EBicyclen.ppt

E-Bike E-BIKE 主要电气部件 E-BIKE主要电器部件 控制器 直流无刷电机 电池 转把手柄 刹车传感器 防盗器 仪表盘 助力传感器 充电器 头灯，尾灯等 E-BIKE控制器周边接口 E-BIKE控制器周边接口 控制器概述 系统采用AVR单片机作为控制器 AVR 丰富的硬件资源和卓越的性能使其成为最具竞争力的微控制器 功能说明 PWM控制 故障检测 限流控制 过流保护 堵转保护 欠压保护 E-ABS功能 助力功能 防盗功能 自动识别相位功能 控制器系统结构 E-BIKE控制器系统结构 AVR MCU特点 28引脚PDIP，32引脚TQFP或MLF 23个可编程I/O口 宽工作电压1.8 ~ 5.5v 运行速度快 最高工作频率可达到20MHz 大多数指令为单时钟周期 两个时钟周期的硬件乘法器 4KByte 非易失性Flash程序存储器 高可靠的用户程序必威体育官网网址功能 可擦写10，000次 256Byte EEPROM，可擦写100，000次 512Byte 片内SRAM AVR MCU特点 2个8位T/C和1个16位T/C 独立预分频器 16位T/C带有输入捕获功能 每个T/C可提供2个PWM，总共有6个PWM 16位T/C有15种PWM模式，8位T/C有6种PWM模式 16位T/C可输出16位的PWM 片内模拟比较器 对外部模拟信号进行比较，并产生中断 ADC TQFP或MLF封装有 8路AD通道， PDIP封装有 6路AD通道 10位AD转换 10位AD最短转换时间为65us，8位AD最短转换时间为12us AVR MCU特点 内部可校准RC振荡器 校准后精度可达到±1% 外部中断 两个外部中断INT0和INT1 引脚电平变化中断 片内独立振荡器的可编程看门狗定时器 内部掉电检测电路 debugWIRE调试接口 在线调试 仅占用RESET引脚 BLDC特性 BLDC属于永磁同步电机，转子为永磁材料，随定子磁场同步转动 BLDC特点 结构简单 无物理电刷 运行可靠 维护方便 具备直流电机的效率高 无励磁损耗 调速性能好 正因为如此多特点，使其广泛应用于电动自行车行业 BLDC特性方程 直流无刷电机运行的基本方程式 电动势系数：Ke = Ea/n Ea—感生电动势 n—电机转速 转矩系数：KT = Ta/I Ta—平均输出转矩 I—工作电流 在具体电机中，Ke和KT是常数 和驱动方式有很大关系 BLDC特性方程 电压平衡方程式：U = Ea+IR R为电机内阻 n=U/Ke-RTa/KeKT Ta-TL = （ /375）*（dn/dt） —电动机转子飞轮力矩 TL—电动机负载转矩 BLDC驱动电路 BLDC驱动电路 BLDC驱动 目前在电动自行车上常用的三相无刷直流电机有两种 一种是120度电角度 一种是60度电角度 三相全控电路，通电方式为两两通电方式 设计中有防止上下桥同时导通的硬件保护电路 MOSFET驱动方式 使用5109作为驱动 独立元器件作驱动电路 BLDC换相表 BLDC驱动 换相波形（120度） 换相驱动 将HALL信号对应到相应的相序值 以120度电机为例Hall_signal[6] = {5,1,3,2,6,4} 相序表可定义为Phase_sequence[8] 以下面的高级语言表达式来填充Phase_sequence表 For(i = 0;i6;i++) Phase_sequence[ Hall_signal[ i ] ] = i; 在Phase_sequence中未填充的用 6 填充，于是得到Phase_sequence[8] = {6,1,3,2,5,0,4,6} 相序表最大的好处是直接带入Hall值可以得到相位次序值，便于查找驱动值 换相驱动 建立驱动表 按照相序定义PWM和上下桥驱动到数组 pwm_ctr[ 7 ]，tb_bridge_ctr[ 7 ]中 驱动表格里对应供电顺序是A-B，A-C，B-C，B-A，C-A，C-B 将上下桥驱动数组的最后一个字节定义成关闭所有桥 利用相序表和驱动表查找驱动值 假设当前读到的 Hall 值为 “5”，将 “5”带入相序表中，得到相序值是Phase_sequence [ 5 ]，既为 “0” 将得到的相序值 “0”带入pwm_ctr，tb_bridge_ctr数组，即可得到用于控制PWM输出和上下桥开关的驱动值 BLDC换相控制 对于不同电角度的电机，换相控制采用相应的驱动表格 利用Hall信号进行相位控制，可以计算MOT的转速 自动测相功能 自动测相功能 在Hall信号和电机供电线任意搭配的情况下，该功能可以自动检测填充Ha