浅析电动自行车等产品是如何实现电路降压的

时间： 2024-11-16 来源：合科泰半导体公众号

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电动自行车（电动摩托车）是一种非常常见的交通工具，通常电池供电电压是48V/60V/72V等，实际电路中器件电压可能是12V、5V、3V等，电路是如何实现降压的呢？

以常见电动自行车产品为例，采用的降压方案通常有二级降压过程，以图中方案为例，电机借助了三个霍尔传感器实现换相控制，整个电机控制器从电池组取电，由于电池组电压较高（有48V/60V/72V等电压），因此需要一颗支持高压的降压芯片Buck来做一级降压。很多常见电路方案是将电压降至MOS驱动器的工作电压（12V比较多），再通过后级的降压芯片buck或者LDO芯片的二级降压得到5V/3.3V，这个电压给MCU/运放等器件供电。

通常，电路的译码器将霍尔元件检测出来的换相信号转换为六个驱动功率管的控制信号，无刷电机的专用控制电路为驱动功率管提供驱动信号。然后通过带有AD输入及PMW输出的单片机处理信号，它将手把的电平信号转换为脉冲调宽信号，同时完成过载保护、欠压保护、保持、非零启动等功能。

电动自行车的电源电压通常为36V，而无刷电机控制电路需要15V供电，单片机需要5V供电，因此使用7815或者7805提供15V与5V电源。六个N通道功率场效应管与之接成三相全波电路，为三相电机绕组供电（RO1、YO1、BO1）。MOS管能承受的漏源电压最大值最好在80V以上，保证电路的安全和可靠性。

由于电机驱动功率一般是百瓦以上级别，业界普遍采用MOS管驱动器+外置MOSFET方式来提升散热能力。需要注意的是，由于电机存在反电动势，在减速时这部分反电动势会叠加电池组电压直接作用于MOS管子上，因此MOSFET和对应驱动器的耐压在选型时需要预留一定的裕量。

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