于驱动MOSFET元件的集成电路，MOSFET元件具有开关速度快、易并联、驱动形式多样化且所需驱动功率低等优点，可明显提高驱动电路6的调速性能，集成电路包括功率管，M O S F E T元件的额定电压大于控制芯片I的总线电压，MOSFET元件始终处于有效的工作状态。
[0023]本实用新型的电动滑板控制系统采用具有脉冲宽度调制功能的控制芯片I，以及在驱动电路6上设有MOSFET元件，使得整个控制系统具有响应速度快、动态性能优良、电能转化率高等优点，同时，其上设有的调速电路2可实现无极调速，满足行驶需要，欠压保护电路4可保护电源过度放电，显著提高电源的使用寿命，限流电路5防止电流的超限对直流电机7和控制芯片I的损害。
[0024]作为进一步的技术方案，集成电路为TTL集成电路，TTL集成电路和MOSFET元件之间设有一晶体管和一隔离元件，晶体管可以以互补式连接入电路中，可以加速MOSFET元件的导通速度和关断速度，并减少功耗，MOSFET元件的栅源极上并联有一电阻R2，其电阻为5.1-20K Ω，以提高MOSFET的耐压、du/dt耐量和抗干扰能力，必要时还要并联两个反串的稳压管。
[0025]作为进一步的技术方案，集成电路还可为CMOS集成电路或专用集成电路芯片，与TTL集成电路相比，CMOS集成电路的驱动电压与MOSFET元件大致一样，因此，可驱动MOSFET元件导通，其组合构造简单，但其带负载的能力较低，因此会影响功率场效应管的开关速度，使用时，可将多个CMOS集成电路并联一起，可加大驱动电流驱动MOSFET元件，提高负载能力;专用驱动集成电路体积小、电路简单、可靠、应用广泛，但价格比较高。
[0026]作为进一步的技术方案，为防止MOSFET在截止瞬间产生感应电压与电源电压之和击穿MOSFET，在MOSFET元件的漏极与源极之间内接一可快速恢复的二极管Dl。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电动滑板控制系统，其特征在于:包括控制系统包括作为核心控制元件的控制芯片、以及与所述控制芯片分别电性连接的刹车电路、欠压保护电路、限流电路、驱动电路和调速电路，控制芯片与电源连接以接受电源供电，控制芯片通过与电源连接的欠压保护电路检测到的电源电压值大于预设的欠压值，且从刹车电路检测到其处于非刹车断电状态时，控制芯片导通电源和驱动电路，控制芯片对与调速手把连接的调速电路输入的调速信号进行处理，输出相应占空比的矩形波信号至驱动电路，驱动电路放大该信号并控制与驱动电路连接的直流电机运转，所述控制芯片为具有脉冲宽度调制功能的芯片，所述驱动电路包括MOSFET元件以及用于驱动MOSFET元件的集成电路，所述集成电路包括功率管，所述MOSFET元件的额定电压大于所述控制芯片的总线电压。2.根据权利要求1所述的电动滑板控制系统，其特征在于:所述控制芯片为具有脉冲宽度调制功能的89C51单片机。3.根据权利要求1所述的电动滑板控制系统，其特征在于:所述调速手把为光电调速手把或霍耳调速手把。4.根据权利要求1所述的电动滑板控制系统，其特征在于:所述集成电路为TTL集成电路，所述TTL集成电路和所述MOSFET元件之间还设有一晶体管和一隔离元件，所述MOSFET元件的栅源极上并联有一电阻。5.根据权利要求1所述的电动滑板控制系统，其特征在于:所述集成电路还可为CMOS集成电路或专用集成电路芯片。6.根据权利要求1所述的电动滑板控制系统，其特征在于:在所述MOSFET元件的漏极与源极之间内接一二极管。
【专利摘要】本实用新型提出的一种电动滑板控制系统，包括控制系统包括作为核心控制元件的控制芯片、以及与控制芯片分别电性连接的刹车电路、欠压保护电路、限流电路、驱动电路和调速电路，控制芯片为具有脉冲宽度调制功能的芯片，驱动电路包括MOSFET元件以及集成电路，？MOSFET元件的额定电压大于控制芯片的总线电压。与现有技术相比，本实用新型的电动滑板控制系统采用具有脉冲宽度调制功能的控制芯片，以及在驱动电路上设有MOSFET元件，使得整个控制系统具有响应速度快、动态性能优良、电能转化率高等优点，同时，其上设有的调速电路可实现无极调速，满足行驶需要，欠压保护电路可保护电源过度放电，限流电路防止电流的超限对直流电机和控制芯片的损害。
【IPC分类】B60L15/00, B60L3/00
【公开号】CN205168209
【申请号】CN201520018572
【发明人】张一明
【申请人】奎泽凡尔（天津）科技发展有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年1月12日