！！电动自行车控制器电路原理分析之阿布丰王创作
时间：二O二一年七月二十九日
目前流行的电动自行车、电动摩托车年夜都使用直流机电,对直流机电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,还应具有电瓶欠压呵护、机电过流呵护、刹车断电、电量显示等功能.
  电动车控制器以功率年夜小可分为年夜功率、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年夜功率的.从配合机电分,可分为有刷、无刷两年夜类.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行直接代换或维修的.
本文分别介绍国内部份具有代表性的电动自行车控制器整机电路,并指出与其他产物的分歧之处及其特点.所列电路均是根据实物进行测绘所得,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)山东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发生电路、机电驱动电路、蓄电池放电指示电路、机电过流及蓄电池过放电呵护电路等组成.
稳压电源 由V3(TL431),Q3等元件组成,从36V蓄电池经过串连稳压后获得+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与内部电路发生振荡,频率年夜约为12kHz.
  H是高变低型霍尔速度控制转把,由松开到旋紧时,其输出端可获得4V—1V的电压.该电压加
到TL494的②脚,与①脚电压进行比力,在⑧脚获得调宽脉冲.②脚电压越低,⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部份越宽,机电转速越高,电位器VR2用于零速调节,调节VR2使转把松开时机电停转再过一点.
  机电驱动电路电动车控制器维修 由Q1、Q2、Q4等元件组成.机电MOTOR为永磁直流有刷机电.TL494的⑧脚输出的调宽脉冲,经Q1反相放年夜驱动VDMOS管Q2.TL494的⑧脚输出的调宽脉冲低电平部份越宽,则Q2导通时间越长,机电转速越高.D1是机电续流二极管,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组成四个比力器,12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21分压形成四个分歧基准电压分别加到四个比力器的反相端.蓄电池电压经R23和R22分压加到每个比力器的同相端,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.
  蓄电池过放电呵护 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内部调宽脉冲输出管截止,从而使三极管Q1、Q2截止,机电停止运转,蓄电池放电停止,进入电池呵护状态.此时LED5点亮,指示出该状态.VR5用于设定电池呵护点电压.
  机电过流呵护 R30为机电电流取样电阻,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内部运放2输出高电平,迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止,从而使Q1、Q2截止,机电停止运转,从而呵护了机电.
  制动呵护当刹车制动时,KEY2接通.5V电压加到TL494的死区控制端④脚,迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止,从而使Q1、Q2截止,机电停止运转,实施制动呵护.
  2)调试
  调速电路零速调试：速度转把完全松开.调节VR2使机电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,机电旋转.此时闭合制动开关KEY2,Q2栅极应立即酿成低电平0V.过流呵护调试：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,栅极应很快酿成低电平.
  蓄电池放电指示电路用可调电源取代蓄电池.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,进入电池欠压呵护状态.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,不外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,进入欠压呵护状态.此时应注意,过一会儿电池电压因机电停转而回升,呵护解除,又恢复工作.如此反复呵护-工作-呵护的结果会损坏电池和控
制器,故应防止呈现这种状况.
(2)上海伟显牌控制器
  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制作有刷控制器部份.用另一块LM339制成电量显示部份.显示部份见图3,电路原理见图4所示.

  上海伟星对该控制器的调速采纳了光电速度转把.由于南方干燥,沙土灰尘年夜,影响了光电速
度转把的使用.实践证明,完全可以用霍尔速度转把替代它.具体方法见图5.

  光电速度转把改为霍尔速度转把关键有两点：一是加装+5V稳压电源；二是根据原速度信号输出点信号变动规律,选用相应信号变动的霍尔调速转把.
  该有刷控制器以PWM电路为核心,前面有三角波发生器、电瓶欠压检测、机电过电流检测；后面有驱动、功率开关等.每部份都是自力的.检查调试都比力方便.三角波发生器由IC2A、R17、C5、D2、R9、R10等组成施密特振荡器,在C5上发生三角波.脉宽调制器是IC2B,它的输入之一⑥脚,为来自C5上的三角波,输入之二⑦脚,是来自速度转把(J1)①脚的速度信号.从IC2B①脚输出调宽脉冲,送互补推挽放年夜器.互补推挽驱动由T3、T4组成,脉冲高电平到来,上管NPN管T4导通,12V加到功率管T1、T2的栅极,T1、T2导通；脉冲低电平到来,上管NPN
管T4截止.下管PNP管T2导通,将T1、T2栅极的电荷迅速放失落,T1、T2截止.电池欠压呵护由IC2C组成电压比力器,当电瓶电压低于31.5V时,它的⒁脚酿成低电位,相当于R13输入一端接地,将转把速度信号降到接近零伏.使IC2B①脚呈低电平,T4截止、T3导通；T1、T2截止.过电流呵护由IC2D组成电压比力器,当过电流时.R4右端电位变低.通过R5加到IC2D⑾脚,比力器翻转⒀脚酿成低电位,同样相当于R13输入一端接地.将转把速度信号降到接近零伏,使T1、T2截止.
(3)四川绵阳产某牌中功率有刷控制器
  该控制器采纳无刷专用芯片,MC33035为核心制作的有刷控制器.