[發明專利]電動自行車控制系統

無效

• 申請號: 200910182148.0
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101986550A
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發明（設計）人: 陸偉
• 申請（專利權）人: 陸偉
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20;H02P6/24;H02P6/08;H02P6/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明屬于人類生活必需品技術領域，提出了一種基于以單片機PIC16F72為核心的電動自行車用無刷直流電動機控制系統。

背景技術：隨著社會的不斷進步，人們生活水平的提高，環境保護和能源節約問題已經越來越受到重視，開發“零污染”、高效率的綠色環保電動自行車代替已成為一個不可逆轉的趨勢，且具有良好的發展前景。近年來，無刷直流電機(BLDCM)以其體積小，結構簡單，功率密度高，輸出轉矩大，動態性能好等特點而得到了廣泛應用。

在電機的數字調速控制中，選擇高效可靠的單片機將使控制系統的硬件電路簡單可靠、軟件編制方便，系統整體性能得以提高。

PIC系列單片機是采用精簡指令集RISC技術、哈佛總線和兩級指令流水線結構的高性能價格比的8位嵌入式控制器(EmbeddedController)。在此研究的電動自行車控制系統是一個以PIC16F？2單片機為核心，無刷直流電機為控制對象的系統。該系統采用電流與速度環閉環控制的結構，其中電流調節器用傳統的FI調節器，速度調節器為改進的PI調節器。

發明內容：本發明的電動自行車控制系統主要由以下幾部分組成：以PIC16F？2單片機為主控電路，其主要功能是完成電機的起動、換相、調速、制動等控制并實現對電機、電池的保護；以IR2132S為核心的驅動、逆變電路，其主要功能是利用IR2131S的自舉技術驅動功率MOSFET管控制電機電流；位置信號處理電路、電流信號處理電路以及一些外圍保護、輔助電路，其主要功能有完成對信號的采樣、對電路的供電、提供顯示信號、發出報警信號等功能。PIC單片機的PWM輸出端口經驅動芯片，驅動6個功率場效應管，由其組成的三相全橋驅動電路對電機進行控制，位置檢測和電流檢測形成負反饋，位置檢測的同時可以計算出電機轉速參數，因此可以對電機進行位置環，速度環和電流環的三閉環控制。位置參數由無刷直流電動機自帶的霍爾元件測出，并由PIC16F72的C端口進行捕捉定位，反饋的電流量是通過檢測旁路電阻上的壓降實現的，由PIC自帶的A/D進行采樣、轉換。

具體實施方式：下面結合實施例對本發明進行詳細描述。

實施例：本發明實施例采用的PIC16F72單片機，內部有2KB的FLASH程序存儲器和128B的RAM數據存儲器；不僅采用精簡指令集RISC技術，而且還采用哈佛總線結構，兩級流水線操作，提高了指令執行速度。此外它還具有22個I/O引腳，與電源掉電復位的功能，內置的外圍含3個定時器(Timers₀-Timer₂)、一個捕捉/比較/PWM(CCP)模塊和一個同步串行通信端口SSP。該系統利用PIC單片機此脈寬調制模塊輸出脈寬可調的信號，實現無刷直流電機調速。

本發明控制電路簡潔，器件少，成本低，保護措施可靠，提高了系統的控制精度。同時本發明設計對無刷直就電機在其他領域的應用有一定的幫助和借鑒，具有廣泛的現實意義。該系統速度環采用改進型的PI調節器控制，且通過軟件運用算法測速，實現轉速反饋，既簡化電路又節省成本。