用于串励电动车的串励电机换向的控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及用于串励电动车的串励电机换向的控制器，涉及实现串励电机换向的控制器，是用控制MOS管的导通顺序代替接触器实现串励电机换向，包括功率电路和驱动电路，其中，功率电路包括五个MOS管即MOSFET1、MOSFET2、MOSFET3、MOSFET4和MOSFET5、励磁线圈L2、电枢线圈L1和48V直流电源U；驱动电路包括两个型号为IR2110S的功放芯片U12和U13、两个型号为TC4424的功率放大芯片U17和U18、两个型号为UF4007的二极管D6和D7、四个阻值都是1K的电阻、八个贴片电容和四个电解电容；本实用新型专利技术克服了接触器换向速度慢、噪声较大和长时间通过大电流会导致能耗过大的缺点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术的技术方案涉及实现串励电机换向的控制器，具体地说是用于串励电动车的串励电机换向的控制器。
技术介绍
串励电动汽车因其过载能力强，低速力矩大，只要控制器容量大和质量可靠，可以过载5倍以上，并且串励电机扭矩大，串励电机可自适应输出扭矩，在低扭矩时会以高转速低扭矩形式工作，在高扭矩时会以低转速高扭矩形式工作，加之串励电动汽车无污染和节能，串励电动汽车成为越来越受到人们喜欢的交通工具，生产厂家在不断增加，其市场规模不断扩大，在城市几乎得到了普及。串励电动车在使用过程中，需要频繁换向。目前，串励电动汽车是通过接触器来实现其串励电机正反转工作的换向，然而接触器的换向速度慢，并且噪声较大，加之由于接触器线圈长时间通电，会导致能耗过大。这些由接触器引发的一系列问题成为了串励电动车进一步发展的瓶颈。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:提供用于串励电动车的串励电机换向的控制器，是一种用控制MOS管的导通顺序来代替接触器实现串励电机换向的控制器，克服了现有技术中接触器的换向速度慢、噪声较大和接触器线圈长时间通电会导致能耗过大的缺点。本技术解决该技术问题所采用的技术方案是:用于串励电动车的串励电机换向的控制器，是一种用控制MOS管的导通顺序来代替接触器实现串励电机换向的控制器，包括功率电路和驱动电路两部分构成，所述功率电路的构成包括五个MOS管即M0SFET1、M0SFET2、M0SFET3、M0SFET4和M0SFET5、励磁线圈L2、电枢线圈LI和48V直流电源U ;MOSFETI 和 M0SFET2 串联，M0SFET3 和 M0SFET4 串联，MOSFETI 和 M0SFET3 并联，M0SFET2 和M0SFET4并联，它们通过励磁线圈L2组成H桥式电路，M0SFET5和电枢线圈LI并联，然后和H桥式电路串联，M0SFET3、M0SFET4和M0SFET5三个MOS管处于串联状态，48V直流电源U接在M0SFET4的S极和M0SFET5的D极之间；所述驱动电路的构成包括两个型号为IR2110S的功放芯片U12和U13、两个型号为TC4424的功率放大芯片U17和U18、两个型号为UF4007的二极管D6和D7、四个阻值都是IK的电阻、八个贴片电容和四个电解电容，所述四个电阻分别是R108、R109、RllO和R111，所述八个贴片电容中的C45、C46、C47和C48的电容量为100pF，所述八个贴片电容中的C59和C60的电容量为22pF，所述八个贴片电容中的C32和C33的电容量为luF，所述四个电解电容中的C73和C74的电容量为100uF/50V，所述四个电解电容中的C75和C76的电容量为470uF/35V ;该驱动电路分为以下两部分，第一部分:R108和C45并联后输入U12的12引脚，R109和C46并联后输入U12的14引脚，U12的13引脚为门控信号，由单片 机输出的SD2110控制，C59和C73并联与二极管D6组成自举电路，C59与C73并联后，C73的+端与U12的7引脚相连，C73的-端与U12的6引脚相连，D6的+端与U12的3引脚相连、D6的-端与U12的7引脚相连，C60和C74并联后，C74的+端与 U12 的 3 引脚相连，C74 的-端与 U12 的 2 引脚相连，R108、C45、R109、C46、C59、C73、D6、C60、C74和U12组成IR2110S功放芯片的典型连接电路，U12的I引脚输出信号G5，U12的8引脚输出信号G3 ;第二部分=RllO和C48并联后输入U13的12引脚，Rlll和C47并联后输入U13的14引脚，U13的13脚为门控信号，由单片机输出的SD2110控制，C32和C75并联与二极管D7组成自举电路，C32与C75并联然后，C75的+端与U13的7引脚相连，C75的-端与U13的6引脚相连，D7的+端与U13的3引脚相连、D7的-端与U13的7引脚相连，C33和C76并联后，C76的+端与U13的3引脚相连，C76的-端与U13的2引脚相连，Rl 10、C48、RllU C47、C32、C75、D7、C33、C76 和 U13 组成 IR2110S 功放芯片的典型连接电路，U13的I引脚连接U18的2和4引脚，U13的8引脚连接U17的2引脚和4引脚，U17的5引脚和7引脚相连接，输出信号G2，U18的5引脚和7引脚相连接，输出信号G1。上述用于串励电动车的串励电机换向的控制器，其中所涉及的元器件均通过商购获得，电路的连接方法是本
的技术人员所能掌握的。本技术的有益效果是:与现有技术相比，本技术的突出的实质性特点是:(I)将现有技术的用接触器控制换向的系统改变成为本技术的用MOS控制的系统。现有技术的接触器相当于开关信号，只能用于控制电流的方向，而本技术的MOS管为触发信号，不同的导通顺序就会改变电流的方向。具体地说，本技术的控制器的功率电路是本技术的核心电路，它的特点在于由M0SFET1-4的合理控制来代替现有技术的接触器实现电机的正反转，即电机的换向，其中M0SFET1-4组成H桥式电路，中间L2为励磁线圈，不同的触发信号可以实现正反转；电枢线圈和M0SFET5并联，用于实现续流和再生回馈。(2)本技术通过程序控制PWM波的输出顺序，根据正反转的要求进行编程。如果电机正转，则G4为O N状态，Gl加PWM波形驱动，其余MOSFET关闭。电流较大时G2、G5加与Gl互补带死区的PWM信号，用于低损续流。如果要求电机反转，则G2为ON状态，G3输出PWM波形，其余MOSFET关闭。电流较大时G4与G5加与Gl互补带死区的PWM信号，用于低损续流。(3)本技术控制器的驱动电路是信号的产生电路，它给功率电路提供触发信号，其中，Gl和G2为互锁的信号，能有效的避免直通；G3和G5是普通PWM波信号，G3用于励磁回路，G5用于电枢回路，IR21IOS用于功率放大，能增强PWM波的驱动能力，TC4424也是功放芯片，用于互锁信号的放大与输出，由此构成的驱动电路便可以完成对励磁回路和电枢回路MOS管的触发。(4)本技术控制器具有再生回馈功能，这是由M0SFET1-4组成的H桥式电路来实现再生回馈的。(5)本技术控制器具有弱磁控制功能，这是由M0SFET5和LI组成的并联电路来实现弱磁控制的。与现有技术相比，本技术的显著的进步是:(I)本技术通过控制MOS管的导通顺序来代替现有技术的接触器行使串励电机的换向职能，具有换向速度快、无噪声和振动危害、启动性能好、节能和经济的优点，并且结构相对简单，功能强大，尤其能降低成本。(2)当电机的转速提高时，换向速度可以很快，并且没有噪声和振动；当电动车需要刹车时，励磁和电枢线圈都可以通过MOS管续流，由于MOS管内阻较小，能耗也较小。(3)本技术通过控制MOS管的导通顺序，可以实现再生回馈的功能，使得电动车能产生持续的反电动势来为电平充电，刹车过程中也能实现能量的回收，达到高效节能的目的。尤其在长距离的行驶过程中，在下坡和刹车状态下能持续的为电动车充电，从而避免了电平的亏损，实现了再生回馈。(4)本技术通过减小励本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于串励电动车的串励电机换向的控制器，其特征在于：是一种用控制MOS管的导通顺序来代替接触器实现串励电机换向的控制器，包括功率电路和驱动电路两部分构成，所述功率电路的构成包括五个MOS管即MOSFET1、MOSFET2、MOSFET3、MOSFET4和MOSFET5、励磁线圈L2、电枢线圈L1和48V直流电源U；?MOSFET1和MOSFET2串联，MOSFET3和MOSFET4串联，MOSFET1和MOSFET3并联，MOSFET2和MOSFET4并联，它们通过励磁线圈L2组成H桥式电路，MOSFET5和电枢线圈L1并联，然后和H桥式电路串联，?MOSFET3、MOSFET4和MOSFET5三个MOS管处于串联状态，48V直流电源U接在MOSFET4的S极和MOSFET5的D极之间；所述驱动电路的构成包括两个型号为IR2110S的功放芯片U12和U13、两个型号为TC4424的功率放大芯片U17和U18、两个型号为UF4007的二极管D6和D7、四个阻值都是1K的电阻、八个贴片电容和四个电解电容，所述四个电阻分别是R108、R109、R110和R111，所述八个贴片电容中的C45、C46、C47和C48的电容量为100pF，所述八个贴片电容中的C59和C60的电容量为22pF，所述八个贴片电容中的C32和C33的电容量为1uF，所述四个电解电容中的C73和C74的电容量为100uF/50V，所述四个电解电容中的C75和C76的电容量为470uF/35V；该驱动电路分为以下两部分，第一部分：电阻R108和电容C45并联后输入功放芯片U12的12引脚，电阻R109和电容C46并联后输入功放芯片U12的14引脚，功放芯片U12的13引脚为门控信号，由单片机输出的SD2110控制，电容C59和C73并联与二极管D6组成自举电路，电容C59与C73并联后，电容C73的+端与功放芯片U12的7引脚相连，电容C73的?端与功放芯片U12的6引脚相连，二极管D6的+端与功放芯片U12的3引脚相连、二极管D6的?端与功放芯片U12的7引脚相连，电容C60和电容C74并联后，电容C74的+端与功放芯片U12的3引脚相连，电容C74的?端与功放芯片U12的2引脚相连，电阻R108、电容C45、电阻R109、电容C46、电容C59、电容C73、D6、电容C60、电容C74和功放芯片U12组成IR2110S功放芯片的典型连接电路，功放芯片U12的1引脚输出信号G5，功放芯片U12的8引脚输出信号G3；第二部分：电阻R110和电容C48并联后输入功放芯片U13的12引脚，电阻R111和电容C47并联后输入功放芯片U13的14引脚，功放芯片U13的13脚为门控信号，由单片机输出的SD2110控制，电容C32和C75并联与二极管D7组成自举电路，电容C32与C75并联然后，电容C75的+端与功放芯片U13的7引脚相连，电容C75的?端与功放芯片U13的6引脚相连，二极管D7的+端与功放芯片U13的3引脚相连、二极管D7的?端与功放芯片U13的7引脚相连，电容C33和C76并联后，电容C76的+端与功放芯片U13的3引脚相连，电容C76的?端与功放芯片U13的2引脚相连，电阻R110、电容C48、电阻R111、电容C47、电容C32、电容C75、D7、电容C33、电容C76和功放芯片U13组成IR2110S功放芯片的典型连接电路，功放芯片U13的1引脚连接功率放大芯片U18的2和4引脚，功放芯片U13的8引脚连接功率放大芯片U17的2引脚和4引脚，功率放大芯片U17的5引脚和7引脚相连接，输出信号G2，功率放大芯片U18的5引脚和7引脚相连接，输出信号G1。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李练兵，李向杰，夏晓敏，杨鹏，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：