本实用新型涉及电动车领域，特别涉及一种滑板车控制器。
背景技术：
随着智能时代的到来，电动滑板车由简单的代步和娱乐功能，逐渐向智能化发展，整车功能做得越来越智能化，但由于滑板车与传统的电动车的特性不一样，滑板车与传统电动车的优势在于重量轻，体积小，可折叠，易携带，在发展智能化的道路上往往是空间大小限制了智能设备的扩展。
目前滑板车功能随着人们需求的升级变得越来越多，并且越来越复杂且多样化，市场上电动滑板车功能一般都有数字仪表显示、按键式开关机、遥控式开关机、钥匙式开关机、手机关机、手机app操作防盗、防盗器防盗、巡航、左右转向灯、电量显示灯、刹车尾灯、前照明灯等，以上每一个功能都需要外一个或者多个配件才能实现一个功能，而且这些功能都是连结到控制器上，在控制器的长宽高都受限的情况下，想要集成如此多的功能并保证运行性能，且要成本低则是一个非常严峻的挑战。市场上的控制器都是采取几个功能为一个控制器版本，来实现多功能的需求，但客户需要的功能需求超过一个控制器所能实现的功能时，此时就无法满足客户的要求，而且如此分版本不利于生产管理和后续升级维护，每一次更改都要更改多个版本工作量和成本都非常巨大。
技术实现要素：
本实用新型的针对目前电动滑板车控制器的上述不足，提供一种滑板车控制器。
本实用新型实现其技术目的技术方案是：一种滑板车控制器，设置在一块pcb板上，包括电源模块、通讯电路模块、mcu主控芯片模块、指示灯模块、尾灯模块、电机相电流/电池电流采样模块、电机霍尔信号采集模块、电机反电动势采样模块、程序更新模块；在所述的pcb板上还设置了插件mos模块和在插件mos模块中插入的mos管的mos驱动模块。
进一步的，上述的滑板车控制器中：所述的mos驱动模块包括电路结构相同的三相直流无刷电机的a相mos驱动模块、b相mos驱动模块和c相mos驱动模块。
进一步的，上述的滑板车控制器中：所述的a相mos驱动模块包括上管mosfetmos3和下管mosfetmos4，驱动芯片型号为fd2103的mosfet的集成驱动芯片au1；
主控芯片驱动上管mosfetmos3和下管mosfetmos4的管脚p2.3和p2.2分别接集成驱动芯片au1的第2号引脚和第3号引脚；集成驱动芯片au1的第7号引脚依次通过电阻ar5、电阻ar8后接上管mosfetmos3的栅极，上管mosfetmos3的源极接直流电源正极vcc，源极接下管mosfetmos4的源极形成三相直流无刷电机的as相线；集成驱动芯片au1的第5号引脚依次通过电阻ar12、电阻ar11后接下管mosfetmos4的栅极，下管mosfetmos4的源极接电源负极；
集成驱动芯片au1的第6号引脚经过电阻ar10接三相直流无刷电机的a相线；第1号引脚接12v工作电源；第4号引脚接地；第8号引脚与第1号引脚之间设置二极管ad3，二极管ad3的阳极接第1号引脚；第8号引脚与三相直流无刷电机的a相线之间设置电解电容ac2，电解电容ac2的阳极接第8号引脚。
进一步的，上述的滑板车控制器中：在电阻ar5的两端还并联有二极管ad2，二极管ad2的阳极接电阻ar5与电阻ar8相连的公共端；
在电阻ar12的两端还并联有二极管ad5，二极管ad5的阳极接电阻ar12和电阻ar11相连的公共端；
集成驱动芯片au1的第6号引脚还通过二极管ad4接地，二极管ad4的阳极接地。
进一步的，上述的滑板车控制器中：电阻ar5与电阻ar8相连的公共端还分别通过电容ac3和电阻ar9接三相直流无刷电机的a相线；电阻ar12与电阻ar11相连的公共端还分别通过电容ac5和电阻ar13接电源负极。
进一步的，上述的滑板车控制器中：还包括检测调速装置任意一根线断开的故障的调速故障检测模块；所述的调速故障检测模块包括二极管d1、电阻r15、电阻r12、电阻r13；
5v工作电源阳极分别通过电阻r15和二极管d1接调速装置sp的电源输入端，调速装置sp信号端通过电阻r12输出调速信号，在电阻r12两端分别通过电阻r13和电容c5接地。
进一步的，上述的滑板车控制器中：还包括检测刹车装置任意一根线断开的故障的刹车故障检测模块，所述的刹车故障检测模块包括二极管d4、电阻r34、电阻r14、电阻r9、电容c8；
5v工作电源阳极分别通过电阻r34和二极管d4接刹车装置brk的电源输入端，刹车装置brk信号端通过电阻r9输出刹车信号，在电阻r9两端分别通过电阻r14和电容c8接地。
进一步的，上述的滑板车控制器中：指示灯模块为led灯驱动模块，包括三极管q3和三极管bq1、电阻r5、电阻r6、电阻r24、电阻r25；
主控芯片对led灯的控制管脚p4.6通过电阻r24接三极管bq1的基极，三极管bq1的发射极接地，集电极通过电阻r6接三极管q3的基极，电阻r25设置在三极管bq1的基极与发射极之间；
电池电压vcc经过电阻br15和12v工作电压经过电阻r33二选一接三极管q3的发射极，三极管q3的集电极接led灯的电阻阳极，led灯的电源阴极接地，电阻r5设置在三极管q3的发射极与基极之间。
本实用新型的滑板车控制器在pcb长79mm宽39mm，且元器件高度<21mm的情况下，可实现匹配12v及以上电压（一般为24v/36v/48v/64v/72v）供电且带uart通讯的数字仪表，同时可实现按键式开关机、遥控式开关机、钥匙式开关机、手机app关机、手机app操作防盗、外接防盗器防盗、手动/自动巡航、左右转向灯操作及控制、电量显示灯、刹车尾灯、前照明灯、外接调速把、外接刹车把等功能，针对主要的电机控制还支持有位置传感器foc控制硬件要求、无位置传感器foc控制硬件要求、有位置传感器方波控制硬件要求、无位置传感器方波控制硬件要求、大电流爬坡性能要求。本实用新型的滑板车控制器在长宽高都受严格限制的情况下，集成了多种功能，同一个控制器可满足客户的多种需求，同时方便生产管理以及版本升级，而且成本价格非常有优势。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
附图说明
附图1为滑板车控制器结构框图。
附图2为b相mosfet驱动电路图。
附图3为a相mosfet驱动电路图。
附图4为c相mosfet驱动电路图。
附图5为调速和刹车故障检测模块电路图。
附图6为指示灯模块模块。
附图7为通讯模块和外部开机装置接口电路图。
附图8为直流无刷电机采样电路。
附图9为霍尔信号采集模块。
具体实施方式
本实施例是一种滑板车控制器，如图1所示，本实施例中的滑板车控制器主要控制部分由电源模块、通讯电路模块、mcu主控芯片模块、指示灯/尾灯/照明灯电路模块、mos驱动电路模块、插件mos模块、电机相电流/电池电流s采样模块、电机霍尔信号采集模块、电机反电动势采样模块、程序更新模块组成。
其中：插件mos模块为原理图mos1、mos2、mos3、mos4、mos5、mos6的插件位置。
mos驱动模块的功能为驱动mos按照主控芯片管脚的状态进行开通和关闭mosffet，从而达到控制电机启动、调节速度大小、锁死电机和停止等状态。
本实施例采取集成四个运放的主控芯片方案，同时主体电源供电部分采用电源芯片集成方案，驱动mos部分采用集成式驱动芯片，大电流需求采用正面插铜条来增强过电流能力，多种供电电压类型仪表采用选择电压电路来决定仪表的供电，开关机模式（钥匙式开关机/按键开关机/遥控开关机）通过选择电路来实现各种开关机模式，此方案应用于科创器hbc-mini系列、hbc18、hbc-wd系列的控制器。
如图2、3、4是b相mosfet驱动电路、a相mosfet驱动电路和c相mosfet驱动电路，他们电路结构基本相同。mos驱动模块包括电路结构相同的三相直流无刷电机的a相mos驱动模块、b相mos驱动模块和c相mos驱动模块。
如图3所示，a相mos驱动模块包括上管mosfet和下管mosfetmos3和mos4、驱动芯片型号为fd2103的mosfet的集成驱动芯片au1；主控芯片驱动上管mosfetmos3和下管mosfetmos4的管脚p2.3和p2.2分别接集成驱动芯片au1的第2号引脚和第3号引脚；集成驱动芯片au1的第7号引脚依次通过电阻ar5、电阻ar8后接上管mosfetmos3的栅极，上管mosfetmos3的源极接直流电源正极vcc，源极接下管mosfetmos4的漏极形成三相直流无刷电机的a相线；集成驱动芯片au1的第5号引s脚依次通过电阻ar12、电阻ar11后接下管mosfetmos4的栅极，下管mosfetmos4的源极接电源负极；集成驱动芯片au1的第6号引脚经过电阻ar10接三相直流无刷电机的a相线；第1号引脚接12v工作电源；第4号引脚接地；第8号引脚与第1号引脚之间设置二极管ad3，二极管ad3的阳极接第1号引脚；第8号引脚与三相直流无刷电机的a相线之间设置电解电容ac2，电解电容ac2的阳极接第8号引脚。
在电阻ar5的两端还并联有二极管ad2，二极管ad2的阳极接电阻ar5与电阻ar8相连的公共端；在电阻ar12的两端还并联有二极管ad5，二极管ad5的阳极接电阻ar12和电阻ar11相连的公共端；集成驱动芯片au1的第6号引脚还通过二极管ad4接地，二极管ad4的阳极接地。
电阻ar5与电阻ar8相连的公共端还分别通过电容ac3和电阻ar9接三相直流无刷电机的a相线；电阻ar12与电阻ar11相连的公共端还分别通过电容ac5和电阻ar13接电源负极。
如图2所示为b相mosfet驱动电路，其中mos1和mos2分别为上管mosfet和下管mosfet，p2.5和p2.4分别为上管和下管mosfet的主控芯片驱动管脚，分别用于控制上管和下管mosfet的开通和关闭，其中上管mosfet的开通电平为高电平，关断为低电平，下管mosfet的开通电平为低电平，关断为高电平。b点接三相直流无刷电机的b相线，芯片bu1为mosfet的集成驱动芯片，本案例中使用的驱动芯片型号为fd2103。
如图3所示为a相mosfet驱动电路，其中mos3和mos4分别为上管mosfet和下管mosfet，p2.3和p2.2分别为上管和下管mosfet的主控芯片驱动管脚，分别用于控制上管和下管mosfet的开通和关闭，其中上管mosfet的开通电平为高电平，关断为低电平，下管mosfet的开通电平为低电平，关断为高电平。a点接三相直流无刷电机的a相线，芯片au1为mosfet的集成驱动芯片，本案例中使用的驱动芯片型号为fd2103。
如图4所示为c相mosfet驱动电路，其中mos5和mos6分别为上管mosfet和下管mosfet，p2.1和p2.0分别为上管和下管mosfet的主控芯片驱动管脚，分别用于控制上管和下管mosfet的开通和关闭，其中上管mosfet的开通电平为高电平，关断为低电平，下管mosfet的开通电平为低电平，关断为高电平。c点接三相直流无刷电机的c相线，芯片cu1为mosfet的集成驱动芯片，本案例中使用的驱动芯片型号为fd2103。
如图5所示，为检测调速装置任意一根线断开的故障的调速故障检测模块；调速故障检测模块包括二极管d1.电阻r15、电阻r12、电阻r13；5v工作电源阳极分别通过电阻r15和二极管d1接调速装置sp的电源输入端，调速装置sp信号端通过电阻r12输出调速信号，在电阻r12两端分别通过电阻r13和电容c5接地。
如图5所示，检测刹车装置任意一根线断开的故障的刹车故障检测模块，所述的刹车故障检测模块包括二极管d4、电阻r34、电阻r14、电阻r9、电容c8；5v工作电源阳极分别通过电阻r34和二极管d4接刹车装置brk的电源输入端，刹车装置brk信号端通过电阻r9输出刹车信号，在电阻r9两端分别通过电阻r14和电容c8接地。
本实施例中，检测调速装置任意一根线断开的故障的调速故障检测模块和检测刹车装置任意一根线断开的故障的刹车故障检测模块，的电路结构是一样的。如图5所示：
图中sp接调速装置，p0.6为主控芯片采集调速信号的ad口，通过采集调速信号ad口的电压，来确定电机的转速快慢。此电路可检测调速装置任意一根线断开的故障。图中brk接刹车装置，p0.7为主控芯片采集刹车信号的ad口，通过采集刹车信号ad口的电压，来确定是否进行刹车，并确定刹车的力度
指示灯模块如图6所示，为led灯驱动模块，包括三极管q3和三极管bq1、电阻r5、电阻r6、电阻r24、电阻r25；主控芯片对led灯的控制管脚p4.6通过电阻r24接三极管bq1的基极，三极管bq1的发射极接地，集电极通过电阻r6接三极管q3的基极，电阻r25设置在三极管bq1的基极与发射极之间；电池电压vcc经过电阻br15和12v工作电压经过电阻r33二选一接三极管q3的发射极，三极管q3的集电极接led灯的电阻阳极，led灯的电源阴极接地，电阻r5设置在三极管q3的集电极与基极之间。
如图6所示：图中led2为led灯的接口，可支持12vled灯和电池电压类型的led灯（一般为24v、36v、48v、64v、72v等），并通过图中br15和r33来选择灯的供电电压（br15和r33只能选贴一路，不能同时存在），当电路中br15电阻被选中r33去除，则支持电池电压类型的led灯，当电路中r33电阻被选中br15去除，则支持12v类型的led灯,如此则可完美兼容大范围电压类型的led灯需求。p4.6为主控芯片对led灯的控制管脚，当p4.6为高电平时，则可使三极管bq1打开，bq1打开后，三极管q3的基极为低电平，则打开三极管q3，可点亮led2，当p4.6为低电平时，则可使三极管bq1关闭，bq1关闭后，三极管q3的基极为高电平，则关闭三极管q3，可熄灭led2。
如附图7所示，为通讯模块和外部开机装置接口电路图。附图中开关引线为整个控制器的开关机控制对外接口，通过选择br16和br17来确定外部开关机电路是12v电压类型的开关机电路还是电池电压类型（一般为24v、36v、48v、64v、72v等）的开关机电路，同一电路中两者只能选其一。sw为外部开机装置反馈给控制器的信号，当sw的电平为低时，控制器电源开启，当sw为高电平或者浮空时控制器电源关闭。
附图7中串口接收部分是和仪表进行通讯的部分，输入端4号位置为3.3v或5v通讯信号输入，故通讯信号高电平为3.3v或5v，此时电阻r30，电阻压降为0.9v，此电压远远高于三极管发射极导通电压，故三极管bq2导通，三极管bq3截止，端口被r31上拉至高电位，此时输出端的电平为高电平。在通讯信号为低时，电阻r30有效钳制三极管bq2发射极电压，使其电压值远远低于三极管的关断电压值，能够快速关断三极管bq2，此时三极管bq2截止，三极管bq3由于电阻r32提供偏置电压，故三极管bq3导通，芯片端口被bq3下拉为低电位，从而来抑制温升后电子元器件的温漂对于三极管关断延时的影响。增加电阻r30后，原电阻r11电阻驱动能力不足，需提高线路驱动能力，故更改r11阻值，能够顺利打开bq2三极管。电阻r35可以保证通讯线路为空闲时，通讯信号被强制拉高为高电平状态。
附图8为直流无刷电机相电流采样电路，图中a、b、c点分别为电机的a、b、c三相相线接口，current为三相下管mosfet的s极处，为减小电路中铜箔阻值对采样的影响，current越靠近需要采样相下管mossfet的s极处采样效果越好。为增强相电流信号的识别，需要将信号放大后再进行ad采用，运算放大器内置于主控芯片内，其p4.2、p0.0、p1.5为运放正向输入端，p4.3、p0.1、p1.6为运放负向输入端，p4.4、p0.2、p1.7为运放输出端。
附图9为霍尔信号采集模块，主要用于采集电机的霍尔位置传感器信号的电平，其中 4.3v接电机霍尔线的电源，ha\hb\hc分别接电机霍尔线的a\b\c相霍尔，gnd接电机霍尔线的地线。p3.4\p3.3\3.5为主控ic的io口，用于读取电机霍尔信号的高低电平。
1.一种滑板车控制器，设置在一块pcb板上，包括电源模块、通讯电路模块、mcu主控芯片模块、指示灯模块、尾灯模块、电机相电流/电池电流采样模块、电机霍尔信号采集模块、电机反电动势采样模块、程序更新模块；其特征在于：在所述的pcb板上还设置了插件mos模块和在插件mos模块中插入的mos管的mos驱动模块。
2.根据权利要求1所述的滑板车控制器，其特征在于：所述的mos驱动模块包括电路结构相同的三相直流无刷电机的a相mos驱动模块、b相mos驱动模块和c相mos驱动模块。
3.根据权利要求2所述的滑板车控制器，其特征在于：所述的a相mos驱动模块包括上管mosfetmos3和下管mosfetmos4，驱动芯片型号为fd2103的mosfet的集成驱动芯片au1；
主控芯片驱动上管mosfetmos3和下管mosfetmos4的管脚p2.3和p2.2分别接集成驱动芯片au1的第2号引脚和第3号引脚；集成驱动芯片au1的第7号引脚依次通过电阻ar5、电阻ar8后接上管mosfetmos3的栅极，上管mosfetmos3的源极接直流电源正极vcc，源极接下管mosfetmos4的源极形成三相直流无刷电机的as相线；集成驱动芯片au1的第5号引脚依次通过电阻ar12、电阻ar11后接下管mosfetmos4的栅极，下管mosfetmos4的源极接电源负极；
集成驱动芯片au1的第6号引脚经过电阻ar10接三相直流无刷电机的a相线；第1号引脚接12v工作电源；第4号引脚接地；第8号引脚与第1号引脚之间设置二极管ad3，二极管ad3的阳极接第1号引脚；第8号引脚与三相直流无刷电机的a相线之间设置电解电容ac2，电解电容ac2的阳极接第8号引脚。
4.根据权利要求3所述的滑板车控制器，其特征在于：在电阻ar5的两端还并联有二极管ad2，二极管ad2的阳极接电阻ar5与电阻ar8相连的公共端；
在电阻ar12的两端还并联有二极管ad5，二极管ad5的阳极接电阻ar12和电阻ar11相连的公共端；
集成驱动芯片au1的第6号引脚还通过二极管ad4接地，二极管ad4的阳极接地。
5.根据权利要求3所述的滑板车控制器，其特征在于：电阻ar5与电阻ar8相连的公共端还分别通过电容ac3和电阻ar9接三相直流无刷电机的a相线；电阻ar12与电阻ar11相连的公共端还分别通过电容ac5和电阻ar13接电源负极。
6.根据权利要求1所述的滑板车控制器，其特征在于：还包括检测调速装置任意一根线断开的故障的调速故障检测模块；所述的调速故障检测模块包括二极管d1、电阻r15、电阻r12、电阻r13；
5v工作电源阳极分别通过电阻r15和二极管d1接调速装置sp的电源输入端，调速装置sp信号端通过电阻r12输出调速信号，在电阻r12两端分别通过电阻r13和电容c5接地。
7.根据权利要求1所述的滑板车控制器，其特征在于：还包括检测刹车装置任意一根线断开的故障的刹车故障检测模块，所述的刹车故障检测模块包括二极管d4、电阻r34、电阻r14、电阻r9、电容c8；
5v工作电源阳极分别通过电阻r34和二极管d4接刹车装置brk的电源输入端，刹车装置brk信号端通过电阻r9输出刹车信号，在电阻r9两端分别通过电阻r14和电容c8接地。
8.根据权利要求1所述的滑板车控制器，其特征在于：指示灯模块为led灯驱动模块，包括三极管q3和三极管bq1、电阻r5、电阻r6、电阻r24、电阻r25；
主控芯片对led灯的控制管脚p4.6通过电阻r24接三极管bq1的基极，三极管bq1的发射极接地，集电极通过电阻r6接三极管q3的基极，电阻r25设置在三极管bq1的基极与发射极之间；
电池电压vcc经过电阻br15和12v工作电压经过电阻r33二选一接三极管q3的发射极，三极管q3的集电极接led灯的电阻阳极，led灯的电源阴极接地，电阻r5设置在三极管q3的发射极与基极之间。
技术总结