一种电动车用电机控制器脉冲整形装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电动车用电机控制器脉冲整形装置，其主要由电压放大单元、信号隔离单元、脉冲信号互锁控制单元和信号驱动单元组成；所述整形装置主要由电压放大单元、信号隔离单元、脉冲信号互锁控制单元和信号驱动单元组成；所述电压放大单元的输入端连接电动车电机控制器的核心控制单元，输出端电连接所述信号隔离单元的输入端；所述信号隔离单元的输出端电连接所述脉冲信号互锁控制单元的输入端；所述脉冲信号互锁控制单元的输出端电连接所述信号驱动单元的输入端。本实用新型结构设计简单、合理，能够保证电力电子器件的可靠工作，可以极大的提高电机控制器驱动信号的可靠性和抗干扰性。
【专利说明】
一种电动车用电机控制器脉冲整形装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电动车技术领域，尤其涉及一种电动车用电机控制器脉冲整形装 置。
【背景技术】
[0002] 在电机控制器中，将控制器输出的脉冲信号，经过整形处理后驱动电力电子器件 产生电机驱动使得电机旋转，但是通常由于硬件延时以及干扰等原因，容易造成脉冲信号 的畸变，从而使得电力电子器件的驱动信号异常而导致击穿或者烧坏电力电子器件。
[0003] 电机控制器主回路的基本功能实现将电池的直流电压通过逆变变成三相交流电， 通常控制器的控制核心发出的脉冲信号电压和功率很低，容易受到干扰，并且该脉冲信号 无法驱动电力电子器件；同时，控制器发出的脉冲由于信号强度弱和信号频率高，极易受到 干扰，这样统一桥臂上的两个脉冲信号容易产生重叠区，而电机控制器的驱动电路全部采 用电压型逆变器，一旦同一桥臂上的两个脉冲信号由重叠区，那么该桥臂就存在直通现象， 从而将电池电压短路形成很大的电流降电力电子器件烧坏。
【发明内容】
[0004] 针对以上问题，本实用新型提出了一种结构设计简单、合理，能够保证电力电子器 件的可靠工作，可以极大的提高电机控制器驱动信号的可靠性和抗干扰性的电动车用电机 控制器脉冲整形装置。
[0005] 本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0006] 上述的电动车用电机控制器脉冲整形装置，主要由电压放大单元、信号隔离单元、 脉冲信号互锁控制单元和信号驱动单元组成;所述电压放大单元的输入端连接电动车电机 控制器的核心控制单元，输出端电连接所述信号隔离单元的输入端;所述信号隔离单元的 输出端电连接所述脉冲信号互锁控制单元的输入端;所述脉冲信号互锁控制单元的输出端 电连接所述信号驱动单元的输入端。
[0007] 所述电动车用电机控制器脉冲整形装置，其中：所述电压放大单元为由倒相放大 器U11~U12、电阻R11~R12和电容C11组成的电路;所述倒相放大器U11~U12的输入端连接电 动车电机控制器的核心控制单元，所述倒相放大器U11~U12的输出端连接所述信号隔离单 元，所述倒相放大器Ul 1还与+3~5V电源连接;所述电阻Rl 1-端接地，另一端连接所述倒相 放大器Ul 1的输入端;所述电阻R12-端接地，另一端连接所述倒相放大器U12输入端;所述 电容C11 一端接地，另一端连接+3~5V电源。
[0008] 所述电动车用电机控制器脉冲整形装置，其中：所述信号隔离单元为由光电耦合 器U21~U22、电阻R21~R26、电容C21~C22组成的电路;所述光电耦合器U21的引脚A连接所述 电阻R21并通过所述电阻R21接+5V电源，所述光电耦合器U21的引脚K连接所述倒相放大器 U11的输出端，所述光电耦合器U21的引脚VCC和引脚EN连接+12V电源，所述光电耦合器U21 的引脚GND2接地;所述电阻R23-端连接+12V电源，另一端连接所述电容C21并通过所述电 容C21接地;所述光电耦合器U21的引脚OUT连接于所述电阻R23与电容C21之间的连接点；所 述电阻R24-端连接于所述电阻R23与电容C21之间的连接点，另一端连接所述脉冲信号互 锁控制单元;所述光电耦合器U22的引脚A连接所述电阻R22并通过所述电阻R22连接+5V电 源，所述光电耦合器U22的引脚K连接所述倒相放大器U12的输出端，所述光电耦合器U22的 弓丨脚VCC和引脚EN连接+12V电源，所述光电耦合器U22的引脚GND2接地;所述电阻R25-端连 接+12V电源，另一端连接所述电容C22并通过所述电容G22接地;所述光电耦合器U22的引脚 OUT连接于所述电阻R25与电容C22之间的连接点；所述电阻R26-端连接于所述电阻R25与 电容C22之间的连接点，另一端连接所述脉冲信号互锁控制单元。
[0009] 所述电动车用电机控制器脉冲整形装置，其中：所述脉冲信号互锁控制单元为由 施密特触发器U31~U32、电阻R31~R32、电容C31、施密特触发器U30组成的电路;所述施密特 触发器U31的输入端连接所述电阻R24另一端，所述施密特触发器U31的输出端连接所述电 阻R31并通过所述电阻R31连接所述施密特触发器U30的引脚C2;所述施密特触发器U32的输 入端连接所述电阻R26另一端，所述施密特触发器U32的输出端连接所述电阻R32并通过所 述电阻R32连接所述施密特触发器U30的引脚C1;所述电容C31 -端接地，另一端连接+12V电 源;所述施密特触发器U30的引脚A1连接于所述施密特触发器U31的输出端，所述施密特触 发器U30的引脚B1与引脚A1相连，所述施密特触发器U30的引脚C1连接所述信号驱动单元， 所述施密特触发器U30的引脚GND接地;所述施密特触发器U30的引脚A2连接于所述施密特 触发器U32的输出端，所述施密特触发器U30的引脚B2与引脚A2相连，所述施密特触发器U30 的引脚C2连接所述信号驱动单元，所述施密特触发器U30的引脚VCC连接+12V电源。
[0010] 所述电动车用电机控制器脉冲整形装置，其中：所述信号驱动单元的输出端与电 动车的电机控制器主回路相连;所述信号驱动单元为由芯片U40、电容C41~C45、二极管D41 和电阻R41~R42组成的电路;所述电容C41 一端接地，另一端连接+12V电源;所述二极管D41 的阳极端连接+12V电源，阴极端连接所述芯片U40的引脚VB;所述电容C42与C43并联且并联 体一端连接所述二极管D41的阴极端，并联体另一端连接所述芯片U40的引脚VS;所述电容 C44 一端接地，另一端连接所述芯片U40的引脚VDD;所述电容C45-端接地，另一端连接所述 芯片U40的引脚LIN;所述电阻R41-端连接所述芯片U40的引脚LIN，另一端连接所述施密特 触发器U30的引脚C1;所述电阻R42-端连接所述芯片U40的引脚HIN，另一端连接所述施密 特触发器U30的引脚C2。
[0011] 有益效果：
[0012]本实用新型电动车用电机控制器脉冲整形装置结构设计简单、合理，能够保证电 力电子器件的可靠工作，脉冲电压幅值放大、脉冲功率放大、控制脉冲的上升沿和下降沿以 及同一桥臂脉冲信号互锁，通过该脉冲整形技术，可以极大的提高电机控制器驱动信号的 可靠性和抗干扰性，对改善电机控制器的稳定性有重要的意义，能够满足所有的电机控制 脉冲整形技术要求。
【附图说明】
[0013] 图1为本实用新型电动车用电机控制器脉冲整形装置的结构原理图；
[0014] 图2为本实用新型电动车用电机控制器脉冲整形装置的脉冲整形与互锁电路图；
[0015] 图3为本实用新型电动车用电机控制器脉冲整形装置的信号驱动单元的电路图。
[0016] 注：
[0017] 图2中的脉冲整形与互锁电路是由电压放大单元1、信号隔离单元2和脉冲信号互 锁控制单元3的电路连接后组成。
【具体实施方式】
[0018] 如图1至3所示，本实用新型电动车用电机控制器脉冲整形装置，主要由电压放大 单元1、信号隔离单元2、脉冲信号互锁控制单元3和信号驱动单元4组成。
[0019 ]该电压放大单元1的输出端电连接信号隔离单元2的输入端，该电压放大单元1的 输入端与电动车电机控制器的核心控制单元连接，其中，由于电机控制器的核心控制单元 发出的脉冲信号的电压低，同时信号的电流非常微弱，容易受到干扰，第一级电压放大单元 1主要是将控制核心发出的脉冲信号进行电压和电流放大，从而驱动信号隔离单元2;同时， 该电压放大单元1还能起到一定的抗干扰的作用，因为微弱的干扰型号不足于驱动信号隔 离单元2。其中，如图2所示，该电压放大单元1为由倒相放大器U11~U12、电阻R11~R12和电容 C11组成的电路;该倒相放大器U11~U12的输入端连接电动车电机控制器的核心控制单元， 该倒相放大器U11~U12的输出端连接信号隔离单元2,该倒相放大器U11还与+3~5V电源连 接;该电阻R11 -端接地，另一端连接倒相放大器U11的输入端;该电阻R12-端接地，另一端 连接倒相放大器U12输入端;电容Cl 1 一端接地，另一端连接+3~5V电源。
[0020]该信号隔离单元2的输出端电连接脉冲信号互锁控制单元3的输入端，其作用主要 有三个方面，第一是:将第一级电压放大单元的信号电压进一步放大;第二是:微弱的干扰 信号无法通过该单元，起到抗干扰性作用;第三是：由电力电子器件引起的干扰信号无法影 响到控制器的控制核心，该信号隔离单元2将电力电子器件的干扰性进行了很好的反向隔 离。其中，如图2所示，该信号隔离单元2为由光电耦合器U21~U22、电阻R21~R26、电容C21~ C22组成的电路;该光电耦合器U21的引脚A连接电阻R21并通过电阻R21接+5V电源，该光电 耦合器U21的引脚K连接电压放大单元1的倒相放大器U11的输出端，该光电耦合器U21的引 脚VCC和引脚EN连接+12V电源，该光电耦合器U21的引脚GND2接地;该电阻R23-端连接+12V 电源，另一端连接电容C21并通过电容C21接地;该光电耦合器U21的引脚OUT连接于电阻R23 与电容C21之间的连接点；该电阻R24-端连接于电阻R23与电容C21之间的连接点，另一端 连接脉冲信号互锁控制单元3。同理，该光电耦合器U22的引脚A连接电阻R22并通过电阻R22 接+5V电源，该光电耦合器U22的引脚K连接电压放大单元1的倒相放大器U12的输出端，该光 电耦合器U22的引脚VCC和引脚EN连接+12V电源，该光电耦合器U22的引脚GND2接地;该电阻 R25-端连接+12V电源，另一端连接电容C22并通过电容G22接地;该光电耦合器U22的引脚 OUT连接于电阻R25与电容C22之间的连接点；该电阻R26-端连接于电阻R25与电容C22之间 的连接点，另一端连接脉冲信号互锁控制单元3。
[0021 ]该脉冲信号互锁控制单元3的输出端电连接信号驱动单元4的输入端，该该脉冲信 号互锁控制单元3的控制功能见下表：
[0023] 通过该脉冲信号互锁控制单元3脉冲信号互锁，保证了同一桥臂的上下开关管的 脉冲不可能同时出现高电平。其中，如图2所示，该脉冲信号互锁控制单元3为由施密特触发 器U31~U32、电阻R31~R32、电容C31、施密特触发器U30组成的电路;该施密特触发器U31的输 入端连接电阻R24另一端，该施密特触发器U31的输出端连接电阻R31并通过电阻R31连接施 密特触发器U30的引脚C2;该施密特触发器U32的输入端连接电阻R26另一端，该施密特触发 器U32的输出端连接电阻R32并通过电阻R32连接施密特触发器U30的引脚C1;电容C31-端 接地，另一端连接+12V电源;该施密特触发器U30的引脚A1连接于施密特触发器U31的输出 端，该施密特触发器U30的引脚B1与引脚A1相连，该施密特触发器U30的引脚C1连接信号驱 动单元4，该施密特触发器U30的引脚GND接地;该施密特触发器U30的引脚A2连接于施密特 触发器U32的输出端，该施密特触发器U30的引脚B2与引脚A2相连，该施密特触发器U30的引 脚C2连接信号驱动单元4，该施密特触发器U30的引脚VCC连接+12V电源。
[0024] 该信号驱动单元4的输出端与电动车的电机控制器主回路相连，是将经过脉冲信 号互锁控制单元3出来的脉冲信号（由于脉冲的上升沿、下降沿、脉冲信号的峰值电流等参 数无法达到驱动电力电子器件的要求)进一步进行修形和功率放大，从而驱动电力电子器 件。其中，如图3所示，该信号驱动单元4为由芯片U40、电容C41~C45、二极管D41和电阻R41~ R42组成的电路;该电容C41一端接地，另一端连接+12V电源；该二极管D41的阳极端连接+ 12V电源，阴极端连接芯片U40的引脚VB;该电容C42与C43并联且并联体一端连接二极管D41 的阴极端，并联体另一端连接芯片U40的引脚VS;该电容C44 一端接地，另一端连接芯片U40 的引脚VDD;该电容C45-端接地，另一端连接芯片U40的引脚LIN;该电阻R41-端连接芯片 U40的引脚LIN，另一端连接脉冲信号互锁控制单元3的施密特触发器U30的引脚C1;该电阻 R42-端连接芯片U40的引脚HIN，另一端连接脉冲信号互锁控制单元3的施密特触发器U30 的引脚C2。
[0025] 本实用新型结构设计简单、合理，能够保证电力电子器件的可靠工作，可以极大的 提高电机控制器驱动信号的可靠性和抗干扰性。
【主权项】
1. 一种电动车用电机控制器脉冲整形装置，其特征在于:所述整形装置主要由电压放 大单元、信号隔离单元、脉冲信号互锁控制单元和信号驱动单元组成； 所述电压放大单元的输入端连接电动车电机控制器的核心控制单元，输出端电连接所 述信号隔离单元的输入端； 所述信号隔离单元的输出端电连接所述脉冲信号互锁控制单元的输入端； 所述脉冲信号互锁控制单元的输出端电连接所述信号驱动单元的输入端。2. 如权利要求1所述的电动车用电机控制器脉冲整形装置，其特征在于:所述电压放大 单元为由倒相放大器U11~U12、电阻R11~R12和电容C11组成的电路;所述倒相放大器U11~ U12的输入端连接电动车电机控制器的核心控制单元，所述倒相放大器U11~U12的输出端连 接所述信号隔离单元，所述倒相放大器U11还与+3~5V电源连接;所述电阻R11-端接地，另 一端连接所述倒相放大器Ul 1的输入端;所述电阻R12-端接地，另一端连接所述倒相放大 器U12输入端;所述电容Cl 1 一端接地，另一端连接+3~5V电源。3. 如权利要求2所述的电动车用电机控制器脉冲整形装置，其特征在于:所述信号隔离 单元为由光电耦合器U21~U22、电阻R21~R26、电容C21~C22组成的电路； 所述光电耦合器U21的引脚A连接所述电阻R21并通过所述电阻R21接+5V电源，所述光 电耦合器U21的引脚K连接所述倒相放大器U11的输出端，所述光电耦合器U21的引脚VCC和 引脚EN连接+12V电源，所述光电耦合器U21的引脚GND2接地;所述电阻R23-端连接+12V电 源，另一端连接所述电容C21并通过所述电容C21接地;所述光电耦合器U21的引脚OUT连接 于所述电阻R23与电容C21之间的连接点；所述电阻R24-端连接于所述电阻R23与电容C21 之间的连接点，另一端连接所述脉冲信号互锁控制单元； 所述光电耦合器U22的引脚A连接所述电阻R22并通过所述电阻R22连接+5V电源，所述 光电耦合器U2 2的引脚K连接所述倒相放大器U12的输出端，所述光电耦合器U2 2的引脚VCC 和引脚EN连接+12V电源，所述光电耦合器U22的引脚GND2接地;所述电阻R25-端连接+12V 电源，另一端连接所述电容C22并通过所述电容G22接地;所述光电耦合器U22的引脚OUT连 接于所述电阻R25与电容C22之间的连接点；所述电阻R26-端连接于所述电阻R25与电容 C22之间的连接点，另一端连接所述脉冲信号互锁控制单元。4. 如权利要求3所述的电动车用电机控制器脉冲整形装置，其特征在于:所述脉冲信号 互锁控制单元为由施密特触发器U31~U32、电阻R31~R32、电容C31、施密特触发器U30组成的 电路； 所述施密特触发器U31的输入端连接所述电阻R24另一端，所述施密特触发器U31的输 出端连接所述电阻R31并通过所述电阻R31连接所述施密特触发器U30的引脚C2;所述施密 特触发器U32的输入端连接所述电阻R26另一端，所述施密特触发器U32的输出端连接所述 电阻R32并通过所述电阻R32连接所述施密特触发器U30的引脚C1;所述电容C31-端接地， 另一端连接+12V电源;所述施密特触发器U30的引脚A1连接于所述施密特触发器U31的输出 端，所述施密特触发器U30的引脚B1与引脚A1相连，所述施密特触发器U30的引脚C1连接所 述信号驱动单元，所述施密特触发器U30的引脚GND接地;所述施密特触发器U30的引脚A2连 接于所述施密特触发器U32的输出端，所述施密特触发器U30的引脚B2与引脚A2相连，所述 施密特触发器U30的引脚C2连接所述信号驱动单元，所述施密特触发器U30的引脚VCC连接+ 12V电源。5.如权利要求4所述的电动车用电机控制器脉冲整形装置，其特征在于:所述信号驱动 单元的输出端与电动车的电机控制器主回路相连;所述信号驱动单元为由芯片U40、电容 C41~C45、二极管D41和电阻R41~R42组成的电路； 所述电容C41 一端接地，另一端连接+12V电源;所述二极管D41的阳极端连接+12V电源， 阴极端连接所述芯片U40的引脚VB;所述电容C42与C43并联且并联体一端连接所述二极管 D41的阴极端，并联体另一端连接所述芯片U40的引脚VS;所述电容C44 一端接地，另一端连 接所述芯片U40的引脚VDD;所述电容C45-端接地，另一端连接所述芯片U40的引脚LIN;所 述电阻R41-端连接所述芯片U40的引脚LIN，另一端连接所述施密特触发器U30的引脚C1; 所述电阻R42-端连接所述芯片U40的引脚HIN，另一端连接所述施密特触发器U30的引脚 C2〇
【文档编号】H03K5/01GK205453651SQ201521066707
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月21日
【发明人】梅建伟, 周海鹰, 刘杰, 毕栋, 魏海波
【申请人】上唐投资有限公司