专利名称：无刷电动车省电控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动车附件，确切的说是一种用于减少电机耗电的无刷电动车省电控制器。
背景技术：
现有12Ah电动车常规最大行程只有40公里，20Ah电动车常规最大行程只有70公里。其主要原因有(1)电动车运行时，电池处于大电流放电工作状态，电池大电流放电会使电池极板老化，增加内部损耗和电路损耗。(2)电动车电机在大电流工作情况下，电机线包和磁体会发热严重，从而使电机效率下降，耗电严重。
发明内容
本实用新型旨在克服现有电动车存在的上述问题，提供一种使电池和电动车电机始终处于小电流工作状态，电动车电机的小电流工作使电机温度始终处于常温状态，电机始终处于高效率状态的无刷电动车省电控制器。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种无刷电动车省电控制器，包括控制单元、驱动单元和电源单元，其特征在于所述控制单元有一个产生阻值可调的电压信号的控制按钮，控制按钮将该阻值可调的电压信号发送到控制芯片，控制芯片接收该信号并产生可调占空比信号；一个外部传感器，检测电机定子和转子的位置关系，并产生一个高、低电平信号的整流序列，输入到上述控制芯片；所述驱动单元由触发块和功率元件组成驱动电路，触发块接收控制芯片输出的可调占空比信号，并产生一个触发信号输出到功率元件，控制功率元件的开通和关断；所述电源单元对控制单元和驱动单元分别提供工作电压，并控制驱动单元输出功率随占空比信号变化的能量。
所述控制按钮产生的阻值可调的电压信号，输入到控制芯片11脚，控制芯片产生可调占空比信号，通过控制芯片1、2、24脚和19、20、21脚输出。外部传感器检测电机定子和转子的位置关系，为控制芯片4、5、6脚提供一个高、低电平信号的整流序列输入，控制芯片依据该序列从1、2、24脚和19、20、21脚轮流输出控制信号；所述驱动单元由三个触发块和功率元件组成驱动电路，控制芯片1、2、24脚和19、20、21脚轮流输出的可调占空比信号到触发块2、3脚，触发块5、7脚输出触发控制功率元件开通和关断，控制电机无极调速。
本实用新型还包括实现欠压保护和限流功能的辅助单元，该单元由比较器芯片和三极管等外围元件组成，限流的实现是在功率元件输出端取电信号到比较器芯片13脚同比较器芯片12脚信号比较，得到低电平后，由14脚输出一个电信号到控制芯片7脚，封锁控制信号输出，欠压保护是在电池正端取一个电信号到比较器芯片10脚同9脚电信号比较，得到低电平后，输出到控制芯片11脚，封锁控制信号输出。
采用本实用新型的优点在于一、电池和电动车电机始终处于小电流工作状态，避免了电池大电流放电而造成电池内损耗的发热和控制器大电流工作的损耗。
二、电动车电机的小电流工作使电机温度始终处于常温状态，电机始终处于高效率状态，故耗电低。
图1为本实用新型结构逻辑框图图2为本实用新型电路原理结构示意图具体实施方式
一种无刷电动车省电控制器，包括电源单元对控制单元和驱动单元分别提供工作电压；控制单元包括控制芯片、外部传感器、控制按钮，根据电源单元提供的工作电压产生可调占空比信号，并通过该可调占空比信号调整外部顶端输出和外部底部输出的占空比的脉冲宽度；驱动单元由触发块和功率元件组成驱动电路，控制芯片输出的可调占空比信号到触发块，触发块的输出触发控制功率元件开通和关断，以控制电机无极调速。
电源单元，控制驱动单元输出功率随占空比信号变化的能量，达到电机无极调速。控制单元的控制按钮提供一个阻值可调的电压信号，输入到控制芯片并籍此产生可调占空比信号，外部传感器检测电机定子和转子的位置关系，为控制芯片提供一个高、低电平信号的整流序列输入，控制芯片依据上述序列轮流输出可调占空比控制信号。
控制按钮产生的阻值可调的电压信号，输入到控制芯片11脚，控制芯片产生可调占空比信号，通过控制芯片1、2、24脚和19、20、21脚输出。外部传感器检测电机定子和转子的位置关系，为控制芯片4、5、6脚提供一个高、低电平信号的整流序列输入，控制芯片依据该序列从1、2、24脚和19、20、21脚轮流输出控制信号；所述驱动单元由三个触发块和功率元件组成驱动电路，控制芯片1、2、24脚和19、20、21脚轮流输出的可调占空比信号到触发块2、3脚，触发块5、7脚输出触发控制功率元件开通和关断，控制电机无极调速。
本实用新型还包括实现欠压保护和限流功能的辅助单元，该单元由比较器芯片和三极管等外围元件组成。限流的实现是在功率元件输出端取电信号到比较器芯片13脚同比较器芯片12脚信号比较，得到低电平后，由14脚输出一个电信号到控制芯片7脚，封锁控制信号输出。欠压保护是在电池正端取一个电信号到比较器芯片10脚同9脚电信号比较，得到低电平后，输出到控制芯片11脚，封锁控制信号输出。
如图1所示，电路原理图由四部分组成。(1)7815组成的电源部分。提供直流+15V工作电压。(2)MC33035组成系统控制部分。MC33035的11脚由电动车手柄提供一个电信号输入，来调整MC33035 1、2、24脚和19、20、21脚输出的占空比的脉冲宽度。MC330354、5、6脚由外部传感器提供输入信号控制整流序列。MC330358脚为外部传感器提供电源。(3)三只IR2103和Q1～Q12的MOSFET组成驱动部分。它由MC330351、2、24脚和19、20、21脚输出的脉冲宽度可调的占空比信号驱动电动车电机无极调速。(4)LM324组成辅助部分。主要提供欠压保护、限流等功能。
本实用新型核心部份在于通过多次对电机电压、电流技术参数测量发现，电流过大并不能改变电机转速，电机转速是由电机线圈匝数和制作工艺决定的，电流过大只能使电池寿命缩短，电机效率下降。因此，给电机合适的电流是省电的一个方法。如图2所示，MC3303511脚是控制电机电流关键点，在MC3303511脚加了一只15K电阻和一只S8050三极管，电动车正常行驶时，S8050基极始终有0.7V电压使它处于饱和导通，这时，MC3303511脚电压控制在3。5V，使MC33035 1、2、24脚和19、20、21脚输出占空比脉冲宽度最大只能达到90％，从而使电机始终处于小电流工作状态，达到省电目的。
本实用新型使配12AH电池的电动车常规行驶的最大行程能达到70公里，配20AH电池的电动车常规行驶的最大行程能达到120公里。
在本实用新型中，电池和电动车电机始终处于小电流工作状态，避免了电池大电流放电而造成电池内损耗的发热和控制器大电流工作的损耗。电动车电机的小电流工作使电机温度始终处于常温状态，电机始终处于高效率状态，故耗电低。
权利要求1.一种无刷电动车省电控制器，包括控制单元、驱动单元和电源单元，其特征在于所述控制单元有一个产生阻值可调的电压信号的控制按钮，控制按钮将该阻值可调的电压信号发送到控制芯片，控制芯片接收该信号并产生可调占空比信号；一个外部传感器，检测电机定子和转子的位置关系，并产生一个高、低电平信号的整流序列，输入到上述控制芯片；所述驱动单元由触发块和功率元件组成驱动电路，触发块接收控制芯片输出的可调占空比信号，并产生一个触发信号输出到功率元件，控制功率元件的开通和关断；所述电源单元对控制单元和驱动单元分别提供工作电压，并控制驱动单元输出功率随占空比信号变化的能量。
2.根据权利要求1所述的无刷电动车省电控制器，其特征在于所述控制按钮产生的阻值可调的电压信号，输入到控制芯片11脚，控制芯片产生可调占空比信号，通过控制芯片1、2、24脚和19、20、21脚输出；外部传感器检测电机定子和转子的位置关系，为控制芯片4、5、6脚提供一个高、低电平信号的整流序列输入，控制芯片依据该序列从1、2、24脚和19、20、21脚轮流输出控制信号；所述驱动单元由三个触发块和功率元件组成驱动电路，控制芯片1、2、24脚和19、20、21脚轮流输出的可调占空比信号到触发块2、3脚，触发块5、7脚输出触发控制功率元件开通和关断，控制电机无极调速。
3.根据权利要求1或2所述的无刷电动车省电控制器，其特征在于还包括实现欠压保护和限流功能的辅助单元，该单元由比较器芯片和三极管等外围元件组成，限流的实现是在功率元件输出端取电信号到比较器芯片13脚同比较器芯片12脚信号比较，得到低电平后，由14脚输出一个电信号到控制芯片7脚，封锁控制信号输出，欠压保护是在电池正端取一个电信号到比较器芯片10脚同9脚电信号比较，得到低电平后，输出到控制芯片11脚，封锁控制信号输出。
专利摘要本实用新型公开了一种无刷电动车省电控制器。本实用新型，电池和电动车电机始终处于小电流工作状态，电动车电机的小电流工作使电机温度始终处于常温状态，电机始终处于高效率状态的无刷电动车省电控制器。本实用新型包括电源单元、控制单元、驱动单元及辅助单元。本实用新型避免了电池大电流放电而造成电池内损耗的发热和控制器大电流工作的损耗；电动车电机的小电流工作使电机温度始终处于常温状态，电机始终处于高效率状态，故耗电低。
文档编号H02P6/16GK2819632SQ200520035430
公开日2006年9月20日 申请日期2005年9月12日 优先权日2005年9月12日
发明者武勇, 武宏宇, 蔡雨薇, 叶魏 申请人:武勇, 叶昌发