CN201174682Y - 智能型电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型电机控制器，用于对电机进行控制，包括电源、微控制器、加速器、功率场效应管和继电器，所述继电器耦合在电源与电机之间，用于对电机提供断电保护；所述加速器与所述微控制器耦合，用于将外界控制信号提供给所述微控制器；所述功率场效应管耦合在电机和微控制器之间，用于控制电机的运行，还包括功率场效应管失效保护电路、微控制器失效保护电路、继电器失效保护电路和加速器失效保护电路，所述功率场效应管失效保护电路、微控制器失效保护电路、继电器失效保护电路和加速器失效保护电路均与微控制器耦合，分别用于对功率场效应管、微控制器、继电器和加速器的失效提供保护。本实用新型使用更加安全，性能更加可靠。

Description

智能型电机控制器

技术领域

本实用新型涉及一种控制器，具体地说涉及一种智能型电机控制器。

背景技术

目前市场中的电机控制器，例如应用在电动车中的电机控制器，主要是以TL494为核心的脉宽调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)器件，来设计制作电机驱动与速度控制。上述设计对电机可以进行有效控制，性能稳定。

然而，电子产品的电子元器件等都有一定的设计寿命，同时，某些器件由于本身品质因素和外部因素也可能导致损坏，这就使得电机控制器可能出现失效，给电动车带来了安全隐患。特别是作为儿童玩具，电动车产品的使用安全尤为重要，应当确保电机控制器在任何失效模式下都不能出现飞车(飞车指车子不受人为控制，电机不停地转动)。

尽管在现有技术中，也存在一些对电机控制器进行保护的措施。然而，这些保护措施通常仅仅考虑了功率器件的影响，其保护措施并不完善，因而不能完全消除电机控制器的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种智能型电机控制器，能够全方面地对电机控制器进行保护，使得电机控制器的使用更加安全，性能更加可靠。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种智能型电机控制器，用于对电机进行控制，包括电源、微控制器、加速器、功率场效应管和继电器，所述继电器耦合在电源与电机之间，用于对电机提供断电保护；所述加速器与所述微控制器耦合，用于将外界控制信号提供给所述微控制器；所述功率场效应管耦合在电机和微控制器之间，用于控制电机的运行，还包括功率场效应管失效保护电路、微控制器失效保护电路、继电器失效保护电路和加速器失效保护电路，所述功率场效应管失效保护电路、微控制器失效保护电路、继电器失效保护电路和加速器失效保护电路均与微控制器耦合，分别用于对功率场效应管、微控制器、继电器和加速器的失效提供保护。

所述功率场效应管失效保护电路包括第10三极管及第10三极管驱动电路，所述第10三极管基极经所述第10三极管驱动电路耦合到所述微控制器的脉宽调制输出端，集电极耦合到所述继电器，并根据微控制器的脉宽调制输出值相应导通或者截止，控制所述继电器吸合或断开。

所述第10三极管驱动电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一二极管；所述第一电容一端连接到所述微控制器的脉宽调制输出端，另一端依次经过所述第一电阻和第二电阻连接到所述第10三极管基极，所述第一二极管反向连接在所述第一电容与第一电阻连接点与所述第10三极管发射极之间，所述第三电阻和第二电容并联连接在所述第一电阻和第二电阻连接点与所述第10三极管发射极之间。

所述微控制器失效保护电路包括基准电压产生电路、电压比较电路和第9三极管，所述电压比较电路的一输入端与所述加速器的输出耦合，另一输入端与所述基准电压产生电路相连，输出端耦合到所述第9三极管基极，所述第9三极管集电极耦合到所述继电器，所述电压比较电路根据所述加速器的输出电压与基准电压的比较结果，驱动所述第9三极管导通或者截止，控制所述继电器吸合或断开。

所述继电器失效保护电路包括继电器故障检测电路，微控制器在所述继电器故障检测电路检测到继电器发生触点短路，停止输出电机运行控制信号。

所述加速器失效保护电路包括加速器输出电压检测电路，微控制器在所述加速器输出电压检测电路检测到加速器输出电压超出正常范围，停止输出电机运行控制信号。

所述的智能型电机控制器，还包括电机启动调节模块，所述电机启动调节模块控制电机在启动时间的前时间段以第一启动加速度启动，在启动时间的后时间段以第二启动加速度启动，所述第一启动加速度大于第二启动加速度。

所述的智能型电机控制器，还包括电流取样电路，所述电流取样电路与微控制器耦合，所述电流取样电路用于判定电机是否工作在堵转模式、第一过流模式或第二过流模式，所述微控制器在所述电流取样电路检测到电机工作在所述堵转模式、第一过流模式或第二过流模式之一，停止输出电机运行控制信号。

所述堵转模式的条件为：电机负载电流为恒流，微控制器在连续5秒内的脉宽调制输出占空比为35％到75％之间；所述第一过流模式的条件为：电机负载电流为恒流，微控制器的脉宽调制输出占空比在20％以下；所述第二过流模式的条件为：电机负载电流大于100A。

所述的智能型电机控制器，还包括功率场效应管温度保护电路，所述功率场效应管温度保护电路与微控制器及功率场效应管耦合，微控制器在所述功率场效应管温度保护电路检测到功率场效应管过温时，停止输出电机运行控制信号。

所述的智能型电机控制器，还包括设置在电源与微控制器之间的电压检测电路，微控制器在所述电压检测电路检测到电源欠压时，停止输出电机运行控制信号。

所述的智能型电机控制器，还包括设置在电机与微控制器之间的反转与飞车检测电路，微控制器在所述反转与飞车检测电路检测到电机反转时，停止输出电机运行控制信号。

所述的智能型电机控制器，还包括充电检测电路，微控制器在所述充电检测电路检测到电机充电时，停止输出电机运行控制信号。

所述的智能型电机控制器，还包括刹车检测电路，微控制器在所述刹车检测电路检测到刹车时，停止输出电机运行控制信号。

所述的智能型电机控制器，还包括睡眠控制模块，用于控制所述控制器处于开机状态下，在预设时间内无操作时，进入睡眠状态。

所述的智能型电机控制器，还包括最大速度选择电路，用于设定电机最大输出。

所述的智能型电机控制器，还包括状态指示电路，所述状态指示电路具有8种指示状态，分别对正常工作、欠压保护、堵转状态、失效保护状态、温度保护、加速器保护、刹车、过流状态进行指示。

所述的智能型电机控制器，控制器的外露线为低阻抗线路，控制器内部为胶密封。

与现有技术相比，本实用新型不仅考虑了功率器件的失效保护，同时还全面考虑了微控制器、继电器和加速器的失效保护，基本消除了电机控制器的安全隐患，使得电机控制器使用更加安全，性能更加可靠。

进一步的，本实用新型采用电机启动调节模块来对电机启动进行调节，使得电机以先快后慢的速度进行启动，从而使得电机启动平滑快捷，降低了电机控制器发生失效的机率。

本实用新型还通过电流采样电路的检测实现了堵转和过流的保护，进一步保护了电机和控制器，使得使用更加安全。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式的原理框图；

图2是本实用新型具体实施方式的电路原理图；

图3是本实用新型具体实施方式中的失效保护关系示意图；

图4是本实用新型具体实施方式中的微控制器的脉冲输出方式的失效保护电路图；

图5是本实用新型具体实施方式中的电路启动调节模块工作原理图；

图6是本实用新型具体实施方式中的堵转和过流模式控制的示意图；

图7是加速器电压与输出占空比在不同档位下的输出关系图；

图8是本实用新型具体实施方式中的一种状态指示下的微控制器输出波形图。

具体实施方式

下面对照附图结合具体实施方式，对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1、图2和图3，本实用新型具体实施方式的电路控制器，其防飞车的失效保护设计主要从四个方面进行，这四个方面的设计共同点都是以控制器出现失效时，切断电机电源来进行保护。

1、功率器件失效保护

功率器件失效保护，即对功率场效应管的失效保护，主要指功率场效应管D-S极之间的短路损坏。从图2可知，图中功率场效应管Q7，Q8串联电机负极，控制电机两端的电压，来改变电机的运行速度。当功率场效应管的D-S极短路时，等同于将电机MO1的负极直接接到电源的负极，只要继电器K1接通，电源就供电给电机的正极，此时电机将以最大速度运转，从而出现飞车。为了防止此种情况的出现，必须有装置能识别功率场效应管的D-S短路，然后继电器K1断开、来达到切断电机电源的目的。

微控制器(Micro Controller Unit，简称MCU)接通电源进入自动检测，主要检测MCU的17PIN电压是否高于0.5V。如果高于0.5V表示功率器件正常。如果低于0.5V表示功率场效应管的D-S极损坏。MCU判断功率器件损坏后，扭动加速器，使得MCU 15PIN输出0电平，从而进入功率器件失效保护。

具体的失效保护工作过程为：(1表示高电平、0表示低电平)+5-R12-D7-Q7、Q8D极-Q5、Q6负极-R15-R47-判断MCU 17PIN是否大于0.5V-大于0.5V-扭动加速器-MCU 15PIN输出为1-R31-Q10导通-继电器吸合-电机正端接电源-电机根据PWM进行转动(MCU16PIN PWM输出)。

+5-R12-D7-Q7、Q8D极-Q5、Q6负极-R15-R47-判断MCU17PIN是否大于0.5V-小于0.5V-扭动加速器-MCU 15PIN输出为0-R31-Q10截止-继电器不吸合-电机正端不能接电源-电机无供电电压不转动(MCU 16PIN PWM无输出)。

由上述过程可以看到，功率器件的失效保护主要就是通过检测功率器件是否产生失效，然后由MCU控制第10三极管Q10的导通或者截止，进而控制继电器的吸合与否，以控制电机MO1的运行。

2、微控制器失效保护(各I/O PIN输出为1)

由于某种原因或进行破坏性测试导致MCU损坏，此时MCU的每个PIN都输出为1，这时电机应不能转动。当MCU外部电路都正常的情况下出现此种情况，MCU的15PIN与16PIN都输出为1，此时电机是以最快的速度转动。为了防止这种现象的出现，在MCU损坏或者MCU 17PIN状态异常的情况下，可以修改第10三极管Q10的控制方式，采用MCU脉冲输出(指MCU15PIN产生一个10K左右的脉冲信号)通过隔直网络来防止MCU的失效动作。如图4所示，将第10三极管Q10改为由第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一二极管组成的网络，从而将MCU输出修改为脉冲输出。其中，第一电容一端连接到MCU的PWM输出端，另一端依次经过第一电阻和第二电阻连接到第10三极管Q10基极，第一二极管反向连接在第一电容与第一电阻连接点与第10三极管Q10发射极之间，即第一二极管的阴极连接于第一电容与第一电阻的连接点，阳极连接于第10三极管Q10的发射极；第三电阻和第二电容并联连接在第一电阻和第二电阻连接点与第10三极管Q10发射极之间；其中，第二电容采用电解电容，其正极连接在第一电阻和第二电阻的连接点，负极连接在第10三极管Q10的发射极。

同时，还可以利用加速器手柄扭动的电压来控制继电器K1的接通与断开，达到自动切断电机电源的目的。加速器采用霍尔加速器，通常加速器为三线制或四线制加速器。三线制是+5V、ADJ、GND三线，四线制则是在三线制的基础上增了电量指示线。霍尔加速器的特性是：供电5V电压，ADJ脚会根据加速器手柄扭动而改变输出电压。不管控制器处于何种状态，只要加速器手柄回到零的位置，也就是不扭动加速器的位置，继电器K1必须保持断开，不供电给电机，从而确保控制器不能出现飞车。下面对该工作过程进行说明：

加速器手柄正常情况下：不扭动的电压为0.7-0.9V，判断加速器手柄扭动与不扭动可以根据此点电压进行判断。本实用新型利用运算放大器U5组成一个电压比较电路去控制第9三极管Q9的导通与截止达到继电器K1断开与吸合的目的。运算放大器U5为低功耗运算放大器LMV321。LMV321的基准电压由电阻R22和R24分压为1.2V。参照图2，当ADJ网络的电压高于1.2V时，U5的4PIN输出1，通过二极管D9和电阻R17去驱动第9三极管Q9导通、继电器K1吸合导通，电机MO1接通电源。反之，当加速器手柄不扭动时，ADJ网络的电压为0.8V左右，U5的4PIN输出0，第9三极管Q9截止，继电器K1断开，电机无供电。

由此可见，微控制器的失效保护就是通过加速器电压控制电路驱动第9三极管Q9导通或者截止，以控制继电器K1吸合或断开，从而控制电机的运行。

3、继电器失效保护

鉴于继电器的电气性能与机械特性，长时间使继电器不停地断开与吸合，特别是在大电流的情况下导通与吸合，继电器触点可能出现打火短路的情况。通过图3的失效保护的关系示意图和前述的功率器件和微控制器失效保护原理，可以了解，功率器件和微控制器失效保护都是通过继电器K1的断开与吸合来控制电机的供电，由此，当继电器出现故障(常开触点短路)时，如果再出现功率器件或微控制器失效，就不能对飞车进行保护了。为防止此类现象的出现，本实用新型增加了继电器失效保护电路。当控制器处于待机状态，MCU 3PIN会检测有无高电平输入。如果在待机状态(此时继电器是不吸合的，原理见MCU损坏的描述)MCU 3PIN应该是低电平，表示继电器正常。反之是高电平，表示继电器不正常。如果在这样不正常的情况下扭动加速器，此时电机是不转动的，以达到保护的目的(MCU 16PIN无PWM输出)。其工作过程为：

控制器待机状态-+5-R12-D7-Q5、Q6、MO1-Z4-R16与R48分压-R46-MCU 3PIN-判断MCU 3PIN是否为高电平-如果是低电平-扭动加速器手柄-MCU 15PIN输出1-Q10导通-继电器吸合-马达供电-MCU 16PIN PWM输出-电机正常转动。

反之：控制器待机状态-+5-R12-D7-Q5、Q6、MO1-Z4-R16与R48分压-R46-MCU 3PIN-判断MCU 3PIN是否为高电平-如果高电平-扭动加速器手柄-MCU 16PIN PWM无输出-电机不转动。

由此可见，上述继电器失效保护就是通过继电器故障检测电路检测到继电器短路故障输出到MCU 3PIN，由微控制器停止输出电机运行控制信号，也即MCU 16PIN PWM无输出，从而电机不转动。

4、加速器失效保护

对于玩具类和小型电动车类产品，加速器通常与控制器核心器件，如微控制器之间存在一定的空间距离。两端是采用连接线的方式连接。这样，就存在线路之间开环失效的可能。正常情况下，加速器输出电压范围为0.8-4.2V之间。当加速器地线开路时ADJ PIN电压会高于4.5V。而开路电压是不随加速器扭动而改变电压的，此时前述的与加速器有关的失效保护就失去作用，PWM输出就存在飞车。为防止此种情况的发生，本实用新型增加了加速器失效保护，其工作过程是：

当开关SW1接通电源，微控制器工作，检测MCU 20PIN电压是否在0.7-1V之间。如果是，表示加速器输入电路正常。如果不在范围，则分为两种情况。一种是该脚电压大于4.5V则认为是加速器线开环故障，微控制器停止输出电机运行控制信号，电机不转动。另一种则是：MCU20PIN电压在14.5V之间，系统则认为是开机加速器不归零保护。所谓开机加速器不归零保护：是指打开SW1电源开关，MCU检测到加速器手柄不在零位置，也指加速器电压在1-4.2V之间，这时控制器应不启动，必须将加速器扭动到零位置，再重新扭动加速器则控制器按新的加速器电压输出相应的PWM去控制电机的运行速度。

上述的失效保护主要是出现故障后的处理，为了更好地提高性能，本实用新型还采用软启动技术使电机启动时平滑快捷，从而降低电机控制器发生故障的机率。所谓软启动，主要是指启动速度处理上采用分时处理方式，如图5所示，图中，横坐标为加速控制的时间，纵坐标为电机的速度，直线为传统的启动速度控制，折线为本实用新型的启动速度控制。从图中可以看出，传统的启动方式，当100MS的时间所对应的PWM占空比为15％。此时，马达以15％的电压运转，而本实用新型则是以30％的PWM运行，启动相对较快捷。图中，速度从0到最大速度所用的时间为800MS，从原理上说，如果改变总的时间也可以在100MS时到达本实用新型的启动速度，然而这样就会存在突然启动过快的问题。以这样的调节方式来改变启动的速度就会存在速度过快导致人坐在车上向后倾斜而影响骑行者安全。而本实用新型采用电机启动调节模块调节电机启动在总加速度不变的情况下在启动时的前时间段以第一启动加速度启动，在启动时间的后时间段以第二启动加速度启动，所述第一启动加速度大于第二启动加速度，这样就保证了启动的平稳。同时改善了使用者不停地将加速器从零到最大调节的反应速度。由于电机以0％到30％的电压启动是比较缓慢的，特别是在上坡时的启动情况。如果将30％的PWM启动的时间过程缩短，而后降低启动加速度，这样的调节让使用者觉得加速度不是太快可以接受，又得到扭动加速器时车子反应非常灵敏，从而保证启动的平稳快捷。

本实用新型还通过电流取样电路对电流进行采样，由微控制器对电机电流进行闭环控制，控制过程包括堵转模式、第一过流模式和第二过流模式的处理，从而有效地保护电机与控制器，使用更安全。电流的闭环控制过程如下：

参看图6，整个电流闭环控制回路为：电池组BATT-继电器K1-电机MO1-功率场效应管Q7、Q8-CT+网络/MCU7PIN电流取样输入-锰铜电阻RX1-电池负极。CT+网络为电流控制输入、MCU16PIN为PWM输出控制、MCU20PIN为加速器电压输入。下面对电机恒流、堵转、过流给予说明：

图6中，利用MCU16PIN PWM输出、MCU20PIN加速器电压输入与MCU7PIN电流取样来说明电流正常模式、恒流模式(恒流模式控制是电流输出不随负载变化)控制处理方式。

电流正常模式，如图中CT+左边部分，PWM、电机负载电流、和加速器输入电压是线性增长关系。也就是加速器电压升高PWM增加，电机电流增大。这是把电机等效为一个纯电阻说明。当CT+电流达到MCU的设定值，则进入恒流工作模式。进行恒流模式后，负载增大基本上电流恒定不变。为了达到这一要求在负载增大时，必须对输出的PWM占空比进行修正。相应的PWM占空比应当减小以达到输出电流恒定的目的。

在恒流模式下，利用PWM占空比来检测电机的堵转与过流，达到保护控制器与电机的目的。图中，电流在恒流模式下，如果MCU PWM输出的占空比在35％-75％之间，并且连续5秒钟都在此范围内，则认为是电机处于堵转模式，即电机堵转的条件是：控制器输出电流必须处于恒流状态、PWM输出占空比必须在35-75％之间、连续满足以上条件5秒钟。这样处理的原理是为了区别爬坡的电流，与瞬间电流产生的误动作。当然当使用不同功率规格的电机时，堵转的PWM值需要根据电机的规格进行修正，来达到保护电机的目的。

控制器的过流模式分为两种，第一过流模式的条件是：恒流模式下，PWM占空比在20％以下。第二过流模式涉及峰值电流检测，峰值电流检测是为了防止控制器输出线短路的一种检测方式，输出线短路时峰值电流非常大，设置峰值电流到达100A为第二过流模式，将锰铜电阻RX1上产生的电压，通过电阻R21，电容C21积分送入MCU7PIN处理。微控制器在判断到电机工作在堵转模式、第一过流模式或第二过流模式之一，停止输出电机运行控制信号。

本实用新型还通过电压检测电路提供欠压检测保护，欠压保护是为了保护蓄电池过放，提高蓄电池使用寿命的一种保护方法，根据电池的放电特性可知：由于放电深度的关系，电池所释放的容量是不一样的。作为车载配套电池使用时，常需要大电流放电。这样电池就很容易发生欠压。为了克服这类故障，又不能让电池深度过放，这就需要很好的保护控制。其保护原理为：

电池电压经电阻R18、R36分压连接到MCU8PIN，微控制器对此点电压进行检测。如开机时，MCU检测电压低于额定值，则微控制器不输出PWM信号，MCU1PIN输出状态信号，指示处于低压。如开机时，MCU检测电压高于额定值，电机运行后低入额定设定值，则MCU延时20秒后关闭PWM输出，进入保护状态，有效保护电池过放。当控制器在使用过程中，检测电池电压低于75％的额定下降值，控制器进入睡眠状态，关闭所有输出，静态损耗小于1MA。

本实用新型还通过反转与飞车检测电路提供反转保护，反转与飞车检测电路检测电机反转电压，防止车子在坡度上后退时启动。达到人身安全与保护控制器的目的。

电机的反转检测是和防飞车电压检测脚共用。只是内部设定电压点不一样。在待机状态，MCU17PIN的电压是额定的。当电机反向转动时能量返回，肖特基二极管Q5、Q6则成了电机反转的钳位二极管。其反向电压为MCU17PIN额定电压-0.3V，因为此点电压范围比较窄，在选用分压比时应注意。微控制器内采用10位的模数转换对此电压进行准确的捕捉，良好地实现电机后退时扭动加速器，以完成控制器在此时不启动的目的。

本实用新型通过功率器件温度保护电路提供过温保护功能。过温保护功能是为了防止控制器带重负载长期工作时，功率器件因温度过高而影响控制器性能。因此，通过提供过温保护，有利于产品的使用寿命。

将温度传感器安装在功率场效应管的散热器上，当散热器温度过高时，因采用负温度系数的传感器，MCU9PIN的电压会随温度的升高电压而降低。当电压降低到内部设定电压值时，微控制器会自动关闭PWM输出。及时地对功率器件的过温进行保护。

本实用新型通过最大速度选择电路，可以让用户电子设定控制器最大输出。用户将控制器作为车载速度控制时，电子设定速度非常方便。通过MCU10、19PIN组合进行三级可编程最大速度设定。三级最大速度设定、加速器电压、PWM占空比之间的关系如图7所示：

图7显示了加速器电压与输出占空比在不同档位下的输出关系。

其中MCU对加速器各电压段进行了如下处理：

加速器输出电压在0.7V以下为加速器线路故障区；

加速器输出电压0.7-1V表示在归零区，没有扭动加速器；

加速器输出电压1-4V为正常工作范围区；

加速器输出电压在4.4V以上为加速器地线开路区。

档位逻辑电平组合说明：

I：MCU10PIN为1   MCU19PIN为1；

    则加速器电压4V所对应输出的最大占空比为60％；

II：MCU10PIN为1  MCU19PIN为0；

    MCU10PIN为0  MCU19PIN为1；

    则加速器电压4V所对应输出的最大占空比为80％；

III：MCU10PIN为0 MCU19PIN为0。

    则加速器电压4V所对应输出的最大占空比为100％。

本实用新型通过充电检测电路提供充电不启动保护，电机控制器可以外留有充电不启动控制接口。当此接口断开时，MCU18PIN为高电平，控制器处于不工作状态，整机进入睡眠模式。当此接口为低电平时，整机处于待机模式。

通过睡眠控制模块，可以控制控制器在无操作时自动进入睡眠模式。此项操作功能主要由微控制器完成，控制器在开机状态连续5分钟无任何操作，则自动完成关机，使控制器进入睡眠状态。此设计可以起到节能的目的。也是为童车使用时专门设计的，因为多数小孩在骑行完车后，通常都有忘记关闭电源的习惯。这样就会使电池处于长期耗电状态。

本实用新型通过刹车检测电路提供刹车保护，在检测到刹车时，PWM关闭输出，刹车检测信号从MCU2PIN输入，采用高电平刹车。高电平刹车有利于检测电子刹车系统是否完整。利用常闭开关的刹把处理，断开时，微控制器则认为是刹车。这样刹把的机械开关故障时控制器则关闭PWM输出。

本实用新型还具有状态指示电路，具体指示如下8种状态：

正常工作——常亮

欠压保护——LED闪烁1次

堵转保护——LED闪烁3次

防飞车  ——LED闪烁4次

温度(散热器)——LED闪烁5次

加速器手柄保护－LED闪烁6次

刹车与线开路——LED长闪烁

过流保护    ——LED灯不亮

现在对状态指示电路原理加以描述：

图2中，三极管Q3、Q4组成电子开关电路，一方面是为了在睡眠与充电状态下，为节能目的，关闭工作电源，由待机电源工作。另一方面则是作为状态指示的开关用。前述已经说明，四线制加速器中带一根电量指示线，利用这根电量指示线来控制加速器上LED的闪烁状态。MCU1PIN以不同的脉冲串输出来指示相应的状态。加速器电量指示线通电则三只LED点亮，断电则LED熄灭。将不同的脉冲串个数从MCU 1PIN输出就可以指示不同的状态，非常直观智能。例如堵转保护时，加速器LED闪烁三次，MCU1PIN输出波形如图8所示。

本实用新型的控制器还采用了防水设计，通过将控制器的外露线材设计为低阻抗线路，同时内部采用A，B胶进行全固密封，实现优越的防水性能。

本实用新型的控制器，保护功能全面完善、性能可靠、成本低廉、非常适合于规模性量产。同时整个控制器外部连接方便、智能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (17)

1.一种智能型电机控制器，用于对电机进行控制，包括电源、微控制器、加速器、功率场效应管和继电器，所述继电器耦合在电源与电机之间，用于对电机提供断电保护；所述加速器与所述微控制器耦合，用于将外界控制信号提供给所述微控制器；所述功率场效应管耦合在电机和微控制器之间，用于控制电机的运行，其特征在于，还包括功率场效应管失效保护电路、微控制器失效保护电路、继电器失效保护电路和加速器失效保护电路，所述功率场效应管失效保护电路、微控制器失效保护电路、继电器失效保护电路和加速器失效保护电路均与微控制器耦合，分别用于对功率场效应管、微控制器、继电器和加速器的失效提供保护。

2.如权利要求1所述的智能型电机控制器，其特征在于，所述功率场效应管失效保护电路包括第10三极管及第10三极管驱动电路，所述第10三极管基极经所述第10三极管驱动电路耦合到所述微控制器的脉宽调制输出端，集电极耦合到所述继电器，并根据微控制器的脉宽调制输出值相应导通或者截止，控制所述继电器吸合或断开。

3.如权利要求2所述的智能型电机控制器，其特征在于，所述第10三极管驱动电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一二极管；所述第一电容一端连接到所述微控制器的脉宽调制输出端，另一端依次经过所述第一电阻和第二电阻连接到所述第10三极管基极，所述第一二极管反向连接在所述第一电容与第一电阻连接点与所述第10三极管发射极之间，所述第三电阻和第二电容并联连接在所述第一电阻和第二电阻连接点与所述第10三极管发射极之间。

4.如权利要求1所述的智能型电机控制器，其特征在于，所述微控制器失效保护电路包括基准电压产生电路、电压比较电路和第9三极管，所述电压比较电路的一输入端与所述加速器的输出耦合，另一输入端与所述基准电压产生电路相连，输出端耦合到所述第9三极管基极，所述第9三极管集电极耦合到所述继电器，所述电压比较电路根据所述加速器的输出电压与基准电压的比较结果，驱动所述第9三极管导通或者截止，控制所述继电器吸合或断开。

5.如权利要求1所述的智能型电机控制器，其特征在于，所述继电器失效保护电路包括继电器故障检测电路，微控制器在所述继电器故障检测电路检测到继电器发生触点短路，停止输出电机运行控制信号。

6.如权利要求1所述的智能型电机控制器，其特征在于，所述加速器失效保护电路包括加速器输出电压检测电路，微控制器在所述加速器输出电压检测电路检测到加速器输出电压超出正常范围，停止输出电机运行控制信号。

7.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括电机启动调节模块，所述电机启动调节模块控制电机在启动时间的前时间段以第一启动加速度启动，在启动时间的后时间段以第二启动加速度启动，所述第一启动加速度大于第二启动加速度。

8.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括电流取样电路，所述电流取样电路与微控制器耦合，所述电流取样电路用于判定电机是否工作在堵转模式、第一过流模式或第二过流模式，所述微控制器在所述电流取样电路检测到电机工作在所述堵转模式、第一过流模式或第二过流模式之一，停止输出电机运行控制信号。

9.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括功率场效应管温度保护电路，所述功率场效应管温度保护电路与微控制器及功率场效应管耦合，微控制器在所述功率场效应管温度保护电路检测到功率场效应管过温时，停止输出电机运行控制信号。

10.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括设置在电源与微控制器之间的电压检测电路，微控制器在所述电压检测电路检测到电源欠压时，停止输出电机运行控制信号。

11.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括设置在电机与微控制器之间的反转与飞车检测电路，微控制器在所述反转与飞车检测电路检测到电机反转时，停止输出电机运行控制信号。

12.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括充电检测电路，微控制器在所述充电检测电路检测到电机充电时，停止输出电机运行控制信号。

13.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括刹车检测电路，微控制器在所述刹车检测电路检测到刹车时，停止输出电机运行控制信号。

14.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括睡眠控制模块，用于控制所述控制器处于开机状态下，在预设时间内无操作时，进入睡眠状态。

15.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括最大速度选择电路，用于设定电机最大输出。

16.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，还包括状态指示电路，所述状态指示电路具有8种指示状态，分别对正常工作、欠压保护、堵转状态、失效保护状态、温度保护、加速器保护、刹车、过流状态进行指示。

17.如权利要求1至6任一项所述的智能型电机控制器，其特征在于，控制器的外露线为低阻抗线路，控制器内部为胶密封。

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