電動(dòng)自行車電氣部分的四大部件是:電機(jī)、蓄電池,、充電器,、調(diào)速控制電路。而調(diào)速器則是用于控制120W有刷電動(dòng)輪轂,,是目前應(yīng)用較為廣泛的一種調(diào)速器,。其特點(diǎn)是:配合先進(jìn)的霍爾傳感器轉(zhuǎn)把進(jìn)行PWM脈寬調(diào)制調(diào)速,效率高,,運(yùn)行平穩(wěn),;完善的蓄電池放電監(jiān)控制保護(hù);完善的制動(dòng)保護(hù),,剎車制動(dòng)自動(dòng)斷電,;電路簡(jiǎn)單,維修方便,。該調(diào)速器所用元器件均為常規(guī)器件,,而且調(diào)試比較簡(jiǎn)單,非常適合電子愛好者自制,。 其整個(gè)電路由電源電路,、調(diào)寬脈沖產(chǎn)生電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,、蓄電池放電保護(hù)電路四部分組成,。主要功能一是調(diào)節(jié)速度,二是對(duì)蓄電池放電進(jìn)行監(jiān)控,。見下圖,。
電源電路由U2(LM317)、R4,、R5,、D2等元件組成,從36V蓄電池得到+12.8V和-2.0V電壓,,給控制電路供電,。正電源VCC=1.25(R4+R5)/R5-2.0=12.8V,負(fù)電源由2V穩(wěn)壓管D2得到,。調(diào)節(jié)R4或R5,,可校準(zhǔn)+12.8V電源。 調(diào)寬脈沖產(chǎn)生電路以脈寬調(diào)制器TIA94為核心組成,。R3,、C3與內(nèi)部電路嚴(yán)生振蕩,頻率為1/(0.817R3C3+1.42×10的-6次方)=12kHz,。H是速度控制轉(zhuǎn)把,,其實(shí)質(zhì)是一個(gè)霍爾傳感器,。當(dāng)轉(zhuǎn)把由松開到旋緊時(shí),,其輸出端可得到4.1V~0.9V的電壓。該電壓經(jīng)D3與負(fù)電源VEE疊加后,送到TLA94的死區(qū)控制端④腳,,控制TLA94內(nèi)部的PWM比較器,,在⑩腳得到調(diào)寬脈沖輸出。由TLA94內(nèi)部電壓越低,,⑩腳輸出的調(diào)寬脈沖高電平部分越寬,,電機(jī)轉(zhuǎn)速越高。 用TLA94的死區(qū)控制端④腳作為PWM的調(diào)寬控制端,、是該電路的一個(gè)顯示著特點(diǎn),,不同于TLA94的常規(guī)應(yīng)用。常規(guī)應(yīng)用中,,④腳一般用作各種保護(hù)信號(hào)的輸入端,、是該電路的一個(gè)顯著特點(diǎn),不同于TL494的常規(guī)應(yīng)用,。常規(guī)應(yīng)用中,,④腳一般用作各種保護(hù)信號(hào)的輸入端。由于TLA94的④腳控制的比較器有一個(gè)0.2V基準(zhǔn)電壓,,為了得到近100%的最大占空比輸出,,④腳必須接一負(fù)電壓。這就是設(shè)置負(fù)電源VEE的原因,。 改變R13,,可使霍爾調(diào)速轉(zhuǎn)把松開時(shí)電機(jī)剛好停轉(zhuǎn),而旋緊時(shí)又能獲得最高轉(zhuǎn)速,。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由三極管Tl,、T2、T3,、T4等元件組成,。電機(jī)MOT為120W稀釷永磁有刷直流電機(jī),只有電樞繞組,、無勵(lì)磁繞組,。TLA9410腳輸出的調(diào)寬脈沖,經(jīng)T2跟隨放大后驅(qū)動(dòng)NMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管Tl(IRF540),。10腳調(diào)寬脈沖高電平部分越寬,,則Tl導(dǎo)通時(shí)間越長,轉(zhuǎn)速越高,。Dl是電機(jī)續(xù)流二極管,,防止Tl因過高的感應(yīng)電壓而擊穿。T3,、T4,、R2組成有源泄放電路,加速Tl的截止過程,對(duì)降低Tl功耗有著十分重要的作用,。 蓄電池放電監(jiān)控電路由R8,、R9、Rl0,、D4等元件組成,。TIA94內(nèi)部的運(yùn)放1用作蓄電池放電監(jiān)控保護(hù),防止蓄電池過放電,。+5V基準(zhǔn)電壓由R8,、R9分壓,加到TIA94內(nèi)部運(yùn)放1的同相輸入端①腳,。蓄電池電壓由R6,、R7、RW1分壓,,加到TLA94內(nèi)部運(yùn)放1的反相輸入端②腳,。當(dāng)蓄電池放電壓到31.5V(這是蓄電池限定的最低放電電壓)時(shí),①腳電位高于②腳,,TLA94的③腳輸出高電平,,二極管D4導(dǎo)通,鎖定該狀態(tài),。此時(shí)TIA94內(nèi)部調(diào)寬脈沖輸出管截止并使三極管Tl,、T2截止、電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),、蓄電池停止放電進(jìn)入保護(hù)狀此時(shí)發(fā)光二極管D6點(diǎn)亮,、指示欠壓狀態(tài)。RW1用于設(shè)定電池欠壓保護(hù)點(diǎn)電壓,。 當(dāng)剎車制動(dòng)時(shí),,前剎或后剎開關(guān)接通,5V電壓加到TL494的死區(qū)控制端④腳使10腳無調(diào)寬脈沖輸出,,Tl截止,,電機(jī)停轉(zhuǎn),實(shí)施制動(dòng)保護(hù),。 上圖所示為印制電路板,,外形尺寸52×73.5平方毫米。元件排列見下圖,。 說明:接插件Pl,、P2、P3,、P4電路圖中沒有明確標(biāo)示,,其中Pl接欠壓指示燈D6,,P2接剎車制動(dòng)開關(guān),P3接霍爾傳感器轉(zhuǎn)把,,P4接蓄電池和電機(jī)。另外,,電機(jī)續(xù)流二極管Dl,、NMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管Tl焊接在印制電路板的焊接面,并用60×80×2立方毫米的鋁板壓緊,、作散熱和固定用,。
元器件參數(shù)選取見下表。需要特別說明的是,,電機(jī)續(xù)流二極管Dl要選用肖特基二極管,,不能用普通快恢復(fù)二極管,。否則會(huì)產(chǎn)生很大的導(dǎo)通損耗,、發(fā)熱嚴(yán)重。
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