电动车运行原理

电动车控制器原理及编程

2008-10-29 15:34 电动车控制器原理及编程

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控制器

无刷控制器硬件电路详解

电动车无刷电机是目前最普及的电动车用动力源，无刷电机以其相对有刷电机长寿，免维护的特点得到广泛应用，然而由于其使用直流电而无换向用的电刷，其换向控制相对有刷电机要复杂许多，同时由于电动车负载极不稳定，又使用电池作电源，因此控制器自身的保护及对电机，电源的保护均对控制器提出更多要求。

自电动车用无刷电动机问世以来，其控制器发展分两个阶段：第一阶段为使用专用无刷电动机控制芯片为主组成的纯硬件电路控制器，这种电路较为简单，其中控制芯片的代表是摩托罗拉的MC33035,这个不是这里的主题，所以也不作深入介绍。第二阶段是以MCU为主的控制芯片。这是这篇文章介绍的重点，在MCR版本的设计中，揉和了模拟、数字、大功率MOSFET驱动等等许多重要应用，结合MCU智能化控制，是一个非常有启迪性的设计。

今以应用最广泛的以PIC16F72为智能控制中心，350W的整机电路为例,整机电路如图1：

图1:350W整机电路图

整机电路看起来很复杂，我们将其简化成框图再看看：

图2:电路框图

电路大体上可以分成五部分：

一、电源稳压，供应部分；

二、信号输入与预处理部分；

三、智能信号处理，控制部分；

四、驱动控制信号预处理部分；

五、功率驱动开关部分。

下面我们先来看看此电路最核心的部分：PIC16F72组成的单片机智能处理、控制部分，因为其他电路都是为其服务或被其控制，弄清楚这部分，其它电路就比较容易明白。

图3:PIC16F72在控制器中的各引脚应用图

我们先来简单介绍一下PIC16F72的外部资源：该单片机有28个引脚，去掉电源、复位、振荡器等，共有22个可复用的IO口，其中第13脚是CCP1输出口，可输出最大分辨率达10BIT的可调PWM信号，另有AN0-AN4共5路AD模数转换输入口，可提供检测外部电路的电压，一个外部中断输入脚，可处理突发事件。内部软件资源我们在软件部分讲解，这里并不需要很关心。 各引脚应用如下：

燃料电池电动车原理

燃料电池是电动汽车中的一个特殊的存在，因为他不属于固态电池，

虽然其输出的是电能但其工作原理更像是内燃机的。今天整理了电动车燃料

电池及原理资料。

燃料电池由燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原。如果在阳极（即外

电路的负极，也可称燃料极）上连续供给气态燃料（氢气），而在阴极（即外

电路的正极，也可称空气极）上连续供给氧气（或空气），就可以在电极上连

续发生电化学反应，并产生电流。由此可见，燃料电池与常规电池不同，它

的燃料和氧化剂不是储存在电池内，而是储存在电池外部的储罐中。当它工

作（输出电流并做功）时，需要不间断地向电池内输人燃料和氧化剂并同时

排出反应产物。因此，从工作方式上看，它类似于常规的汽油或柴油发电

机。

由于燃料电池工作时要连续不断地向电池内送入燃料和氧化剂，所以

燃料电池使用的燃料和氧化剂均为流体（气体或液体）。最常用的燃料为纯

氢、各种富含氢的气体（如重整气）和某些液体（如甲醇水溶液），常用的氧

化剂为纯氧、净化空气等气体和某些液体（如过氧化氢和硝酸的水溶液等）。

燃料电池阳极的作用是为燃料和电解液提供公共界面，并对燃料的氧

电动车充电器原理和维修-两种充电器

常用电动车充电器根据电路结构可大致分为两种。第一种是以uc3842驱动场效应管的单

管开关电源，配合LM358双运放来实现三阶段充电方式。其电原理图和元件参数见（图 表1）

220v交流电经T0双向滤波抑制干扰，D1整流为脉动直流，再经C11滤波形成稳定的300V

左右的直流电。U1 为TL3842脉宽调制集成电路。其5脚为电源负极，7脚为电源正极，6

脚为脉冲输出直接驱动场效应管Q1(K1358) 3脚为最大电流限制，调整R25(2.5欧姆)的阻

值可以调整充电器的最大电流。2脚为电压反馈，可以调节充电器的输出电压。4脚外接振

荡电阻R1,和振荡电容C1。T1为高频脉冲变压器，其作用有三个。第一是把高压脉冲将压为

低压脉冲。第二是起到隔离高压的作用，以防触电。第三是为uc3842提供工作电源。D4为

高频整流管（16A60V）C10为低压滤波电容,D5为12V稳压二极管， U3(TL431)为精密基准

电压源，配合U2(光耦合器4N35) 起到自动调节充电器电压的作用。调整w2(微调电阻)可以

细调充电器的电压。D10是电源指示灯。D6为充电指示灯。 R27是电流取样电阻（0.1欧姆，

5w）改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流（200－300 mA）。

通电开始时，C11上有300v左右电压。此电压一路经T1加载到Q1。第二路经R5,C8,C3,

达到U1的第7脚。强迫U1启动。U1的6脚输出方波脉冲，Q1工作，电流经R25到地。同

时T1副线圈产生感应电压，经D3,R12给U1提供可靠电源。T1输出线圈的电压经D4,C10整

流滤波得到稳定的电压。此电压一路经D7（D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用）

给电池充电。第二路经R14,D5,C9, 为LM358(双运算放大器，1脚为电源地，8脚为电源正)

及其外围电路提供12V工作电源。D9为LM358提供基准电压，经R26,R4分压达到LM358的

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