本实用新型涉及汽车技术领域，具体为一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器。
背景技术：
随着世界各国对于环境保护越来越重视，各整车厂对传统汽车采用涡轮增压来提高功率，同时大力研发生产混合动力和纯电动汽车来达到节能减排的目的。传统的机械水泵只有在发动机运转的时候才运行，而且转速只能随发动机转速变化而变化。在汽车发动机停止运行后汽车涡轮增压系统仍然处于高温状态，但是水泵已经停止运行；
汽车无刷电子水泵的诞生解决传统的机械水泵的上述弊端，采用电子换向替换机械换向，减少了换向火花和机械磨损，延长了水泵的寿命。汽车发动机旁边环境恶劣，采用集成芯片驱动，会使水泵工作状态受限于芯片驱动，比如，需加散热片等问题，因此采用分立器件研发一种能够以成本最低，器件性能最优，实现汽车发动机水泵电机驱动的系统。能够在汽车发动机旁边可靠运行，还能够实现水泵的pid调速和检测诊断，因此我们提出了一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，包括12v电源，所述12v电源通过导线连接电源电路的输入口以及电机驱动电路，所述电源电路把12v电源转换成5v电源连接处理器电路，所述处理器电路通过导线连接电机驱动电路，所述电机驱动电路通过电流采集电路连接处理器电路，所述电机驱动电路通过导线连接dc电机，所述dc电机通过hall采集电路连接处理器电路。
优选的，所述电源电路采用u2芯片，所述u2芯片的型号为tle4296电源芯片，所述u2芯片的脚1连接电阻r4，且电阻r4连接u2芯片脚3、电容c9、二极管d3负极和12v电源，所述电容c9接地，所述u2芯片的脚3连接电容c10，且电容c10和电容c9并联，所述电容c10接地，所述u2芯片的脚2和5串联后接地，所述u2芯片脚4连接电容c16、电容c18和电容c20，所述电容c16、电容c18和电容c20并联后接地，所述u2芯片脚4输出5v电源，所述二极管d3正极连接二极管d1、电容c7、电容c5和12v电源，所述二极管d1、电容c7、电容c5和12v电源并联，所述二极管d1、电容c7、电容c5均接地。
优选的，所述处理器电路采用u1芯片，所述u1芯片的型号为pic16f616，所述u1芯片脚1连接5v电源，所述u1芯片脚14接地，所述u1芯片脚1和14之间连接电容c8，所述u1芯片脚3连接电容c1、电阻r1和电阻rt1，所述电容c1、电阻r1和电阻rt1并联，所述电阻r1连接5v电源，所述电容c1和电阻rt1并联后接地，所述u1芯片脚4接地，所述u1芯片脚9和10串联连接电容c13、电容c14和电容c12，所述电容c14和电容c12接地，所述u1芯片脚10连接电容c15、电阻r8和电容c19，所述电容c15、电阻r8和电容c19并联后接地，所述u1芯片脚11连接电阻r5和电阻r6，所述电阻r5和电阻r6连接5v电源，所述电阻r6连接u1芯片脚10。
优选的，所述hall采集电路采用u4芯片，所述u4芯片的型号为oh41f，所述u4芯片脚1连接电容c22和电阻r12，所述电阻r12连接5v电源，所述电容c22和u4芯片脚2均接地，所述u4芯片的脚3连接u1芯片脚11。
优选的，所述电机驱动电路采用u6芯片以及q2芯片，所述u6芯片以及q2芯片的型号分别为bcr133s和ipg20n06s4，所述u6芯片的脚1接地，所述u6芯片的脚2连接u1芯片脚5，所述u6芯片脚3连接电阻r31，所述电阻r31连接三极管u7a基极、电阻r34、二极管d7和三极管t1基极，所述电阻r34和二极管d7并联后连接12v电源，所述三极管u7a集电极通过电阻r32连接12v电源，所述三极管t1发射极通过电阻r36连接12v电源，所述三极管t1的集电极连接三极管u7b基极和电阻r37，所述电阻r37接地，所述三极管u7b发射极通过电阻r40接地，所述三极管u7b集电极连接三极管u7a发射极，且三极管u7b集电极连接mos管q4脚1，所述mos管q4脚2连接电机mb接口，所述mos管q4脚3连接12v电源、电容c27、电容c28、电容c29和电容c30，所述电容c27、电容c28、电容c29和电容c30并联后接地，所述u6芯片脚6连接电阻r30，所述电阻r30连接三极管u8a基极、电阻r35、二极管d8和三极管t2基极，所述电阻r35和二极管d8并联后连接12v电源，所述三极管u8a集电极通过电阻r33连接12v电源，所述三极管t2发射极通过电阻r38连接12v电源，所述三极管t2的集电极连接三极管u8b基极和电阻r39，所述电阻r39接地，所述三极管u8b发射极通过电阻r41接地，所述三极管u8b集电极连接三极管u8a发射极，且三极管u8b集电极连接mos管q3脚1，所述mos管q3脚2连接电机ma接口，所述mos管q3脚3连接12v电源，所述q2芯片脚2连接电阻r26和二极管d5，所述电阻r26连接电阻r20，所述电阻r26和电阻r20串联后与二极管d5并联，所述电阻r20和二极管d5接地，所述q2芯片脚4连接电阻r27和二极管d6，所述电阻r27连接电阻r21，所述电阻r27和电阻r21串联后与二极管d6并联，所述电阻r21和二极管d6接地，所述q2芯片脚5和6串联后连接电机mb接口，所述q2芯片脚7和8串联后连接电机ma接口。
优选的，所述电流采集电路采用q1芯片，所述q1芯片的型号为ipg20n06s4，所述q1芯片的脚5、6、7和8均接地，所述q1芯片脚1和3串联后连接二极管d2、电容c6、电阻r45和电容c32，所述二极管d2、电容c6、电阻r45和电容c32并联，所述电容c6连接电阻r3，且电阻r3连接12v电源，所述q1芯片脚2和4串联后连接二极管d2负极和电阻r3。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，通过设备的整体结构，采取分立的元器件实现水泵的换向、调速、堵转、过流、过压等所有的保护功能，以较低的成本实现控制器承受汽车涡轮增压附近严苛的环境条件，稳定性较好。
附图说明
图1是本实用新型整体框图；
图2是本实用新型电源电路；
图3是本实用新型处理器电路；
图4是本实用新型hall采集电路；
图5是本实用新型电机驱动电路；
图6是本实用新型电流采集电路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，包括12v电源，所述12v电源通过导线连接电源电路的输入口以及电机驱动电路，所述电源电路把12v电源转换成5v电源连接处理器电路，所述处理器电路通过导线连接电机驱动电路，所述电机驱动电路通过电流采集电路连接处理器电路，所述电机驱动电路通过导线连接dc电机，所述dc电机通过hall采集电路连接处理器电路。
所述电源电路采用u2芯片，所述u2芯片的型号为tle4296电源芯片，所述u2芯片的脚1连接电阻r4，且电阻r4连接u2芯片脚3、电容c9、二极管d3负极和12v电源，所述电容c9接地，所述u2芯片的脚3连接电容c10，且电容c10和电容c9并联，所述电容c10接地，所述u2芯片的脚2和5串联后接地，所述u2芯片脚4连接电容c16、电容c18和电容c20，所述电容c16、电容c18和电容c20并联后接地，所述u2芯片脚4输出5v电源，所述二极管d3正极连接二极管d1、电容c7、电容c5和12v电源，所述二极管d1、电容c7、电容c5和12v电源并联，所述二极管d1、电容c7、电容c5均接地。
所述处理器电路采用u1芯片，所述u1芯片的型号为pic16f616，所述u1芯片脚1连接5v电源，所述u1芯片脚14接地，所述u1芯片脚1和14之间连接电容c8，所述u1芯片脚3连接电容c1、电阻r1和电阻rt1，所述电容c1、电阻r1和电阻rt1并联，所述电阻r1连接5v电源，所述电容c1和电阻rt1并联后接地，所述u1芯片脚4接地，所述u1芯片脚9和10串联连接电容c13、电容c14和电容c12，所述电容c14和电容c12接地，所述u1芯片脚10连接电容c15、电阻r8和电容c19，所述电容c15、电阻r8和电容c19并联后接地，所述u1芯片脚11连接电阻r5和电阻r6，所述电阻r5和电阻r6连接5v电源，所述电阻r6连接u1芯片脚10。
所述hall采集电路采用u4芯片，所述u4芯片的型号为oh41f，所述u4芯片脚1连接电容c22和电阻r12，所述电阻r12连接5v电源，所述电容c22和u4芯片脚2均接地，所述u4芯片的脚3连接u1芯片脚11。
所述电机驱动电路采用u6芯片以及q2芯片，所述u6芯片以及q2芯片的型号分别为bcr133s和ipg20n06s4，所述u6芯片的脚1接地，所述u6芯片的脚2连接u1芯片脚5，所述u6芯片脚3连接电阻r31，所述电阻r31连接三极管u7a基极、电阻r34、二极管d7和三极管t1基极，所述电阻r34和二极管d7并联后连接12v电源，所述三极管u7a集电极通过电阻r32连接12v电源，所述三极管t1发射极通过电阻r36连接12v电源，所述三极管t1的集电极连接三极管u7b基极和电阻r37，所述电阻r37接地，所述三极管u7b发射极通过电阻r40接地，所述三极管u7b集电极连接三极管u7a发射极，且三极管u7b集电极连接mos管q4脚1，所述mos管q4脚2连接电机mb接口，所述mos管q4脚3连接12v电源、电容c27、电容c28、电容c29和电容c30，所述电容c27、电容c28、电容c29和电容c30并联后接地，所述u6芯片脚6连接电阻r30，所述电阻r30连接三极管u8a基极、电阻r35、二极管d8和三极管t2基极，所述电阻r35和二极管d8并联后连接12v电源，所述三极管u8a集电极通过电阻r33连接12v电源，所述三极管t2发射极通过电阻r38连接12v电源，所述三极管t2的集电极连接三极管u8b基极和电阻r39，所述电阻r39接地，所述三极管u8b发射极通过电阻r41接地，所述三极管u8b集电极连接三极管u8a发射极，且三极管u8b集电极连接mos管q3脚1，所述mos管q3脚2连接电机ma接口，所述mos管q3脚3连接12v电源，所述q2芯片脚2连接电阻r26和二极管d5，所述电阻r26连接电阻r20，所述电阻r26和电阻r20串联后与二极管d5并联，所述电阻r20和二极管d5接地，所述q2芯片脚4连接电阻r27和二极管d6，所述电阻r27连接电阻r21，所述电阻r27和电阻r21串联后与二极管d6并联，所述电阻r21和二极管d6接地，所述q2芯片脚5和6串联后连接电机mb接口，所述q2芯片脚7和8串联后连接电机ma接口。
所述电流采集电路采用q1芯片，所述q1芯片的型号为ipg20n06s4，所述q1芯片的脚5、6、7和8均接地，所述q1芯片脚1和3串联后连接二极管d2、电容c6、电阻r45和电容c32，所述二极管d2、电容c6、电阻r45和电容c32并联，所述电容c6连接电阻r3，且电阻r3连接12v电源，所述q1芯片脚2和4串联后连接二极管d2负极和电阻r3，q1芯片利用mos管的内阻来代替该电阻，mos管的内阻随温度变化而变化，因而在软件策略中需加入温度补偿，可在恶劣的温度环境中精确采集电流值，以更好的达到电机过载、过流、堵转保护。
电源模块把车载电平转换为处理器工作电平，处理器在供电情况下，烧写软件控制系统生成的代码，按照软件控制系统的控制策略，在霍尔换向信号协同下实现对电机驱动的全桥调制控制。该调制信号输入到电机驱动电路，电机驱动根据处理器的调制信号驱动电机的调速和正反转。电流采集电路采集电机运行电流并反馈给处理器，电机过载、过流和堵转时，采集的电机电流超出阈值时使电机停止运转，并将故障状态上报。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，包括12v电源，其特征在于：所述12v电源通过导线连接电源电路的输入口以及电机驱动电路，所述电源电路把12v电源转换成5v电源连接处理器电路，所述处理器电路通过导线连接电机驱动电路，所述电机驱动电路通过电流采集电路连接处理器电路，所述电机驱动电路通过导线连接dc电机，所述dc电机通过hall采集电路连接处理器电路。
2.根据权利要求1所述的一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，其特征在于：所述电源电路采用u2芯片，所述u2芯片的型号为tle4296电源芯片，所述u2芯片的脚1连接电阻r4，且电阻r4连接u2芯片脚3、电容c9、二极管d3负极和12v电源，所述电容c9接地，所述u2芯片的脚3连接电容c10，且电容c10和电容c9并联，所述电容c10接地，所述u2芯片的脚2和5串联后接地，所述u2芯片脚4连接电容c16、电容c18和电容c20，所述电容c16、电容c18和电容c20并联后接地，所述u2芯片脚4输出5v电源，所述二极管d3正极连接二极管d1、电容c7、电容c5和12v电源，所述二极管d1、电容c7、电容c5和12v电源并联，所述二极管d1、电容c7、电容c5均接地。
3.根据权利要求1所述的一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，其特征在于：所述处理器电路采用u1芯片，所述u1芯片的型号为pic16f616，所述u1芯片脚1连接5v电源，所述u1芯片脚14接地，所述u1芯片脚1和14之间连接电容c8，所述u1芯片脚3连接电容c1、电阻r1和电阻rt1，所述电容c1、电阻r1和电阻rt1并联，所述电阻r1连接5v电源，所述电容c1和电阻rt1并联后接地，所述u1芯片脚4接地，所述u1芯片脚9和10串联连接电容c13、电容c14和电容c12，所述电容c14和电容c12接地，所述u1芯片脚10连接电容c15、电阻r8和电容c19，所述电容c15、电阻r8和电容c19并联后接地，所述u1芯片脚11连接电阻r5和电阻r6，所述电阻r5和电阻r6连接5v电源，所述电阻r6连接u1芯片脚10。
4.根据权利要求1所述的一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，其特征在于：所述hall采集电路采用u4芯片，所述u4芯片的型号为oh41f，所述u4芯片脚1连接电容c22和电阻r12，所述电阻r12连接5v电源，所述电容c22和u4芯片脚2均接地，所述u4芯片的脚3连接u1芯片脚11。
5.根据权利要求1所述的一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，其特征在于：所述电机驱动电路采用u6芯片以及q2芯片，所述u6芯片以及q2芯片的型号分别为bcr133s和ipg20n06s4，所述u6芯片的脚1接地，所述u6芯片的脚2连接u1芯片脚5，所述u6芯片脚3连接电阻r31，所述电阻r31连接三极管u7a基极、电阻r34、二极管d7和三极管t1基极，所述电阻r34和二极管d7并联后连接12v电源，所述三极管u7a集电极通过电阻r32连接12v电源，所述三极管t1发射极通过电阻r36连接12v电源，所述三极管t1的集电极连接三极管u7b基极和电阻r37，所述电阻r37接地，所述三极管u7b发射极通过电阻r40接地，所述三极管u7b集电极连接三极管u7a发射极，且三极管u7b集电极连接mos管q4脚1，所述mos管q4脚2连接电机mb接口，所述mos管q4脚3连接12v电源、电容c27、电容c28、电容c29和电容c30，所述电容c27、电容c28、电容c29和电容c30并联后接地，所述u6芯片脚6连接电阻r30，所述电阻r30连接三极管u8a基极、电阻r35、二极管d8和三极管t2基极，所述电阻r35和二极管d8并联后连接12v电源，所述三极管u8a集电极通过电阻r33连接12v电源，所述三极管t2发射极通过电阻r38连接12v电源，所述三极管t2的集电极连接三极管u8b基极和电阻r39，所述电阻r39接地，所述三极管u8b发射极通过电阻r41接地，所述三极管u8b集电极连接三极管u8a发射极，且三极管u8b集电极连接mos管q3脚1，所述mos管q3脚2连接电机ma接口，所述mos管q3脚3连接12v电源，所述q2芯片脚2连接电阻r26和二极管d5，所述电阻r26连接电阻r20，所述电阻r26和电阻r20串联后与二极管d5并联，所述电阻r20和二极管d5接地，所述q2芯片脚4连接电阻r27和二极管d6，所述电阻r27连接电阻r21，所述电阻r27和电阻r21串联后与二极管d6并联，所述电阻r21和二极管d6接地，所述q2芯片脚5和6串联后连接电机mb接口，所述q2芯片脚7和8串联后连接电机ma接口。
6.根据权利要求1所述的一种汽车涡轮增压单相无刷水泵电机无散热片控制器，其特征在于：所述电流采集电路采用q1芯片，所述q1芯片的型号为ipg20n06s4，所述q1芯片的脚5、6、7和8均接地，所述q1芯片脚1和3串联后连接二极管d2、电容c6、电阻r45和电容c32，所述二极管d2、电容c6、电阻r45和电容c32并联，所述电容c6连接电阻r3，且电阻r3连接12v电源，所述q1芯片脚2和4串联后连接二极管d2负极和电阻r3。
技术总结