電機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，遍及信息處理、音響設(shè)備、汽車電氣設(shè)備、國防、航空航天、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等生活各個領(lǐng)域。按照電源種類分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)，無刷直流電機(jī)就屬于直流電動機(jī)的一種。

直流電機(jī)控制器模塊設(shè)計三大要點

一、大電流驅(qū)動電機(jī)

電機(jī)驅(qū)動是一個大電流驅(qū)動，又是一個電感性負(fù)載，控制器在運行時不可避免有干擾引入，因此除了在硬件布局，布線上注意外，軟件上也要做相應(yīng)的抗干擾措施以避免錯誤的換向動作。考慮到輸入到單片機(jī)的換相信號容易受干擾，加上線路上濾波電容的影響，單片機(jī)程序在讀取換相信號時應(yīng)至少連續(xù)讀取3次，以3次信號完全一致時才采用該值作為換相信號的真值，如果其中一次不對，那么干脆就重新再讀3次，這就是一個有抗干擾措施的鑒相過程。取得換相信號后，我們將其與上次讀到的值做對比，如果相同，則表示沒有換相，如果不同，則要跟據(jù)這個值去取得一個相對應(yīng)的驅(qū)動信號，從而驅(qū)動電子開關(guān)動作。這個過程可以使用逐項比較法、查表法等來實現(xiàn)。

市面上有兩種電機(jī)，即所謂的120°和60°霍爾信號，這個角度代表三個霍爾器件輸出的三相電信號其相位角相差的角度，其實這里面的區(qū)別僅僅是電平的不一樣，在馬達(dá)內(nèi)部的安裝上，位置沒什么不同，只是中間一相的相位相反，所以仍然是六種信號對應(yīng)六種驅(qū)動，軟件上將表稍作調(diào)整即可。需要提一下的是，在120°的霍爾信號中，不可能出現(xiàn)二進(jìn)制0B000和0B111的編碼，所以在一定程度上避免了因霍爾零件故障而導(dǎo)致的誤操作。因為霍爾元件是開路輸出，高電平依靠電路上的上拉電阻提供，一旦霍爾零件斷電，霍爾信號輸出就是0B111。一旦霍爾零件短路，霍爾信號輸出就是0B000，而60°的霍爾信號在正常工作時這兩種信號均會出現(xiàn)，所以一定程度上影響了軟件判斷故障的準(zhǔn)確率。目前市面馬達(dá)已經(jīng)逐漸舍棄60°相位的霍爾排列。

二、限流驅(qū)動模塊

這是整個控制器的靈魂，如果限流驅(qū)動沒做好，其他功能再好還是一個字：燒!。電動車控制器的電子開關(guān)均使用功率MOSFET控制，MOSFET的最大允許電流，最大允許功耗都有其限制，如果沒有電流控制，或者電流控制不好，均會導(dǎo)致功率MOSFET的燒毀，從而導(dǎo)致整個控制器報廢，因此電流控制是本程序的重中之重，這個做不好，其它功能一概免談。說起來嚴(yán)重，其實做起來，摸到竅門也是很簡單的，其秘訣也只有四個字：準(zhǔn)確，及時。

電流信號經(jīng)康銅絲采樣之后分兩路，一路送至放大器，一路送至比較器。具體電路見硬件部分。放大器用來實時放大電流信號，放大倍數(shù)大約6.5倍，放大后的信號提供給單片機(jī)進(jìn)行AD采樣轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換所得數(shù)字用來控制電流不超過我們所允許的值。另一路信號送至比較器，當(dāng)電流突然由于某種原因大大超過允許值，比如一只MOSFET擊穿或誤導(dǎo)通時，比較器翻轉(zhuǎn)送出低電平，觸發(fā)單片機(jī)的INT0外部中斷，使單片機(jī)能夠快速關(guān)斷驅(qū)動，從而保護(hù)MOSFET避免更大傷害。

三、剎車斷電模塊

電動車在剎車手柄附近裝了一個微動開關(guān)，一方面在剎車時點亮剎車燈，一方面給控制器提供一個剎車高或低電平信號，各廠家不一定，在電路上作一些電平轉(zhuǎn)換很容易就可以提供給單片機(jī)一個準(zhǔn)確的信號，我們可以采用數(shù)字測量的方法測量這個電平是高還是低，也可以使用AD去測量有幾伏，總之監(jiān)測到這個信號后必須關(guān)閉所有的驅(qū)動輸出和PWM輸出，這樣就可以實現(xiàn)剎車斷電。

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