电动自行车有刷直流电机控制器制造技术

一种电动自行车有刷直流电机控制器，包括：电压变换电路输入接调速把及左右刹把开关，输出接ＰＷＭ产生器的输入；ＰＷＭ产生器的输出接电子开关的输入，电子开关输出接车的电机控制端，其电流输出信号经限流比较器反馈回电压变换电路的一输入端；电机输出经限速启动输出到ＰＷＭ产生器的关断端；外接电源开关的电量显示欠压控制输出接ＰＷＭ产生器的一关断端；ＰＷＭ产生器输出的脉冲信号经分频器分别接尾灯、电子铃、夜灯控制单元。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种电动自行车有刷直流电机控制器。电动自行车是近年来发展起来的一种新型环保型产品，是低噪音、无污染的绿色交通工具。作为电动自行车的四大主要电器部件(电机、电池、控制器、充电器)之一的控制器，可谓电动自行车的心脏。现有电动自行车控制器一般都是对车启动、车速调节等实行简单控制，其缺陷是功能比较单一，使用范围有一定的局限。本技术的目的是提供一种电动自行车有刷直流电机控制器，其采用数字电路，电路简单，可有效地对小于240W的有刷直流低速电机进行无级调速控制、限流启动控制，刹车断电及刹车尾灯闪烁控制、音响控制，夜灯控制、电池盒内低温检测及加热控制、电池电量的监控显示及欠压断电控制，同时具有电机短路、电池短路保护等。为实现上述目的，本技术采取以下设计方案这种电动自行车有刷直流电机控制器由电压变换电路单元、PWM(脉宽调制)产生器、电子开关、限速启动电路单元、电量显示电路单元构成；电压变换电路单元的输入外接电动自行车的调速把及左、右刹把开关，其输出端接PWM产生器的输入端；PWM产生器的输出接电子开关的输入，电子开关输出接电动自行车的直流电机的控制端，电子开关的取样电阻输出的电流信号经限流比较器反馈回电压变换电路单元的一输入端；电动自行车的直流电机输出经限速启动电路单元的比较器输出到PWM产生器的关断端；外接电源开关的电量显示电路单元欠压控制输出端接PWM产生器的一关断端；PWM产生器输出的脉冲信号经分频器分别接尾灯、电子铃、夜灯控制单元。为扩大电动自行车的使用范围，其还包括一电池温度检测及加温控制电路单元装置，电池装置中的温度传感器接电池温度检测及加温控制电路单元的输入，电池温度检测及加温控制电路单元输出接加热元件。为使结构紧凑合理，本技术的电子开关、限速启动、电池温度检测及加温控制电路单元装在第二电路板上而置于电动自行车的能防尘防水电池盒塑料座内，其它电路装在第一电路板上置于带夜灯的密封塑料盒内，固定在电动自行车横把中间位置上，上述两部分电路板通过六芯电缆联接。以下结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术控制原理方框图图2-A、2-B为本技术电路原理图如图1，本技术电动自行车有刷直流电机控制器由电压变换电路单元1、PWM(脉宽调制)产生器2、电子开关4、限速启动电路单元5、电量显示电路单元6构成；电压变换电路单元1的输入外接电动自行车的调速把7及左、右刹把开关8、9，其输出端接PWM产生器2的输入端；PWM产生器的输出接电子开关4的输入，电子开关4输出接电动自行车的直流电机10的控制端，电子开关的取样电阻输出电流信号经限流比较器3反馈回电压变换电路单元的一输入端；电动自行车的直流电机10输出经限速启动电路单元5的比较器输出到PWM产生器的关断端；外接电源开关12的电量显示电路单元6欠压控制输出端接PWM产生器的一关断端；PWM产生器输出的脉冲信号经分频器13分别接尾灯、电子铃、夜灯控制单元14、15、16，稳压单元11为电路提供+5V电源。本技术还包括一电池温度检测及加温控制电路单元装置17，电池装置18中的温度传感器接电池温度检测及加温控制电路单元的输入，电池温度检测及加温控制电路单元输出接加热元件。为使结构紧凑合理，可将本技术的电子开关、限速启动、电池温度检测及加温控制电路单元装在第二电路板上而置于电动自行车的能防尘防水电池盒塑料座内，其它电路装在第一电路板上置于带夜灯的密封塑料盒内，固定在电动自行车横把中间位置上，上述两部分电路板通过六芯电缆联接。参见图2-A、2-B，本技术工作原理如下1、调速电动自行车的调速把输出2.67-3.5V电压经CZ1的2#端、D1、R1送到电压变换电路单元的比较器U1变换成0.6-3.7V电压，由U1/LM358的端子7输出，送到PWM(脉宽调制)产生器U2/SG3524的端子2，由U2产生脉宽为0-43.8μS的脉宽调制信号，由U2/SG3524的端子11、14输出，经R12、C6、CZ3的2#端直接驱动电子开关BG3，当电子开关BG3导通时，直流电机M两端加上直流36V电压，电机转动。在一个脉冲周期(43.8μS)内，电机导电时间长短由脉宽大小决定，从而实现了改变调速把的旋转角度→改变调速把的输出电压→改变脉冲宽度→改变电机导电时间→改变电机转动速度，达到了调速目的。WR1为最高速度调整电阻，WR2为启动角(电机开始转动时对应调速把初始最小角度)调整电阻。2、限流当电机堵转或由于过载，工作电流增大到10A时，从电子开关的取样电阻R30上取出0.1V电压，经CZ3的3#端、R6加到比较器U1/LM358的反相输入端子2，使限流比较器的正相输入端子3的电压低于端子2的电压，限流比较器输出端子1由原来输出为“1”变成为“0”，由D3箝位，将调速控制信号输入端U1/LM358的端子5接地，电压变换电路U1/LM358端子7输出为0伏，PWM产生器输出脉冲宽宽为0μS，故使电子开关关闭，电机停止工作，工作电流下降为0A。当工作电流降为0A时，取样电阻R30上压降为0V。使限流比较器输出端子1由“0”又变成“1”，又打开电压变换电路的调速控制信号输入端，通过这种很强的负反馈控制，将电流限制在10A。WR3为限流值调整电阻。3、限速启动当电机不转时，电机正负极线间无有感应电压，限速启动电路中的比较器U7/LM393的端子5上电压高于端子6上电压，LM393的输出端端子7出电压为“1”，经CZ2的1#端、R11加到PWM产生器U2/SG3524的关断端端子10，SG3524的端子11、14输出脉冲的宽度为0μS，即关闭了电子开关，此时调速不起作用。当人为推动或脚踏使车轮转动时，只要电机随之转动时速在3km/H以上情况下，电机正负极线间的感应电压经C13、C14、D9在R35上获得压降，使限流启动比较器U7/LM393的端子6上电压高于端子5上电压，U7/LM393的输出端端子7输出电压为0V，打开PWM产生电路，此时转动调速把可实现调速目的。R35为限速调整电阻，U6为稳压块78L05，为U7提供+5V电源。4、电量显示接通电源开关后，当电池电压＞35V时，电量显示电路中的比较器U3/LM324的输入端端子3上电压低于端子2上电压，U3/LM324的输出端端子1输出为0V，LED1(红1)亮，同样LM324的输入端端子12上电压低于端子13上电压，LM324的输出端端子14输出为0V，LED2(红2)亮，LM324的输入端端子10上电压高于端子9上电压，LM324的输出端端子8输出电压为“1”，LED3(绿)不亮。当电源电压下降到低于35V而大于33V时，U3/LM324的输入端端子3上电压高于端子2上电压，LM324输出端端子1输出为“1”，LED1(红1)不亮，当电源电压继续下降到低于33V而大于31.5V时，U3/LM324的端子12上电压高于端子13上电压，LM324的输出端端子14输出为“1”，LED2(红2)受分频器U4/CD 4060的端子3的1.4HZ脉冲控制断续亮(闪烁)。当电源电压低于31.5V时，LM324的输入端端子10上电压低于端子9上电压，LM324的输出端端子8输出为“0”，LE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动自行车有刷直流电机控制器，其特征在于：它由电压变换电路单元、ＰＷＭ脉宽调制产生器、电子开关、限速启动电路单元、电量显示电路单元构成；电压变换电路单元的输入外接电动自行车的调速把及左、右刹把开关，其输出端接ＰＷＭ产生器的输入端； ＰＷＭ产生器的输出接电子开关的输入，电子开关输出接电动自行车的直流电机的控制端，电子开关的取样电阻输出信号经限流比较器反馈回电压变换电路单元的一输入端；电动自行车的直流电机输出经限速启动电路单元的比较器输出到ＰＷＭ产生器的关断端； 外接电源开关的电量显示电路单元欠压控制输出端接ＰＷＭ产生器的一关断端；ＰＷＭ产生器输出的脉冲信号经分频器分别接尾灯、电子铃、夜灯控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种电动自行车有刷直流电机控制器，其特征在于它由电压变换电路单元、PWM脉宽调制产生器、电子开关、限速启动电路单元、电量显示电路单元构成；电压变换电路单元的输入外接电动自行车的调速把及左、右刹把开关，其输出端接PWM产生器的输入端；PWM产生器的输出接电子开关的输入，电子开关输出接电动自行车的直流电机的控制端，电子开关的取样电阻输出信号经限流比较器反馈回电压变换电路单元的一输入端；电动自行车的直流电机输出经限速启动电路单元的比较器输出到PWM产生器的关断端；外接电源开关的电量显示电路单元欠压控制输出端接PWM产生器的一关断端；PWM产生器输出的脉冲信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷秀山，刘世勋，郭景滨，
申请(专利权)人：北京鑫科鸿科技开发有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]