电动车控制器原理图解

. 电动车控制器原理图解 ;. . 单片机 PICl6F72 是目前电瓶车控制器主流控制芯片，配合2 只 74HC27(3 输入或非门电路)； 1 只 74HC04D(反相器)； 1 只 74HC08D(双输 入与门)和一片 LM358(双运放)，组成一款比较典型的无刷电瓶车控制 器， 具有 60°和 120°驱动模式自动切换功能， 其基本组成框图见图 l。 实物测绘原理图见图 2(图中数据除注明外，均为开锁停车状态数据)。 一、 电路简介与自检 开通电门锁， 48V 电瓶直流电经电门锁线输入到控制器， 一路经 R3、 R13、R4 等送入 U6 的③脚作电瓶欠压检测用，另一路送入U13、U14、 ;. . U15 输出+15V 和+5V 给 IC 和末级驱动供电。单片机PICl6F72 的⑨、⑩ 脚外接 16MHz 晶体，①脚外接 R13、C25 组成复位电路，电门锁开锁， 单片机得电工作后即进入初始化自检状态，它主要检测： 1．由 R3、R73、R4、R11、C2l 等组成的电池欠压检测电路(典型值 U6 的③脚输入 3.8V)。 2．由 R5、R6、U1 等组成的末级电流检测和过流保护电路(正常值 Ul 的⑦脚输出 0V，①脚输出约 3.6V)。 3．转把复位信号(正常值 U6 的⑥脚输入约 0.8V 的低电平)。 4．刹车复位信号(正常值 U6 的⑦脚输入 4.8V 高电平)。 5．电机霍尔元件检测到的无刷电机相位信号(正常时至少有一根霍 尔线输入为 4.1V，其他为 0V)。 自检后的状态由 LED2 显示结果，以下是参照值(具体显示与单片机 的程序设计有关)。 闪 l 停 l--自检正常通过 闪 2 停 l--欠压 闪 3 停 l--LM358 故障 闪 4 停 1--电机霍尔信号故障 ;. . 闪 5 停 l--下管故障 闪 6 停 l--上管故障 闪 7 停 1--过流保护 闪 8 停 l--刹车保护 闪 9 停 1--手把地线断开 闪 10 停 1--手把信号和手把电源线短路 闪 l 停 11--上电时手把信号未复位 若自检正常通过，当转动转把时， U6 根据转把输出电压的大小，将 相应脉冲宽度的载波信号与三路驱动上下管的换相导通信号混合， 从而 达到控制无刷电机速度的目的，不同的速度对应不同的电机电流， 同时 行驶速度与电机换相频率成正比。 电路中，末级功率管 V1 和 V2，V3 和 V4 分别为无刷电机 U 相的上、 下路驱动管； V5 和 V6， V7 和 V8 分别为无刷电机 V 相的上、 下路驱动管； V9 和 V10，Vll 和 V12 分别为无刷电机 W 相的上、下路驱动管。U2 为下 管驱动 IC，U4 为上管驱动 IC；U3、U5 为上、下管 R55、R56(康铜丝) 串接在末级功率管的地线上， 因而末级功率管的电流变化会在R55、 R56 上产生压降，所以由 R5、R6 和 Ul 等组成的电流检测电路可以随时检测 无刷电机电流的大小，避免过流损坏电机。由R3、R73、R4、R11、C21、 ;. . U6 等组成欠压保护电路，当蓄电池电压下降到设定值时，U6 即停止输 出，避免电池过度放电。此外U6 分别为模拟三相交流电的 6 组上下功 率管输入预先设定的换相信号，这6 组上、下功率管必须按严格顺序依 次导通和关闭，其次 U6 处理转把的调速电压并输出PWM(即脉冲宽度调 制)信号和 U6 输出的换相信号在后级电路中混合叠加输出控制电压， 去 分别控制 3 路上、下功率管的导通和截止。 二、 故障检修 在检修时，首先要排除短路故障，特别是末级功率管。在电门锁一 侧，可以断开电门锁插接件测电流，若为正常的约65mA 则说明控制器 前级无短路。 其次当无短路而电机不转时，要先检查初始化自检条件是否正常 (如前面所述)。 检查电机霍尔元件好坏的一种简单方法：打开电门锁，用不带阻尼 的指针式(下同)万用表交流 10V 挡分别测 U6 的?、 ?和?脚即电机霍尔的 w、 V 和 u 相的输入端， 用手慢慢转动电机轮， 如果看见表上的指针在 0～ 4V 左右摆动，则说明电机霍尔元件基本正常。 检查控制器前级是否正常的方法，先要控制器自检通过，观察 LED2 即自检灯看出正常与否，若 LED2 闪一次停一次，说明自检通过，否则 应检查自检灯指示的相关故障电路， 自检正常通过后， 月万用表交流 10V ;. . 挡测试 U6 的○26、○27 和○28 脚(即下管换相信号)，转动转把使电机 轮尽量旋转慢一点，若表针在O～4V 左右摆动，再测U6 的 23、24 和⑤ 脚(即上管换相信号)， 表针应在 O～2V 左右摆动。 然后测 U6 的 13 脚(即 PWM 输出脚)，此点电压随转把的转动而变化若为0V～4.8V，说明单片 机 U6 输出基本正常 。 电机电流检测和保护电路由电流取样电咀R5、R6 和 U1 等组成，当 无刷电机电流增大到使 Ul 的②脚电压大于③脚约O.23V 时，U1 的①脚 电压跳变至低电平， U6 的 21 脚变为低电平， 单片机进入过流保护状态。 影响控制器可靠性的因素影响控制器可靠性的因素: : 一.控制器的失效,从表现形式来看,有以下几种: 1、功率器件损坏; 2、控制器内部供电电源损坏; 3、控制器工作时断时续; 4、连接线磨损及接插件不良或脱落引起控制信号丢失. 二.针对以上失效形式起因分析如下: A、 功率器件的损坏,一般有以下几种可能:电机损坏引起的;功率器件本 身的质量差或选用等级不够引起的;器件安装或振动松动引起的;电机 过载引起的;功率器件驱动电路损坏或参数设计不合理引起的. B、 控制器内部电源的损坏,一般有以下几种可能:控制器内部电路短路; 外围控制部件短路;外部引线短路. C,控制器工作起来时断时续,一般有以下几种可能:器件本身在高温或 ;. . 低温环境下参数漂移;控制器总体设计功耗大导致某些器件局部温度过 高而使器件本身进入保护状态;接触不良. D、连接线磨损及接触插件接触不良或脱落,一般有以下几种可能:线材 选择不合理;对线材的保护不完备;接插件的选型不好;线束与接插件的 压接不牢. ▲控制器故障与检修 通过测量控制器连接部件或引线的电源电压或信号电压,可分析判断出 控制器的故障所在.以下是控制器常见故障的检查与排除方法. 一、有刷控制器没有输出 先检查闸把输出信号的高、低电位.如果捏闸把时,闸把信号有超过 4V 的电位变化,则可排除闸把故障.之后,按照有刷控制器常用芯片引脚功 能表,与测量出的主控芯片与逻辑芯片的电压值进行电路分析,并检查 各芯片外围器件(电阻、电容、二极管)的数值是否和元件表面的表识相 一致,检查出是外围器件或是集成电路出现故障.我们可以通过更换同 型号的器件来排除故障. 二、无刷控制器没有输出 无刷控制器电源与闸把的故障可以参考有刷控制器的故障排除方法予 以排除. 三、飞车 飞车故障一般是由MOS管击穿引起的,如果MOS管损坏,则可以通过更换 同型号的器件来排除故障. ;. . 四、有刷控制器部件的电源不正常 控制器内部电源一般采用三端稳压集成电器,一般用 7805、 7806、 78