以PICl6F72为智能控制中心。350W的整机电路原理见下图，电路框图见右图。

　　电路大体上分五部分：

　　电源稳压。电路供电部分：信号输入与预处理部分；智能信号处理，控制部分；驱动控制信号预处理部分；功率驱动开关部分等。

　　下面先看此电路最核心的部分：PICl61'72单片机智能处理，弄清该智能处理，其他电路就容易明白。

　　一、智能信号处理、控制电路
　　
　　下图中a是PICl6F72在控制器中的各引脚应用图。

　　PICl6F72的外部资源：该单片机有28个引脚，去掉电源、复位、振荡等，共有22个可复用的I/D口，其中第（13）脚是CCPl输出口，可输出分辨率达10bit的可调PWM信号，另有AN0～AN4共5路加模数转换输入口，可提供检测外部电路的电压。一个外部中断输入脚，可处理突发事件。

　　各引脚应用功能如下：1）MCLR复位/烧写高压输入复用口。（2）电流检测信号经放大后的信号输入口。将此信号进行/D转换后经过运算来控制PWM的输出。使电流不致过大而烧毁功率管。正常运转时电压应在O～1.5V左右。（3）电源电压检，测输入口，将此信号进行。A/D转换后判断电池电压是否过低，如果低则切断输出以保护电池。避免电池因过放电而损坏。正常时电压应在3V以上。（4）线性霍尔组成的手柄调速电压输入口，根据此电压高低来控制输出给电机的总功率，从而达到调整速度的目的。（5）刹车信号电压输入口。可以使用A/D转换器判断，或根据电平高低判断，平时该脚为高电平，当有刹车信号输入时，该脚变成低电平，单片机收到该信号后，切断给电机的供电，以减少不必要的损耗。（6）1+1助力脉冲信号输入口。当骑行者踏动踏板使车前行时，该口会收到齿轮传感器发出的脉冲信号，该信号被单片机接收后，会给电机输出一定功率以帮助骑行者更轻松地前行。（7）由于电机的位置传感器排列方法不同，该口的电平高低决定适合哪种电机。目前市场上常见的有120度和。60度排列的电机。有的控制器还可以根据该口的电压高低来控制启动时电流的大小，以适合不同的力度需求。（8（单片机电源地。（9）单片机外接振荡器输入脚。（10）单片机外接振荡器反馈输出脚。（11）功能开关1。（12）功能开关2。（13）PWM调制信号输出脚。速度或电流由其输出的脉冲占空比宽度控制。（14）功能开关3。⑧、⑩、⑩电机转子位置传感器信号输入口，单片机根据其信号变化决定让电机的相应绕组通电，从而使电机始终向需要的方向转动。这个信号如前述有120度和60度之分，这个角度实际上是这三个信号的电相位之差，120度。就是和三相电一样，每个相位和前面的相位角相差120度，60度大家就是相差60度。（18）该口控制一个LED指示灯，用作故障显示，当控制器有重大故障时，该指示灯闪烁不同的次数，表示不同的故障类型以方便维修。（19）单片机电源地。（20）单片机电源正上限是+5.5V。（21）外部中断输入，当电流由于意外原因突然增大而不在控制范围时。该口有低电平脉冲输入，从而产生中断，关闭电机的输出。（22）同步续流控制端，当电流比较大时，该口输出低电平，控制其后逻辑电路，使同步续流功能开启。该功能在后面详细讲解。（23）～（28）功率管的逻辑开关，单片机根据电机转子位置传感器的信号。由这里输出三相交流信号控制功率MOS.

　　FET。开关的导通和关闭，使电机正常运转。

　　有了智能化的控制中心。就需要有其他硬件接口电路为其服务。

　　二、电源电路
　　
　　电路见下图中b，控制器有三组电源，第一组是提供总能源的电池，电路中的C1：1000μF/63V、C11：47μF/63V及C13、C33：0.1μF/63V电解电容是退耦电容，用于消除由于电源线、电路板走线所带来的电阻、寄生电感等引起的杂波干扰。由于工作在大电流、高频率、高温状态下。特别要求电解电容器耐高温以免引起发热爆裂。

　　第二组电源提供12～5V的电压。这组电压主要提供给MOSFET的开通电压。由于场效应管的驱动要求比较特殊，必须有10V以上20V以下的电压才能良好导通。所以必须有合适的电压供给，同时该组电压也为后面5V稳压块提供预稳压。这组电压由LM317提供，输出大约13.5V。由于LM317的

　　输入输出的压差不能超过40V。而输入电压可能高达60V。因此在前面加了一个330Ω/2W的电阻，既预先降压，又替317分担了一部分功耗。

　　第三组电源是5V，由LM78L05提供。

　　由于78L05提供的最大电流是100mA.另并联了两个1.5kΩ的电阻以扩流。同时也分担一部分功耗。在整个系统中。对5V电源的要求比较高。

　　是因为逻辑电路、MCU等的电源电压都不能过商，因此，该电压的范围应被严格限制在4.90～5.10V之间。

　　三、信号输入与预处理电路
　　
　　这部分电路包括电源电压输入、电流比较、放大输入、手柄龟压输入、电机转子位置传感器的霍尔信号输入、刹车信号输入及各种其他功能开关信号输入等。

　　1.电源电压输入由于MCU只接受0～5V的信号。所以电源电压必须经过分压才能输。入MCU。

　　2。工作电流放大、输入电路见下图中c所示。 U3A、是一个放大电路，它将康铜丝R55采样过来的电流信号经过6.5倍放大送入单片机。最早的设计在R23上并联了一个0.1μF的电容组成低通放大器，后来为了更好地实时检测电流，将该电容去掉，这样放大后的电压和电流的实际变化基本一致，以便MCU采样值更接近于实际值。

　　U3B是一个比较器电路，正常时的电流绝对不会让该比较器翻转。当电流由于某种原因突然增大到一定程度时，该比较器翻转。从而触发单片机的外部中断，单片机就会完全关闭电机的输出进入保护状态，避免故障进一步扩大。

　　3.手柄和位置传感器输入
　　
　　手柄输出的电压范围在1.2～4.2V的范围内，经过阻容滤波后输入单片机处理，手柄需要5V的电源才能工作，其电路见图l中d。位置传感器输入见图1中e。

　　由于该传感器安装在电机内部，采用开路输出的办法，所以除提供5V电源外，每个传感器都必须接上拉电阻，并对其输出的信号进行阻容滤波以抗干扰，同时在电源处接二极管、接地采用细铜膜做保险丝，防止电机相线与霍尔信号线短路后。高电压反串损坏其他元器件。

　　4.刹车信号输入
　　
　　由于刹车信号开关往往和刹车灯共用一个开关，每个厂商的刹车电压也不统一，所以必须接入二极管防止反向电压串入。高电平输入部分，要求在8～50V输入时，都能正常工作，其电路见图1中f。

　　5.其他功能开关信号
　　
　　功能实现均依靠内部翟序实现，在硬件中不作一一介绍。

　　四、驱动控制信号预处理电路
　　
　　驱动控制信号由两种信号合成：PWM信号和相位逻辑开关信号。这里先介绍一下功率开关部分：功率开关部分是由三组半桥开关组成的三相开关，用以改变电机线圈的通电顺序和通电方向，一般把与电源正相接的功率管称为上桥，与电源地相接的功率管称为下桥，参考下图，上桥的相位逻辑开关信号由A+、B+、C+提供，这三个控制信号必须与、PWM信号合成后控制对应的上桥。下桥的相位逻辑开关信号由A-、B-、C-提供。基本上直接被用来控制下桥的开关。单片机的这六个脚上都接了一个2.2kΩ～10KΩ的电阻到地。是为了防止单片机处在复位时，由于这些脚均处于高阻状态，有可能会引入干扰信号而导致后面逻辑电路误动作。这个比较简单，但是在看到控制部分的电路图并非上面所说的那么简单，实际电路中间弯弯绕绕经过了4个逻辑电路处理后才到达上下桥的驱动电路，许多朋友会问：为什么要如此复杂呢？

　　其实这些电路都是为了实现一个功能：同步续流。需要说明一下，这里的“同步续流”，被一些人称为“同步整流”，同步整流是用在电源上的名词，用在这里明显不太合适。电路示意图见左图。

　　假设此时A相上桥和C相下桥通电，当A 相上桥PWM占空比没有达到100％时，通过电机线圈的电流是断续的，但上桥关闭的时候。由手电机线圈是一个电感，线圈上必定会出现一个自感反电动势，这个反电动势必须维持线圈电流的方向不变，由于A相上桥已经关闭，这个电流就会通过原来已经开通的C相下桥、地、A相下桥的续流二极管继续流动。当总电流小时这个自感电流并不大。但总电流大时，线圈中储存的能量多起来，这个自感电流会相当大。因MOSFET管的续流二极管本身的压降大约在0.7～1V，在通过的自感电流大时，功耗便会相当大，假设自感电流为10A，二极管压降为0.7V时，功耗为7W，显然这个发热量是相当大的，这时下桥便会变得很烫，假如此时把下桥打开，让自感电流直接从MOSFET 管的沟道里走掉（MOSFET管导通时电流可以双向流通），再假设MOSFET管导通电阻RDSOn=10mΩ，10A的时候功耗就变为lW，理论上就可以大大降低下桥的功耗，从而降低温升。但在实际上，由于上下桥在交叉导通时需要一个死区以避免双管直通造成电源短路，这个作用会打一些折扣，不过效果还是很明显。这也是为什么很多产品的下桥会用好一点的管子的原因。同步续流的实现如下。

　　1.倒向、截波与死区控制
　　
　　电路见下图中g。单片机产生的PWMl3占空比信号一路通过与门，经R53、R52、C7l截波（缩小占空比）后输出，相位不变，截波量大约为1.5μs,形成PWM信号。此路输出至上桥驱动。与上桥逻辑开关信号相“与”后驱动上桥MOSFET管。另一路经R57和C24，反相器U5A移相，相移量大约750ns：再经U5B反相。形成PWM-信号，最后合成至下桥驱动。此时两个信号输出时相位相同，但PWM-信号占空比比PWMl3信号占空比大。1.5μs，但由于PWM-信号已经偏移750ns，所以PWM信号刚好套在PWM-信号中间。两边空出750ns作为MOSFETT管开关的死区。处理后波形示意图见右图。

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