[实用新型]基于PWM的可调速电动汽车模型控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可调速电动汽车模型控制系统，具体是一种基于PWM的可调速电动汽车模型控制装置。

背景技术

在当今社会，随着汽车数量的急剧增加，汽车已经成为人们日常生活中不可缺少的代步或运输工具，改变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量。然而，普通汽车消耗大量的石油资源，排放大量的废气，从而造成了严重的环境污染。伴随着汽车数量增加带来的各种严重后果，越来越多的人们开始将目光转移到电动汽车的研究上。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于PWM的可调速电动汽车模型的控制装置，可以使车速得到稳定的调节并不受路况等外界条件的限制。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种基于PWM的可调速电动汽车模型控制装置，其特征在于，包括MCU总控制器，在MCU总控制器上连接有电源模块、直流电机驱动模块和测速模块，其中，直流电机驱动模块通过直流电机与测速模块相连接；电源模块还分别与直流电机驱动模块、直流电机和测速模块相连。

本实用新型的其它特点是：

所述的MCU总控制器采用MC9S12XS128单片机。

所述的测速模块采用光电编码器。

所述的电源模块包含稳压芯片LM2940和LT1070升压斩波电路集成芯片。

本实用新型的基于PWM的可调速电动汽车模型控制装置，由于采用了速度闭环控制方式，利用光电编码器测量电动机的转速作为速度反馈，使用MC9S12XS128单片机作为本装置的总控制器，通过其PWM模块产生的PWM信号来控制驱动芯片IR2104，再由驱动芯片IR2104驱动MOSFET，从而构成H桥驱动电路来驱动电机。因此，能够实现车速的稳定调节以及车辆的前进、刹车和倒车。

附图说明

图1为本实用新型的系统总体框图。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图1，本实施例给出一种基于PWM的可调速电动汽车模型控制装置的总体框图，包括MCU总控制器，电源模块，直流电机驱动模块，直流电机和测速模块；电源模块分别向MCU总控制器、直流电机驱动模块、直流电机和测速模块供电；MCU总控制器控制直流电机驱动模块，直流电机驱动模块控制直流电机，直流电机控制测速模块，测速模块又将速度反馈信号反馈给MCU总控制器。

本实施例中，MCU总控制器采用的单片机型号为MC9S12XS128，利用测速模块的给定速度信号和反馈的速度信号控制其PWM模块产生PWM信号来控制MOSFE的驱动芯片IR2104，再由其驱动MOSFE，从而构成H桥驱动电路驱动电动机，实现电动机速度的平滑调节，也可实现车辆的前进、刹车和倒车。

直流电机驱动模块选用电机驱动方式为N沟道MOSFE和专用栅极驱动芯片来实现。装置通过调节PWM的占空比来调节H桥电路的输出电压，以实现对车速的控制。PWM波是一种脉宽可控制波，通过调整脉宽的大小来控制电机两端电压，实现电机调速。装置采用定频调宽的调制方式，将PWM方波信号的频率设置为10KHz，保持频率不变，通过调节PWM的占空比，实现对电机两端电压的调节，从而实现调速功能。

直流电机采用的调速方式为调节电源电压来实现，通过调节电枢电源电压来调节转速，随着外加电源电压的降低，电动机的转速下降。因此，降压调速只能在额定转速（又称为基速）以下调节。此调速方式使得机械特性的硬度保持不变，调速范围大；调速的平滑性好，可以实现无极调速；电枢回路等效电阻很小，损耗小。

测速模块采用光电编码器，本实施例选用了日本内密控公司的光电编码器OME-100-1N，其内部仅仅由一个发射管和一个接收管组成，因此首先需要加电源和限流电阻。由于光电编码器体积较小，所以直接安装在距电机较近的大齿轮上。安装时要注意安装要领：必须要完全固定，不允许光电编码器与车模之间有相对移动；光电编码器的齿轮与电机的传动齿轮必须在同一平面上。按照以上要领安装后，输出方波信号稳定可靠，直接由单片机ECT模块处理，测回速度比较稳定，可以满足要求。

电源模块包括有稳压芯片LM2940和LT1070升压斩波电路集成芯片，由于MCU总控制器、测速模块均需要5V电源，电机驱动电路中IR2104芯片需要12V的供电电压，直流电机可以使7.2V，2000mA h镍镐电池直接供电。终采用稳压芯片LM2940作为5V电源，采用LT1070升压斩波电路集成芯片作为12V供电电压。

综上所述，本实用新型的基于PWM的可调速电动汽车模型控制装置，能够实现车速的稳定调节以及车辆的前进、刹车和倒车，而且车速不受路况等外界条件的限制。