HX-01系列电动车辆专用无刷电机控制器

美国赛普拉斯(Cypress)半导体公司世界领先的可编程片上系统（PSoC）CY8C24423为主控芯片，将近年来最新最强的科研成果注入其中，潜心打造出的一款电动车辆专用无刷电机控制器。它代表着业内最高的学术水平并具有极高的性能价格比，已经过市场一年多的严格考验。

PSoC在电动车无刷电机控制器

  电动车作为一种新型的代步工具，已经实实在在地被人民群众所接受。尤其是在当前油价飞涨、摩托车牌照发放受限，汽车的梦想可望而不可即的情况下，电动车越来越受到老百姓的青睐。在中国这样一个“自行车王国”，电动车的市场空间是值得期待的。业内人士预测，未来几年内，电动车的容量几乎相当于自行车的市场容量，全国4.5亿辆自行车用户中至少有3亿的用户将成为电动车的用户。随着电动车市场趋向成熟，无刷电机电动车逐渐占据了80%以上的市场份额，无刷电机控制器也在不断的技术进步中被广大用户所喜爱，并且将会不断地推陈出新，以丰富的功能来适应市场的变化。

PSoC微处理器是美国赛普拉斯半导体公司推出的一种现场可编程片上系统。片内备有通用模拟和数字模块，用户可根据开发需要，随意调用模块，实现混合信号阵列的动态配置。文中以CY8C24423为例，介绍PSoC在电动车无刷电机控制器上的应用，它将对电压电流信号的放大、处理、模数转换功能，以及PWM信号输出功能全部集成到微处理器的内部完成，减少了芯片的外围器件，提高了系统整体的集成性能和可靠性。

可编程片上系统

由美国赛普拉斯半导体公司倡导并推出的完全基于通用IP模块，由可编程选择来构成产品SoC的设想，并把单片机的发展从MCU推动到SoC的新阶段。这种可编程的SoC取名为可编程片上系统(PSoC)，由基本的CPU内核和预设外围器件组成，就是在一个专有MCU内和周围集成了PSoC模块(可配置的模拟和数字外围器件阵列)，利用芯片内部可编程互联阵列，可以有效地配置芯片的模拟和数字电路资源，达到可编程片上系统的目的。

与传统的MCU相较，从根本意义上讲PSoC系列是一种微控制器，而且是一种可编程片上系统微控制器，它的出现使设计者逐步摆脱了板级电子系统设计方法层次而进入芯片级电子系统设计，减少了单片机的品种和规格，同时更有利于新品开发和升级换代。与同种价位的普通单片机比较，其丰富的内部资源、新颖的设计界面、灵活的设计方式、简单的编程技巧都使其极具特点。PSoC完全不同于以往的传统的微处理器。PSoC开发者不需要自己构建ADC、DAC和其它外围设备，可以通过PSoC的配置性进行资源调配，而且PSoC为控制器成功的引入动态可重新配置功能，真正实现在线可编程，由此可见，一个PSoC微控制器就能代替多种类型的单片机。

主要参数及功能特点

l         额定电压：DC 24V/ 36V/ 48V；

l         额定功率：150W ~ 1500W；

l         欠压保护：DC 21V ±0.5V / DC 31.5V ±0.5V / DC 42V ±0.5V；

l         限流电流：限流值为10A~50A (±0.5A)；

l         静态功耗：﹤3W；

l         限速功能：最高车速可达35km/h～45km/h（根据电机而定），限速时行驶速度控制在20km/h以内；

l         巡航模式：具有自动巡航和手动巡航两种功能可选，自动巡航时手把不动8秒进入巡航，稳定行驶速度，无须手柄控制；

l         1：1助力功能：控制器根据骑车者脚踏力的大小(速度快慢)，给出相应比例的电机动力，实现了在骑行中辅以动力，让骑行者感觉更轻松。可选配中轴转速传感器，襄樊力矩传感器等；

l         仪表匹配：可配接各种电动车串显仪表，并显仪表，共正共负指示灯（欠压，限流，巡航）；各种速度仪表：霍尔速度表，共正、共负相线速度；

l         电机匹配：60°/120°相位，150W~1500W，各种结构电机；

l         普通刹车断电：适用于机械常开，低电平刹车，高电平刹车（+5V，+12V……）；

l         ABS刹车制动：柔性EABS再生制动，解决了现有的EABS带来的噪音和对电机冲击损伤，并且制动迅速，实现了和汽车ABS刹车一样的舒适性。再生制动能将整车的动能衰减部分通过电机发电转换为电能储存到电池中以供再利用，并能去电池硫化；

l         自由滑行发电功能：能够在手把松开，电动车自由滑行时将一部分滑行动能转化成电能储存在电池中；

l         超静音：启动及全程行驶过程中噪声极低，大大超越了传统的无刷控制器，减小电机振动，大大延长电机的寿命；

l         低发热：采用国际先进的同步整流技术，大幅度降低控制器的热损耗，提高了整车的能量使用效率，延长了续驶里程；

l         多重限流保护：既做到平均值限流，又做到峰值限流。峰值限流在每个PWM周期中都对电流波形进行检测，防止超过MOSFET的最大允许电流，在任何情况下不会烧毁；平均值限流使控制器能够在各种不同的电机上保持相同的限流值，而且轻、重负载，甚至堵转情况下限流值都不变。这样大大便于生产调试和整车厂检验；

l         防飞车功能：解决了无刷控制器由于转把或线路故障引起的飞车现象，提高了系统的安全性；

l         堵转保护功能：电机堵转3秒以上控制器自动保护，防止烧毁电机；

l         短路保护功能：电机三根相线输出端任意两端短路或三端全短路，控制器不会烧毁；

l         遥控防盗报警功能：防盗中自动锁电机，让窃者无从下手。

以上功能（除防盗功能以外）均不增加硬件成本，采用PSoC可编程片上系将外围器件减到最少（单芯片解决方案），大部分功能由芯片内部来完成，大大降低了硬件成本，并且减少了故障点。

我们可以提供主要的芯片，电路原理图，PCB线路板图，PCB线路板，也可以只提供主控芯片，电路原理图，PCB线路板图，由客户根据自己的情况和技术水平做出决定，尽量最大限度的减少客户的成本支出。

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图为本公司设计的无刷控制器半成品实物图。

电动车无刷电机控制器半成品实物外形图。