MCU微控制器在電動滑板車技術核心剖析

如果把電動滑板車的元件拆分，一一估價的話，電機及控制系統的成本是最高的，同時他們也是電動滑板車的“大腦“，電動滑板車的啟動、執行、進退、速度、停止依靠的都是滑板車中的電機控制系統。
 
電動滑板車能快速安全執行，對電機控制系統的效能要求很高，對電機的效率也有較大的要求。同時作為一種實用型的交通工具，要求電機控制系統能承受震動、耐受惡劣環境、可靠性高。
 
常規的滑板車控制系統硬體設計方案如下圖所示，主要包括驅動 、門驅動電路、MOS驅動電路、電機、霍爾感測器、電流感測器、速度感測器等模組。
 

 

 
MCU透過電源通電工作，利用通訊介面和充電模組和電源及功率模組進行通訊。門驅動模組與主控MCU進行電氣連線，並透過OptiMOSTM驅動電路來驅動BLDC電機。霍爾位置感測器可以感測電機當前的位置，電流感測器和速度感測器可以組成雙閉環控制系統來控制電機。
 
電機啟動執行後，霍爾感測器感測電機的當前位置，將轉子磁極的位置訊號轉換成電訊號，為電子換相電路提供正確的換相資訊來控制電子換相電路中的功率開關管的開關狀態，並將資料反饋給MCU 。
 
電流感測器和速度感測器組成雙閉環系統，輸入轉速差，轉速控制器會輸出對應的電流大小，然後該電流與實際電流大小之差作為電流控制器的輸入，再輸出對應的PWM，驅動永磁轉子連續不斷地旋轉，進行換向控制和調速控制。使用雙閉環系統可以增強系統的抗干擾性，雙閉環系統增加了對電流的反饋控制，可以減小電流的超調和過飽和現象，得到更加良好的控制效果，是電動滑板車平穩運動的關鍵。
 
某些滑板車還配備了電子防抱死系統。該系統透過感知車輪輪速感測器，對車輪速度進行檢測，如果檢測到車輪處於抱死狀態，自動控制抱死車輪的制動力大小，使其處於邊滾邊滑的狀態（側滑率為20%左右），保證了電動踏板車的車主安全。