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电动自行车无刷电机控制器
作者:电工大家阅读:594


电路电源

(1)、蓄电池组的24V电压通过C1滤波后,第一路为场效应管及其驱动电路供电;第二路通过R1加到三端稳压器IC5的供电端,经它稳压处理后从输出端输出15V电压,为IC1~IC4和相关电路供电。若15V电压不正常,IC工作就会不正常,造成电机运转不正常。

(2)、由电源电路产生的l5V电压加到IC1的⑰脚和⑱脚,为它内部的基准电压发生器、缓冲放大器等电路供电。它内部基准电压发生器产生的6.25V基准电压从⑧脚输出,为电机内的霍尔IC和转把内的霍尔IC供电,并为它内部的振荡器、PWM脉冲形成等电路供电。


PWM脉冲

(1)、IC1内的振荡器得到供电后,与⑩脚外接的定时元件R6、C4通过振荡产生锯齿波脉冲,该脉冲作为触发信号控制PWM脉冲形成电路(RS触发器)产生3个高端驱动脉冲和3个低端驱动脉冲。高端驱动脉冲从IC1的①脚、②脚、㉔脚输出,低端驱动脉冲从IC1的⑲脚、⑳脚、㉑脚输出,改变IC1输出的激励脉冲占空比就可调整电机转速。

(2)、当IC1的⑰脚和⑱脚有供电电压,而它的⑧脚无6.25V电压输出时就说明IC1损坏,电机不会转动。


驱动电路

该控制器的电机三相绕组驱动电路采用了三块半桥式功率放太器IC2、IC3、IC4。

(1)、由IC1的(②脚、㉑脚)、(①脚、⑳脚)、(㉔脚、⑲脚)输出的高端激励信号和低端激励信号经4049倒相放大,再通过IC2、IC3、IC4内的缓冲放大器放大,由半桥式功率放大后从⑤脚和⑦脚输出,再分别通过(R4、R9)、(R11、R13)、(R15、R17)驱动(VT1、VT2)、(VT3、VT4)、(VT5、VT6)轮流工作在开关状态。

(2)、为了确保高端和低端驱动管能够正常工作,IC2还为高端驱动管设置了自举升压型供电电路,该电路由IC2内部电路和VD1、C8构成,IC3、IC4同样有此电路。

(3)、若IC2、IC3、IC4异常会引起缺相,产生电机不能正常运转的故障,还会导致场效应管击穿,产生保险管熔断等故障。


相序控制

其电路由IC1内的转子定位解码器、电机内部的霍尔IC构成。

(1)、当IC1得到启动信号开始工作后,由它输出的驱动信号使电机旋转。电机旋转后,电机内的三个开关型霍尔元件产生的位置传感脉冲信号从IC1的④、⑤、⑥脚输入,通过定子定位解码器处理后就可确保IC1输出的激励信号相位的准确。

(2)、再通过驱动电路IC2、IC3、IC4放大后对VT1~VT6进行激励,使它们按顺序导通或截止,以便为电机内的3个绕组循环提供激励电流,使它们产生旋转磁场,驱动电机旋转。

(3)、若霍尔IC异常不能为IC1提供位置检测信号时,会产生不能旋转或旋转异常的故障。功率放大管VT1~VT6击穿会导致供电回路的保险管过流熔断,有时也会导致取样电阻R8损坏,甚至还会产生飞车故障。


调速控制

(1)、在旋转转把时,转把内的圆弧形永久磁铁开始转动,使霍尔IC输出的直流控制电压发生变化。当该电压使IC1第⑨脚输入的电压由低逐渐升高时,经IC1内部电路处理后使IC1输出的PWM脉冲占空比增大,致使VT1~VT6导通时间延长,为电机绕组提供的电流增大,电机的旋转速度加快,车速变快,实现了加速调整,反之则减速调整。

(2)、转把异常不能为IC1的⑨脚提供l~4V控制电压,会产生车速不能调整或调整范围小的故障。


刹车控制

(1)、当刹车开关K接通时,IC1的㉓脚电位变为低电平,被IC1内部电路检测处理后使它无激励脉冲输出,场效应管全部截止,电机停转,实现刹车控制。

(2)、若刹车控制电路异常会产生刹车功能失效的故障,也会产生电机不转或转速不正常的故障。


过流保护

为防止过流导致场效应管VT1~VT6过流损坏,设置了由IC1⑨脚内部电路和R8、R7、C5等元件构成的过流保护电路。

(1)、R8是过流取样电阻,它接在场效应管VT2、VT4、VT6的s极与地之间。由它对场效应管的D极电流进行取样,取样后的电压通过R7限流,C5滤波后加到IC1的⑨脚。当电机运转正常,R8产生的压降较小,通过R7为IC1第⑨脚提供的电压未达到保护电路动作阈值,不影响IC1的工作,控制器正常工作。

(2)、一旦电机运转不正常等原因导致场效应管过流,使R8两端的压降增大,通过R7使IC1第⑨脚电位达到过流保护电路动作的阈值后,IC1内的过流保护电路输出控制信号使IC1不再输出激励脉冲,场效应管VT1~VT6截止,电机停转,实现了过流保护。

(3)、若该电路异常:一是使IC1输出的调宽脉冲变窄,会引起车速变慢;二是使IC1无激励脉冲输出时,会引起电机不转;三是无过流保护功能,容易导致场效应管VT1~VT6过流损坏。


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