一種基于超級電容的自平衡電動車電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于超級電容的自平衡電動車電源，特別涉及電源應用及自平衡電動車領域。
【背景技術】
[0002]自平衡電動車是一種新型交通工具，它以內置的精密固態陀螺儀來判斷車身所處的姿勢狀態，透過精密且高速的中央微處理器計算出適當的指令后，驅動馬達來做到平衡的效果。自平衡電動車自出現在市場上以來已經獲得了很多商戶以及個人的喜愛，此類產品暢銷于國外，近幾年在國內也獲得了越來越多粉絲們的鐘愛，擁有一款滿意的自平衡電動車能夠給你帶來無限樂趣。很多人說它是全能型的小伙伴，此類代步工具攜帶方便，已經和人們出行活動建立了親密無間的關系。穿梭于校園之間，飯后運動，娛樂休閑或者是上班，參與有意義的俱樂部活動等等，它都發揮了巨大作用。然而，傳統的自平衡電動車的電源使用鉛酸蓄電池或鋰電池，它們的缺點是電池壽命短、制造使用環保代價高、充電時間和可重復充電的次數依然受到限制。超級電容器與鉛酸蓄電池及鋰電池相比，具有超短充電時間、超寬工作溫度、超高比功率、無限使用壽命、節能環保等優點，隨著超級電容器比能量的不斷提高，基于超級電容的自平衡電動車電源應用前景廣闊。
【發明內容】
[0003]本實用新型目的是為了克服鉛酸蓄電池及鋰電池充電時間過長的不足，提出一種基于超級電容的自平衡電動車電源。該電源充電時間可縮短10倍以上。由于超級電容的極高的比功率，在本電源的控制作用下，姿態調整和爬坡行駛更順暢。
[0004]本實用新型包括8個組成部分:超級電容器模組、LM7924穩壓模塊、LMD18200驅動模塊、步進電機、STM32F控制模塊、MPU9250傳感模塊、LM2576-3.3穩壓模塊、LM2576-5穩壓豐吳塊。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:平時利用市電給超級電容模組充電。自平衡電動車工作時，超級電容模組經LM7924穩壓模塊輸出穩定的24V直流電，給LM18200驅動模塊供電，使步進電機。同時超級電容模組經LM2576-5穩壓模塊輸出穩定的5V直流電，給STM32F控制器供電。LM2576-5穩壓模塊又同時經LM2576-3.3穩壓模塊輸出穩定的3.3V直流電給MPU9250姿態傳感模塊供電。當人站在自平衡電動車上時，MPU9250姿態傳感器獲取轉角信息和加速度信息，并將它們送入STM32F控制模塊，STM32F控制模塊根據姿態信息輸出PWM控制信號，送給LM18200驅動模塊，產生新的PWM驅動信號，使步進電機實時加減速和正反轉。
[0006]本實用新型的有益效果
[0007]一是該電源摒棄了傳統的鉛酸蓄電池及近些年興起的鋰離子電池，直接采用采用超級電容器組作為供電電源，實現了自平衡電動車超快蓄能這一個重要突破。二是該電源拓撲結構簡單，通過穩壓模塊直接或間接將超級電容輸出電壓分別穩定在24V、5V、3.3V供后續模塊使用，可靠性高。
【附圖說明】
[0008]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:圖1為本實用新型的結構組成示意圖，I超級電容器模組、2 LM7924穩壓模塊、3 LMD18200驅動模塊、4步進電機、5STM32F控制模塊、6 MPU9250傳感模塊、7 LM2576-3.3穩壓模塊、8 LM2576-5穩壓模塊。
【具體實施方式】
[0009]在圖1中，超級電容器模組⑴的輸出端正負極分別與LM7924穩壓模塊⑵的輸入端正負極相連，LM7924穩壓模塊(2)的輸出端正負極分別與LMD18200驅動模塊(3)的輸入端正負極相連，LMD18200驅動模塊(3)的輸出正負極端分別與步進電機⑷的輸入端正負極相連，LM2576-5穩壓模塊⑶的輸入端正負極分別與超級電容器模組⑴的輸出端正負極相連，LM2576-5穩壓模塊⑶的輸出端正負極分別與STM32F控制模塊(5)的1、2號引腳相連，LM2576-3.3穩壓模塊(7)的輸入端正負極分別與LM2576-5穩壓模塊(8)的輸出端正負極相連，LM2576-3.3穩壓模塊(7)的輸出端正負極分別的MPU9250傳感模塊(6)的1、2號引腳相連，MPU9250傳感模塊(6)的3、4號引腳分別與STM32F控制模塊(5)的3、4號引腳相連，STM32F控制模塊(5)的5、6、7號引腳分別與LMD18200驅動模塊(3)的3個控制端Brake、PWM, DIR相連。
【主權項】
1.一種基于超級電容的自平衡電動車電源，包括超級電容器模組(1)、LM7924穩壓模塊(2)、LMD18200驅動模塊(3)、步進電機(4)、STM32F控制模塊(5)、MPU9250傳感模塊(6)、LM2576-3.3穩壓模塊(7)、LM2576-5穩壓模塊(8)，其特征在于，所述超級電容器模組(I)的輸出端正負極分別與所述LM7924穩壓模塊(2)的輸入端正負極相連，所述LM7924穩壓模塊(2)的輸出端正負極分別與所述LMD18200驅動模塊(3)的輸入端正負極相連，所述LMD18200驅動模塊(3)的輸出正負極端分別與所述步進電機⑷的輸入端正負極相連，所述LM2576-5穩壓模塊(8)的輸入端正負極分別與所述超級電容器模組(I)的輸出端正負極相連，所述LM2576-5穩壓模塊(8)的輸出端正負極分別與所述STM32F控制模塊(5)的1、2號引腳相連，所述LM2576-3.3穩壓模塊(7)的輸入端正負極分別與所述LM2576-5穩壓模塊⑶的輸出端正負極相連，所述LM2576-3.3穩壓模塊(7)的輸出端正負極分別的所述MPU9250傳感模塊(6)的1、2號引腳相連，所述MPU9250傳感模塊(6)的3、4號引腳分別與所述STM32F控制模塊(5)的3、4號引腳相連，所述STM32F控制模塊(5)的5、6、7號引腳分別與所述LMD18200驅動模塊(3)的3個控制端Brake、PWM, DIR相連。2.按照權利要求1所述的一種基于超級電容的自平衡電動車電源，其特征在于，通過所述LM7924穩壓模塊(2)直接或間接將超級電容輸出電壓分別穩定在24V、5V、3.3V供后續模塊使用。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于超級電容的自平衡電動車電源，特別涉及電源應用及自平衡電動車領域。解決的技術問題是實現自平衡電動車的快速蓄能和穩定實用的運動控制。本實用新型由超級電容器模組、LM7924穩壓模塊、LMD18200驅動模塊、步進電機、STM32F控制模塊、MPU9250傳感模塊、LM2576-3.3穩壓模塊、LM2576-5穩壓模塊等8個組成部分。該電源裝置采用超級電容器模組作為總的直流源，可使充電時間縮短10倍以上；在本電源作用下，借助于超級電容器模組的極高比功率，使得爬坡行駛更加順暢、姿態調整更加及時。
【IPC分類】B60L11/00
【公開號】CN204623179
【申請號】CN201520277577
【發明人】關大陸, 樊愛龍, 劉濱
【申請人】遼寧科技學院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月4日