专利名称：电动自行车用无刷控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动自行车控制器的技术领域，具体涉及一种电动自行车无刷控 制器。
背景技术：
电动自行车中需要通过控制器来控制电机的速度，控制刹车，有的还控制报警。目 前电动自行车广泛采用的是直流永磁电机，要使它不断向前转动，就要换向。有刷电机是采 用碳刷和换向器进行换向工作的电机，而无刷电机是一种特殊的直流电机，它采用内置磁 性传感器(霍耳元件)检测电机转动到的位置，再输入不同方向的电流进行电子换向。有 刷电机碳刷和换向器之间有摩擦，会磨损，而无刷电机的传感器和磁铁之间没有摩擦，不会 磨损。有刷电机是靠换向器(也叫整流子)来保证转子(旋转部分)和固定部分的磁场保 持连续朝一个方向的吸引力或排斥力。这套换向机构最重要的机件就是电刷，控制器无须 改变电流方向，其控制器叫有刷控制器。换向器有触点，是有磨损的。而无刷直流电机本身 没有换向器，靠控制器改变电机线圈内部电流方向，同样保证转子和固定部分的磁场，保持 连续朝一个方向的吸引力或排斥力。控制器采用晶体管无触点开关，永不磨损，这就是无刷 控制器。无刷控制器一般靠霍尔传感器确定转子磁场位置，在恰当时机给相应线圈改换电 流方向。
实用新型内容针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电动自行车无刷控 制器的技术方案，在驱动芯片上外接一只隔离二极管和一只自举电容，解决VDMOS场效应 管的电源问题，提高使用的可靠性。所述的电动自行车用无刷控制器，其特征在于包括无刷电机控制芯片ICl，无刷电 机控制器ICl的输出端连接3路驱动芯片IC2、IC3、IC4，无刷电机控制芯片ICl的4、5、6、 8脚连接电机霍尔传感器，外部电源通过稳压芯片IC5降压稳压后为各芯片提供工作电源 VCC，驱动芯片IC2、IC3、IC4的6、8脚之间分别连接自举电容，驱动芯片IC2、IC3、IC4的8 脚与工作电源VCC之间连接隔离二极管，驱动芯片IC2、IC3、IC4的6脚分别连接马达的U、 V、W 相。所述的电动自行车用无刷控制器，其特征在于所述的无刷电机控制芯片ICl的2 脚与驱动芯片IC2的2脚高电平输入端连接，无刷电机控制芯片ICl的21脚与3脚的低电 平输入端连接，两路输入电路间均设置反相器。所述的电动自行车用无刷控制器，其特征在于所述的无刷电机控制芯片ICl的1 脚与驱动芯片IC3的2脚高电平输入端连接，无刷电机控制芯片ICl的20脚与3脚的低电 平输入端连接，两路输入电路间均设置反相器。所述的电动自行车用无刷控制器，其特征在于所述的无刷电机控制芯片ICl的24 脚与驱动芯片IC4的2脚高电平输入端连接，无刷电机控制芯片ICl的19脚与3脚的低电平输入端连接，两路输入电路间均设置反相器。本实用新型采用专用的无刷电机控制芯片，采用内置磁性传感器(霍耳元件)检 测电机转动到的位置，再输入不同方向的电流进行电子换向，无刷电机控制器的传感器和 磁铁之间没有摩擦，不会产生磨损。在驱动芯片上外接一只隔离二极管和一只自举电容，解 决VDMOS场效应管的电源问题，提高使用的可靠性。
图1为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。 如图所示的电动自行车用无刷控制器，包括无刷电机控制芯片ICI，无刷电机控 制芯片ICl采用无刷专用芯片MC33035，无刷电机控制器ICl的输出端连接3路驱动芯片 IC2、IC3、IC4，驱动芯片IC2、IC3、IC4采用IR2103，无刷电机控制芯片ICl的2脚与驱动芯 片IC2的2脚高电平输入端连接，无刷电机控制芯片ICl的21脚与3脚的低电平输入端连 接，两路输入电路间均设置反相器，无刷电机控制芯片ICl的1脚与驱动芯片IC3的2脚高 电平输入端连接，无刷电机控制芯片ICl的20脚与3脚的低电平输入端连接，两路输入电 路间均设置反相器，无刷电机控制芯片ICl的24脚与驱动芯片IC4的2脚高电平输入端连 接，无刷电机控制芯片ICl的19脚与3脚的低电平输入端连接，两路输入电路间均设置反 相器。无刷电机控制芯片ICl的4、5、6、8脚连接电机霍尔传感器1，外部电源通过稳压芯 片IC5降压稳压后为各芯片提供工作电源VCC，驱动芯片IC2、IC3、IC4的6、8脚之间分别 连接自举电容，驱动芯片IC2、IC3、IC4的8脚与工作电源VCC之间连接隔离二极管，驱动芯 片IC2、IC3、IC4的6脚分别连接马达2的U、V、W相。 MC33035是高性能单片无刷直流电机控制器，该控制器内含可用于正确整流时序 的转子位置译码器，以及可对传感器温度进行补偿的参考电平，同时它还具有一个频率可 编程的锯齿波振荡器、一个误差信号放大器、一个脉冲调制比较器、三个集电极开路驱动输 出和三个非常适用于驱动功率场效应管(MOSFET)的大电流图腾柱式底部输出器。此外， MC33035还有欠压锁定功能，同时带有可选时间延迟锁存关断模式的逐周限流特性以及内 部热关断等特性。其典型的电机控制功能包括开环速度、正向或反向、以及运行使能等。1、 2、24脚为BT、AT、CT三个集电极开路驱动输出，用于驱动外部功率开关管。③脚为Fwd/Rev 正向/反向输入，用于改变电机转向。4、5、6脚为SA、SB、SC三个传感器输入，用于控制整流 序列。输入逻辑0定义为小于85mV，逻辑1为高于115mV。MC33035内部的转子位置译码器 主要用于*三个传感器输入，以便系统能够正确提供高端和低端驱动输入的正确时序。传 感器输入可直接与集电极开路型霍尔效应开关或光电耦合器相连。此外，该电路还内含上 拉电阻，其输入门限典型值为2. 2V的TTL兼容电平。7脚为Output Enable输出使能，高电 平有效。该脚为高电平时，可使电机转动。8脚为Reference Output参考电压输出，为振荡 器定时电容CT提供充电电流，并为误差放大器提供参考电压，也可以向传感器提供电源。9 脚为Current Sense Noninverting Input电流检测同相输入。在一个给定的振荡器周期 中，一个相对于管脚15为IOOmV的信号可中止输出开关导通。通常此脚连接到电流检测的上端。10脚为Oscillator振荡器引脚，振荡频率由定时元件RT和CT所选择的参数值决定。 11脚为Error Amp Nominverting Input误差信号放大器同相输入端。通常连接到霍尔速 度控制器上。12脚为Error AmpNoninverting Input误差信号放大器反相输入端。在开环 应用情况下，此输入通常连接到误差放大器输出端。13脚为Error Amp Out/PWM Input误 差放大器输出/PWM输入。在闭环应用情况下，此脚用作补偿。14脚为Fault Output故障 输出端。当下列的任一或多个条件满足时，集电极开路输出端被触发而变为低；无效的传感 器输入码，电流检测超过IOOmV,低电压锁定或热关断。15脚为Current Sense Inverting Input电流检测反相输入端。用于给内部IOOmV门限电压提供参考地，该管脚通常连接到 电流检测电阻的底端。16脚为Gnd，该脚用于为控制电路提供一个分离的接地点，并可作为 参考返回到电源地。17脚为Vcc正电源。Vcc在IOV 30V的范围内，控制器均可正常工 作。18脚为Vcc底部驱动输出的高端电压是由该脚提供的。工作范围从IOV 30V。19、 20,21脚为CB、BB、AB这三个图腾柱式底部驱动输出，被设计用于直接驱动外部底部功率开 关管。22脚为60° /120° Select，此管脚的电气状态可决定控制电路是工作在60° (高 电平状态)还是120° (低电平状态)的传感器电气相位输入状态下。23脚为Brake输出 使能，该管脚为低时允许马达运行，为高时马达运行停止。 驱动芯片IC2、IC3、IC4的5、7脚输出端均分别连接设置IRF3205D的上、下VDMOS 场效应管，关键问题是，在上管导通时，漏极和源极电位近似等于电源正极电位，要保持上 管导通，必须使上管栅极电位高于电源正极电位12V左右，通过外接一只隔离二极管和一 只自举电容就解决了。当下管导通上管截止时，隔离二极管导通，自举电容充电，两端电压 接近电源电压；当下管截止上管导通时，隔离二极管截止，自举电容储存的电荷给上管栅极 供电，电位大大高于电源正极电位，使上管保持导通。
权利要求1.电动自行车用无刷控制器，其特征在于包括无刷电机控制芯片IC1，无刷电机控制 器ICl的输出端连接3路驱动芯片IC2、IC3、IC4，无刷电机控制芯片ICl的4、5、6、8脚连接 电机霍尔传感器(1)，外部电源通过稳压芯片IC5降压稳压后为各芯片提供工作电源VCC， 驱动芯片IC2、IC3、IC4的6、8脚之间分别连接自举电容，驱动芯片IC2、IC3、IC4的8脚与 工作电源VCC之间连接隔离二极管，驱动芯片IC2、IC3、IC4的6脚分别连接马达(2)的U、 V、W 相。
2.如权利要求1所述的电动自行车用无刷控制器，其特征在于所述的无刷电机控制芯 片ICl的2脚与驱动芯片IC2的2脚高电平输入端连接，无刷电机控制芯片ICl的21脚与 3脚的低电平输入端连接，两路输入电路间均设置反相器。
3.如权利要求1所述的电动自行车用无刷控制器，其特征在于所述的无刷电机控制芯 片ICl的1脚与驱动芯片IC3的2脚高电平输入端连接，无刷电机控制芯片ICl的20脚与 3脚的低电平输入端连接，两路输入电路间均设置反相器。
4.如权利要求1所述的电动自行车用无刷控制器，其特征在于所述的无刷电机控制芯 片ICl的24脚与驱动芯片IC4的2脚高电平输入端连接，无刷电机控制芯片ICl的19脚 与3脚的低电平输入端连接，两路输入电路间均设置反相器。
专利摘要电动自行车无刷控制器，属于电动自行车控制器的技术领域。无刷电机控制器IC1的输出端连接3路驱动芯片IC2、IC3、IC4，无刷电机控制芯片IC1的4、5、6、8脚连接电机霍尔传感器，稳压芯片IC5为各芯片提供工作电源VCC，驱动芯片IC2、IC3、IC4的6、8脚之间分别连接自举电容，驱动芯片IC2、IC3、IC4的8脚与工作电源VCC之间连接隔离二极管，驱动芯片IC2、IC3、IC4的6脚分别连接马达的U、V、W相。本实用新型采用专用的无刷电机控制芯片，采用内置磁性传感器(霍耳元件)检测电机转动到的位置，再输入不同方向的电流进行电子换向，在驱动芯片上外接一只隔离二极管和一只自举电容，解决VDMOS场效应管的电源问题，提高使用的可靠性。
文档编号H02H7/085GK201789463SQ201020232460
公开日2011年4月6日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者戴隆党 申请人:戴隆党