國(guó)內(nèi)部分具有代表性的電動(dòng)自行車控制器整機(jī)電路，并指出與其他產(chǎn)品的不同之處及其特點(diǎn)。所列電路均是根據(jù)實(shí)物進(jìn)行測(cè)繪所得，圖中元件號(hào)為筆者所標(biāo)。通過介紹具體實(shí)例，達(dá)到舉一反三的目的。

1.有刷控制器實(shí)例

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(wěn)壓電源電路、pwm產(chǎn)生電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、蓄電池放電指示電路、電機(jī)過流及蓄電池過放電保護(hù)電路等組成。

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(shí)，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(jìn)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(jī)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(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)再過一點(diǎn)。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 由q1、q2、q4等元件組成。電機(jī)motor為永磁直流有刷電機(jī)。tl494的⑧腳輸出的調(diào)寬脈沖，經(jīng)q1反相放大驅(qū)動(dòng)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(shí)間越長(zhǎng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高。d1是電機(jī)續(xù)流二極管，防止q2擊穿。tl494的⑧腳輸出低電平時(shí)，q1、d2 導(dǎo)通，q4截止，q2導(dǎo)通；tl494的⑧腳輸出高電平時(shí)，q1、d2截止，q4導(dǎo)通，迅速將q2柵極電荷泄放，加速q2的截止過程，對(duì)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(gè)比較器，12v由r24、vr1、vr4、vr3、vr5、r21分壓形成四個(gè)不同基準(zhǔn)電壓分別加到四個(gè)比較器的反相端。蓄電池電壓 經(jīng)r23和r22分壓加到每個(gè)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(shí)，led1、led2、led3均點(diǎn)亮；當(dāng)電池電壓低于38v時(shí)，led3熄滅；當(dāng)電池電壓低于35v時(shí)，led2熄滅；當(dāng)電池電壓低于33v 時(shí)，led1熄滅，此時(shí)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(shí)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(hù) 當(dāng)蓄電池放電到31.5v 時(shí).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(huì)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(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，蓄電池放電停止，進(jìn)入電池保護(hù)狀態(tài)。此時(shí)led5點(diǎn)亮，指示出該狀態(tài)。vr5用于設(shè)定電池保護(hù)點(diǎn)電 壓。

電機(jī)過流保護(hù) r30為電機(jī)電流取樣電阻，當(dāng)過流時(shí)，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(shí)，tl494內(nèi)部運(yùn)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(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保護(hù)了電機(jī)。

制動(dòng)保護(hù) 當(dāng)剎車制動(dòng)時(shí)，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(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)施制動(dòng)保護(hù)。

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(jī)停轉(zhuǎn)并再調(diào)過一點(diǎn)以保證可靠置零速。制動(dòng)調(diào)試：轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)把，電機(jī)旋轉(zhuǎn)。此時(shí)閉合制動(dòng)開關(guān) key2，q2柵極應(yīng)立即變?yōu)榈碗娖?v。過流保護(hù)調(diào)試：轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)把，q2柵極為高電平12v。此時(shí)在源極對(duì)地之間加上0.8v左右的電壓，柵極應(yīng)很快 變?yōu)榈碗娖健?/p>

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(shí)，調(diào)節(jié)vr1，使led3剛好熄滅；電壓為35v時(shí)，調(diào)節(jié)vr2，使 led2剛好熄滅；電壓為33v時(shí)，調(diào)節(jié)vr3，使led1剛好熄滅；電壓為31v時(shí)，調(diào)節(jié)vr5，使led5剛好點(diǎn)亮，此時(shí)tl494的④腳應(yīng)為高電平 5v左右，進(jìn)入電池欠壓保護(hù)狀態(tài)。通過上述設(shè)置，僅led1點(diǎn)亮?xí)r，電壓為33v-34v，應(yīng)及時(shí)給蓄電池充電，不過led1熄滅至led5點(diǎn)亮這段時(shí) 間，蓄電池還可維持運(yùn)行，但led5點(diǎn)亮?xí)r，進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)。此時(shí)應(yīng)注意，過一會(huì)兒電池電壓因電機(jī)停轉(zhuǎn)而回升，保護(hù)解除，又恢復(fù)工作。如此反復(fù)保護(hù)-工 作-保護(hù)的結(jié)果會(huì)損壞電池和控

制器，故應(yīng)避免出現(xiàn)這種狀況。

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，電路原理見圖4所示。

上海偉星對(duì)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(shí)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。

光電速度轉(zhuǎn)把改為霍爾速度轉(zhuǎn)把關(guān)鍵有兩點(diǎn)：一是加裝+5v穩(wěn)壓電源；二是根據(jù)原速度信號(hào)輸出點(diǎn)信號(hào)變化規(guī)律，選用相應(yīng)信號(hào)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(cè)、電機(jī)過電流檢測(cè)；后面有驅(qū)動(dòng)、功率開關(guān)等。每部分都是獨(dú)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(lái) 自c5上的三角波，輸入之二⑦腳，是來(lái)自速度轉(zhuǎn)把(j1)①腳的速度信號(hào)。從ic2b①腳輸出調(diào)寬脈沖，送互補(bǔ)推挽放大器?；パa(bǔ)推挽驅(qū)動(dòng)由t3、t4組 成，脈沖高電平到來(lái)，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(lái)，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(hù)由ic2c組成電壓比較器，當(dāng)電瓶電壓低于31.5v時(shí)，它的⒁腳變?yōu)榈碗娢唬?相當(dāng)于r13輸入一端接地，將轉(zhuǎn)把速度信號(hào)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(hù)由ic2d組成電壓比 較器，當(dāng)過電流時(shí)。r4右端電位變低.通過r5加到ic2d⑾腳，比較器翻轉(zhuǎn)⒀腳變?yōu)榈碗娢唬瑯酉喈?dāng)于r13輸入一端接地.將轉(zhuǎn)把速度信號(hào)降到接近零 伏，使t1、t2截止。

該控制器采用無(wú)刷專用芯片,mc33035為核心制作的有刷控制器。

控制器電路原理圖見圖6所示，該控制器的特點(diǎn)是剎車時(shí)三管齊下，具體工作原理如下：

剎車電路主要由j、q3、q6等組成。繼電器常開觸點(diǎn)串聯(lián)在電機(jī)的供電電路中，+24v通過r29、d8為q3提供基極電流，q3導(dǎo)通，j得電吸合，常開觸點(diǎn)閉合，電機(jī)得電。

1)當(dāng)剎車時(shí)，左、右剎車開關(guān)閉合，+15v通過r25、r21為q6提供基極電流，q6導(dǎo)通，集電極電位降低，d4導(dǎo)通，使d8截止，q3失去基極電流而截止，j失電，常開觸點(diǎn)斷開，電機(jī)失電停