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电动车无刷控制器原理图

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电动车的无刷控制电路原理图

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电动车无刷控制器原理图(mc33033) 2007/05/04 01:00 48V500W有刷电摩控制器电原理图 2007/05/15 17:13 几款有刷电动自行车控制器 2007/05/14 03:51 伟星有刷电机控制器 图片看不清者,可以右键另存为在本机上查看 一款带继电器的有刷电机控制器 ZKC3615MZ有刷电机控制器 新旭WMB型24V280W有刷电机控制器 电动车充电器原理及维修 常用电动车充电器根据电路结构可大致分为两种。 第一种是以uc3842驱动场效应管的单管开关电源,配合LM358双运放来实现三阶段充电方式。其电原理图和元件参数见 图表1    点击图片在新窗口查看清晰大图 图表1 工作原理:220v交流电经T0双向滤波抑制干扰,D1整流为脉动直流,再经C11滤波形成稳定的300V左右的直流电。U1 为TL3842脉宽调制集成电路。其5脚为电源负极,7脚为电源正极,6脚为脉冲输出直接驱动场效应管Q1(K1358) 3脚为最大电流限制,调整R25(2.5欧姆)的阻值可以调整充电器的最大电流。2脚为电压反馈,可以调节充电器的输出电压。4脚外接振荡电阻R1,和振荡电容C1。T1为高频脉冲变压器,其作用有三个。第一是把高压脉冲将压为低压脉冲。第二是起到隔离高压的作用,以防触电。第三是为uc3842提供工作电源。D4为高频整流管(16A60V)C10为低压滤波电容,D5为12V稳压二极管, U3(TL431)为精密基准电压源,配合U2(光耦合器4N35) 起到自动调节充电器电压的作用。调整w2(微调电阻)可以细调充电器的电压。D10是电源指示灯。D6为充电指示灯。 R27是电流取样电阻(0.1欧姆,5w)改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流(200-300 mA)通电开始时,C11上有300v左右电压。此电压一路经T1加载到Q1。第二路经R5,C8,C3, 达到U1的第7脚。强迫U1启动。U1的6脚输出方波脉冲,Q1工作,电流经R25到地。同时T1副线圈产生感应电压,经D3,R12给U1提供可靠电源。T1输出线圈的电压经D4,C10整流滤波得到稳定的电压。此电压一路经D7(D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用)给电池充电。第二路经R14,D5,C9, 为LM358(双运算放大器,1脚为电源地,8脚为电源正)及其外围电路提供12V工作电源。D9为LM358提供基准电压,经R26,R4分压达到LM358的第二脚和第5脚。正常充电时,R27上端有0.15-0.18V左右电压,此电压经R17加到LM358第三脚,从1脚送出高电压。此电压一路经R18,强迫Q2导通,D6(红灯)点亮,第二路注入LM358的6脚,7脚输出低电压,迫使Q3关断,D10(绿灯)熄灭,充电器进入恒流充电阶段。当电池电压上升到44.2V左右时,充电器进入恒压充电阶段,输出电压维持在44.2V左右,充电器进入恒压充电阶段,电流逐渐减小。当充电电流减小到200mA—300mA时,R27上端的电压下降,LM358的3脚电压低于2脚,1脚输出低电压,Q2关断,D6熄灭。同时7脚输出高电压,此电压一路使Q3导通,D10点亮。另一路经D8,W1到达反馈电路,使电压降低。充电器进入涓流充电阶段。1-2小时后充电结束。 充电器常见的故障有三大类: 1:高压故障 2;低压故障 3:高压,低压均有故障。 高压故障的主要现象是指示灯不亮,其特征有保险丝熔断,整流二极管D1击穿,电容C11鼓包或炸裂。Q1击穿,R25开路。U1的7脚对地短路。R5开路,U1无启动电压。更换以上元件即可修复。若U1的7脚有11V以上电压,8脚有5V电压,说明U1基本正常。应重点检测Q1和T1的引脚是否有虚焊。若连续击穿Q1,且Q1不发烫,一般是D2,C4失效,若是Q1击穿且发烫,一般是低压部分有漏电或短路,过大或UC3842的6脚输出脉冲波形不正常,Q1的开关损耗和发热量大增,导致Q1过热烧毁。高压故障的其他现象有指示灯闪烁,输出电压偏低且不稳定,一般是T1的引脚有虚焊,或者D3,R12开路,TL3842及其外围电路无工作电源。另有一种罕见的高压故障是输出电压偏高到120V以上,一般是U2失效,R13开路所致或U3击穿使U1的2脚电压拉低,6脚送出超宽脉冲。此时不能长时间通电,否则将严重烧毁低压电路。低压故障大部分是充电器与电池正负极接反,导致R27烧断,LM358击穿。其现象是红灯一直亮,绿灯不亮,输出电压低,或者输出电压接近0V,更换以上元件即可修复。另外W2因抖动,输出电压漂移,若输出电压偏高,电池会过充,严重失水,发烫,最终导致热失控,充爆电池。若输出电压偏低,会导致电池欠充。高低压电路均有故障时,通电前应首先全面检测所有的二极管,三极管,光耦合器4N35,场效应管,电解电容,集成电路,R25,R5,R12,R27,尤其是D4(16A60V,快恢复二极管),C10(63V,470UF)。避免盲目通电使故障范围进一步扩大。有一部分充电器输出端具有防反接,防短路等特殊功能。其实就是输出端多加一个继电器,在反接,短路的情况下继电器不工作,充电器无电压输出。还有一部分充电器也具有防反接,防短路的功能,其原理与前面介绍的不同,其低压电路的启动电压由被充电池提供,且接有一个二极管(防反接)。待电源正常启动后,就由充电器提供低压工作电源。 第二种充电器的控制芯片一般是以TL494为核心,推动2只13007高压三极管。配合LM324(4运算放大器),实现三阶段充电。见图表2    点击图片在新窗口查看清晰大图            220V交流电经D1-D4整流,C5滤波得到300V左右直流电。此电压给C4充电,经TF1高压绕组,TF2主绕组,V2等形成启动电流。TF2反馈绕组产生感应电压,使V1,V2轮流导通。因此在TF1低压供电绕组产生电压,经D9,D10整流,C8滤波,给TL494,LM324,V3,V4等供电。此时输出电压较低。TL494启动后其8脚,11脚轮流输出脉冲,推动V3,V4,经TF2反馈绕组激励V1,V2。使V1,V2,由自激状态转入受控状态。TF2输出绕组电压上升,此电压经R29,R26,R27分压后反馈给TL494的1脚(电压反馈)使输出电压稳定在41.2V上。R30是电流取样电阻,充电时R30产生压降。此电压经R11,R12反馈给TL494的15脚(电流反馈)使充电电流恒定在1.8A左右。另外充电电流在D20上产生压降,经R42到达LM324的3脚。使2脚输出高电压点亮充电灯,同时7脚输出低电压,浮充灯熄灭。充电器进入恒流充电阶段。而且7脚低电压拉低D19阳极的电压。使TL494的1脚电压降低,这将导致充电器最高输出电压达到44.8V。当电池电压上升至44.8V时,进入恒压阶段。当充电电流降低到0.3A—0.4A时LM324的3脚电压降低,1脚输出低电压,充电灯熄灭。同时7脚输出高电压,浮充灯点亮。而且7脚高电压抬高D19阳极的电压。使TL494的1脚电压上升,这将导致充电器输出电压降低到41.2V上。充电器进入浮充。 电动车充电器的设计 一、密封铅酸蓄电池的充电特性   电池充电通常要完成两个任务,首先是尽可能快地使电池恢复额定容量,另一是使用小电流充电,补充电池因自放电而损失的能量,以维持电池的额定容量。在充电过程中,铅酸电池负极板上的硫酸铅逐渐析出铅,正极板上的硫酸铅逐渐生成二氧化铅。当正负极板上的硫酸铅完全生成铅和二氧化铅后,电池开始发生过充电反应,产生氢气和氧气。这样,在非密封电池中,电解液中的水将逐渐减少。在密封铅酸蓄电池中,采用中等充电速率时,氢气和氧气能够重新化合为水。过充电开始的时间与充电的速率有关。当充电速率大于C/5时,电池容量恢复到额定容量的80%以前,即开始发生过充电反应。只有充电速率小于C/100,才能使电池在容量恢复到100%后,出现过充电反应。为了使电池容量恢复到100%,必须允许一定的过充电反应。过充电反应发生后,单格电池的电压迅速上升,达到一定数值后,上升速率减小,然后电池电压开始缓慢下降。由此可知,电池充足电后,维持电容容量的最佳方法就是在电池组两端加入恒定的电压。浮充电压下,充入的电流应能补充电池因自放电而失去的能量。浮充电压不能过高,以免因严重的过充电而缩短电池寿命。采用适当的浮充电压,密封铅酸蓄电池的寿命可达10年以上。实践证明,实际的浮充电压与规定的浮充电压相差5%时,免维护蓄电池的寿命将缩短一半。铅酸电池的电压具有负温度系数,其单格值为-4mV/℃。在环境温度为25℃时工作很理想的普通(无温度补偿)充电器,当环境温度降到0℃时,电池就不能充足电,当环境温度上升到50℃时,电池将因严重的过充电而缩短寿命。因此,为了保证在很宽的温度范围内,都能使电池刚好充足电,充电器的各种转换电压必须随电池电压的温度系数而变。 常见的几种充电模式为: 1. 限流恒压充电模式,其充电曲线和转换电压如图1所示。 2. 两阶段恒流充电模式,其充电曲线和转换电压如图2所示。 3. 恒流脉冲充电模式,其充电曲线和转换电压如图3所示。 此三种充电模式均为业界推荐采用,其各阶段充电电流间的转换,都分别受有温度补偿的转换电压Vmin(快充最低允许电压)、Vbik(快充终止电压)和Vflt(浮充电压)控制。国外已开发出多款具有上述功能的专用充电集成电路,如UC3906,bq2031等。     二、DB3616C电动自行车充电器的制作实例           目前国内市场上的电动自行车大多采用36V或24V密封铅酸蓄电池组,为了降低成本,与其相配套的充电器大多采用简化的恒流恒压模式,充电曲线见图4。此方案与图1相比,由于省却了补足充电阶段(即Vlk高电压恒压过充电阶段),故电池的容量只能恢复到额定容量的80%~90%,同时,其充电转换电压也没有温度补偿。在冬夏两季易出现充电不足或过充电现象。再者,由于串联电池组中各个电池的自放电率亦不尽相同,如果采用恒定的浮充电压,那么将影响单体电池的充电状态。           本充电机实例采用图3充电模式,原理图见图5。本机选用AC/DC谐振式高效变换器组件DBX6001,作为前级隔离降压。此组件效率高达92%以上。组件输出的60V直流电,由c、d端进入后级充电电路。后级功率元件采用低导通压降器件,考虑到便携性,本机采用小型化设计,内置自动小型风扇,整机体积为75mm×130mm×50mm。IC和Q1、L、D1等组成快速恒流充电系统。IC采用SG3842,R1、DZ1、C3、C4为IC的供电电路,R4、C6决定IC的振荡频率,C5、R3为补偿元件。刚开始充电时,电池电压较低,PC不导通(原理后述)。IC①脚被R3、R4拉到地电位,⑥脚输出约100kHz脉冲,通过R8加到Q1栅极,控制Q1通断。Q1导通期间,DBX6001③脚输出的充电电流,经储能电感L、外接电池E、Q1、R6到④脚。在给电池充电的同时,电感L也存储着能量,充电电流呈线性增大,并在R6上产生检测压降,经R5、C7传递到IC③脚。当③脚上的电压达到1.1V时,⑥脚关闭脉冲,Q1截止。此时电感L中的磁场能释放,所产生的电流继续向电池供电。D1为L提供续流通道。平均充电电流的大小由R6决定。电池充满后,PC导通,⑧脚输出的5V电压经PC加到R2上,①脚的电位高于2.5V时,⑥脚关闭输出,充电器停止充电。   DBM36为36V铅酸电池组专用充电检测与控制模块,内部有两种充电模式。   DBM36的工作原理是:   当电池电压接入DBM36②端时,工作于恒流脉冲充电模式,即②脚电位小于45V时,④脚输出高电位,光耦PC不导通,IC组成的充电电路开始工作,同时Q2导通,风扇FS得电工作。当电池电压逐渐升高,②脚电位达到45V时,触发器a翻转,④脚输出低电平,光耦PC初级流过电流,次级导通,IC①脚高于2.5V,⑥脚停止输出脉冲,Q2截止,充电器停止充电。同时风扇停转。随后电池电压逐渐下降,当电压下降到41.5V时,触发器a复位,④脚输出高电平,光耦PC截止,解除对IC的封锁,充电器重新输出电流。周而复始,充电的时间越来越短,电池电压由45V下降到41.5V的自放电时间越来越长,电量逐步恢复到100%。此种状态由充电指示灯LED充电时灭、停充时亮表现出来,而风扇的工作状态刚好与LED相反:充电时转动,停充时停转。R9、C10、DZ2组成DBM36的供电电路。   当电池电压接入③端时,DBM36工作于恒流恒压充电模式,开始时,充电器输出1.6A恒流连续对电池充电,当电池电压上升到45V时,DBM36③脚检测基准电压由45V自动切换到41.5V并保持不变,通过光耦PC的反馈,充电器则由恒流充电转换为恒压浮充充电状态。应当注意,如充电电流过大,使电池的温度显著增加,那么自放电电流可能会超过充电电流,温度的继续升高,使Vblk不断下降,将出现严重的过充电反应,影响电池的寿命。 另外,当工作于恒流恒压充电方式时,充电器应先接入电池,然后再接入220V市电。否则,充电器输出的45V电压会使DBM36误判,而直接切换到41.5恒压浮充状态,造成电池充电不足。用于对24V蓄电池组的充电测控,需用DBM24模块。                                 

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