电动自行车无刷直流电机控制器中的MOS管选择VBM1808\VBMB1806

VBsemi

一、电动自行车

随着环境污染问题的日益严峻，政府不断出台环保政策，例如广东最近开始的“禁塑令”。汽车尾气也是主要的环境污染源之一，洁净、环保、便捷的新能源交通工具被人们寄以改善环境的厚望，且由于中国人口基数大、交通拥堵问题严重、人均消费水平不是太高等特点，电动自行车在我国拥有了良好的发展前景。

电动自行车

二、无刷直流电机

电动自行车的电机主要采用永磁电机，按照通电方式的不同，又可分为有刷电机和无刷电机。无刷直流电机以其控制简单、调速范围广等优点，成为了电动自行车行业的主流电机。

【三相全桥驱动电路】

无刷直流电机采用全桥驱动方式，电路通电顺序为A进B出、A进C出、B进C出、B进A出、C进A出、C进B出。

三、电动自行车控制器

电动自行车控制器为电动自行车的核心，其控制着无刷直流电机及其他功能部件。电动自行车控制器的自检程序会对每个模块进行检测，把结果转换为调速型号，控制功率放大和功率MOS管的导通和关断，进而驱动无刷直流电机旋转。

2014年，WANG LEI设计出一种基于STM8S903K3的电动执行车控制器，对无刷直流电机的控制采用上管PWM调制，下管恒通的调制方式，具有三挡变速、限速、EABS刹车、过流保护、欠压保护、电机自动识别、助力、巡航等功能。

四、电动自行车控制器主要参数

• l 控制器核心STM8S903K3
• l 电压变换芯片LM317T/LM7805
• l 蓄电池输出电压48V
• l 工作电流15A
• l 转把输出信号1~4.1V
• l 当电流超过23A时，进行过电流保护
• l 功能模块电压5V
• l 功率MOS管驱动电路电压15V
• l 功率开关电路电压48V
  

【电动自行车控制器硬件整体框图】

五、控制器驱动电路

无刷直流电机的驱动电路包括功率开关电路和信号处理电路，此控制器采用自举法来驱动三相逆变电路上桥的功率MOSFET，驱动电路具有自举升压、功率放大、硬件互锁、为电机电流检测电路提供输入等功能。

【自举法驱动原理】

【U相全桥驱动电路】

六、驱动电路中功率MOS管的选择

• l 为了减少耗能，导通电阻Ron要尽量小
• l 导通耗损和开关耗损产生的热量需要及时散出，最好选用更利于散热的封装
• l 导通和关断的反应时间t要足够迅速
• l 满足场效应管的Vds可以承受输入电压48V，并留有一定余地
  

可选用的VBsemi微碧产品型号

①VBM1808

②VBMB1806

③VBZM80N80

④VBZM80N03

⑤VBZE2810

可选用的VBsemi微碧产品型号

七、微碧半导体MOS管封装及应用

微碧半导体企业主要产品的封装有：SOP-8 、TO-220（F）、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN等系列封装产线。

微碧部分MOS管产品封装编辑

广泛应用于3C数码、安防设备、测量仪器、广电教育、家用电器、军工/航天、可穿戴设备、汽车电子、网络通信、物联网IoT、新能源、医疗电子、照明电子、智能家居、电脑主板显卡、MID\UMPC 、GPS、蓝牙耳机、PDVD、车载DVD、汽车音箱、液晶显示器、移动电源、手机电池（锂电池保护板）、LED电源等产品。微碧半导体有限公司以饱满的激情，拼搏务实的干劲，不断创新进取，致力于为客户群体打造出一座高效、便捷、直通、优质的服务桥梁。

八、参考文献

[1]王雷. 基于STM8S903K3的电动自行车控制器设计与实现[D].南京理工大学,2014.

[2]柴海波,鄢治国,况明伟,吴建东.电动车驱动电机发展现状[J].微特电机,2013,41(04):52-57.

[3]夏长亮,方红伟.永磁无刷直流电机及其控制[J].电工技术学报,2012,27(03):25-34.

[4]王小红,张洁,刘建华.不同驱动受MOS极间电容影响的研究[J].电子世界,2011(08):26-27.

[5]李冬超,戴庆元,林刚磊,朱红卫,邵金柱.一种应用于DC/DC转换器的自举电路设计[J].电子器件,2009,32(01):87-88+92.

[6]李正中,孙德刚.高压浮动MOSFET栅极驱动技术[J].通信电源技术,2003(03):37-40.