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常用电动车控制器电路及原理大全.doc
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常用电动车控制器电路及原理大全.doc
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!!电动自行车控制器电路原理分析
目前流行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机,对直流电机调速的控制器有
很多种类。电动车控制器核心是脉宽调制(PWM)器,而一款完善的控制器,还应具有电瓶
欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能。
电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类。电动自行车使用小功
率的,货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的。从配合电机分,可分为有刷、无刷
两大类。关于无刷控制器,受目前的技术和本钱制约,损坏率较高。笔者认为,无刷控制
器维修应以生产厂商为主。而应用较多的有刷控制器,是完全可以用同类控制器进展直接
代换或维修的。
本文分别介绍国局部具有代表性的电动自行车控制器整机电路,并指出与其他产品的
不同之处及其特点。所列电路均是根据实物进展测绘所得,图中元件号为笔者所标。通过
介绍具体实例,到达举一反三的目的。
1.有刷控制器实例(1)某牌带电量显示有刷控制器
电路方框图见图 1。
1)电路原理
电路原理图见图 2 所示,该控制器由稳压电源电路、PWM 产生电路、电机驱动电路、
蓄电池放电指示电路、电机过流及蓄电池过放电保护电路等组成。
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稳
压电源 由 V3(TL431),Q3 等元件组成,从 36V 蓄电池经过串联稳压后得到+12V 电压,
给控制电路供电,调节 VR6 可校准+12V 电源。
PWM 电路 以脉宽调制 器 TL494 为核心组成。R3、C4 与部电路产生振荡,频率大约
为 12kHz。
H 是高变低型霍尔速度控制转把,由松开到旋紧时,其输出端可得到 4V—1V 的电压。
该电压加到 TL494 的②脚,与①脚电压进展比拟,在⑧脚得到调宽脉冲。②脚电压越低,
⑧脚输出的调宽脉冲的低电平局部越宽,电机转速越高,电位器 VR2 用于零速调节,调节
VR2 使转把松开时电机停转再过一点。
电机驱动电路 由 Q1、Q2、Q4 等元件组成。电机 MOTOR 为永磁直流有刷电机。
TL494 的⑧脚输出的调宽脉冲,经 Q1 反相放大驱动 VDMOS 管 Q2。TL494 的⑧脚输出
的调宽脉冲低电平局部越宽,那么 Q2 导通时间越长,电机转速越高。D1 是电机续流二极
管,防止 Q2 击穿。TL494 的⑧脚输出低电平时,Q1、D2 导通,Q4 截止,Q2 导通;
TL494 的⑧脚输出高电平时,Q1、D2 截止,Q4 导通,迅速将 Q2 栅极电荷泄放,加速
Q2 的截止过程,对降低 Q2 温度有十分重要的作用。
蓄电池放电指示电路 由 LM324 组成四个比拟器,12V 由
R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21 分压形成四个不同基准电压分别加到四个比拟器的
反相端。蓄电池电压经 R23 和 R22 分压加到每个比拟器的同相端,该电压和蓄电池电压
成比例。VA=VB*R22/(R22+R23)。当蓄电池电压不低于 38V 时,
LED1、LED2、LED3 均点亮;当电池电压低于 38V 时,LED3 熄灭;当电池电压低于
35V 时,LED2 熄灭;当电池电压低于 33V 时,LED1 熄灭,此时应给电池充电。调节
VR1、VR4、VR3 可分别设定 LED3、LED2、LED1 熄灭时的电压。LED4 用作电源指示,
LED5 用作欠压切断控制器输出指示。
蓄电池过放电保护 当蓄电池放电到 31.5V 时.LM324 的①脚输出低电平,三极管 Q5 导
通,约 5V 电压加到 TL494 的死区控制端④脚.该脚电位≥3.5V,就会迫使 TL494 部调宽
脉冲输出管截止,从而使三极管 Q1、Q2 截止,电机停顿运转,蓄电池放电停顿,进入电
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池保护状态。此时 LED5 点亮,指示出该状态。VR5 用于设定电池保护点电压。
电机过流保护 R30 为电机电流取样电阻,当过流时,取样电压经 R14 加到 TL494 的⑩
脚。当⑩脚电位高于⑩脚电位时,TL494 部运放 2 输出高电平,迫使 TL494 部调宽脉冲
输出管截止,从而使 Q1、Q2 截止,电机停顿运转,从而保护了电机。
制动保护当刹车制动时,KEY2 接通.5V 电压加到 TL494 的死区控制端④脚,迫使
TL494 部调宽脉冲输出管截止,从而使 Q1、Q2 截止,电机停顿运转,实施制动保护。
2)调试
调速电路零速调试:速度转把完全松开.调节 VR2 使电机停转并再调过一点以保证可
靠置零速。制动调试:转动速度转把,电机旋转。此时闭合制动开关 KEY2,Q2 栅极应立
即变为低电平 0V。过流保护调试:转动速度转把,Q2 栅极为高电平 12V。此时在源极对
地之间加上 0.8V 左右的电压,栅极应很快变为低电平。
蓄电池放电指示电路用可调电源代替蓄电池。电压为 38V 时,调节 VR1,使 LED3
刚好熄灭;电压为 35V 时,调节 VR2,使 LED2 刚好熄灭;电压为 33V 时,调节 VR3,
使 LED1 刚好熄灭;电压为 31V 时,调节 VR5,使 LED5 刚好点亮,此时 TL494 的④脚
应为高电平 5V 左右,进入电池欠压保护状态。通过上述设置,仅 LED1 点亮时,电压为
33V-34V,应及时给蓄电池充电,不过 LED1 熄灭至 LED5 点亮这段时间,蓄电池还可维
持运行,但 LED5 点亮时,进入欠压保护状态。此时应注意,过一会儿电池电压因电机停
转而上升,保护解除,又恢复工作。如此反复保护-工作-保护的结果会损坏电池和控
制器,故应防止出现这种状况。
(2)伟显牌控制器
使用 LM324、LM393 和 LM339 制作的有刷控制器可靠性是很高的,就是器件数量
多些。该控制器仅用一片 LM339 制作有刷控制器局部。用另一块 LM339 制成电量显示局
部。显示局部见图 3,电路原理见图 4 所示。
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dchw66
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