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电动车无刷控制器原理图（mc33033) 2007/05/04 01:0048V500W有刷电摩控制器电原理图2007/05/15 17:13几款有刷电动自行车控制器2007/05/14 03:51伟星有刷电机控制器图片看不清者，可以右键另存为在本机上查看一款带继电器的有刷电机控制器ZKC3615MZ有刷电机控制器新旭WMB型24V280W有刷电机控制器电动车充电器原理及维修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u c3842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点击图片在新窗口查看清晰大图图表1工作原理：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。
无刷电机的驱动工作原理1．三相驱动桥下图为无刷电机的三相全桥驱动电路，使用六个N沟道的MOSFET管(Q1～Q6)做功率输出元件，工作时输出电流可达数十安。
为便于描述，该电路有以下默认约定：Q1/Q2/Q3称做驱动桥的“上臂”，Q4/Q5/Q6称做“下臂”。
图中R1/R2/R3为Q1/Q2/Q3的上拉电阻，连接到二极管和电容组成的倍压整流电路(原理请自行分析)，为上臂驱动管提供两倍于电源电压(2×11V)的上拉电平，使上臂MOSFET在工作时有足够高的VGS压差，降低MOSFET大电流输出时的导通内阻，详细数据可参考MOS管DataSheet。
上臂MOS管的G极分别由Q7/Q8/Q9驱动，在工作时只起到导通换相的作用。
下臂MOS由MCU的PWM输出口直接驱动，注意所选用的MCU管脚要有推挽输出特性。
驱动桥全部选用N沟道MOSFET的好处：大电流N沟道MOS可供选择的型号众多，货源充足便于购买，使用的MOSFET类型减少，间接降低采购元件的难度。
在图1中，上臂MOS管经过Q7/Q8/Q9驱动，逻辑电平和下臂MOS 刚好相反，这样的好处是，MCU上电时I/O默认为1，上臂MOS不会导通。
只有下臂MOS导通，因此不会有电流经过驱动桥，消除了潜在电路隐患。
C8是整个电调的电源滤波电容，使用中一定要接上，否则无刷电机的反电动势叠加在电源上不能被滤除，由倍压电路整流后的电压高达30V左右，己接近MOSFET的VGS上限，可能会损坏MOSFET。
2．反电动势波形上图所示为无刷电机运转中的理想反电动势波形，红线标出来的是反电动势的过零点。
两个虚线间是60度电气角度，不要理解成电机的机械角度。
常用航模电机属于无刷三相六拍电机，每个电周期有六个状态。
星形接法中(Y形)在每一时刻电机的通电线圈只有两相，另一相线圈悬空，悬空的线圈会产生反电动势，反电动势来源于电机磁体旋转而造成本线圈切割磁力线和另两相线圈通电时的互感。
!!电动自行车控制器电路原理分林目前流行的电动自行车、电动摩托车大胡使用直流电机，对直流电机调速的控制器有很多种类。
电动车控制器核心是脉宽调制(PWM)器，而一款完善的控制器，还应具有电冊欠压保护、电机过流保护、剎车撕电、电量显示等功能。
电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类。
电动自行车使用小助率的，货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的。
从配合电机分，可分为有刷、无刷两大类。
关于无刷控制器，受目前的技术和成本制约，损坏率较高。
笔者认为，无刷控制器维修应以生产厂商为主。
而应用较多的有刷控制器，是完全可以用同类控制器进行直接代换或维修的。
本文分别介绍国内部分具有代表性的电动自行车控制器整机电路，并指出与其他产品的不同之处及其特点。
所列电路均是根稠实物进行测绘所得，图中元件号为笔者所标。
通过介绍具体实例，达到举一反三的目的。
1 •有刷控制器实例⑴XX某牌带电量显示有刷控制器电路方框图见图1。
1)电路原理电路原理图见图2所示，该控制器由稳压电涮电路、PWM 产生电路、电机驱动电路、蓄电池故电指示电路、电机过流 及蓄电池过放电保护电路等组成。
稳压电温由V 3(TL431), Q3等元件组成，从36V 蓄电池经过 串联稳压后得到+12V 电压，给控制电路供电，调节VR6可 校准+12V 电源。
PWM 电路以脉宽调制器TL494为核心组成。
R3、C4 与内部电KH2速转土 -"I 虽示灿 TL494車幼r~~T- 11494"EZVDMOS 电流取样 R30一三—电量033 功率齢I rzu 一电适闭环"路产生振葫，频率大约为12kHz。
H是高变低型霍尔速度控制转把，由松开到旋紧时,其输出端可得到4V—1V的电压。
该电压加到TL494的②脚, 与①脚电压进行比较，在⑧脚得到调宽脉冲。
②脚电压越低, ⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽，电机转速越髙，电位器VR2用于零速调节，调节VR2使转把松开时电机停转再过一点。
！！电动自行车节制器电路原理分析之袁州冬雪创作今朝风行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机，对直流电机调速的节制器有很多种类.电动车节制器核心是脉宽调制(PWM)器，而一款完善的节制器，还应具有电瓶欠压呵护、电机过流呵护、刹车断电、电量显示等功能.电动车节制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类.电动自行车使用小功率的，货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的.从配合电机分，可分为有刷、无刷两大类.关于无刷节制器，受今朝的技术和成本制约，损坏率较高.笔者认为，无刷节制器维修应以生产厂商为主.而应用较多的有刷节制器，是完全可以用同类节制器停止直接代换或维修的.本文分别先容国外部分具有代表性的电动自行车节制器整机电路，并指出与其他产品的分歧之处及其特点.所列电路均是根据实物停止测绘所得，图中元件号为笔者所标.通过先容详细实例，达到触类旁通的目标.1.有刷节制器实例(1)山东某牌带电量显示有刷节制器电路方框图见图1.1)电路原理电路原理图见图2所示，该节制器由稳压电源电路、PWM 发生电路、电机驱动电路、蓄电池放电指示电路、电机过流及蓄电池过放电呵护电路等组成.稳压电源由V3(TL431)，Q3等元件组成，从36V蓄电池颠末串联稳压后得到+12V电压，给节制电路供电，调节VR6可校准+12V电源.PWM电路以脉宽调制器TL494为核心组成.R3、C4与外部电路发生振荡，频率大约为12kHz.H是高变低型霍尔速度节制转把，由松开到旋紧时，其输出端可得到4V—1V的电压.该电压加到TL494的②脚，与①脚电压停止比较，在⑧脚得到调宽脉冲.②脚电压越低，⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽，电机转速越高，电位器VR2用于零速调节，调节VR2使转把松开时电机停转再过一点.电机驱动电路由Q1、Q2、Q4等元件组成.电机MOTOR 为永磁直流有刷电机.TL494的⑧脚输出的调宽脉冲，经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2.TL494的⑧脚输出的调宽脉冲低电平部分越宽，则Q2导通时间越长，电机转速越高.D1是电机续流二极管，防止Q2击穿.TL494的⑧脚输出低电平时，Q1、D2导通，Q4截止，Q2导通；TL494的⑧脚输出高电平时，Q1、D2截止，Q4导通，迅速将Q2栅极电荷泄放，加速Q2的截止过程，对降低Q2温度有十分重要的作用.蓄电池放电指示电路由LM324组成四个比较器，12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21分压形成四个分歧基准电压分别加到四个比较器的反相端.蓄电池电压经R23和R22分压加到每一个比较器的同相端，该电压和蓄电池电压成比例.VA=VB*R22/(R22+R23).当蓄电池电压不低于38V时，LED1、LED2、LED3均点亮；当电池电压低于38V时，LED3熄灭；当电池电压低于35V时，LED2熄灭；当电池电压低于33V时，LED1熄灭，此时应给电池充电.调节VR1、VR4、VR3可分别设定LED3、LED2、LED1熄灭时的电压.LED4用作电源指示，LED5用作欠压切断节制器输出指示.蓄电池过放电呵护当蓄电池放电到31.5V时.LM324的①脚输出低电平，三极管Q5导通，约5V电压加到TL494的死区节制端④脚.该脚电位≥3.5V，就会迫使TL494外部调宽脉冲输出管截止，从而使三极管Q1、Q2截止，电机停止运转，蓄电池放电停止，进入电池呵护状态.此时LED5点亮，指示出该状态.VR5用于设定电池呵护点电压.电机过流呵护 R30为电机电流取样电阻，当过流时，取样电压经R14加到TL494的⑩脚.当⑩脚电位高于⑩脚电位时，TL494外部运放2输出高电平，迫使TL494外部调宽脉冲输出管截止，从而使Q1、Q2截止，电机停止运转，从而呵护了电机.制动呵护当刹车制动时，KEY2接通.5V电压加到TL494的死区节制端④脚，迫使TL494外部调宽脉冲输出管截止，从而使Q1、Q2截止，电机停止运转，实施制动呵护.2)调试调速电路零速调试：速度转把完全松开.调节VR2使电机停转并再调过一点以包管靠得住置零速.制动调试：转动速度转把，电机旋转.此时闭合制动开关KEY2，Q2栅极应当即变成低电平0V.过流呵护调试：转动速度转把，Q2栅极为高电平12V.此时在源极对地之间加上0.8V左右的电压，栅极应很快变成低电平.蓄电池放电指示电路用可调电源代替蓄电池.电压为38V时，调节VR1，使LED3刚好熄灭；电压为35V时，调节VR2，使LED2刚好熄灭；电压为33V时，调节VR3，使LED1刚好熄灭；电压为31V时，调节VR5，使LED5刚好点亮，此时TL494的④脚应为高电平5V左右，进入电池欠压呵护状态.通过上述设置，仅LED1点亮时，电压为33V-34V，应及时给蓄电池充电，不过LED1熄灭至LED5点亮这段时间，蓄电池还可维持运行，但LED5点亮时，进入欠压呵护状态.此时应注意，过一会儿电池电压因电机停转而回升，呵护消除，又恢复工作.如此反复呵护-工作-呵护的成果会损坏电池和控制器，故应防止出现这种状况.(2)上海伟显牌节制器使用LM324、LM393和LM339制作的有刷节制器靠得住性是很高的，就是器件数量多些.该节制器仅用一片LM339制作有刷节制器部分.用另外一块LM339制成电量显示部分.显示部分见图3，电路原理见图4所示.上海伟星对该节制器的调速采取了光电速度转把.由于北方干燥，沙土灰尘大，影响了光电速度转把的使用.实践证明，完全可以用霍尔速度转把替代它.详细方法见图5.光电速度转把改为霍尔速度转把关键有两点：一是加装+5V稳压电源；二是根据原速度信号输出点信号变更规律，选用相应信号变更的霍尔调速转把.该有刷节制器以PWM电路为核心，前面有三角波发生器、电瓶欠压检测、电机过电流检测；后面有驱动、功率开关等.每部分都是独立的.检查调试都比较方便.三角波发生器由IC2A、R17、C5、D2、R9、R10等组成施密特振荡器，在C5上发生三角波.脉宽调制器是IC2B，它的输入之一⑥脚，为来自C5上的三角波，输入之二⑦脚，是来自速度转把(J1)①脚的速度信号.从IC2B①脚输出调宽脉冲，送互补推挽放大器.互补推挽驱动由T3、T4组成，脉冲高电平到来，上管NPN 管T4导通，12V加到功率管T1、T2的栅极，T1、T2导通；脉冲低电平到来，上管NPN管T4截止.下管PNP管T2导通，将T1、T2栅极的电荷迅速放掉，T1、T2截止.电池欠压呵护由IC2C组成电压比较器，当电瓶电压低于31.5V时，它的⒁脚变成低电位，相当于R13输入一端接地，将转把速度信号降到接近零伏.使IC2B①脚呈低电平，T4截止、T3导通；T1、T2截止.过电流呵护由IC2D组成电压比较器，当过电流时.R4右端电位变低.通过R5加到IC2D⑾脚，比较器翻转⒀脚变成低电位，同样相当于R13输入一端接地.将转把速度信号降到接近零伏，使T1、T2截止.(3)四川绵阳产某牌中功率有刷节制器该节制器采取无刷专用芯片,MC33035为核心制作的有刷节制器.节制器电路原理图见图6所示，该节制器的特点是刹车时三管齐下，详细工作原理如下：刹车电路主要由J、Q3、Q6等组成.继电器常开触点串联在电机的供电电路中，+24V通过R29、D8为Q3提供基极电流，Q3导通，J得电吸合，常开触点闭合，电机得电.1)当刹车时，左、右刹车开关闭合，+15V通过R25、R21为Q6提供基极电流，Q6导通，集电极电位降低，D4导通，使D8截止，Q3失去基极电流而截止，J失电，常开触点断开，电机失电停止转动.2)在Q6导通，集电极电位降低时，D5也导通，降低了U1的⑦脚电位.该脚低电平关断PWM输出.3)在Q6导通，集电极电位降低时，D6也导通，无论调速转把在低速或高速位置，均将霍尔调速转把转速信号对地短路而降低送往U1⑾脚的信号电压.欠压呵护电路由欠压检测U2B和单端触发器U3组成.其输出经Q4倒相送U1的⑦脚，关断U1的输出.转把电压检测U2C的输出送单端触发器U3强制复位端④脚停止调速工作.(4)北京某牌带防飞车功能有刷节制器电路原理图见图7.防飞车功能是靠串联在电机和电源正极之间继电器J的常闭触点J实现的.下面两种情况之一，都会使继电器得电，断开电机电源：一是电机过流；二是速度转把在零速位置时，VDMOS的漏极D为低电位(开关管击穿).电机过流，电流取样电阻R1下端电压变低，电流检测IC1A的②脚变低，①脚变成高电位，经D5使T7、T8导通，J得电，常闭触点断开.当速度转把在零速位置时，PWM IC2的①脚低电位，D3截止，T6截止，其集电极高电位.一种情况：如果功率开关管没击穿则VDMOS的漏极D为高电位，经R6使T6导通，其集电极低电位，二极管D4是正与门，由于T5、T6集电极只有一个高电位，二极管D4截止，T7、T8截止，J不得电，其常闭触点闭合.使电机受控于T1、T2；另外一种情况：如果功率开关管已击穿，则VDMOS的漏极D为低电位，经R6使T5截止，其集电极高电位，二极管D4是正与门，由于T5、T6集电极都是高电位，二极管D4导通；T7、T8导通，J得电，其常闭触点断开，使电机失电而达到防飞车呵护.当速度转把不在零速位置时，PWM IC2的①脚是一串正脉冲，经积分电路R20、C7积分，C7电位升高，D3导通，T6导通.其集电极低电位，二极管D4是正与门，无论T5集电极电位是高还是低，二极管D4都截止，T7、T8截止.J不得电，其常闭触点使电机得电.包管了功率开关管VDMOS正常导通时的漏极D为低电位，电机只要不过流即可节制电机旋转.(5)三友SAYO ZHD2大功率有刷节制器电路这款节制器是石家庄地区货运三轮主流节制器之一.电路原理方框图及接线图见图8所示.该电路的特点是：(1)频率低，约150Hz，因而续流二极管采取了普通整流桥；(2)没有欠压和过流呵护；(3)采取了简单的门电路作三角波发生器；(4)采取5只大功率VDMOS并联，而且采取了简单平衡电路；(5)速度转把是自制的光电速度把.该节制器有36V、48V、60V多种规格，主要区别在功率管部分，电路见图9.如此简明的节制器，主要损坏元件就是功率管.损坏的原因主要是串激电机碳刷接触不良，高压击穿功率管；还有堵转造成的过流和过热.(6)电动机有刷节制器小结及维修无论更换原配套、还是换用其他品牌的有刷节制器，首先要搞清节制器的几条基本连线：电源正、负线，两条电机接线，三条速度转把接线，刹车把接线，钥匙接线.仪表接线等.进一步断定霍尔速度转把三条接线，详细到哪一条是+5V、地和速度信号，刹车把接线是断开有效还是短路有效等.修理有刷节制器，首先要根据现象粗略估计损坏部位，解除节制器外部接触不良等低级故障.例如：飞车现象能够是VDMOS击穿，也能够是霍尔速度转把的接地端悬空；加电不转能够是节制器故障，也能够是外部连线烧断或接触不良，特别是刹车开关、钥匙、电池等部位；加载无力能够是电流取样电阻脱焊，也能够是电机问题等.确实认定是节制器外部故障，再打开检查维修.要认清节制器外部关键器件，有些器件外形一样，例如TO-220封装的VDMOS、三端稳压器78xx、续流二极管等.生产厂商为保密往往把元器件的印刷标示打磨掉了，给维修增加了费事.小功率节制器，可根据连线部位等特征来认定，例如：续流二极管两头和电机两条线是并联关系，用万用表测一下就清楚了；VDMOS和三端稳压器78xx虽然都有一端接地，但VDMOS一端接电机，稳压器78xx则不接电机.集成块也可以从脚数和连线部位等特征来区分，例如：TL494是16脚的.LM324和LM339是14脚的，LM393和LM358是8脚的；虽然LM324和LM339都是14脚的，但是供电脚分歧，LM324供电端是④脚，而接地端是⑾脚.LM339供电端是③脚.接地端是⑿.接有直径1mm长度大约1cm的镍铜丝或康铜丝的电阻，一般是电流取样电阻，一端接VDMOS的源极S，一端接电池负极(粗黑)，康铜丝两头受热很易造成焊锡脱落.能够造成轻载正常、重载无力等故障.根据原理图可以进一步沿信号通路分析，有刷节制器核心部位就是PWM.它前面的输入信号，一路是三角波发生器的三角波，一路是霍尔速度转把的速度信号.PWM的驱动信号加到VDMOS栅极.维修重点：一是VDMOS.节制器中就是VDMOS损坏率高，多数为DS间击穿.造成加电就高速旋转.在不加电情况下，用万用表一测便知，一般换用好管故障就会解除.更换时，要注意绝缘和散热，要垫上导热绝缘片并涂上导热硅脂，固定好散热板的紧固件.陪同VDMOS击穿，还能够有其他周边元件损坏.如互补推挽下管PNP管等.另外一个是稳压电源，可以带电检查其输出是否为额定稳压值，如没有，解除输出短路后，再沿电路向前检查.对于节制芯片采取TL494的电路，虽然外部复杂，只要检查关键点，就可以断定大致情况.TLA94第⒁脚为+5V参考电源输出端，如⑿脚供电正确，⒁脚没有+5V.一般就是芯片坏了；③脚也是关键点，它为高电位时，芯片关闭输出，如果它为高电位，要检查造成原因，例如欠压呵护，霍尔调速把故障等；④脚在有刷节制器中也是关键点，它为高电位(3.6V)时，芯片关闭输出，如果它为高电位，要检查造成原因.也可以检查后部的关键点，例如VDMOS栅极电压是否随霍尔速度转把转动变更等.功率开关管损坏的原因和对策：1)热损坏开关管过热后性能下降，极易损坏.开关管发热主要是导通损耗和开关损耗.导通压降和电流的乘积越大发热越多.压降大原因之一是器件自己问题，靠严格筛选处理，并联使用要颠末配对；压降大原因之二不是器件自己问题，是开关通过放大区时间过长，通过改善(栅极驱动和泄放)电路设计处理.欠压呵护和过流呵护工作在临界(如堵转引起逐周过流呵护动作)时，切换频繁，PWM频率升高，开关管开关损耗随频率升高而升高造成过热.关于欠压呵护工作在临界切换频繁的改进，采取改进施密特电路，正反馈加一个二极管和一个电阻.2)电压击穿主要是开关管自己耐压不敷，当电压过高的一瞬间，还没来得及将热传到散热器，管子DS就击穿了，所以也称冷击穿.器件自己应颠末严格筛选，并联应用器件要颠末配对，否则易损坏；外因主要是电机大电流工作时，突然关断，引起瞬间高反电势，例如有刷电机碳刷接触不良.处理方案是并联大电流、高速、低压降续流二极管.例如采取30A双快恢复(或肖特基)管.还有，在开关管DS间加阻容吸收呵护.3)提高大功率节制器靠得住性对策大功率节制器要采取大电流高反压耐高温开关管.但是，大功率场效应管耐压和导通电阻制造时是有抵触的，例如耐压60V左右的管子，导通电阻可以做到8mΩ，耐压升高到100V，导通电阻就成几倍增加.行之有效的措施是：一是降低振荡频率；二是增加并联器件数；三是增加驱动功率；四是加大散热板面积；五是振荡、三角波形成、PWM等电路不必WPM专用芯片TL494等，而选用故障率较低的比较器(LM339)、简单门电路等器件制作；六是功率冗余，就是功率管和续流管多只并联，但要特别注意分布参数；七是欠压呵护改为欠压提示，不关断等.(2)采取单片机的电动车无刷节制器图11是以89C2051为核心的节制器电路图.由于89C2051属低端产品，外部没有PWM和A/D转换，它借助了三个摹拟比较器完成相应工作.IC8B作为电池欠压检测器，欠压时，给单片机(13)脚一个低电平；IC8D做过流检测器，过流时，给单片机⑦脚一个低电平；借助普通I/O口(11)脚输出，通过积分电路和转把摹拟速度信号在IC8A停止比较后.输入单片机(12)脚，用软件完成PWM节制，然后分三相六路输出到三个专用驱动芯片IR2103.由IR2103驱动每相的上、下VDMOS管.单片机通过外部软件完成任务，分歧产品的软件差别很大，写入程序时一般都停止了加密.市场上销售的单片机是空缺的，外部程序需用专用设备停止烧写.因此，采取单片机的各种节制器，普通售后服务作维修只是更换外围元件，单片机自己损坏，更换工作要依靠原生产厂商停止，或供应写有程序的单片机.单片机就是单片微型计算机，它的加入可以很容易地增加一些所谓智能功能，例如巡航功能.巡航功能就是通过按一下巡航功能按钮，电动自行车就以刚才的速度继续前进，松开霍尔速度转把也不受影响.3.其他节制器(1)未涉及到的无刷节制器也有不需要位置传感器的无刷节制器，它是通过检测线圈电动势断定转子位置的.显然，电机未转动时，它是不克不及断定转子位置的，可以等电机转起来再加电，也可以按一定序列加电，试探出转子位置后，然后正确加电.(2)未涉及到的开关磁阻电机的节制器开关磁阻电机是又一种电机，过去在纺织行业有应用，现在有人研究将它用到电动自行车上，它的节制器近似无刷节制器.。
无刷电机控制器工作原理的介绍、MOSFET功率损耗(电动车)1. 引言由于功率MOSFET具有驱动电流小、开关速度快等优点，已经被广泛地应用在电动车的控制器里。
但是如果设计和使用不当，会经常损坏MOSFET，而且一旦损坏后MOSFET的漏源极短路，晶圆通常会被烧得很严重，大部 ... 1. 引言由于功率MOSFET具有驱动电流小、开关速度快等优点，已经被广泛地应用在电动车的控制器里。
但是如果设计和使用不当，会经常损坏MOSFET，而且一旦损坏后MOSFET的漏源极短路，晶圆通常会被烧得很严重，大部分用户无法准确分析造成MOSFET损坏的原因。
所以在设计阶段，有关MOSFET的可靠性设计是致关重要的。
MOSFET通常的损坏模式包括：过流、过压、雪崩击穿、超出安全工作区等。
但这些原因导致的损坏最终都是因为晶圆温度过高而损坏，所以在设计控制器时，热设计是非常重要的。
MOSFET的结点温度必须经过计算，确保在使用过程中MOSFET结点温度不会超过其最大允许值。
2. 无刷电机控制器简介由于无刷电机具有高扭矩、长寿命、低噪声等优点，已在各领域中得到了广泛应用，其工作原理也已被大家广为熟知，这里不再详述。
国内电动车电机控制器通常工作方式为三相六步，功率级原理图如图1所示，其中Q1, Q2为A相上管及下管；Q3, Q4为B相上管及下管；Q5, Q6为C相上管及下管。
MOSFET全部使用AOT430。
MOSFET工作在两两导通方式，导通顺序为Q1Q4→Q1Q6→Q3Q6→Q3Q2→Q5Q2→Q5Q4→Q1Q4，控制器的输出通过调整上桥PWM脉宽实现，PWM频率一般设置为18KHz以上。
当电机及控制器工作在某一相时（假设B相上管Q3和C相下管Q6），在每一个PWM周期内，有两种工作状态：状态1: Q3和Q6导通, 电流I1经Q3、电机线圈L、Q6、电流检测电阻Rs流入地。
状态2: Q3关断, Q6导通, 电流I2流经电机线圈L、Q6、Q4，此状态称为续流状态。
常用电动车控制器电路及原理大全电动车控制器是一种电子设备，主要用于控制电动车的驱动电机以实现运动控制。
它是电动车的关键部件之一，负责控制车辆的行驶速度、加速度和停止。
本文将介绍几种常用的电动车控制器电路及其工作原理。
1.直流电机控制器直流电机控制器是最常见的电动车控制器之一、它主要由功率电子器件和控制电路组成。
控制电路负责采集并处理外部输入信号（如油门信号），然后通过控制功率电子器件的开关状态，控制电流的大小和方向，进而控制电机的转速和转向。
直流电机控制器可以实现电动车的起动、加速和制动等功能。
2.无刷直流电机（BLDC）控制器无刷直流电机控制器是目前电动车控制器应用最为广泛的一种。
它采用电子换相技术，在电机转子上安装磁铁，通过电子控制器根据转子位置来切换主电源相位以实现换相，从而驱动电机转动。
无刷直流电机控制器具有高效率、低噪音和长寿命等优点，并且可以实现更加精准的速度和转向控制。
3.三相交流电机控制器三相交流电机控制器适用于一些电动车型号，特别是家用和商用电动车。
它利用三相交流电源和功率电子器件对电机进行供电和控制。
三相交流电机控制器可以通过控制不同相位的电流大小和相位差来控制电机的速度和转向。
它具有高效率和高转矩特性，适用于大功率的电动车应用。
4.双向直流电机控制器双向直流电机控制器主要应用于电动车的制动系统。
它可以反向控制电机的旋转方向，实现电动车的倒车和制动功能。
双向直流电机控制器通常采用反电动势检测和电流反馈控制技术，通过控制电机的电流大小和方向来控制车辆的制动力度和倒车速度。
总结起来，常用的电动车控制器电路包括直流电机控制器、无刷直流电机控制器、三相交流电机控制器和双向直流电机控制器等。
它们通过控制电机的电流和相位来实现电动车的速度和转向控制。
不同的电动车类型和应用场景需要使用不同类型的控制器电路，以满足对电机驱动和控制的不同要求。
电动车控制器工作原理图文解析电动车控制器是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件的核心控制器件，它就像是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。
电动车就目前来看主要包括电动自行车、电动二轮摩托车、电动三轮车、电动三轮摩托车、电动四轮车、电瓶车等，电动车控制器也因为不同的车型而有不同的性能和特点。
电动车控制器系统组成电动车电机的控制系统一般由电动机、功率变换器、传感器和电动车控制器组成。
电动车电动机控制系统应根据其控制算法的复杂程度，选择比较合适的微处理器系统。
较为简单的有选用单片机控制器，复杂的可使用DSP控制器，最新出现的电动机驱动专用芯片可以满足一些辅助系统电机控制需求。
对电动汽车电动机控制器而言，一般较为复杂宜使用DSP处理器。
控制电路主要包括以下几部分：控制芯片及其驱动系统、AD采样系统、功率模块及其驱动系统、硬件保护系统、位置检测系统、母线支撑电容等。
功率主回路采用三相逆变全桥，其中主功率开关器件为IG-BT。
在大电流、高频开关状态下，从电解电容到功率开关模块的杂散电感对功率回路的能耗、模块上的尖峰电压影响较大，因而采用层叠式母线基板使电路的杂散电感尽可能小，以适应控制系统低电压、大电流工作的特点。
电动车控制器的型式目前，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。
控制器从结构上分两种，我们把它称为分离式和整体式。
1、分离式所谓分离，是指控制器主体和显示部分分离（图4-22、图4-23）。
后者安装在车把上，控制器主体则隐藏在车体包厢或电动箱内，不露在外面。
这种方式使控制器与电源、电机间连线距离缩短，车体外观显得简洁。
2、一体式控制部分与显示部分合为一体，装在一个精致的专用塑料盒子里。
！！电动自行车控制器电路原理分析目前流行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机，对直流电机调速的控制器有很多种类.电动车控制器核心是脉宽调制（PWM）器，而一款完善的控制器，还应具有电瓶欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能。
电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类。
电动自行车使用小功率的,货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的。
从配合电机分,可分为有刷、无刷两大类。
关于无刷控制器，受目前的技术和成本制约，损坏率较高。
笔者认为,无刷控制器维修应以生产厂商为主。
而应用较多的有刷控制器，是完全可以用同类控制器进行直接代换或维修的.本文分别介绍国内部分具有代表性的电动自行车控制器整机电路,并指出与其他产品的不同之处及其特点。
所列电路均是根据实物进行测绘所得，图中元件号为笔者所标。
通过介绍具体实例,达到举一反三的目的.1.有刷控制器实例（1)山东某牌带电量显示有刷控制器电路方框图见图1。
1)电路原理电路原理图见图2所示，该控制器由稳压电源电路、PWM 产生电路、电机驱动电路、蓄电池放电指示电路、电机过流及蓄电池过放电保护电路等组成。
稳压电源由V3(TL431),Q3等元件组成,从36V蓄电池经过串联稳压后得到+12V电压，给控制电路供电,调节VR6可校准+12V电源。
PWM电路以脉宽调制器TL494为核心组成。
R3、C4与内部电路产生振荡,频率大约为12kHz。
H是高变低型霍尔速度控制转把，由松开到旋紧时，其输出端可得到4V—1V的电压。
该电压加到TL494的②脚，与①脚电压进行比较，在⑧脚得到调宽脉冲。
②脚电压越低，⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽，电机转速越高，电位器VR2用于零速调节，调节VR2使转把松开时电机停转再过一点。
电机驱动电路由Q1、Q2、Q4等元件组成。
电机MOTOR 为永磁直流有刷电机。
TL494的⑧脚输出的调宽脉冲,经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2。
无刷电机 霍尔电路
无刷电机是一种使用电子技术控制的电动机，它不需要通过传统的碳刷与旋转定
子相互接触来传递电能，而是通过电子元件来实现电能的转化和控制。霍尔电路
是其中一种常用的控制方式。霍尔电路利用霍尔效应来检测转子位置和速度，从
而实现对电机的精确控制。霍尔效应是指当磁场作用于霍尔元件时，由于霍尔元
件内部存在载流子，在垂直于电流方向的方向上会产生电势差。根据这个原理，
霍尔传感器可以检测到电机旋转时转子位置的变化，并将信号反馈给电机控制器。
通过使用霍尔电路，可以实现对无刷电机的精确控制，包括转速、方向和制动等。
这种控制方式具有高效率、高精度和低噪音等优点，因此在许多应用场合广泛应
用，包括无人机、汽车电动助力系统和家用电器等。
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：
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。 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： 1：MCLR复位/烧写高压输入两用口 2：模拟量输入口：放大后的电流信号输入口，单片机将此信号进行A-D转换后经过运算来控制PWM的输出，使电流不致过大而烧毁功率管。正常运转时电压应在0-1.5V左右 3：模拟量输入口：电源电压经分压后的输入口，单片机将此信号进行A-D转换后判断电池电压是否过低，如果低则切断输出以保护电池，避免电池因过放电而损坏。正常时电压应在3V以上 4 模拟/数字量输入口：由于电机的位置传感器排列方法不同，该口的电平高低决定适合于哪种电机，目前市场上常见的有所谓120°和60°排列的电机。有的控制器还可以根据该口的电压高低来控制起动时电流的大小，以适合不同的力度需求。 5：模拟量输入口：线性霍尔组成的手柄调速电压输入口，单片机根据此电压高低来控制输出给电机的总功率，从而达到调整速度的目的。 6：数字量输入口：1+1助力脉冲信号输入口，当骑行者踏动踏板使车前行时，该口会收到齿轮传感器发出的脉冲信号，该信号被单片机接收到后会给电机输出一定功率以帮助骑行者更轻松地往前走。 7：模拟/数字量输入口：刹车信号电压输入口。可以使用AD转换器判断，或根据电平高低判断，平时该脚为高电平，当有刹车信号输入时，该脚变成低电平，单片机收到该信号后切断给电机的供电，以减少不必要的损耗。 8：单片机电源地。 9：单片机外接振荡器输入脚。 10：单片机外接振荡器反馈输出脚。 11：数字输入口：功能开关1 12：数字输入口：功能开关2 13：数字输出口：PWM调制信号输出脚，速度或电流由其输出的脉冲占空比宽度控制。 14：数字输入口：功能开关3 15、16、17：数字输入口：电机转子位置传感器信号输入口，单片机根据其信号变化决定让电机的相应绕组通电，从而使电机始终向需要的方向转动。这个信号上面讲过有120°和60°之分，这个角度实际上是这三个信号的电相位之差，120°就是和三相电一样，每个相位和前面的相位角相差120°。60°就是相差60°。 18：数字输出口：该口控制一个LED指示灯，大部分厂商都将该指示灯用作故障情况显示，当控制器有重大故障时该指示灯闪烁不同的次数表示不同的故障类型以方便生产、维修。 19：单片机电源地。 20：单片机电源正。上限是5.5V。 21：数字输入口：外部中断输入，当电流由于意外原因突然增大而不在控制范围时，该口有低电平脉冲输入。单片机收到此信号时产生中断，关闭电机的输出，从而保护重要器件不致损坏或故障不再扩大。 22：数字输出口：同步续流控制端，当电流比较大时，该口输出低电平，控制其后逻辑电路，使同步续流功能开启。该功能在后面详细讲解。 23--28：数字输出口：是功率管的逻辑开关，单片机根据电机转子位置传感器的信号，由这里输出三相交流信号控制功率MOSFET开关的导通和关闭，使电机正常运转。 有了智能化的控制中心，就需要有其它电路来为其服务，我们在这里从头开始介绍。 一、电源部分 控制器有三组电源，第一组当然是提供总能源的电池，板子上的电解电容C1:1000μF,63V）C11:47μF,63V及C13,C33:0.1μF63V是退耦用的，用于消除由于电源线、电路板走线所带来的电阻、寄生电感等引起的杂波干扰，由于工作在大电流、高频率、高温状态下，特别对电解电容有损耗角小、耐高温的要求，普通的电解电容容易发热爆裂。 第二组电源提供12-15V的电压，这组电压主要提供给MOSFET的开通电压，由于场效应管的驱动要求比较特殊，必须有10V以上20V以下的电压才能很好导通，所以必须有合适的电压供给，同时该组电压也为后面5V稳压块提供预稳压。这组电压由LM317提供，输出大约13.5V。由于LM317的输入输出压差不能超过40V,而输入电压可能高达60V，因此在前面加了一个330Ω，2W的电阻，既预先降压，又替317分担了一部分功耗。 第三组电源是5V，由LM78L05提供，由于78L05提供的最大电流只有100mA，所以另并联了两个1.5K的电阻以扩流，同时也分担一部分功耗。在整个系统中，对5V电源的要求比较高，不单单是因为逻辑电路，MCU等的电源电压都不能过高，而且由于MCU的所有AD转换都是以5V电压为基准，所以当5V不准时会出现电流，欠压值，手柄控制等均不能达到设计要求的情况，甚至不能动作，因此该电压的范围应被严格限制在4.90-5.10V之间。 二、信号输入与预处理部分 这部分电路包括电源电压输入、工作电流比较，放大输入、手柄电压输入、电机转子位置传感器的霍尔信号输入、刹车信号输入及各种其它功能开关信号输入等。 1.电源电压输入：由于MCU只接受0-5V的信号，所以电源电压必须经过分压才能输入MCU。 2.工作电流放大、输入 U3A是一个放大电路，它将康铜丝R55采样过来的电流信号经过6.5倍放大送入单片机。最早的设计在R23上并联了一个0.1μF的电容组成低通放大器，后来为了更好地实时检测电流，将该电容去掉，这样放大后的电压和电流的实际变化基本一致以便MCU采样值更接近于实际值。 U3B是一个比较器接法，实际也是一个比较器，正常时的电流绝对不会让该比较器翻转，当电流由于某种原因突然增大到一定程度，该比较器翻转从而触发单片机的外部中断，单片机就会完全关闭电机的输出进入保护状态，避免故障进一步扩大。 这里有人会问，为什么放大器的放大倍数取得这么小，如果放大倍数再大一点的话，单片机经过AD转换后的数字相对比较大，分辨率可以做得比较高，何乐而不为呢？这种想法是有道理的，但是限于LM358的频率响应不够高，15KHZ（PWM的工作频率大约为15.6K）的方波经358放大之后变成梯形波了，我们目前对电流峰值的采样应当采取梯形波的上边，如果放大倍数过大，梯形波的上边就会变得很窄而使单片机采样困难，甚至采样错误，比如采样到梯形波的斜边，因而不能正确反映电流的实际大小，这就会导致电流控制的紊乱。所以宁愿放大倍数取小点以保证采样位置的准确无误。 3.手柄输入部分：手柄输出的电压范围在1.2-4.2V的范围内，经过阻容滤波后输入到单片机处理。手柄需要一个5V的电源才能工作。 4.电机转子位置传感器输入部分：由于该传感器安装在电机内部，采用开路输出的办法，所以除提供5V电源外，每个传感器都必须接上拉电阻，并对其输出的信号进行阻容滤波以抗干扰，同时在电源处接二极管、接地采用细铜膜做保险丝，防止电机相线与霍尔信号线短路后高电压反串近来损坏板子上别的零件。 5.刹车信号输入：由于刹车信号开关往往和刹车灯共用一个开关，每个厂商的刹车电压也不统一，所以必须接入二极管防止高压串入。高电平输入部分，要做到8-50V输入时都能正常工作。 6.其它功能开关信号比较简单，功能实现均依靠内部程序实现， 四、驱动控制信号预处理部分； 驱动控制信号大致由两种信号合成：PWM信号和相位逻辑开关信号，这里不得不先介绍一下功率开关部分：功率开关部分是由三组半桥开关组成的三相开关，用以改变电机线圈的通电顺序和通电方向，我们一般把与电源正相接的功率管称为上桥，与电源地相接的功率管称为下桥，参考图一，上桥的相位逻辑开关信号由A+、B+、C+提供，这三个控制信号必须与PWM信号合成后控制对应的上桥，下桥的相位逻辑开关信号由A-、B-、C-提供，基本上直接被用来控制下桥的开关。单片机这六个脚上都接了一个2.2K-10K的电阻到地，是为了防止单片机处在复位时，由于这些脚均处于高阻状态，有可能会引入干扰信号而导致后面逻辑电路误动作，这个比较简单，但是我们现在看到控制部分的电路图并非上面所说的那么简单，实际电路中间弯弯绕绕经过了4个逻辑电路处理后才到达上下桥的驱动电路，许多朋友会问：为什么要如此复杂呢？ 其实这些电路都是为了实现一个功能：同步续流。 为什么要同步续流 需要说明一下,这里的“同步续流”，被一些人称为“同步整流”，同步整流是用在电源上的名词，用在这里明显不太合适。 先参考图 假设此时A相上桥和C相下桥通电，当A相上桥PWM占空比没有达到100%时，通过电机线圈的电流是断续的，但上桥关闭的时候，由于电机线圈是一个电感，线圈上必定会出现一个自感反电动势，这个反电动势必须维持线圈电流的方向不变，由于A相上桥已经关闭，这个电流就会通过原来已经开通的C相下桥，地，A相下桥的续流二极管继续流动，见图6。当总电流小时这个自感电流并不大，但总电流大时，线圈中储存的能量多起来，这个自感电流也会相当大，我们知道MOSFET的续流二极管本身的压降大约在0.7-1V,在通过的自感电流大时，功耗便会相当大，假设自感电流为10A,二极管压降为0.7V时，功耗为7W，显然这个发热量是相当大的，这时下桥便会变得很烫，假如我们此时把下桥打开，让自感电流直接从MOSFET的沟道里走掉（MOSFET导通时电流可以双向流通），再假设MOSFET导通电阻RDSON=10mΩ，10A的时候功耗就变为1W,理论上就可以大大降低下桥的功耗，从而降低温升。但在实际上，由于上下桥在交*导通时需要一个死区以避免双管直通造成2.同步续流的逻辑关系 图为A相驱动电路的实际电路因为三相驱动相同，所以我们这里仅以A相为例说明同步续流功能的实现电源短路，这个作用会打一些折扣，不过效果还是很明显。这也是为什么很多产品的下桥会用好一点的管子的原因。 同步续流的实现 单片机产生的PWM占空比信号一路通过与门，经R53,R52,C71截波（缩小占空比）后输出，相位不变，截波量大约为1.5μS,形成PWM信号，此路输出至上桥驱动，与上桥逻辑开关信号相与后驱动上桥MOSFET。另一路经R57和C24，反相器U5A移相，相移量大约750nS,再经U5B反相，形成PWM-信号，最后合成至下桥驱动。此时两个信号输出时相位相同，但PWM-信号占空比比PWM信号占空比大1.5μS,但由于PWM-信号已经偏移750nS,所以PWM信号刚好套在PWM-信号中间，两边空出750nS作为MOSFET开关的死区。 处理后波形示意图如图
