电动车维修技巧第三章电动自行车的整车电路.(DOC)

1、第三章电动自行车的整车电路 电动自行车整车电路分为基本电路和附属电路， 基本电路是电动 助力的基础， 是完成电动助力不可缺少的电路。 基本电路主要包括以 下几部分：电动机部分、控制器部分、电池盒、充电器等；附属电路 包括电源电量指示部分、前照灯、电子喇叭、转向灯、多功能开关、 速度显示、助力传感器、闪光器等。 一、基本电路 电动自行车基本电路是电动助力的基础， 完成电动自行车电力驱 动的最基本所的电路，达到电动自行车电力驱动功能。 1、蓄电池、电动机、控制器、充电器作用： 蓄电池是电动自行车动力来源， 是能源载体， 它输出能量用 于驱动电动机； 电动机将蓄电池的化学能转换成机械能，驱动车轮转动

2、； 控制器在蓄电池和电动机之间， 控制蓄电池输出电流、 电压， 即调整蓄电池输出到电动机的能量多少， 进而达到控制电动机转速即 车速的目的； 充电器给蓄电池充电的电器，它将市电转换成低压直流电， 并控制其充电电流和电压，将电能充入蓄电池贮存起来。 2、蓄电池、电动机、控制器、充电器相互关系： 蓄电池是电动自行车的核心部件之一， 它接受充电器的电能， 转 化为化学能贮存起来， 最终通过电动机将电能转化为机械能输出， 并 受控制器控制。 充电器是市电与蓄电池联系的设备， 充电器质量的好 坏直接影响蓄电池的电气性能和使用寿命， 必须相互匹配。 控制器控 制蓄电池输出的电流、电压，有欠压保护等功能，欠

3、压保护点的高低 影响蓄电池的放电深度， 因此也影响行驶里程， 但是欠压保护点过低 会造成蓄电池过放电， 损伤蓄电池。 电动机效率的高低影响蓄电池供 电电流大小，效率越低电流越大，反之则越小。 二、附属电路是对基本电路功能的补充和完善， 可以提高电动自 行车的使用性能。 电量指示电路指示蓄电池电压高低， 使骑车者知道 蓄电池电量多少，掌握骑行距离和充电时间。 电子喇叭提醒行人和其他骑车人注意；前照灯为夜晚道路照明， 保证骑行人安全。 速度显示电路指示电池电压高低， 作刹车距离参考。 助力传感器把骑行者脚踏速度转换成电信号提供给控制器，作为 1： 1助力参考电压，转向灯作转向指示，保证骑行转向安全

4、。闪光器为 转向灯电路附加件， 使转向灯闪烁，引起其他人注意， 保证转向安全。 使用有刷直流电动机的电动自行车运行平稳， 电动机和控制器成 本低控制器电路简单， 内部功率元件少， 故障率低，控制器代换灵活， 电动机换向方便，为多数电动自行车厂商采用，在市场占主导地位。 第三节有刷直流电动机控制基本原理 一、脉宽调制电路原理 脉宽调制 PWM （Pulse Wide Modu Lation ）电路是用电子开关 通断，对输入电压进行调制，控制输出电压，达到改变电压的目的， 使输出电压值为所需值。 PWM 原理如图 3-3 所示。用开关 SW 通断 输入电压，改变开关接通（切）和断开（Of）时间之比

5、，从而控制输 出压V。输出直流电压V。可用下式表示： tonto n Vo= ton+toff X Vi= t X Vi 式中周期T由振荡器产生的三角波频率决定，ton导通时间与控制信 号电压Ui成比例变化。图3-4 （原图）PWM等效电路，图3-5给出 工作波形。在场效应晶体管 VT的栅极施加信号电压 Vg期间VT导 通，电子开关闭合，这时输出电压 Vo等于输入电压Vi，等效电路如 图3-4. b所示，负载电流按照（Vi-V2）与Lm确定的变化率增大，图 3-4.C是场效应晶体管VT截止的等效电路，输出电压 Vo近似力0， 负载电流按V2及Lm确定的变化率下降。在VT导通期间，负载电流 Il

6、m等于VT漏极电流Id； T截止期间，负载电流Il就是续流二极管 VD的电流Ivd。 第四节 有刷电动机控制器电路结构 电动自行车控制器一般包含以下几部分：内部电源电路、调速控 制信号放大电路、PWM电路、功率场效应晶体管变换输出电路、欠 电压保护电路、过电流保护电路等。 1、控制器内部电源电路 控制器内部电源电路提供各电路芯片、 外部控制零部件所需要的 不同电压，一般用三端稳压集成电路、输出电压可调稳压集成电路以 及稳压二极管构成。常用三端稳压集成电路有7805 （ 78L05）、7806、 7812、7815。它们的输出电压分别为 5V、6V、12V和15V等四种。 电动自行车控制器常用的

7、三端可调输出稳压集成电路是LM317， 利用电阻对输出电压分压取样，送到稳压集成电路调整端调节输出电 压，常用输出电压为12V或15V TL431是一并联精密可调稳压电源，利用分压电阻对调整电压进 行控制，在电动自行车控制器中常用 5V电源稳压。 78XX系列三端稳压集成电路如图 3-7所示，R为降压限流电阻， Ci、C2为滤波电容。内部电源输出的5V、6V电源主要为调速转把中 的霍尔元件提供电源，有的控制器 5V电源还为电子闸把中霍尔元件 提供电源。7812、7815输出电压分别为12V、15V，为控制器内部集 成电路、驱动电路供电，有的电子闸把中霍尔元件由12V或15V电 源供电。 采用L

8、M317三端可调稳压集成电路作为控制器内部电源，如图 3-8所示。输出电压由外接电阻 Ri、R2决定，输出端（OUT）脚和 调整端（ADJ）脚之间的电压差为1.25V,即Ri两端电压为1.25V, 此电路使Ri产生几毫安电流。调整端几乎不取电流，输出电压Uo由 下式决定：Uo=R2/Ri X 1.25V。 D为保护二极管，防止输入端短路而 损坏稳压集成电路，R为限流降压电阻，减少LM317的功率损耗。 由TL431提供稳定电压的电路，如图3-9所示。R3、R4分压决 定输出U。取样端R脚与阳极A脚之间电压为2.5V，即R4两 端电压为2.5V，输出电压 Uo= （1+R3/R4）X 2.5V

9、也有的控制器采用稳压二极管提供稳定电压，如图3-10所示， 一般常用稳压二极管 VS稳压值为5V、12V或15V，功率为1W。 2、功率场效应晶体管变换电路 电动自行车控制器内功率变换用电子开关采用功率场效应晶体 管 MOSFET (Metal-Oide -Silicon- Field Eflect Transistor),是单极性 电压控制元件，具有驱动功率小、工作速度高、无二次击穿问题、安 全工作区宽等优点， 特别适合调制电路。 不论有刷电动机控制器还是 无刷电动机控制器都采用 MOS 功率场效应晶体管作电子开关，便于 采用 PWM。 有刷电动机控制器变换电路如图 3-11。 VT1、VT

10、2 为互补推换驱动电路， R 为防振电阻。输入阻抗非常 高，在栅极很容易感应干扰信号而自激，接入 R 可以防止 MOS 场效 应晶体管栅极自激。 当VT3栅极G加上开通高电平时，VT3导通，导通电阻很小，相 当于电子开关接通， 36V 电源正极加到电动机一端； 而电池负极通过 电流取样电阻Rs和导通的场效应晶体管 VT3加到电动机另一端，则 电动机取得 36V 电压，达到最高转速。 当VT3栅极加上截止信号低电平时，VT3截止，电子开关断开。 此时电动机中电流方向不能突变， 续流二极管 VD 导通，为电动机电 流提供泄放途径，防止反电动势击穿场效应晶体管。 3、保护电路 电动自行车控制器保护电

11、路包括欠压保护、 过流保护等。 欠压保 护电路如图426。36V电压通过R1、RW，R2取样，与R3、R4参 考电压分压进行比较，当电池电压高于 31.5V时比较器无输出信号， 输出 不影响控制器正常工作；当电池电压低于 31.5V 时，比较器翻 转，输出信号关断场效应晶体管以保护电池和控制器， 避免电池过放 电，造成蓄电池极板发生硫酸盐化导致电池容量下降， 使电池提前报 废，防止低压时电动机电流过大而烧坏控制器。 过流保护电路由取样电阻 RS、 A 运算放大器及参考电压分压电 阻 R1、R2 分压组成，有刷电动机控制器中 RS 接场效应晶体管源极 与地之间。Rs取样电阻一般取值0.01 Q/

12、5W，取值过大则控制器功率 消耗过多，输出功率减小； 取值过小则起不到取样作用。当控制器输 出电流达到限流值12A (15A)时：Us=Il2Rs=122X 0.01 = 1.44V,此电 压经R3电阻送往运算放大器一端。电阻Ri和R2对参考电压Ur进行 分压，电阻R2上分得的电压为 Ur2, Ur2=Ur X R2 / (Ri + R2 ),此电 压送往运算放大器另一端。运算放大器对 Us 和 UR2 进行比较，如果 Us U2运算放大器A输出控制信号，这控制信号使脉宽调制电路 PWM 输出脉宽变窄， 输出电压下降， 从而使输出电流 IL 减小；当电 流超过限流值时，运算放大器输出保护信号，

13、使脉宽调制电路 PWM 停止输出功率。场效应晶体管关闭，起到保护控制器和畜电池作用。 电动自行车有刷电动机控制器型式有的采用运算放大器构成的 控制器，有的采用电压比较器完成 PWM 脉宽调制电路构成的有刷电 动机控制器，有的采用开关电源集成电路组成的有刷电动机控制器， 有的采用单片机构成智能型有刷电动机控制器。 下面介绍几种具有代 表性的电动自行车有刷电动机控制器， 包含了以上几种类型， 在分析 其他电动自行车有刷电动机控制器时可以参考这些电路工作原理。 第四节 千鹤牌电动自行车控制器 千鹤牌电动自行车有刷电动机控制器以开关电源集成电路 TL494、功率场效应晶体管75NF75为核心构成有刷电

14、动机控制器， 主要包括： 1、内部电源 2、光电传感器调速电路 3、 PWM 脉宽调制 电路 4、驱动电路 5、功率输出电路 6、过流保护 7、欠压保护、刹车 断电电路 8、电量指示电路 9、灯光电路。下面分别介绍其原理 1、内部电源 内部电源由 DW2、R10、U2（7812）、C6、C8、C11 等构成 36V 电源通过DW2降压，R10限流加至U2稳压输出+12V电压作控制电 路电源。C6、C8、C11等是滤波电容。 2、光电传感器调速电路 光电耦合器、10K Q微调电阻组成调速传感器。发光管发出恒定 的光，其大小通过 10K 微调电阻调整。转动手柄，带着钢丝牵动遮 光片，改变了光线到达

15、光电三极管的强度， 使光电三极管内阻发生变 化，通过JP1、R7改变Q1基极电位，从Q1射极输出到TL494脚， 通过TL494控制，从U1、脚输出脉冲宽度改变，经 Q2、Q7 驱动，由 Q5 输出电路控制电动机转速。 停车时，遮光片全黑处挡住发光管发出的光，光电三极管截止， 12V 通过 R8、 DW3 稳压使 Q1 基极置高电平， Q1 发射极输出高电平 到U1脚，TL494、输出低电平，Q2、Q7、Q5截止，电动 机没有电流而停止。 转动调速把，牵动遮光片，到达光电三极管的光强度逐渐增加， 光电三极管导通逐渐加深，内阻减小，通过 R7使Q1基极电压从最 高值逐渐下降，Q1发射极输出到U1

16、脚电压下降，U1、 脚输出脉冲宽度逐渐加宽，通过 Q2、Q7、Q5驱动输出，电动机电 流逐渐增加，电动机转速逐渐上升；当转把到底时， Q1基极、射极 达到最低，TL494脚电压最低，U1的、脚输出脉冲全通始 终为高电平，Q2、Q7、Q5全都饱合导通，电动机转速达到最大值。 3、PWM脉宽调制电路 U1 （脚输入电压加至内部比较器反相端，锯齿波振荡器产生的锯 齿波加至比较器同相端，通过比较器，输出 PWM脉冲；锯齿波同时 送到触发器，其输出端Q、Q交替输出高电平，PWM脉冲与触发器 输出的Q、Q信号混合，从 、迤脚输出PWM脉宽调制信号。 当脚电压高时，比较器反相端电平高于同相端，比较器输出 低

17、电平，U1、输出低电平。 当脚电压下降时，比较器反向端电平下降，比较器输出脉冲 逐渐加宽，通过U1、输出脉冲宽度逐渐加宽。 当 脚电压降到最低时，比较器反相端始终低于同相端，比较 器始终输出高电平，U1、脚输出端始终为高电平。 4、驱动电路 驱动电路由Q2、Q7、R24等组成，U1、输出的PWM脉 冲加到Q2、Q7基极，由Q2、Q7互补对管推动输出，通过 R14加至 Q5栅极。 5、输出电 输出电路由R14、Q5、R16、D3等组成。PWM脉宽调制信号通 过 R14 加至 Q5 栅极，控制 Q5 导通和截止。 R14 是栅极电阻，防止 Q5栅极自激；Q5为功率场效应晶体管，作电子开关，是电动机

18、控制 核心；D3为续流二极管，保护Q5,提高电动机工作效率。 6、过流保护电路 过流保护电路由 R15、R16、R23、C4、R3、C2等构成。R16是 电流取样电阻，将电动机电流转换成电压信号，由R15加至U1比较 器同相端脚；R3、R4对12V电压分压加至比较器反相端 脚， 作基准电压；Q2、Q7输出的驱动电压通过 R23反馈也加至比较器反 相端2 脚。 正常时电动机电流低于过流值， R16 两端电压较低，通过 R15 加至U1脚低电平，不影响U1 (TL494)调速电路工作 当脉宽调速信号的高电平信号通过 Q2、Q7放大加到Q5上，电 动机电流超过保护电流值时，R16两端电压升高，加到U

19、1脚电平 上升，通过 TL494 内部误差放大器放大输出到 3 脚， 3 脚电平上 升，致使 PWM 脉宽调制电路输出脉冲宽度变窄，减小电动机电流， 直至脉冲均关断， Q5 截止，电动机停止供电，起到过流保护作用。 7、刹车断电、欠压保护 千鹤电动自行车闸把采用电子闸把，可靠性高，闸把通过 BK1、 BK2 插座连接到电路板上。正常时，左右闸把无信号，R1、 RW1、 R2使TL494脚置高电平，误差放大器无输出，不影响调速电路； 刹车动作时，闸把输出的低电平信号加至 U1脚，内部误差放大器 翻转，使U1脚为高电平，PWM电路关闭，Q2、Q7、Q5截止， 电源停止向电动机馈电，实现刹车断电功能

20、。 欠压保护电路由R1、RW1、RW2、C1等构成。36V电源经R1、 RW1、R2分压得到电压取样信号。当电池电压高于欠压值31.5V时, 从RW1中点输出的取样信号高于5V，加到U1脚，与脚参考 电压5V比较后，输出低电平，不 PWM调速电路工作；当电池电压 低于欠压值 31.5V 时，从 RW1 中点输出的取样信号低于 5V 加至 U1(1脚与脚参考电压5V比较后，比较器输出高电平，PWM电 路关闭，电动机停止供电，起到欠压保护作用。 8、电量指示电路 千鹤电动自行车电量指示电路以 LM339 为核心构成， 36V 电源 经R1降压限流、D1稳压产生12V作LM339工作电源. 36V电

21、源经R2、R3、RW分压从RW中心得到反映电源电压高 低的电源取样电压，加至LM339的、同相端。 12V稳压电源经R4R8分压形成四种基准电压，分别加至LM339 的4 、6 、 8 、10 反相端。 36V经R9、D2D6作显示电路，指示电量高低。 当电源高于 36V 时， LM339 同相端电源取样电压高于反相端电 压， LM339 输出三极管截止， D2D6 点亮。 当电源下降 70%，同相端 5 脚取样电压低于 4 脚电压， A1 翻 转，脚输出低电平，D6灭。 当电源下降50%,同相端、脚取样电压低于 、脚电 压，A1、A2翻转，、 脚输出低电平，D6、D5灭。 当电源下降30%,

22、同相端、脚取样电压低于 、 脚电压，A1、A2、A3翻转，、脚输出低电平，D6、 D5、 D4 灭。 当电源下降10%,同相端、脚取样电压低于 、 脚输出低电平，D6、D5、D4、D3灭，只剩欠灯D2亮。 第五节 小羚羊牌电动自行车有刷电动机控器 小羚羊牌电动自行车控制器以 LM324(U1)、 LM339 为核心构 成,控制信号放大、 过流保护由通用运算放大器 LM324 完成, PWM 脉宽调制电路、欠压保护电路由通用四电压比较器 LM339 完成。小 羚羊牌有刷电动机控制器包括内部电源电路、功率场效应晶体管电 路、 PWM 脉宽调制电路,控制信号放大电路、保护电路等组成。 1、内部电源。

23、小羚羊牌电动自行车电动机和功率场效应晶体管 主线路直接与 36V 电源相连,当功率场效应晶体管截止时,没有电 流流过,电动机、 T1、 T2 几乎不消耗电,可以长时间接于电源,不 受钥匙电源开关的限制, 优点是钥匙开关不控制主线路, 通过电流小, 开关不易损坏。钥匙开关接通,蓄电池为控制器供电, 36V 一路从控 制器输出,供给电量指示、 大灯和电子喇叭；一路到欠压保护电路作 取样电压信号；一路供内部电源电路。 C2 是 36V 电源滤波电容。 36V电源通过R36电阻，限流和稳压二极管 Z2 (N4742)稳压， 输出15V稳定电压，供LM324、LM339、驱动电路和5V稳压电路。 15V

24、电源通过R23限流送到精密稳压电源TL431，由R37、R38 取样，输出 5V 电源，一路从控制器输出送到断电闸把。小羚羊断电 闸把采用机械式常闭型断电闸把，闸把输出线送到控制器中 R35 一 端，5V电源通过断电闸把常闭点和 R35使T4饱合，闸把处于常态。 5V 电源另一路为调速霍尔元件供电。 2、放大电路 转动调速手柄牵动钢丝， 带动控制器内磁铁转动， 改变霍尔元件 与磁铁正对角度，霍尔元件输出电压主从 1.9伏逐渐升高到 4.3伏， 通过R22输入到LM324的（脚，由LM324中A1运算放大器放大， 从脚输出，输出电压从10.5伏下降到0.18伏以下，通过R19/Z1, 送到LM3

25、39脚，进入LM339比较器B2。（ W4调整A1工作点，使 控制器不转车把时输出管 T3、T5 截止，转动转把时 T3、T5 完全饱 合。） 3、PWM 脉宽调制电路 LM339 内部 B1、D1、R4、R5、R6、R13、与 C6 构成锯 齿波发生电路，C6上锯齿波信号送到LM339中B2放大器的另一端 脚。在LM339中B2比较器内，锯齿波信号与脚输入的控制信 号比较后，从 LM339 的脚输出具有脉宽调制信号。 4、驱动电路 从LM339的脚输出的PWM脉宽调制信号送到Ti、T2基极， T1、 T2 组成互补推换驱动级，把 PWM 脉宽调制信号放大，同时隔离 PWM 脉宽调制电路与功率

26、场效应晶体管输出电路，减小功率场效应 晶体管输出电路对 PWM 脉宽调制电路的影响。 5、功率场效应晶体管输出电路 经 T1、T2 驱动电路放大的 PWM 脉宽调制信号经 R14、R16 送 往T3、T5栅极。T3、T5并联作电子开关，PWM信号控制电子开关 的接通时间Ton与断开时间Toff，从而控制电动机通过的电流的大小。 D3 为续流二极管。当 T3、 T5 导通时， 36V 电源通过 R1、 T3、 T5 加到电动机两端， 电动机有电流流过， 同时电动机电感量存储电磁能； 当 T3、 T5 截止时，电动机电感感应电压极性改变， D3 导通，电动 机电感量存储电磁能通过 D3 泄放，既避

27、免了场效应晶体管 T3、 T5 截止时在漏极产生的高压击穿 T3、T5，又提高了有刷电动机效率。 R14、 R16 为栅极电阻，防止栅极自激振荡。 6、刹车断电电路 小羚羊牌电动自行车采用常闭型机械刹车断电闸把， 左右两闸把 相串联，5V电压通过串联的闸把、R35加到T4基极。正常时T4饱 合，稳压二极管 Z4 截止，刹车断电信号不影响控制器工作；当刹车 制动时，闸把开关断开， 5V 电压加到 T4 基极的通道被切断， T4 截 止，15V电压经R34使Z4导通并加到LM324脚，使LM324的A1 运放的脚输出高电平，切断 PWM脉宽调制信号，T3、T5截止， 切断电动机电源，实现刹车断电功

28、能。 7、欠压保护功能 欠压保护电路由 R11、R12、W1、LM339中B3、R15、D5组成。 R11、W1、R12对36V电源取样分压，送到LM339的B3 一端脚， 与 B3 另一端脚的 5V 电压进行比较。当电源电压高于欠压值 31.5 伏时，脚取样电压U8大于脚参考电压U9 , B3输出端 脚内 输出三极管饱和导通而输出低电平， D5 截止，不影响控制器正常工 作；当电源电压低于31.5V时，脚取样电压U8小于脚参考电压 U9, B3输出端迪脚输出高电平，15伏电压通过R15使D3导通， 使LM339的脚箝位在高电平，LM339的脚输出低电平，场效应 输出管截止，欠压保护电路动作，

29、避免电池过放电，实现欠压保护。 8、过流保护电路 过流保护电路由取样电阻 R1、R8、C9、R3、D4、LM339 的 B4， 以及LM324的A3、A2、A4等构成。电流取样电阻 R1为0.01 Q/5W, 对 T3、 T5 源极电流进行取样。正常工作时，输出电流在取样电阻上 产生取样电压较低，即B4的(11)脚电压低，脚电压大于(11)脚电压， 逋脚输出低电平，D4截止，不影响控制器正常工作；当输出电流增 大超过限流值，但不超过过流保护值时，B4的脚输出电平逐渐升 高，一路送到 D43 阳极但低于 D4 二极管阴极电压， D4 截止，另一 路送到LM324的脚。经LM324中A3、A2、A

30、4处理后，通过D3 改变A1的脚参考电平，进而使 A1脚输出电平有升高趋势，使 PWM 脉宽调制电路输出的脉宽信号变窄，减少输出电流，起到限流 作用；当输出电流超过过流保护值时，取样电压升UR高，B4的 脚电压升高 ，超过 B4 比较器另一端脚电压， B4 内输出三极管截 止，电源通过电阻R3使逋脚为高电平，D4导通，通过R7使B2的 脚箝位于高电平，控制器中场效应晶体管截止，切断电动机电源， 达到过电流保护目的。 第六节 雅标牌电动自行车有刷电动机控制器 雅标牌电动自行车中的有刷电动机控制器保护功能齐全， 故障率 低，可靠性高。由于技术保密，控制器中集成电路、场效应晶体管和 续流二极管的型号

31、已被厂家磨去， 本人根据平时积累的电动自行车控 制器资料，分析控制器的工作原理如下。 一、电路组成 24 页的图 1 为控制器电原理图。 U1 为 LM324 四运放， U2 为 LM358二运放，U3为TL494开关型电源控制器。本控制器主要由电 源电路、保护电路、转速控制放大和 PWM 脉宽调制集成电路、驱动 放大电路、场效应晶体管功率输出电路等组成。 二、电源电路 参阅图 1，三块 12V10AH 蓄电池组成 36V 电动自行车电源，通 过钥匙开关为整车提供电源，经U4 (L7812)三端稳压器为控制器提 供12V工作电压，再经R37降压限流、D8稳压成5V，为转把调速 霍尔元件供电。

32、三、转把控制信号 转把中霍尔元件产生的 14.2V 转速控制器信号通过九芯线( 7) 号线经R6进入U1 (LM324)脚，经内部B1运放反相放大、电 平转移后由。脚输出，经隔离二极管D1送往脉宽调制集成电路U3 (TL494)脚。雅标牌电动自行车转把为正向输出，转速升高时 进入LM324脚电平升高。经反相放大后 脚电平降低，通过D1 使TL494脚电平下降，TL494输出脉冲宽度增大，经驱动输出控 制使电动机两端电压升高， 电动机电流增大， 电动机转速上升。 反之， 电动机电流减小，电动机转速下降。 四、刹车断电信号 刹车断电信号（低电平有效）经九芯线的（5）号线送入U3脚。 正常时TL49

33、4 脚由上拉电阻R1维持高电平，TL494中运放A2不 影响TL494脚信号。刹车 时间把开 关产生的股东电 平送到 TL494脚，TL494中运放A2翻转，使节脚保持高电平，也使脉宽 调制电路输出低电平，电动机断电。 五、保护电路 由电阻R29 （ 0.01Q、5W）对电动机电流取样，经 R24输出两 路信号，分别送入LM358脚和TL494脚，完成电动机电流两 级保护。经 LM358 内部运放 C2、 C1 和 LM324 运放 B3 放大，通过 隔离二极管D3送到TL494脚，随电动机电流升高，R29上的电压 经C2、C1、B3放大，由D3输出电压随之升高，TL494脚电压升 高，控制脉

34、宽调制电路，使脉冲宽度变窄，减小电动机电流，完成第 一级限流保护。当电动机 电流继续上升，取样电压超过TL494脚 电压时， A1 运放翻转，在 TL494 内部输出高电平，封锁 3 脚，脉 宽调制电路持续输出低电平， Q3 截止，电动机断电，完成第二级过 流保护。这就是本电路的一大特点： 限流和过流延迟保护构成二极保 护。 LM324 中 B2 运放接成跟随器， 监测 12V 电压。当某种原因致使 12V 电压升高时，输出端脚输出高电平，使TL494脚钳位于高电平， 电动机失电。 由 R9、 RW1、R13、R12、R14、R3、D2 及 LM324 中 B4 构成 欠压保护电路。由R15、

35、R12对5V参考电压分压，构成基准电压； R9、 R13、 RW1 对 36V 电源取样。 36V 电源正常时， LM324 中 B4 的确逋脚电压高于是 脚基准电压，B4的適脚输出低电平，D2 截止，不影响控制器正常工作；当蓄电池电压低于31.5V时，B4脚 取样电压低于 脚基准电压，B4翻转输出高电平，D2导通，使TL494 的3 脚钳位于高电平，脉宽调制电路输出低电平，场效应晶体管截 止，电动机失电，实现欠电压保护。U14脚输出高电平，通过R3、 九芯线中的（ 2）号线，送往仪表盘，点亮欠压显示灯，作欠压指示。 六、限速电路 由 RW2、 R33、 LM324 中 B2 构成限速电路，

36、B2 接成电压跟随 器型式。12V经R33、RW2分压得到1.5V左右电压，加到B2脚， 由B2电压跟随器、 脚、D4隔离输出，通过限速插头接到TL494 的脚，使脚电压不低于1.5V，通过TL494、驱动、输出电路 输出到电动机电压变低， 输出场效应晶体管漏极电压最低不小于 8V。 七、控制器 IC 功能 TL494 是一种脉宽调制型开关电源集成控制器， 包含三角波振荡 器、比较器、触发器、集电极开路输出电路。三角波振荡器振荡频率 由5 、6 脚外接电容、电阻决定。 8 、 11 输出管集电极接 12V 电源， 9 、 10 发射极呛脉宽调制信号。脉宽调制信号经 R22 送至 由 Q1、 Q

37、2 构成的驱动电路，对脉宽信号放大， Q3 功率场效应晶体 管对电动机进行脉宽调控，改变电动机端电压，调整电动机转速。 D7采用快恢复二极管作 Q3续流管，对Q3保护。Q3常用TRF2807、 IRFZ44N、IRF3710、D7 为 MBR20100 。 八、关键点数据 本控制器的快速检查是直接测 TL494的脚关键点电压，正常 时脚电压随转把转动逐渐降低。若脚电压维持高电平不变，可测 D1、D2、D3、D4阳极电压：哪一路电压高则此路保护电路动作，重 点检查该路信号；若都正常，则可能是刹把故障产生错误信号，致使 控制器处于刹车状态，测九芯线中（ 5）号线电平高低即可区分。 （5） 号线电平

38、高则检修闸把线路和闸把， 必要时可更换一副闸把来确定故 障。 第七节 悍马牌有刷电动机控制器 悍马牌有刷电动机控制器以 PIC16C712 单片机为核心构成的智 能型有刷电动机控制器，具有 1： 1 助力功能。主要包括： 1、单片机 IC1 为单片机，具有智能处理功能；2、驱动电路 T3、 T2、 T1 为驱动放大电路； 3、输出电路 场效应晶体管 T4 为输出管。 场效应晶体管导通时，电动机加有电压，电动机旋转，输出力矩；场 效应晶体管截止时，电动机断电，电动机停转； 4、内部电源电路。 一、内部电源 蓄电池输出的 36V 电源通过钥匙开关接通控制电路电源。由 R1 限流， 7805 稳压输

39、出 5V 电压，为单片机、运算放大器、转把、助力 传感器等提供工作电源。 二、单片机 悍马牌电动自行车有刷电动机控制器以单片机为核心， 完成转速 调速、刹车断电、 1： 1 助力、电量显示输出、过流保护、欠压保护 等功能，控制电动自行车正常工作。 A、转把输出的转速信号送到单片机 迪脚，通过单片机处理， 从脚输出脉宽调制信号，通过 T3、T2、T1放大，控制场效应晶体 管 T4 的导通和截止。 B、闸把输出的刹车断电信号送到单片机 脚，经单片机处理 后从脚输出 低压电平， T4 场效应晶体管截止，电动机断电。 C、1: 1助力传感器输出信号送到 PIC16C712的脚，通过单 片机处理，从脚输

40、出的信号中加有助力信号，控制场效应晶体管 T4 驱动电动机输出力矩。 D、限速插头为控制器限速而设，接通限速，电动自行车车速不 高于 20km/h。 E、过流保护电路，由 Rs取样电阻，R10、R11、R12及IC2运 算放大器等构成。 RS 为取样电阻，产生反映电动机电流大小的取样 电压Vrs，经R10送到IC2运算放大器反相端；R11、R12对5V电 压分压作参考电压，加到运算放大器 IC2 同相端。正常工作时，电动 机电流小于过流值，Rs产生的取样电压Vrs小于同相端参考电压，IC2 输出给单片机脚高电平， 不影响单片机正常工作； 当电动机电流值 大于过流值时，取样电阻 Rs产生取样电压

41、时Vrs大于同相端参考电 压，IC2输出低电平加到IC1单片机脚，产生中断信号，IC1(9脚 输出低电平，电动机停电，保护电池、控制器和电动机 F、R3、R4、W 对 36V 电源进行取样，产生反映电源电压高低 的信号，送到单片机IC1的脚，作电量显示取样信号，同时也作 欠压保护电路取样信号。 IC1的、输出信号到仪表盘，显示电量高低； 当电量显示指示欠压时，同时产生信号使脚输出低电平，T4截止， 电动机断电，欠压保护电路动作。 G、时钟电路：由 XT1、C5、C6与IC1内部电路构成。XTi为 4MHz 晶振， C5、 C6 为振荡电容，共同产生 4MHz 振荡信号，作单 片机时钟脉冲。 三

42、、驱动电路 驱动电路由 T1、 T2、 T3、 R13、 R14、 R15、 R16、 R17、 R18、 D2 等元件组成。 IC1脚输出脉宽调制信号，经 R3加到T3基极，T3集电极接 T2基极，R14既是T3集电极负载电阻，又是 T2基极偏置电阻；T2 集电极接T1基极，R16既是T2集电极电阻，又是T1基极偏置电阻， D2是T2集电极负载。R18为T1发射极负载电阻，R15、R17对36V 电源分压为T1、T2供电，C12是其滤波电容。 当 IC1 脚输出高电平时， T3 饱和导通， T2 基极为低电平而截 止， T1 由基极偏置电阻 R 1 6提供电流而饱和导通， T1 发射极输出高 电平，加到 T4 栅极， T4 饱和导通，电源馈电给电动机。 当IC1脚输出低电平时，T3截止，T2由基极电阻R14提供偏 置电流而饱和导通，使 T1 基极为低电平而截止，同时 D2 二极管导 通，把 T4 栅极电荷泄放掉，使 T4 截止。 四、输出电路 输出电路由T4、D1、R3等组成。T4为N沟道绝缘栅型场效应 晶体管，D1为续流二极管。当T4栅极