STM8S903 无 HALL 方案特点说明书(VER1.0) 一、 (Double modle)技术 双模(Double modle)技术是控制器在检测到电机霍尔损坏或霍尔相位发生有错误直接从多功 能控制板有霍尔模式切换到无霍尔模式运行。随着用户对电动车可靠性的要求越来越高,双 模的使用会越来越普遍. 在目前使用的双模中,普遍采用 4 比较器来实现,通过反电动势的频率来实现硬件移相,根据从 各控制器厂家的生产与维修统计发现 :外置硬件移相存在电路复杂 ,对维修人员的要求较高 , 很难降低生产与维修成本。 STM8S903 的方案在处理电机无霍尔状态时利用其内部强大的 AD 功能,根据采样电机反 电势信号,并通过除法取得中点信号 ,最后软件模拟出外部比较器的输出信号 ,实现电路的大 大简化,由原先常规的几十个器件简少到 9 件器件(三个电容,六个电阻). 二、STM8S903 控制器贴片板功能说明 STM8S903 无刷电动车控制器贴片板采用 ST 公司 STM8 系列 MCU 并以独特的软件技术来 实现控制和保护电动车的电机、电池,使电动车驱动系统工作在最佳状态,从而提高产品的 可靠性和使用寿命。 控制器集成的主要功能如下 1.显示功能:具有常规显示(欠压/过压状态显示、巡航状态显示),故障显示(控制器故障状 态显示)。 2.巡航功能:手动触发或自动 6 秒进入巡航,稳定行驶速度,无须手柄控制。 3.1+1 助力功能:控制器根据骑车者脚踏 (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。 4.保护功能: a.硬件自检保护功能:当控制器上电或 PWM 输出从无到有时,进行一次 MOSFET 自检,如 果连续三次自检发生错误将发生控制器锁定。 b.堵转保护功能: 自动判断电机在过流时是处于完全堵转状态还是在运行状态或电机短路状 态,如过流时是处于运行状态,控制器将限流值设定在固定值,以保持整车的驱动能力;如 电机处于纯堵转状态,则控制器 1~1.5 秒后断电,起到保护电机和电池,节省电能;如电 机处于短路状态,控制器则切断电源,以确保控制器及电池的安全 c..功率管动态保护功能:控制器在动态运行时,实时监测功率管的工作情况,一旦出现功 率管损坏的情况,控制器马上实施保护,以防止由于连锁反应损坏其它的功率管。 d.缺相保护功能:当电机霍尔缺多相或相序错误(120 度控制器接 60 度电机或相反)时 控制输出将被关闭,同时切换到无霍尔模式。 e.短路保护功能:当电机相线短路或其中的一路 MOSFET 损坏时,通过的电流急剧增加而 相电流或平均电流没有足够的时间加以控制会使 MOSFET 损坏, 此时短路保护会在极短时间 内动作,同时控制器状态指示将输出相应的故障信号。当转把回零时能重新起动控制器。 f.防飞车功能:控制器上电时如果转把没有回零,控制器将无法启动,解决了无刷电动车控 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。 5.平均电流(电池输出电流)控制功能:当控制器正常工作时,以电流采样康铜丝电压为 6 毫欧为基准,正电流超过 16A 时限流动作启动,此时 PWM 被减少直到电流小于等于 16A, 当处于 EBS 状态时,负电流超过 10A,限流动作启动,此时 PWM 被增加,直到负电流小于 等于 10A。 6.相电流控制功能:可调节相电流大小,防止 MOSFET 实际工作电流超过 MOSFET 额定值,造 成 MOSFET 管永久性损坏。 7.无 HALL 运行功能:当电机 HALL 发生错误,控制器会自动切换到无 HALL 运行状态,当 HALL 修 复后又可以重新切换回来(无需调节相位,完全自动配合,仅适合 120 度电机,60 度电机拔动一 下电机即可) 三、STM8S903 控制器故障灯指示: 故障/状态指示功能: 长 短 熄: 控制正常输出电机运行; 闪: 控制器无输出,但各功能正常,处于等待状态; 短闪二次: 欠压、过压; 短闪四次: 普通刹车动作; 短闪五次: 堵转保护或起动时转把没有回 0; 一长一短: 管子或驱动有损坏 一长三短: 电机相线短路 四、调试点电压数据 以 48V 电源为准,上电后以下的正常数据如下: 1 . LM317 输出电压( PIN2 )为 14.5V,78L05 输出电压 (PIN3) 为 5.0V, 手把电压 (5V-OUT) 为 4.25V,LED 指示灯正常闪烁(1 暗 1 亮) 。 2 、 LM358-PIN1 的 电 压 为 3.74V 。 ( 电 压 为 0.8V 以 下 , 表 示 过 流 保 护 或 比 较 电 压 (LM358-PIN3:0.55V)出错) LM358-PIN7 的电压为 1.48V 3、 IC1-PIN30 的电压为 3.81V。 (电压小于 3.25V 为欠压,电压大于 4.8V 为过压) 4、 每个 MOS 管的栅极(PIN1)的电压为 0V,如果某个 MOS 管的栅极(PIN1)不为 0V,则 对应的驱动电路或 MOS 管出错。 5、 手把电压 1.2V-4.1V 有效,对应的 IC1-PIN31 的电压为 1.2V-4.1V。 6、 U1-PIN12 为刹车信号输入脚,正常为 5V,刹车有效时为 0.5V 以下。 调试过程中的各种故障根据指示灯提供的信号,查寻对应电路的故障。 7、主芯片引脚说明: PIN1:RESET,复位脚。 PIN2:EBS 信号输入脚,正常为 5V,有效信号为 0.5V 以下。 PIN3:巡航信号输入脚,上电时为 5V 默认为脉冲触发型(手动)巡航;上电时为 0.5V 以下 默认为自动 6 秒巡航。 PIN4:电源地。 PIN5:芯片内部电源; PIN6:电源+5V。 PIN7:备用输入/输出口。 PIN8:备用输入/输出口。 PIN9:霍尔 U 相输入,脉冲有效。 PIN10:霍尔 V 相输入,脉冲有效。 PIN11:霍尔 W 相输入,脉冲有效。 PIN12:刹车信号输入脚,正常为 5V,有效信号为 0.5V 以下。 PIN13:反电动势 U 相输入,类似正弦波形。 PIN14:反电动势 V 相输入,类似正弦波形。 PIN15:反电动势 W 相输入,类似正弦波形。 PIN16:相电流信号采样输入 1,模拟信号。 PIN17:C 相 MOS 低边驱动,低有效。 PIN18:B 相 MOS 低边驱动,低有效。 PIN19: C 相 MOS 高边驱动,高有效。 PIN20:A 相 MOS 高边驱动,高有效。 PIN21:LV/CK:低电平锁电机信号 PIN22:自学习信号输入脚,正常为 5V,有效信号为 0.5V 以下(备用) 。 PIN23:C 相 MOS 低边驱动,低有效。 PIN24:B 相 MOS 高边驱动,高有效。 PIN25:短路保护输入,和 LM358-PIN1 相连。 PIN26:SWIM,调试与编程接口。 PIN27:1:1 助力信号输入;脉冲有效。 PIN28:平均电流信号采样输入 2,模拟信号。 PIN29:LED 故障信号指示灯/零功耗电门锁关闭信号。 PIN30:电源电压采样,小于 3.44V 为欠压,模拟信号。 PIN31:手把信号输入,模拟信号。 PIN32:倒车信号输入脚,正常为 5V,有效信号为 0.5V 以下。