本文分別介紹國內部分具有代表性的電動自行車控制器整機電路,并指出與其他產品的不同之處及其特點。所列電路均是根據實物進行測繪所得,圖中元件號為筆者所標。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.eepw.com.cn/article/163125.htm1.有刷控制器實例(1)山東某牌帶電量顯示有刷控制器電路方框圖見圖1。 1)電路原理電路原理圖見圖2所示,該控制器由穩壓電源電路、PWM產生電路、電機驅動電路、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。 穩壓電源由V3(TL431),Q3等元件組成,從36V蓄電池經過串聯穩壓后得到+12V電壓,給控制電路供電,調節VR6可校準+12V電源。 PWM電路以脈寬調制 器TL494為核心組成。R3、C4與內部電路產生振蕩,頻率大約為12kHz。 H是高變低型霍爾速度控制轉把,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腳得到調寬脈沖。②腳電壓越低,⑧腳輸出的調寬脈沖的低電平部分越寬,電機轉速越高,電位器VR2用于零速調節,調節VR2使轉把松開時電機停轉再過一點。 電機驅動電路由Q1、Q2、Q4等元件組成。電機MOTOR為永磁直流有刷電機。TL494的⑧腳輸出的調寬脈沖,經Q1反相放大驅動VDMOS管Q2。TL494的⑧腳輸出的調寬脈沖低電平部分越寬,則Q2導通時間越長,電機轉速越高。D1是電機續流二極管,防止Q2擊穿。TL494的⑧腳輸出低電平時,Q1、D2導通,Q4截止,Q2導通;TL494的⑧腳輸出高電平時,Q1、D2截止,Q4導通,迅速將Q2柵極電荷泄放,加速Q2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電壓分別加到四個比較器的反相端。蓄電池電壓經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)。當蓄電池電壓不低于38V時,LED1、LED2、LED3均點亮;當電池電壓低于38V時,LED3熄滅;當電池電壓低于35V時,LED2熄滅;當電池電壓低于33V時,LED1熄滅,此時應給電池充電。調節VR1、VR4、VR3可分別設定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 當蓄電池放電到31.5V時.LM324的①腳輸出低電平,三極管Q5導通,約5V電壓加到TL494的死區控制端④腳.該腳電位≥3.5V,就會迫使TL494內部調寬脈沖輸出管截止,從而使三極管Q1、Q2截止,電機停止運轉,蓄電池放電停止,進入電池保護狀態。此時LED5點亮,指示出該狀態。VR5用于設定電池保護點電壓。 電機過流保護R30為電機電流取樣電阻,當過流時,取樣電壓經R14加到TL494的⑩腳。當⑩腳電位高于⑩腳電位時,TL494內部運放2輸出高電平,迫使TL494內部調寬脈沖輸出管截止,從而使Q1、Q2截止,電機停止運轉,從而保護了電機。 制動保護當剎車制動時,KEY2接通.5V電壓加到TL494的死區控制端④腳,迫使TL494內部調寬脈沖輸出管截止,從而使Q1、Q2截止,電機停止運轉,實施制動保護。 2)調試 調速電路零速調試:速度轉把完全松開.調節VR2使電機停轉并再調過一點以保證可靠置零速。制動調試:轉動速度轉把,電機旋轉。此時閉合制動開關KEY2,Q2柵極應立即變為低電平0V。過流保護調試:轉動速度轉把,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,柵極應很快變為低電平。 蓄電池放電指示電路用可調電源代替蓄電池。電壓為38V時,調節VR1,使LED3剛好熄滅;電壓為35V時,調節VR2,使LED2剛好熄滅;電壓為33V時,調節VR3,使LED1剛好熄滅;電壓為31V時,調節VR5,使LED5剛好點亮,此時TL494的④腳應為高電平5V左右,進入電池欠壓保護狀態。通過上述設置,僅LED1點亮時,電壓為33V-34V,應及時給蓄電池充電,不過LED1熄滅至LED5點亮這段時間,蓄電池還可維持運行,但LED5點亮時,進入欠壓保護狀態。此時應注意,過一會兒電池電壓因電機停轉而回升,保護解除,又恢復工作。如此反復保護-工作-保護的結果會損壞電池和控制器,故應避免出現這種狀況。 (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,電路原理見圖4所示。 上海偉星對該控制器的調速采用了光電速度轉把。由于北方干燥,沙土灰塵大,影響了光電速度轉把的使用。實踐證明,完全可以用霍爾速度轉把替代它。具體方法見圖5。 光電速度轉把改為霍爾速度轉把關鍵有兩點:一是加裝+5V穩壓電源;二是根據原速度信號輸出點信號變化規律,選用相應信號變化的霍爾調速轉把。 該有刷控制器以PWM電路為核心,前面有三角波發生器、電瓶欠壓檢測、電機過電流檢測;后面有驅動、功率開關等。每部分都是獨立的.檢查調試都比較方便。三角波發生器由IC2A、R17、C5、D2、R9、R10等組成施密特振蕩器,在C5上產生三角波。脈寬調制器是IC2B,它的輸入之一⑥腳,為來自C5上的三角波,輸入之二⑦腳,是來自速度轉把(J1)①腳的速度信號。從IC2B①腳輸出調寬脈沖,送互補推挽放大器。互補推挽驅動由T3、T4組成,脈沖高電平到來,上管NPN管T4導通,12V加到功率管T1、T2的柵極,T1、T2導通;脈沖低電平到來,上管NPN管T4截止.下管PNP管T2導通,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,當電瓶電壓低于31.5V時,它的⒁腳變為低電位,相當于R13輸入一端接地,將轉把速度信號降到接近零伏.使IC2B①腳呈低電平,T4截止、T3導通;T1、T2截止。過電流保護由IC2D組成電壓比較器,當過電流時。R4右端電位變低.通過R5加到IC2D⑾腳,比較器翻轉⒀腳變為低電位,同樣相當于R13輸入一端接地.將轉把速度信號降到接近零伏,使T1、T2截止。 (3)四川綿陽產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。
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