[实用新型]大电流无刷电机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无刷电机控制器，特别是用于配合较大功率电动摩托车的大电流无刷电机的控制器。

背景技术

无刷电机控制器通常由单片机微控制器和电阻、传感器、桥式开关电路，以及辅助单片机或专用集成电路完成控制过程的功能器件组成。是在一块集成片上把存贮器、有变换信号语言的译码器、锯齿波发生器和脉宽调制功能电路以及能使开关电路功率管导通或截止、通过方波控制功率管的导通时间以控制电机转速的驱动电路、输入输出端口等集成在一起而构成的。目前，电动自行车所采用的控制器电路原理基本相同或接近。有刷和无刷直流电机大都采用脉宽调制的PWM控制方法调速，只是选用驱动电路、集成电路、开关电路功率晶体管和某些相关功能上的差别。元器件和电路上的差异，构成了控制器性能上的不大相同。

无刷直流电机控制器，无论是高速转动的盘形电枢有齿轮减速的无刷电机，还是外磁钢转子的低速无刷电机，其控制器都比较复杂，并且价格较高。电动自行车常用的是三相无刷电机，在三相电机中又有不同的绕组、槽数、磁钢片数，同时又有导通的绕组数，以及在什么相位角导通，导通时电流的方向等。现有技术中的功率电路通常是六个MOSFET功率管，接受功率驱动电路的驱动信号实施导通或截止，向电机的三相绕组供电。早期使用CD4051、DAC1210、Z80、8098和通用型DSP芯片，虽然是单板机，由于它们不是专用集成电路，所以需要多片集成电路和周边器件来配合才能达到控制要求，组成较完整的控制系统。要达到同样的功能，电路并不简单。

现有技术中的无刷电机控制器为了进一步的保护电路，在主电路中还设有一个作为主电路的控制开关使用，保护可控硅的32A空气开关。该保护电路的不足之处是当负载及电路发生严重短路问题时，对可控硅的保护作用略显不足。因为曾经出现过可控硅被烧短路的情况，这主要是由于在保护电路动作之后，可控硅只能在电源过零之后才能自然关断，而空气开关的分断速度也是有限的。所以在必要时还需要采用“快熔”等其他措施来进行最后的短路保护。

目前500W~3000W大功率电动摩托车，电流最大达到70A。现有技术电机控制器在大电流工作下通常都不稳定，电压波动大，电压的波幅变化易损坏控制器元器件。而且不能任意限制最大速度和改变电流加大转距。在现有技术无刷电机控制器设计中，无论是散热器或是主回路导体等工艺设计要求都很高。在这么大电流的电动车无刷电机控制器PCB板上，电路的导体是在电路板上手工后焊加锡。而且在大电流通过的电路上需要加一层很厚的成本比铜贵很多的金属锡。而加大锡厚自动生产设备是无法做到的，只能采用手工加焊加锡的工艺，而手工后焊的产品很难达到一致性，不仅生产效率低，成本高，而且会造成有某只功率管接触不良或导电截面积过小发热现象。一般电动车只有一个固定的限流保护功能，而且每个控制器的电流设置误差都较大。

本实用新型是对现有技术无刷电机控制器的进一步改进和发展。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种能够保证大电流工作稳定，电压变化不会损坏控制器元器件，可任意限制最大速度，能改变电流加大转距的无刷电机控制器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大电流无刷电机控制器，包括向电机三相绕组供电的功率电路，限速比较调制电路，限流调制电路和PCB线路板，其特征在于：所述的功率电路排列有至少六只以上功率管，且在三相绕组的每一相上下管至少并接有二只；其中用光耦隔离电机霍尔信号的光电耦合器与传感器输入端直接相连接，电机绕组中电压经限流调制电路的电阻限流把电压传到光耦合器，把外接刹车电源光耦隔离，控制器内设有至少两组任意可调限制的三组速度控制电路，其中至少有一组全开的限速调制器或限速集成电路芯片和两组可调限流调制器限速电路；在PCB线路板上贴焊有加强负载电流导通的与主回路的功率管和主导线相连接的铜片导体。

本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。

本实用新型在电路板上用成型的铜片加强导体的截面积，将功率管管脚直接扦焊到铜片的工艺孔上，管脚连接一致，一致性高。PCB线路板上用铜片导体把功率管与主回路导接，保证了大电流工作时的稳定性能，使大电流工作时不会造成有某只功率管接触不良或导电截面积过小发热现象。克服了手工加锡是一致差，很容易出现以上所说的不良现象。刹车信号隔离，用光耦把外接刹车电源隔离，使得刹车时电压变化不会影响到控制器芯片的正常工作。不会损坏控制器元器件