电动车控制器设计方案.doc

电动自行车控制器方案 2012/11/5 目录 第一章 概述 -------------------------------------------- 3 第二章 系统需求分析 -------------------------------------- 4 第三章 控制器分析 ---------------------------------------- 6 一、电动车控制器框图 ------------------------------------- 6 二、控制器关键功能分析 ------------------------------------ 7 第四章 控制器设计 ----------------------------------------- 9 一、硬件设计 ---------------------------------------- 9 二、软件设计 ----------------------------------------- 12 第一章 概述 近年来，随着改革开放和经济发展日益深刻，人民生活水平日渐提高，出行交通工具也发生前所未有的变化。老百姓出行不仅考虑快捷、方便，还追求时尚环保，因此近年来电动自动自行车日益受老百姓喜爱。作为电动自行车，其核心控制器则是电动自行车的关键，控制的好坏决定车子的平稳、安全、舒适，因此一个功能全面、可靠性强、符合要求的控制器决定了电动自行车的质量。为了使得电动自行车有良好的体验和可靠的质量保证，因此本文介绍一种控制器的设计方案。 第二章 系统需求分析 1、具有安全检测功能，检测电池电压，电流 需要检测电池中电流，电池电流不能过大，防止损伤电池； 需要检查电机中的电流，并且识别是否是电机堵转还是车子上坡或者负载过大，并且限制电机电流17A以下，在15～17A间切换，防止大电流长时间烧坏电机； 检测电池电压，电池电压大于电机额定电压120%时，发出报警铃声，提醒电压过大，不能驱动电机； 2、显示速度和里程数 利用三位数码管显示里程数，范围0～999Km，保证每分钟更新一次； 用5个发光二极管显示速度，表示5个档位，每个档位间隔速度为10Km/h，即表示的速度为10Km/h、20Km/h、30Km/h、40Km/h、50Km/h，速度在哪个档位，对应发光二极管闪亮。 3、具有转向灯控制电路 当打开转向灯开关时，对应的转向灯每隔0.5秒闪一次，每次持续0.5秒 4、照明灯控制电路 当打开照明灯时，在仪表盘上显示照明打开，用一个发光二极管。 5、具有报警功能 当钥匙开关不再车上时，若轮子速度有变化，即发出报警声音。 第三章 系统分析 一、电动车控制器框图 上图是整车的控制系统框图，主要有电源、电机、控制器等，其中控制器位于核心地位，是整个控制系统的关键，也是负责组织各个部分协调工作的中心。其具体的控制框图如下图所示： 从图中可以看出，控制器由单片机及其外围电路构成，包括输入信号处理电路、输出信号处理电路、电源电路等。 二、控制器关键功能分析 控制器功能： 1、改变电机速度 即调速功能，检测车把电压，根据车把设定速度来进行速度设定。同时检测霍尔传感器计数值，作为当前速度，通过PID调节来计算应该输出的PWM波。 2、刹车功能 检测刹车信号，当刹车有效时，将速度设定值强制变为零，输出PWM也变为零。 3、有防过压、过流检测电路 检测电源电压，低压报警，防止损伤电池； 检测电源电流，当电流过大时适当降速，限制电流在合理区间，防止烧坏电机、电源。 4、显示电池电压、车速、里程数 将车子的速度用数码管显示在仪表盘上，将电池电压通过发光二极管显示在仪表盘上。 5、防盗 当车子锁上时，车轮子有转动则报警。 6、照明灯控制开关、转向灯控制开关 可以采用双刀双掷开关，一个可控制强电信号，另一个给单片机进行检测。 第四章 控制器设计 控制器是电动自行车的核心，要实现的功能有： 1、可以改变电机速度 2、可以刹车 3、有防过压、过流检测电路 4、显示电池电压、车速、里程数 5、防盗 控制器不仅要具有所有功能并且引出相关信号线，而且要有合适的外观尺寸，并且可以对内部电路进行保护。 一、硬件设计 1、电机驱动电路设计 由V1～V6六只功率管构成的驱动全桥可以控制绕组的通电状态。按照功率管的通电方式，可以分为两两导通和三三导通两种控制方式。由于两两导通方式提 供了更大的电磁转矩而被广泛采用。在两两导通方式下，每一瞬间有两个功率管导通，每隔1／6周期即60°电角度换相一次，每只功率管持续导通 120°电角度，对应每相绕组持续导通12