一種節能安全的滑板車無刷電機驅動器的制作方法

本實用新型屬于電機驅動控制技術，具體涉及一種節能安全的滑板車無刷電機驅動器。

背景技術：

電動滑板車是繼傳統滑板之后的又一滑板運動的新型產品形式，其由電機驅動，可靠身體扭動而前進，不需用腳推滑，可做各種花式變化動作，配合扭腰運動，可達到顯著的瘦身效果，可增強個人的平衡能力的娛樂健身活動。

現有的電動滑板車是由內置電池供電的，一般作為其控制中樞的單片機都會考慮設置休眠功能，但該休眠功能也僅限于單片機自身實現節能，并不能控制其它耗電元件（例如，DC-DC芯片、霍爾電壓檢測電路等）斷電，很顯然，節省單片機這點微小的耗能意義不大，所以提升其續航性能是產品的重要技術難點之一。滑板車電機要求實現邊滑動邊啟動，而在減速時又希望能夠具有可靠的制動功能，針對啟動加速與減速制動的不同工況，驅動電流的輸出也有所不同，所以驅動整流技術是滑板車產品的技術難點之二。

此外，人們現在對手機、平板電腦等電子產品的使用率極高，要在戶外為這些電子產品充電續航也是件讓人頭痛的事情，而滑板車內置有大容量電池，也讓其成為移動充電電源成為可能。

技術實現要素：

為克服背景技術中提及的問題，本實用新型提出一種節能安全的滑板車無刷電機驅動器，采用PMOS輸入電源切斷技術實現整體電路的關機全斷電功能，有效減少待機能耗，讓產品穩定性更佳，續航性能更好，其具體技術內容如下：

一種節能安全的滑板車無刷電機驅動器，包括電源模塊、控制模塊和驅動輸出模塊，其特征在于：

該電源模塊包括輸入端子、DC-DC模塊VS7、光耦模塊U3、觸發鍵TRIGGER、三極管Q1、電解電容C10、電容C11和若干電阻，該DC-DC模塊VS7的輸入側通過輸入端子CON1連接直流電源，其輸出側連接至該控制模塊并與該控制模塊的控制芯片U1連接，該輸入端子CON1的DC+端經由兩分壓電阻R14和R15、三極管Q1連接信號地，該三極管Q1的基極連接至控制芯片U1，由該控制芯片U1控制三極管Q1的通/斷，該DC-DC模塊VS7由該兩分壓電阻R14和R15分配電壓，該DC-DC模塊VS7的輸出端并聯設置有電解電容C10和電容C11；該光耦單元U3的輸入側與該三極管Q1并聯，并由該觸發鍵TRIGGER進行接地通/斷控制，該光耦單元U3的輸出側連接至控制模塊的檢測端/檢測電路，用以讓控制芯片U1獲知喚醒信號；

該驅動輸出模塊包括串聯連接的場效應管VS5和VS6，二者的連結點作為無刷電機驅動器的輸出端，該場效應管VS5的源極連接DC+端，其漏極連接場效應管VS6的源極，其柵極與漏極之間設有電阻R11；該場效應管VS6的漏極由電容C6連接DC+端，其柵極與漏極之間設有電阻R11；該場效應管VS5的柵極、VS6的柵極分別連接于控制模塊，由該控制模塊進行通/斷控制。

于本實用新型的一個或多個實施例中，該控制模塊設有UART串口，以實現外部藍牙、WIFI模塊的對接。

于本實用新型的一個或多個實施例中，還集成有對外的充電模塊，該充電模塊包括充電管理芯片U4、雙色指示燈DL2和若干線路電阻，該充電管理芯片U4設有連接對外USB口的電輸出端BAT、連接直流源的使能端CE，以及連接雙色指示燈DL2的狀態信號輸出端，該電輸出端BAT設有電容C29。

本實用新型的有益效果是：

1）具有自動斷電功能，在電源前端采用PMOS輸入電源切斷技術，100%切斷電源，實現全系統斷電/休眠；通過觸發鍵TRIGGER連地實現觸發啟動，控制芯片U1上電后隨即置高三極管Q1基極電壓令其導通，全面啟動電源模塊運作；當需要關機時，控制芯片U1將三極管Q1基極電壓置低，在沒有觸發鍵TRIGGER接地的情況下，實現電源關斷，令整體電路能耗能得有效控制。

2）采用了非同步整流和同步整流的自動切換功能，由控制芯片U1產生對場效應管VS5、VS6的通/控制，在啟動加速時采用非同步整流輸出，讓滑板車得以順滑啟動，而在減速制動時采用同步整流輸出，實現制動饋電，讓滑板車減速平穩，極大地提高了滑板車的安全性。

3）提供有UART串口，方便實現與藍牙\WIFI模塊的對接，實現手機或云端對滑板車的控制。

4）集成有充電模塊，實現滑板車對手機、平板電腦等電子產品的充電續航支撐。

附圖說明

圖1為本實用新型的節能安全的滑板車無刷電機驅動器原理框圖。

圖2為本實用新型的節能安全的滑板車無刷電機驅動器的電源模塊的電路結構示意圖。

圖3為本實用新型的節能安全的滑板車無刷電機驅動器的驅動輸出模塊的電路結構示意圖。

圖4為本實用新型的節能安全的滑板車無刷電機驅動器的充電模塊的電路結構示意圖。

具體實施方式

如下結合附圖，對本申請方案作進一步描述：

參見附圖1至3，一種節能安全的滑板車無刷電機驅動器，包括電源模塊、控制模塊和驅動輸出模塊，其特征在于：

該電源模塊包括輸入端子、DC-DC模塊VS7、光耦模塊U3、觸發鍵TRIGGER、三極管Q1、電解電容C10、電容C11和若干電阻，該DC-DC模塊VS7的輸入側通過輸入端子CON1連接直流電源，其輸出側連接至該控制模塊并與該控制模塊的控制芯片U1連接，該輸入端子CON1的DC+端經由兩分壓電阻R14和R15、三極管Q1連接信號地，該三極管Q1的基極連接至控制芯片U1，由該控制芯片U1控制三極管Q1的通/斷，該DC-DC模塊VS7由該兩分壓電阻R14和R15分配電壓，該DC-DC模塊VS7的輸出端并聯設置有電解電容C10和電容C11；該光耦單元U3的輸入側與該三極管Q1并聯，并由該觸發鍵TRIGGER進行接地通/斷控制，該光耦單元U3的輸出側連接至控制模塊的檢測端/檢測電路，用以讓控制芯片U1獲知喚醒信號；

該驅動輸出模塊包括串聯連接的場效應管VS5和VS6，二者的連結點作為無刷電機驅動器的輸出端，該場效應管VS5的源極連接DC+端，其漏極連接場效應管VS6的源極，其柵極與漏極之間設有電阻R11；該場效應管VS6的漏極由電容C6連接DC+端，其柵極與漏極之間設有電阻R11；該場效應管VS5的柵極、VS6的柵極分別連接于控制模塊，由該控制模塊進行通/斷控制。

在斷電狀態下，通過觸發鍵TRIGGER連地實現觸發啟動，控制芯片U1上電后隨即置高三極管Q1基極電壓令其導通，從而讓DC-DC模塊VS7的S至D導通，讓系統得電；同時，控制芯片U1的PW_EN引腳（連接至三極管Q1的基礎）鎖定高電平輸出，保持系統開機；當需要關機時，控制芯片U1將PW_EN引腳電壓置低，在沒有觸發鍵TRIGGER接地的情況下，實現電源關斷，令整體電路能耗能得有效控制。

由控制芯片U1產生對場效應管VS5、VS6的通/控制，在啟動加速時采用非同步整流輸出，讓滑板車得以順滑啟動，而在減速制動時采用同步整流輸出，實現制動饋電，讓滑板車減速平穩，極大地提高了滑板車的安全性。

本實施例中，上述的該DC-DC模塊VS7采用型號為BS0613SPVR 直流整流芯片，該控制芯片U1要用型號為LM2596-12的單片機，場效應管VS5和VS6采用型號為AOT270AL的場效應管。

優選的，該控制模塊設有UART串口，方便實現與藍牙\WIFI模塊的對接，實現手機或云端對滑板車的控制。

參見附圖4，本驅動器還集成有對外的充電模塊實現滑板車對手機、平板電腦等電子產品的充電續航支撐，該充電模塊包括充電管理芯片U4（型號為TP4056）、雙色指示燈DL2和若干線路電阻，該充電管理芯片U4設有連接對外USB口的電輸出端BAT、連接直流源的使能端CE，以及連接雙色指示燈DL2的狀態信號輸出端，該電輸出端BAT設有電容C29。

上述優選實施方式應視為本申請方案實施方式的舉例說明，凡與本申請方案雷同、近似或以此為基礎作出的技術推演、替換、改進等，均應視為本專利的保護范圍。