一种节能安全的滑板车无刷电机驱动器的制作方法

本实用新型属于电机驱动控制技术，具体涉及一种节能安全的滑板车无刷电机驱动器。

背景技术：

电动滑板车是继传统滑板之后的又一滑板运动的新型产品形式，其由电机驱动，可靠身体扭动而前进，不需用脚推滑，可做各种花式变化动作，配合扭腰运动，可达到显著的瘦身效果，可增强个人的平衡能力的娱乐健身活动。

现有的电动滑板车是由内置电池供电的，一般作为其控制中枢的单片机都会考虑设置休眠功能，但该休眠功能也仅限于单片机自身实现节能，并不能控制其它耗电元件（例如，DC-DC芯片、霍尔电压检测电路等）断电，很显然，节省单片机这点微小的耗能意义不大，所以提升其续航性能是产品的重要技术难点之一。滑板车电机要求实现边滑动边启动，而在减速时又希望能够具有可靠的制动功能，针对启动加速与减速制动的不同工况，驱动电流的输出也有所不同，所以驱动整流技术是滑板车产品的技术难点之二。

此外，人们现在对手机、平板电脑等电子产品的使用率极高，要在户外为这些电子产品充电续航也是件让人头痛的事情，而滑板车内置有大容量电池，也让其成为移动充电电源成为可能。

技术实现要素：

为克服背景技术中提及的问题，本实用新型提出一种节能安全的滑板车无刷电机驱动器，采用PMOS输入电源切断技术实现整体电路的关机全断电功能，有效减少待机能耗，让产品稳定性更佳，续航性能更好，其具体技术内容如下：

一种节能安全的滑板车无刷电机驱动器，包括电源模块、控制模块和驱动输出模块，其特征在于：

该电源模块包括输入端子、DC-DC模块VS7、光耦模块U3、触发键TRIGGER、三极管Q1、电解电容C10、电容C11和若干电阻，该DC-DC模块VS7的输入侧通过输入端子CON1连接直流电源，其输出侧连接至该控制模块并与该控制模块的控制芯片U1连接，该输入端子CON1的DC+端经由两分压电阻R14和R15、三极管Q1连接信号地，该三极管Q1的基极连接至控制芯片U1，由该控制芯片U1控制三极管Q1的通/断，该DC-DC模块VS7由该两分压电阻R14和R15分配电压，该DC-DC模块VS7的输出端并联设置有电解电容C10和电容C11；该光耦单元U3的输入侧与该三极管Q1并联，并由该触发键TRIGGER进行接地通/断控制，该光耦单元U3的输出侧连接至控制模块的检测端/检测电路，用以让控制芯片U1获知唤醒信号；

该驱动输出模块包括串联连接的场效应管VS5和VS6，二者的连结点作为无刷电机驱动器的输出端，该场效应管VS5的源极连接DC+端，其漏极连接场效应管VS6的源极，其栅极与漏极之间设有电阻R11；该场效应管VS6的漏极由电容C6连接DC+端，其栅极与漏极之间设有电阻R11；该场效应管VS5的栅极、VS6的栅极分别连接于控制模块，由该控制模块进行通/断控制。

于本实用新型的一个或多个实施例中，该控制模块设有UART串口，以实现外部蓝牙、WIFI模块的对接。

于本实用新型的一个或多个实施例中，还集成有对外的充电模块，该充电模块包括充电管理芯片U4、双色指示灯DL2和若干线路电阻，该充电管理芯片U4设有连接对外USB口的电输出端BAT、连接直流源的使能端CE，以及连接双色指示灯DL2的状态信号输出端，该电输出端BAT设有电容C29。

本实用新型的有益效果是：

1）具有自动断电功能，在电源前端采用PMOS输入电源切断技术，100%切断电源，实现全系统断电/休眠；通过触发键TRIGGER连地实现触发启动，控制芯片U1上电后随即置高三极管Q1基极电压令其导通，全面启动电源模块运作；当需要关机时，控制芯片U1将三极管Q1基极电压置低，在没有触发键TRIGGER接地的情况下，实现电源关断，令整体电路能耗能得有效控制。

2）采用了非同步整流和同步整流的自动切换功能，由控制芯片U1产生对场效应管VS5、VS6的通/控制，在启动加速时采用非同步整流输出，让滑板车得以顺滑启动，而在减速制动时采用同步整流输出，实现制动馈电，让滑板车减速平稳，极大地提高了滑板车的安全性。

3）提供有UART串口，方便实现与蓝牙\WIFI模块的对接，实现手机或云端对滑板车的控制。

4）集成有充电模块，实现滑板车对手机、平板电脑等电子产品的充电续航支撑。

附图说明

图1为本实用新型的节能安全的滑板车无刷电机驱动器原理框图。

图2为本实用新型的节能安全的滑板车无刷电机驱动器的电源模块的电路结构示意图。

图3为本实用新型的节能安全的滑板车无刷电机驱动器的驱动输出模块的电路结构示意图。

图4为本实用新型的节能安全的滑板车无刷电机驱动器的充电模块的电路结构示意图。

具体实施方式

如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：

参见附图1至3，一种节能安全的滑板车无刷电机驱动器，包括电源模块、控制模块和驱动输出模块，其特征在于：

该电源模块包括输入端子、DC-DC模块VS7、光耦模块U3、触发键TRIGGER、三极管Q1、电解电容C10、电容C11和若干电阻，该DC-DC模块VS7的输入侧通过输入端子CON1连接直流电源，其输出侧连接至该控制模块并与该控制模块的控制芯片U1连接，该输入端子CON1的DC+端经由两分压电阻R14和R15、三极管Q1连接信号地，该三极管Q1的基极连接至控制芯片U1，由该控制芯片U1控制三极管Q1的通/断，该DC-DC模块VS7由该两分压电阻R14和R15分配电压，该DC-DC模块VS7的输出端并联设置有电解电容C10和电容C11；该光耦单元U3的输入侧与该三极管Q1并联，并由该触发键TRIGGER进行接地通/断控制，该光耦单元U3的输出侧连接至控制模块的检测端/检测电路，用以让控制芯片U1获知唤醒信号；

该驱动输出模块包括串联连接的场效应管VS5和VS6，二者的连结点作为无刷电机驱动器的输出端，该场效应管VS5的源极连接DC+端，其漏极连接场效应管VS6的源极，其栅极与漏极之间设有电阻R11；该场效应管VS6的漏极由电容C6连接DC+端，其栅极与漏极之间设有电阻R11；该场效应管VS5的栅极、VS6的栅极分别连接于控制模块，由该控制模块进行通/断控制。

在断电状态下，通过触发键TRIGGER连地实现触发启动，控制芯片U1上电后随即置高三极管Q1基极电压令其导通，从而让DC-DC模块VS7的S至D导通，让系统得电；同时，控制芯片U1的PW_EN引脚（连接至三极管Q1的基础）锁定高电平输出，保持系统开机；当需要关机时，控制芯片U1将PW_EN引脚电压置低，在没有触发键TRIGGER接地的情况下，实现电源关断，令整体电路能耗能得有效控制。

由控制芯片U1产生对场效应管VS5、VS6的通/控制，在启动加速时采用非同步整流输出，让滑板车得以顺滑启动，而在减速制动时采用同步整流输出，实现制动馈电，让滑板车减速平稳，极大地提高了滑板车的安全性。

本实施例中，上述的该DC-DC模块VS7采用型号为BS0613SPVR 直流整流芯片，该控制芯片U1要用型号为LM2596-12的单片机，场效应管VS5和VS6采用型号为AOT270AL的场效应管。

优选的，该控制模块设有UART串口，方便实现与蓝牙\WIFI模块的对接，实现手机或云端对滑板车的控制。

参见附图4，本驱动器还集成有对外的充电模块实现滑板车对手机、平板电脑等电子产品的充电续航支撑，该充电模块包括充电管理芯片U4（型号为TP4056）、双色指示灯DL2和若干线路电阻，该充电管理芯片U4设有连接对外USB口的电输出端BAT、连接直流源的使能端CE，以及连接双色指示灯DL2的状态信号输出端，该电输出端BAT设有电容C29。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。