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          電動自行車控制器電路及原理大全

          作者: 時間:2010-04-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
           目前流行的、摩托車大都使用直流電機,對直流電機調(diào)速的有很多種類。核心是脈寬調(diào)制(PWM)器,而一款完善的,還應(yīng)具有電瓶欠壓保護、電機過流保護、剎車斷電、電量顯示等功能。
            電動車控制器以功率大小可分為大功率、中功率、小功率三類。電動使用小功率的,貨運三輪車和電摩托要使用中功率和大功率的。從配合電機分,可分為有刷、無刷兩大類。關(guān)于無刷控制器,受目前的技術(shù)和成本制約,損壞率較高。筆者認為,無刷控制器維修應(yīng)以生產(chǎn)廠商為主。而應(yīng)用較多的有刷控制器,是完全可以用同類控制器進行直接代換或維修的。

          本文分別介紹國內(nèi)部分具有代表性的電動控制器整機,并指出與其他產(chǎn)品的不同之處及其特點。所列均是根據(jù)實物進行測繪所得,圖中元件號為筆者所標(biāo)。通過介紹具體實例,達到舉一反三的目的。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/163125.htm

          1.有刷控制器實例
          (1)山東某牌帶電量顯示有刷控制器
            方框圖見圖1。
          部分電動自行車控制器電路詳解
            1)電路
            電路圖見圖2所示,該控制器由穩(wěn)壓電源電路、PWM產(chǎn)生電路、電機驅(qū)動電路、蓄電池放電指示電路、電機過流及蓄電池過放電保護電路等組成。
          部分電動自行車控制器電路詳解
            穩(wěn)壓電源 由V3(TL431),Q3等元件組成,從36V蓄電池經(jīng)過串聯(lián)穩(wěn)壓后得到+12V電壓,給控制電路供電,調(diào)節(jié)VR6可校準(zhǔn)+12V電源。
            PWM電路 以脈寬調(diào)制 器TL494為核心組成。R3、C4與內(nèi)部電路產(chǎn)生振蕩,頻率大約為12kHz。
            H是高變低型霍爾速度控制轉(zhuǎn)把,由松開到旋緊時,其輸出端可得到4V―1V的電壓。該電壓加到TL494的②腳,與①腳電壓進行比較,在⑧腳得到調(diào)寬脈沖。②腳電壓越低,⑧腳輸出的調(diào)寬脈沖的低電平部分越寬,電機轉(zhuǎn)速越高,電位器VR2用于零速調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)VR2使轉(zhuǎn)把松開時電機停轉(zhuǎn)再過一點。
            電機驅(qū)動電路 由Q1、Q2、Q4等元件組成。電機MOTOR為永磁直流有刷電機。TL494的⑧腳輸出的調(diào)寬脈沖,經(jīng)Q1反相放大驅(qū)動VDMOS管Q2。TL494的⑧腳輸出的調(diào)寬脈沖低電平部分越寬,則Q2導(dǎo)通時間越長,電機轉(zhuǎn)速越高。D1是電機續(xù)流二極管,防止Q2擊穿。TL494的⑧腳輸出低電平時,Q1、D2導(dǎo)通,Q4截止,Q2導(dǎo)通;TL494的⑧腳輸出高電平時,Q1、D2截止,Q4導(dǎo)通,迅速將Q2柵極電荷泄放,加速Q(mào)2的截止過程,對降低Q2溫度有十分重要的作用。
            蓄電池放電指示電路 由LM324組成四個比較器,12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21分壓形成四個不同基準(zhǔn)電壓分別加到四個比較器的反相端。蓄電池電壓經(jīng)R23和R22分壓加到每個比較器的同相端,該電壓和蓄電池電壓成比例。VA=VB*R22/(R22+R23)。當(dāng)蓄電池電壓不低于38V時,LED1、LED2、LED3均點亮;當(dāng)電池電壓低于38V時,LED3熄滅;當(dāng)電池電壓低于35V時,LED2熄滅;當(dāng)電池電壓低于33V時,LED1熄滅,此時應(yīng)給電池充電。調(diào)節(jié)VR1、VR4、VR3可分別設(shè)定LED3、LED2、LED1熄滅時的電壓。LED4用作電源指示,LED5用作欠壓切斷控制器輸出指示。
            蓄電池過放電保護 當(dāng)蓄電池放電到31.5V時.LM324的①腳輸出低電平,三極管Q5導(dǎo)通,約5V電壓加到TL494的死區(qū)控制端④腳.該腳電位≥3.5V,就會迫使TL494內(nèi)部調(diào)寬脈沖輸出管截止,從而使三極管Q1、Q2截止,電機停止運轉(zhuǎn),蓄電池放電停止,進入電池保護狀態(tài)。此時LED5點亮,指示出該狀態(tài)。VR5用于設(shè)定電池保護點電壓。
            電機過流保護 R30為電機電流取樣電阻,當(dāng)過流時,取樣電壓經(jīng)R14加到TL494的⑩腳。當(dāng)⑩腳電位高于⑩腳電位時,TL494內(nèi)部運放2輸出高電平,迫使TL494內(nèi)部調(diào)寬脈沖輸出管截止,從而使Q1、Q2截止,電機停止運轉(zhuǎn),從而保護了電機。
            制動保護 當(dāng)剎車制動時,KEY2接通.5V電壓加到TL494的死區(qū)控制端④腳,迫使TL494內(nèi)部調(diào)寬脈沖輸出管截止,從而使Q1、Q2截止,電機停止運轉(zhuǎn),實施制動保護。
            2)調(diào)試
            調(diào)速電路零速調(diào)試:速度轉(zhuǎn)把完全松開.調(diào)節(jié)VR2使電機停轉(zhuǎn)并再調(diào)過一點以保證可靠置零速。制動調(diào)試:轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)把,電機旋轉(zhuǎn)。此時閉合制動開關(guān)KEY2,Q2柵極應(yīng)立即變?yōu)榈碗娖?V。過流保護調(diào)試:轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)把,Q2柵極為高電平12V。此時在源極對地之間加上0.8V左右的電壓,柵極應(yīng)很快變?yōu)榈碗娖健?br />  蓄電池放電指示電路用可調(diào)電源代替蓄電池。電壓為38V時,調(diào)節(jié)VR1,使LED3剛好熄滅;電壓為35V時,調(diào)節(jié)VR2,使LED2剛好熄滅;電壓為33V時,調(diào)節(jié)VR3,使LED1剛好熄滅;電壓為31V時,調(diào)節(jié)VR5,使LED5剛好點亮,此時TL494的④腳應(yīng)為高電平5V左右,進入電池欠壓保護狀態(tài)。通過上述設(shè)置,僅LED1點亮?xí)r,電壓為33V-34V,應(yīng)及時給蓄電池充電,不過LED1熄滅至LED5點亮這段時間,蓄電池還可維持運行,但LED5點亮?xí)r,進入欠壓保護狀態(tài)。此時應(yīng)注意,過一會兒電池電壓因電機停轉(zhuǎn)而回升,保護解除,又恢復(fù)工作。如此反復(fù)保護-工作-保護的結(jié)果會損壞電池和控
          制器,故應(yīng)避免出現(xiàn)這種狀況。
          (2)上海偉顯牌控制器
            使用LM324、LM393和LM339制作的有刷控制器可靠性是很高的,就是器件數(shù)量多些。該控制器僅用一片LM339制作有刷控制器部分。用另一塊LM339制成電量顯示部分。顯示部分見圖3,電路見圖4所示。
          部分電動自行車控制器電路詳解
          部分電動自行車控制器電路詳解
            上海偉星對該控制器的調(diào)速采用了光電速度轉(zhuǎn)把。由于北方干燥,沙土灰塵大,影響了光電速度轉(zhuǎn)把的使用。實踐證明,完全可以用霍爾速度轉(zhuǎn)把替代它。具體方法見圖5。
          部分電動自行車控制器電路詳解
            光電速度轉(zhuǎn)把改為霍爾速度轉(zhuǎn)把關(guān)鍵有兩點:一是加裝+5V穩(wěn)壓電源;二是根據(jù)原速度信號輸出點信號變化規(guī)律,選用相應(yīng)信號變化的霍爾調(diào)速轉(zhuǎn)把。
            該有刷控制器以PWM電路為核心,前面有三角波發(fā)生器、電瓶欠壓檢測、電機過電流檢測;后面有驅(qū)動、功率開關(guān)等。每部分都是獨立的.檢查調(diào)試都比較方便。三角波發(fā)生器由IC2A、R17、C5、D2、R9、R10等組成施密特振蕩器,在C5上產(chǎn)生三角波。脈寬調(diào)制器是IC2B,它的輸入之一⑥腳,為來自C5上的三角波,輸入之二⑦腳,是來自速度轉(zhuǎn)把(J1)①腳的速度信號。從IC2B①腳輸出調(diào)寬脈沖,送互補推挽放大器?;パa推挽驅(qū)動由T3、T4組成,脈沖高電平到來,上管NPN管T4導(dǎo)通,12V加到功率管T1、T2的柵極,T1、T2導(dǎo)通;脈沖低電平到來,上管NPN管T4截止.下管PNP管T2導(dǎo)通,將T1、T2柵極的電荷迅速放掉,T1、T2截止。電池欠壓保護由IC2C組成電壓比較器,當(dāng)電瓶電壓低于31.5V時,它的⒁腳變?yōu)榈碗娢唬喈?dāng)于R13輸入一端接地,將轉(zhuǎn)把速度信號降到接近零伏.使IC2B①腳呈低電平,T4截止、T3導(dǎo)通;T1、T2截止。過電流保護由IC2D組成電壓比較器,當(dāng)過電流時。R4右端電位變低.通過R5加到IC2D⑾腳,比較器翻轉(zhuǎn)⒀腳變?yōu)榈碗娢?,同樣相?dāng)于R13輸入一端接地.將轉(zhuǎn)把速度信號降到接近零伏,使T1、T2截止。
          (3)四川綿陽產(chǎn)某牌中功率有刷控制器
            該控制器采用無刷專用芯片,MC33035為核心制作的有刷控制器。
          部分電動自行車控制器電路詳解

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