電動車控制器在電動車運行中扮演核心角色，其關(guān)鍵功能聚焦于精準調(diào)控電機的啟動、轉(zhuǎn)速及剎車斷電等操作，確保車輛穩(wěn)定、高效且安全地運行。
一、控制器電源電路
鑒于電動車電池電壓通常在 36V 及以上，而控制器的核心元件，如單片機、各類數(shù)字電路芯片以及功率開關(guān) MOS 管，均需適配較低的工作電壓。電源電路的設(shè)計便顯得至關(guān)重要。
該電源電路由 78L15 和 78L05 共同搭建。其中，78L05 負責為數(shù)字電路供應(yīng)穩(wěn)定的 5V 電壓，而 78L15 則承擔起為功率 MOS 管的控制極提供 15V 電壓的重任，如此一來，各核心部件便能在適配的電壓環(huán)境下高效運轉(zhuǎn)。
二、電池欠壓和過流保護電路
電池作為電動車的動力源泉，其狀態(tài)的優(yōu)劣直接關(guān)乎車輛的使用壽命與運行安全。倘若電池電壓因過度放電而降至過低水平，又或是在放電過程中遭遇過大電流沖擊，都極易引發(fā)電池損壞，甚至埋下安全隱患。
電池欠壓和過流保護電路的設(shè)計，猶如給電池配備了一層堅固的防護盾。電池電壓 D + 經(jīng) R2、R3 并聯(lián)后再與 R4 串聯(lián)分壓，所獲取的電壓被精準輸送至單片機 AN1，進行 ADC 電壓檢測。一旦電池電壓滑落至預設(shè)的欠壓閾值之下，系統(tǒng)便即刻下達指令，禁止電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動，以此避免電池陷入深度放電的困境。
與此同時，電機電流回路經(jīng) R55 取樣后，一路送入運放進行比較，比較后的信號迅速傳遞至單片機中斷，觸發(fā)過流關(guān)斷機制；另一路則經(jīng)運放放大后，輸入至 ANO，實現(xiàn)對電機電流的實時監(jiān)測與精準把控。如此雙管齊下，全方位守護電池免受過流傷害。
三、轉(zhuǎn)把調(diào)速和限速電路
在騎行過程中，車速的調(diào)節(jié)關(guān)乎騎行體驗與安全系數(shù)。轉(zhuǎn)把調(diào)速和限速電路應(yīng)運而生，為用戶帶來便捷且精準的速度掌控。
轉(zhuǎn)把接口通常連接線性霍爾或電位器，其反饋的電壓信號被精準輸送至 AN3 進行檢測。系統(tǒng)依據(jù)該信號，精準計算出轉(zhuǎn)把的扭轉(zhuǎn)角度，進而實現(xiàn)對電動車速度的無級調(diào)控，滿足用戶在不同路況下的個性化車速需求。
而限速接口則配備了一個跳線開關(guān)，當其處于短接狀態(tài)時，R33 被接入電路，進而調(diào)控輸入至 AN3 的電壓值。這一巧妙設(shè)計，為電動車設(shè)置了一道速度上限的防線，有效防止車速過快帶來的潛在風險，尤其在下坡或人群密集等特殊場景下，為騎行者筑牢安全屏障。
四、剎車斷電電路
剎車操作是騎行過程中的關(guān)鍵安全環(huán)節(jié)。當騎行者實施剎車動作時，若電機持續(xù)供電運轉(zhuǎn)，不僅會造成電能的無端浪費，更會使剎車阻力大打折扣，增加剎車距離，嚴重威脅騎行安全。
剎車斷電電路的設(shè)計，巧妙地解決了這一問題。在剎車瞬間，H 點接入電壓信號，該信號經(jīng)電阻分壓處理后，精準輸送至 AN4 進行檢測。系統(tǒng)一旦判定剎車動作發(fā)生，便迅速切斷電機供電回路，確保電機即刻停止運轉(zhuǎn)，全力輔助剎車效果，為騎行者帶來安全可靠的制動體驗。
五、無刷電機控制電路
無刷電機憑借其高效能、低噪音以及長壽命等優(yōu)勢，在電動車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。其內(nèi)部構(gòu)造包含三個線圈，需借助 6 個功率 MOS 管構(gòu)成的換流器，按照既定的順序依次導通，才能驅(qū)動電機順暢旋轉(zhuǎn)。
具體而言，無刷電機控制遵循獨特的導通順序：AH 與 BL 一組、AH 與 CL 一組、BH 與 CL 一組、BH 與 AL 一組、CH 與 AL 一組、CH 與 BL 一組，周而復始，形成完整的換流周期，推動電機持續(xù)運轉(zhuǎn)。
在電機控制電路中，RB4、RB3、RB2 三個單片機管腳肩負重任，分別輸出控制換流器上管的 PWM 信號；而 RB6、RB5、RB4 則對應(yīng)輸出控制換流器下管的 PWM 信號，通過精準調(diào)控 PWM 信號的占空比，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的精細控制。
值得一提的是，電路中還巧妙融入了 4 個 74 系列數(shù)字電路芯片，各司其職卻又緊密協(xié)作。U4（74HC08D）作為 4 路與門，當 RC2 引腳輸出低電平時，可有效禁止 PWM 信號輸出，為電機控制提供關(guān)鍵的邏輯判斷支持。U5（74HC04D）擔任反相器角色，與 U3（74HC27D）及 U2（三路與或門）協(xié)同作業(yè)，受 RB1 電平管控，一方面實現(xiàn)總開關(guān)對 PWM 輸出的精準調(diào)控，另一方面巧妙防止 MOS 管同時導通，避免引發(fā)短路故障，為電機的穩(wěn)定運行保駕護航。
然而，數(shù)字電路芯片所輸出的信號，并不能直接用于驅(qū)動 MOS 管導通。為此，特設(shè) MOS 管驅(qū)動電路，對數(shù)字信號進行功率放大與電平轉(zhuǎn)換，使其滿足 MOS 管的驅(qū)動要求，保障電機控制信號的精準傳遞與高效執(zhí)行。
六、霍爾傳感器電路
霍爾傳感器在無刷電機的運行中發(fā)揮著不可或缺的作用。J1 接口連接安裝于電機上的霍爾傳感器，其核心使命在于精準測定電機轉(zhuǎn)子的實時位置信息。系統(tǒng)依據(jù)霍爾傳感器反饋的位置信號，結(jié)合電機運行狀態(tài)，精確調(diào)控輸出至電機驅(qū)動的 PWM 信號的時序與占空比，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速與運轉(zhuǎn)方向的精準控制，確保電機高效、平穩(wěn)地運轉(zhuǎn)，為騎行者帶來流暢的駕駛體驗。
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