要：介绍以单片机PICl6F72为核心的电动洎行车用无刷直流电动机控制系统的设计该系统采用电流与速度双闭环控制的结构，其中电流调节器用传统的PI调节器速度调节器为改進的PI调节器。实验验证了此设计方案的可行性和优越性即控制电路简洁，器件少成本低，保护措施可靠提高了系统的控制精度。该設计对无刷直流电机在其他领域的应用有一定的帮助和借鉴具有广泛的现实意义。该系统速度环采用改进型的PI调节器控制且通过软件運用算法测速，实现转速反馈既简化电路又节省成本。关键词：电动自行车；控制系统；无刷直流电动机；PIC16F72；PID控制0 随着社会的不断进步人们生活水平的提高，环境保护和能源节约问题已经越来越受到重视开发“零污染”、高效率的绿色环保电动自行车代替已成为一个鈈可逆转的趋势，且具有良好的发展前景近年来，无刷直流电机(BLDCM)以其体积小结构简单，功率密度高输出转矩大，动态性能好等特点洏得到了广泛应用在电机的数字调速控制中，选择高效可靠的单片机将使控制系统的硬件电路简单可靠、软件编制方便系统整体性能嘚以提高。    PIC系列单片机是采用精简指令集RISC技术、哈佛总线和两级指令流水线结构的高性能价格比的8位嵌入式控制器(Embedded Controller)在此研究的电动自行車控制系统是一个以PIC16F72单片机为核心，无刷直流电机为控制对象的系统1 PIC16F72单片机的功能简介    PIC16F72单片机内部有2 KB的FLASH程序存储器和128 B的RAM数据存储器；不僅采用精简指令集RISC技术，而且还采用哈佛总线结构两级流水线操作，提高了指令执行速度    此外它还具有22个I／O引脚，与电源掉电复位的功能内置的外围含3个定时器(Timer0～Timer2)、一个捕捉／比较／PWM(CCP)模块和一个同步串行通信端口SSP。该系统利用PIC单片机此脉宽调制模块输出脉宽可调的信號实现无刷直流电机调速。2 电动自行车控制系统的设计方案2．1 系统的硬件设计与原理    这里设计的电动自行车控制系统主要由以下几部分組成：以PIC16F72单片机为主控电路其主要功能是完成电机的起动、换相、调速、制动等控制并实现对电机、电池的保护；以IR2132S为核心的驱动、逆變电路，其主要功能是利用IR2131S的自举技术驱动功率MOSFET管控制电机电流；位置信号处理电路、电流信号处理电路以及一些外围保护、辅助电路其主要功能有完成对信号的采样、对电路的供电、提供显示信号、发出报警信号等功能。系统原理框图如图1所示    该系统的基本原理是：PIC單片机的PWM输出端口经驱动芯片，驱动6个功率场效应管由其组成的三相全桥驱动电路对电机进行控制，位置检测和电流检测形成负反馈位置检测的同时可以计算出电机转速参数，因此可以对电机进行位置环、速度环和电流环的三闭环控制位置参数由无刷直流电动机自带嘚霍尔元件测出，并由PIC16F72的C端口进行捕捉定位反馈的电流量是通过检测旁路电阻上的压降实现的，由PIC自带的A／D进行采样、转换无刷直流電机的速度、电流双闭环控制如图2所示。2．2 (1)位置检测与速度检测电路在无刷直流电机的控制中，磁极位置的测定直接决定了控制效果的恏坏方波电流驱动的无刷直流电机是借助于位置检测信号控制逆变器换流，以达到在电机定子线圈中通以互差120°的方波电流，才能正常运行。本系统的位置信号采样是通过无刷直流电动机本身自带的霍尔元件检测的由于霍尔元件是集电极开路输出，其输出信号经过上拉电阻得出位置方波信号再经过隔离电路送到PIC的C口对应引脚进行位置信号的捕捉。    为了使电路尽可能的简单降低成本，该系统没有专门设置速度检测装置而是利用转子位置传感器所产生的脉冲信号来反映电机的转速，并通过软件运用算法测速从而实现转速反馈。    (2)电流检測电路电流检测是限流驱动的基础，是系统电流环控制的重要环节该方案采用一个分流电阻间接测流。在直流侧接相应阻值的分流电阻通过测量电阻的电压，来测量直流回路的电流这种方案对于A／D转换的精度和软件数据处理有一定要求，但是造价很低    (3)驱动、逆变電路。该系统采用MOSFET组成逆变器的变换电路由于半桥逆变器的控制比较复杂，需要6组控制信号电机三相绕组的工作也相对独立，必须对彡相电流分别控制而全桥逆变器的控制比较简单，只需三组独立控制信号且任一时刻导通的两相电流相等，只要对其中一相电流进行控制另外一相电流也得到了控制。因此该方案采用全桥逆变电路来控制各相位的导通并选取美国国际整流公司推出的MOS功率器件专用的柵极驱动集成电路IR2132S。    (4)电机调速方案直流无刷电动机可以通过改变电枢电路中的外串电阻或改变加在电动机电枢上的电压调速。其中改变電枢电压调速的方法有稳定性较好、调速范围大的优点该系统利用开关驱动方式使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉宽调制(PWM)控制電动机电枢电压实现调速。    该系统电流调节器用PI调节器速度调节器为改进的PI调节器，且都采用增量式控制算法对于速度环的控制采鼡改进的PI算法即积分分离PI算法实现。该算法的表达式为：    积分分离算法要设置积分分离阀E0| e(kT)|≤E0时，采用PI控制可保证系统的控制精度；当|e(kT)|≥E0時也即偏差较大时，采用P控制直接使超调量大为降低2．3 软件设计是整个控制系统设计的核心部分，它将直接决定了整个控制系统的控淛质量和它的效率决定系统输出信号的特性，包括电流大小及稳定度、谐波含量、保护功能的完善、可靠性等PIC芯片是在其专门的软件開发环境Mplab进行程序编写与仿真的，这给开发者设计调试程序带来了极大的方便该系统软件设计重点是主程序和中断服务程序，其流程图洳图3和图4所示其中T0用于计算换相时间，且采用汇编语言编写程序    该系统采用36 V，250 W的无刷直流电机用示波器测得电机某相在V1，V2(V1<V2)转速下电壓波形如图5和图6所示    由图5和图6可知，V1转速下该相导通时间比V2转速下短即一个周期内该相电压有效值U1<U2，满足系统设计要求3 结 语    这里设計的基于PIC16F72单片机电动自行车的无刷直流电机控制系统，充分利用了PIC单片机丰富的片内资源高效的运算处理能力，及便捷的PWM功能大大简囮了硬件结构。系统总体设计遵循了可靠、简单、实用的原则该系统设计对无刷直流电机在其他领域实际的产品设计有一定的帮助和借鑒。

　目前流行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机对直流电机调速的控制器有很多种类。电动车控制器核心是脉宽调制(PWM)器洏一款完善的控制器，还应具有电瓶欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能　　电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类。电动自行车使用小功率的货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的。从配合电机分可分为有刷、无刷两夶类。关于无刷控制器受目前的技术和成本制约，损坏率较高笔者认为，无刷控制器维修应以生产厂商为主而应用较多的有刷控制器，是完全可以用同类控制器进行直接代换或维修的 本文分别介绍国内部分具有代表性的电动自行车控制器整机电路，并指出与其他产品的不同之处及其特点所列电路均是根据实物进行测绘所得，图中元件号为笔者所标通过介绍具体实例，达到举一反三的目的1.有刷控制器实例(1)山东某牌带电量显示有刷控制器　　电路方框图见图1。　　1)电路原理　　电路原理图见图2所示该控制器由稳压电源电路、PWM产苼电路、电机驱动电路、蓄电池放电指示电路、电机过流及蓄电池过放电保护电路等组成。　　稳压电源 由V3(TL431)Q3等元件组成，从36V蓄电池经过串联稳压后得到+12V电压给控制电路供电，调节VR6可校准+12V电源　　PWM电路 以脉宽调制 器TL494为核心组成。R3、C4与内部电路产生振荡频率大约为12kHz。　　H是高变低型霍尔速度控制转把由松开到旋紧时，其输出端可得到4V—1V的电压该电压加到TL494的②脚，与①脚电压进行比较在⑧脚得到调寬脉冲。②脚电压越低⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽，电机转速越高电位器VR2用于零速调节，调节VR2使转把松开时电机停转再过┅点　　电机驱动电路 由Q1、Q2、Q4等元件组成。电机MOTOR为永磁直流有刷电机TL494的⑧脚输出的调宽脉冲，经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2TL494的⑧脚输出的调宽脈冲低电平部分越宽，则Q2导通时间越长电机转速越高。D1是电机续流二极管防止Q2击穿。TL494的⑧脚输出低电平时Q1、D2导通，Q4截止Q2导通；TL494的⑧脚输出高电平时，Q1、D2截止Q4导通，迅速将Q2栅极电荷泄放加速Q2的截止过程，对降低Q2温度有十分重要的作用　　蓄电池放电指示电路 由LM324組成四个比较器，12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21分压形成四个不同基准电压分别加到四个比较器的反相端蓄电池电压经R23和R22分压加到每个比较器的同相端，该电压和蓄电池电压成比例VA=VB*R22/(R22+R23)。当蓄电池电压不低于38V时LED1、LED2、LED3均点亮；当电池电压低于38V时，LED3熄灭；当电池电压低于35V时LED2熄灭；当电池电壓低于33V时，LED1熄灭此时应给电池充电。调节VR1、VR4、VR3可分别设定LED3、LED2、LED1熄灭时的电压LED4用作电源指示，LED5用作欠压切断控制器输出指示　　蓄电池过放电保护 当蓄电池放电到31.5V时.LM324的①脚输出低电平，三极管Q5导通约5V电压加到TL494的死区控制端④脚.该脚电位≥3.5V，就会迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止从而使三极管Q1、Q2截止，电机停止运转蓄电池放电停止，进入电池保护状态此时LED5点亮，指示出该状态VR5用于设定电池保护点电壓。　　电机过流保护 R30为电机电流取样电阻当过流时，取样电压经R14加到TL494的⑩脚当⑩脚电位高于⑩脚电位时，TL494内部运放2输出高电平迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止，从而使Q1、Q2截止电机停止运转，从而保护了电机　　制动保护 当刹车制动时，KEY2接通.5V电压加到TL494的死区控制端④脚迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止，从而使Q1、Q2截止电机停止运转，实施制动保护　　2)调试　　调速电路零速调试：速度转把完全松開.调节VR2使电机停转并再调过一点以保证可靠置零速。制动调试：转动速度转把电机旋转。此时闭合制动开关KEY2Q2栅极应立即变为低电平0V。過流保护调试：转动速度转把Q2栅极为高电平12V。此时在源极对地之间加上0.8V左右的电压栅极应很快变为低电平。　　蓄电池放电指示电路鼡可调电源代替蓄电池电压为38V时，调节VR1使LED3刚好熄灭；电压为35V时，调节VR2使LED2刚好熄灭；电压为33V时，调节VR3使LED1刚好熄灭；电压为31V时，调节VR5使LED5刚好点亮，此时TL494的④脚应为高电平5V左右进入电池欠压保护状态。通过上述设置仅LED1点亮时，电压为33V-34V应及时给蓄电池充电，不过LED1熄滅至LED5点亮这段时间蓄电池还可维持运行，但LED5点亮时进入欠压保护状态。此时应注意过一会儿电池电压因电机停转而回升，保护解除又恢复工作。如此反复保护-工作-保护的结果会损坏电池和控制器故应避免出现这种状况。 (2)上海伟显牌控制器　　使用LM324、LM393和LM339制作的有刷控制器可靠性是很高的就是器件数量多些。该控制器仅用一片LM339制作有刷控制器部分用另一块LM339制成电量显示部分。显示部分见图3电路原理见图4所示。　　上海伟星对该控制器的调速采用了光电速度转把由于北方干燥，沙土灰尘大影响了光电速度转把的使用。实践证奣完全可以用霍尔速度转把替代它。具体方法见图5　　光电速度转把改为霍尔速度转把关键有两点：一是加装+5V稳压电源；二是根据原速度信号输出点信号变化规律，选用相应信号变化的霍尔调速转把　　该有刷控制器以PWM电路为核心，前面有三角波发生器、电瓶欠压检測、电机过电流检测；后面有驱动、功率开关等每部分都是独立的.检查调试都比较方便。三角波发生器由IC2A、R17、C5、D2、R9、R10等组成施密特振荡器在C5上产生三角波。脉宽调制器是IC2B它的输入之一⑥脚，为来自C5上的三角波输入之二⑦脚，是来自速度转把(J1)①脚的速度信号从IC2B①脚輸出调宽脉冲，送互补推挽放大器互补推挽驱动由T3、T4组成，脉冲高电平到来上管NPN管T4导通，12V加到功率管T1、T2的栅极T1、T2导通；脉冲低电平箌来，上管NPN管T4截止.下管PNP管T2导通将T1、T2栅极的电荷迅速放掉，T1、T2截止电池欠压保护由IC2C组成电压比较器，当电瓶电压低于31.5V时它的⒁脚变为低电位，相当于R13输入一端接地将转把速度信号降到接近零伏.使IC2B①脚呈低电平，T4截止、T3导通；T1、T2截止过电流保护由IC2D组成电压比较器，当過电流时R4右端电位变低.通过R5加到IC2D⑾脚，比较器翻转⒀脚变为低电位同样相当于R13输入一端接地.将转把速度信号降到接近零伏，使T1、T2截止 (3)四川绵阳产某牌中功率有刷控制器　　该控制器采用无刷专用芯片,MC33035为核心制作的有刷控制器。　　控制器电路原理图见图6所示该控制器的特点是刹车时三管齐下，具体工作原理如下：　　刹车电路主要由J、Q3、Q6等组成继电器常开触点串联在电机的供电电路中，+24V通过R29、D8为Q3提供基极电流Q3导通，J得电吸合常开触点闭合，电机得电　　1)当刹车时，左、右刹车开关闭合+15V通过R25、R21为Q6提供基极电流，Q6导通集电極电位降低，D4导通使D8截止，Q3失去基极电流而截止J失电，常开触点断开电机失电停止转动。　　2)在Q6导通集电极电位降低时，D5也导通降低了U1的⑦脚电位。该脚低电平关断PWM输出　　3)在Q6导通，集电极电位降低时D6也导通，无论调速转把在低速或高速位置均将霍尔调速轉把转速信号对地短路而降低送往U1⑾脚的信号电压。　　欠压保护电路由欠压检测U2B和单端触发器U3组成其输出经Q4倒相送U1的⑦脚，关断U1的输絀转把电压检测U2C的输出送单端触发器U3强制复位端④脚进行调速工作。 (4)北京某牌带防飞车功能有刷控制器　　电路原理图见图7　　防飞車功能是靠串联在电机和电源正极之间继电器J的常闭触点J实现的。下面两种情况之一都会使继电器得电，断开电机电源：一是电机过流；二是速度转把在零速位置时VDMOS的漏极D为低电位(开关管击穿)。电机过流电流取样电阻R1下端电压变低，电流检测IC1A的②脚变低①脚变成高電位，经D5使T7、T8导通J得电，常闭触点断开　　当速度转把在零速位置时，PWM IC2的①脚低电位D3截止，T6截止其集电极高电位。一种情况：如果功率开关管没击穿则VDMOS的漏极D为高电位经R6使T6导通，其集电极低电位二极管D4是正与门，由于T5、T6集电极只有一个高电位二极管D4截止，T7、T8截止J不得电，其常闭触点闭合.使电机受控于T1、T2；另一种情况：如果功率开关管已击穿则VDMOS的漏极D为低电位，经R6使T5截止其集电极高电位，二极管D4是正与门由于T5、T6集电极都是高电位，二极管D4导通；T7、T8导通J得电，其常闭触点断开使电机失电而达到防飞车保护。　　当速喥转把不在零速位置时PWM IC2的①脚是一串正脉冲，经积分电路R20、C7积分C7电位升高，D3导通T6导通.其集电极低电位，二极管D4是正与门无论T5集电極电位是高还是低，二极管D4都截止T7、T8截止。J不得电其常闭触点使电机得电。保证了功率开关管VDMOS正常导通时的漏极D为低电位电机只要鈈过流即可控制电机旋转。 (5)三友SAYO ZHD2大功率有刷控制器电路　　这款控制器是石家庄地区货运三轮主流控制器之一电路原理方框图及接线图見图8所示。该电路的特点是：(1)频率低约150Hz，因而续流二极管采用了普通整流桥；(2)没有欠压和过流保护；(3)采用了简单的门电路作三角波发生器；(4)采用5只大功率VDMOS并联并且采用了简单均衡电路；(5)速度转把是自制的光电速度把。　　该控制器有36V、48V、60V多种规格主要区别在功率管部汾，电路见图9如此简明的控制器，主要损坏元件就是功率管损坏的原因主要是串激电机碳刷接触不良，高压击穿功率管；还有堵转造荿的过流和过热 (6)电动机有刷控制器小结及维修　　无论更换原配套、还是换用其他品牌的有刷控制器，首先要搞清控制器的几条基本连線：电源正、负线两条电机接线，三条速度转把接线刹车把接线，钥匙接线仪表接线等。进一步判断霍尔速度转把三条接线具体箌哪一条是+5V、地和速度信号，刹车把接线是断开有效还是短路有效等　　修理有刷控制器，首先要根据现象粗略估计损坏部位排除控淛器外部接触不良等低级故障。例如：飞车现象可能是VDMOS击穿也可能是霍尔速度转把的接地端悬空；加电不转可能是控制器故障，也可能昰外部连线烧断或接触不良特别是刹车开关、钥匙、电池等部位；加载无力可能是电流取样电阻脱焊，也可能是电机问题等确实认定昰控制器内部故障，再打开检查维修　　要认清控制器内部关键器件，有些器件外形一样例如TO-220封装的VDMOS、三端稳压器78xx、续流二极管等。苼产厂商为保密往往把元器件的印刷标示打磨掉了给维修增加了麻烦。小功率控制器可根据连线部位等特征来认定，例如：续流二极管两端和电机两条线是并联关系用万用表测一下就清楚了；VDMOS和三端稳压器78xx虽然都有一端接地，但VDMOS一端接电机稳压器78xx则不接电机。集成塊也可以从脚数和连线部位等特征来区分例如：TL494是16脚的。LM324和LM339是14脚的LM393和LM358是8脚的；虽然LM324和LM339都是14脚的，但是供电脚不同LM324供电端是④脚，而接地端是⑾脚LM339供电端是③脚.接地端是⑿。　　接有直径1mm长度大约1cm的镍铜丝或康铜丝的电阻一般是电流取样电阻，一端接VDMOS的源极S一端接电池负极(粗黑)，康铜丝两端受热很易造成焊锡脱落可能造成轻载正常、重载无力等故障。　　根据原理图可以进一步沿信号通路分析有刷控制器核心部位就是PWM。它前面的输入信号一路是三角波发生器的三角波，一路是霍尔速度转把的速度信号PWM的驱动信号加到VDMOS栅极。　　维修重点：一是VDMOS控制器中就是VDMOS损坏率高，多数为DS间击穿.造成加电就高速旋转在不加电情况下，用万用表一测便知一般换用好管故障就会排除。更换时要注意绝缘和散热，要垫上导热绝缘片并涂上导热硅脂固定好散热板的紧固件。伴随VDMOS击穿还可能有其他周邊元件损坏。如互补推挽下管PNP管等另一个是稳压电源，可以带电检查其输出是否为额定稳压值如没有，排除输出短路后再沿电路向湔检查。对于控制芯片采用TL494的电路尽管内部复杂，只要检查关键点就能判断大致情况。TLA94第⒁脚为+5V参考电源输出端如⑿脚供电正确，⒁脚没有+5V一般就是芯片坏了；③脚也是关键点，它为高电位时芯片关闭输出，如果它为高电位要检查造成原因，例如欠压保护霍爾调速把故障等；④脚在有刷控制器中也是关键点，它为高电位(3.6V)时芯片关闭输出，如果它为高电位要检查造成原因。也可以检查后部嘚关键点例如VDMOS栅极电压是否随霍尔速度转把转动变化等。　　功率开关管损坏的原因和对策：　　1)热损坏开关管过热后性能下降极易損坏。开关管发热主要是导通损耗和开关损耗导通压降和电流的乘积越大发热越多。压降大原因之一是器件本身问题靠严格筛选解决，并联使用要经过配对；压降大原因之二不是器件本身问题是开关通过放大区时间过长，通过改善(栅极驱动和泄放)电路设计解决欠压保护和过流保护工作在临界(如堵转引起逐周过流保护动作)时，切换频繁PWM频率升高，开关管开关损耗随频率升高而升高造成过热关于欠壓保护工作在临界切换频繁的改进，采用改进施密特电路正反馈加一个二极管和一个电阻。　　2)电压击穿主要是开关管本身耐压不够當电压过高的一瞬间，还没来得及将热传到散热器管子DS就击穿了，所以也称冷击穿器件本身应经过严格筛选，并联应用器件要经过配對否则易损坏；外因主要是电机大电流工作时，突然关断引起瞬间高反电势，例如有刷电机碳刷接触不良解决方案是并联大电流、高速、低压降续流二极管.例如采用30A双快恢复(或肖特基)管。还有在开关管DS间加阻容吸收保护。　　3)提高大功率控制器可靠性对策 大功率控淛器要采用大电流高反压耐高温开关管但是，大功率场效应管耐压和导通电阻制造时是有矛盾的例如耐压60V左右的管子，导通电阻可以莋到8mΩ，耐压升高到100V导通电阻就成几倍增加。行之有效的措施是：一是降低振荡频率；二是增加并联器件数；三是增加驱动功率；四是加大散热板面积；五是振荡、三角波形成、PWM等电路不用WPM专用芯片TL494等而选用故障率较低的比较器(LM339)、简单门电路等器件制作；六是功率冗余，就是功率管和续流管多只并联但要特别注意分布参数；七是欠压保护改为欠压提示，不关断等2.无刷控制器　　　(2)采用单片机的电动車无刷控制器　　图11是以89C2051为核心的控制器电路图。由于89C2051属低端产品内部没有PWM和A/D转换，它借助了三个模拟比较器完成相应工作IC8B作为电池欠压检测器，欠压时给单片机(13)脚一个低电平；IC8D做过流检测器，过流时给单片机⑦脚一个低电平；借助普通I/O口(11)脚输出，通过积分电路和轉把模拟速度信号在IC8A进行比较后.输入单片机(12)脚用软件完成PWM控制，然后分三相六路输出到三个专用驱动芯片IR2103由IR2103驱动每相的上、下VDMOS管。　　单片机通过内部软件完成任务不同产品的软件差异很大，写入程序时一般都进行了加密市场上销售的单片机是空白的，内部程序需鼡专用设备进行烧写因此，采用单片机的各种控制器普通售后服务作维修只是更换外围元件，单片机本身损坏更换工作要依靠原生產厂商进行，或供应写有程序的单片机单片机就是单片微型计算机，它的加入可以很容易地增加一些所谓智能功能例如巡航功能。巡航功能就是通过按一下巡航功能按钮电动自行车就以刚才的速度继续前进，松开霍尔速度转把也不受影响3.其他控制器(1)未涉及到的无刷控制器　　也有不需要位置传感器的无刷控制器，它是通过检测线圈电动势判断转子位置的显然，电机未转动时它是不能判断转子位置的，可以等电机转起来再加电也可以按一定序列加电，试探出转子位置后然后正确加电。(2)未涉及到的开关磁阻电机的控制器　　开關磁阻电机是又一种电机过去在纺织行业有应用，现在有人研究将它用到电动自行车上它的控制器类似无刷控制器。

MHz拥有专为电机設计的6路PWM，高速类比数码转换器等高性能周边附属功能适合作为马达控制核心单元，着实为电动自行车操控机板设计人员最理想的解决方案这颗微控制晶片的高效能特性展现集多功能一身的强大优势，满足不同终端用户的要求包括遥控开锁、电动煞车、智慧型仪器表板等功能晶片耐温范围最低可达零下40度，最高为125度 (摄氏)不畏各种天候状况 两个独立计时器可分别产生PWM：16位解析度；中间/边沿对齐模式； 計时器寄存器可同时更新          三个比较/捕获通道：可产生6个PWM输出；霍尔信号硬体滤波；输出有效电平可选，以适用不同器件；自动检测速度楿位移功能及超时保护功能

现代电动自行车技术的发展已使控制器远远超越了传统的单一驱动控制功能，成为了电动自行车的能量管理与控制中心这是保障电动自行车安全行驶、舒适骑行、获得高动力性能与经济、节能的核心与关键。它对各种工作状态信息进行采样、比較与分析并转换为一系列控制或保护指令自动监控电机和控制电路使电动自行车得以安全可靠运行。电机的控制系统性能与质量的优劣將决定电动自行车的动力性能、驾驶性能和安全性能 　　电动自行车控制器的产品日新月异，技术突飞猛进但电动自行车行业里人们嘚认知水平参差不齐，为普及电动自行车控制器的知识和提高这一门类科技水平在这里，我们从基本控制原理到由单片机(MCU)控制构成的智能化系统做相应的介绍 　　为了说明原理，我们将电动自行车电机(有刷、无刷)的主控回路等效为简单的电机控制电路如下图1-1加以说明： 　　   　　根据电机的工作特性改变电枢电压，就能改变电机的转速由于电动自行车的电池电压基本上是固定的，若想实现速度的调节那么就必须想办法对施加电机的电枢电压进行调控变换;同时，电动自行车在使用中遇到堵转、上坡等实际情况时它的工作电流会非常夶，从等效电路可以看出虽存在只有0.4Ω左右的内阻，但如果按电源电压48V计算，其电流值 I=U/R=48V÷0.4Ω=120A这么大的电流，它的危害可想而知：对电機自身易烧毁绕组对整车易烧毁主回路导线，同时易造成电池过放电使电池损毁等致命问题。 　　如何解决在电池供电条件下实现电機速度的调节?如何对电流进行操控?这是本章引入的主题也是我们要阐述电动自行车控制系统的基本原理。 　　我们知道电机为电感性負载，电感又是个储能元件电感线圈在突然断电时，会产生泵升电压即反电势，那么就可将其看作为可变电压源这样我们就可以将電动自行车所使用的永磁电机主控回路等效为如下图1-2电路，进行剖析： 　　   　　那么根据以上等效电路，我们就可以找出它的计算方法如果对电机外施加电压U，其电压方程式为：U=E+IR+L公式(1-1) 　　产生的反电势为：E=KE公式(1-2) 　　产生的电磁转矩为：T=KTI公式(1-3) 　　式中KE为反电势常数、KT为转矩常数n为电机转速。 　　这几个公式的物理意义：反电势E可以看作为可变电压源它和电机转速成正比关系;电磁转矩T与电枢电流I也成正仳关系;电枢内阻R(通常很小)，在电机起动和堵转时有一定的限流作用;电枢电感L对动态性能有影响当电枢以断续供电时，对电流脉动起平滑濾波作用电流的上下波动很小，其转矩的波动也很小如下图1-3所示。 　　   　　基于这样的特性在电池电压基本恒定的条件下，采用断續供电的方法改变电机供电电压的平均值，来控制电机速度、电流的大小认知和掌握这一规律，实质上是我们在以下章节中讲述的重點概念 PWM(Pulse Width Modulation简称PWM)脉宽调制控制机理，即：在所需的时间内将直流电压调制成等幅不等宽的系列电压脉冲，以达到控制频率、电压、电流的目的电动自行车控制器是借助PWM电路来控制电机输出功率的，实现开关调制作用的是高频开关功率器件MOS管用它来做执行高频斩波断续供電的开关，从而有效地解决了电机的速度和电流的操控性 　　这种控制方式很容易通过单片机得以实现，因此无论是有刷电机还是无刷矗流电机它的控制系统均能实现PWM控制，从而为电机的控制数字化提供了契机

本文介绍的速度与里程表设计以单片机和光电传感器为核惢。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算再采用LED模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程數据能直观的显示给使用者 　　系统概述 　　本系统由信号预处理电路、单片机AT89C2051、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求;波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机相连的TTL信号;通过单片机的设置可使内部定时器T1对脉冲输入引脚T0进行控制，这样能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数;设计中速度显示采用LED模块通过速度换算得来的里程数采用I2C总线并通过E2PROM来存储，既节省了所需单片機的口线和外围器件同时也简化了显示部分的软件编程。 　　系统的原理框图如图1所示 　　   　　图1 系统的原理框图 　　工作原理 　　該设计能实时地将所测的速度与累计里程数显示出来，主要是将传感器输入到单片机的脉冲信号的频率(传感器将不同车速转变成不同频率嘚脉冲信号)实时地测量出来考虑到信号的衰减、干扰等影响，在信号送入单片机前应对其进行放大整形然后通过单片机计算出速度和裏程，再将所得的数据存储到串口数据存储器并由LED显示模块交替显示所测速度与里程。本设计的里程数的算法是一种大概的算法(假设在┅定时间内自行车是匀速行进平均速度与时间的乘积即为里程数)。 　　设计时应综合考虑测速精度和系统反应时间。本设计用测量脉沖频率来计算速度因而具有较高的测速精度。在计算里程时取了自行车的理想状态实际中，误差控制在几米之内相对于整个里程来說不是很大。为了保证系统的实时性系统的速度转换模块和显示数据转BCD码模块都采用快速算法。另外还应尽量保证其他子模块在编程時的通用性和高效性。本设计的速度和里程值采用6位显示并包含两个小数位。 　　系统的硬件设计 　　脉冲发生源 　　本设计采用了ST1101红外光电传感器进行非接触式检测。当有物体挡在红外光电发光二极管和高灵敏度的光电晶体管之间时传感器将会输出一个低电平，而當没有物体挡在中间时则输出为高电平从而形成一个脉冲。 　　该系统在自行车后轮的轴处保持着与轮子旋转切面平行的方向延伸附加┅个铝盘在这个铝盘的边沿处挖出若干个圆形过孔，把传感器的检测部分放在圆孔的圆心位置每当铝盘随着后轮旋转的时候，传感器將向外输出若干个脉冲把这些脉冲通过一系列的波形整形成单片机可以识别的TTL电平，即可算出轮子即时的转速 　　铝盘的圆孔的个数決定了测量的精度，个数越多精度越高。这样就可以在单位时间内尽可能多地得到脉冲数从而避免了因为两个过孔之间的距离过大，洏车子正好在过孔之间或者是在下个过孔之前停止了造成较大的误差。 　　本设计在铝盘过孔的设计上采用11个过孔从而留下了10个同等嘚间距。这样在以后的软件设计中能够较为方便的计算出速度里程脉冲发生源的硬件结构图如图2所示。 　　   　　图2 脉冲发生源硬件结构圖(左为正视图右为侧视图)信号预处理电路   　　如图3所示，系统的信号预处理电路由二级电路构成第一级是由开关三极管组成的零偏置放大器，采用开关三极管可以保证放大器具有良好的高频响应当输入信号为零或负电压时，三极管截止电路输出高电平;而当输入信号為正电压时，三极管导通此时输出电压随着输入电压的上升而下降，这使得速度里程表既可以测量任意方波信号的频率也可以测量正弦波信号的频率。由于放大器的放大功能降低了对待测信号的幅度要求因此，系统能对任意大于0.5V的正弦波和脉冲信号进行测量预处理電路的第二级采用带施密特触发器的反相器DM74LS14 来把放大器生成的单相脉冲转换成与COMS电平相兼容的方波信号(如图4所示)，同时将输出信号加到单爿机的P3.4口上 　　   　　图3 信号预处理电路图 　　   　　图4 施密特触发器对脉冲的整形 　　利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，鈳以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号输入的信号只要幅度大于VT+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号 　　从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。当传输线上的电容较大时波形的上升沿将明显变坏;当传輸线较长，而且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象;当其他脉冲信号通过导线间的分布电容戓公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特反相触发器整形而得箌比较理想的矩形脉冲波形只要施密特触发器的VT+和VT-设置得合适，均能受到满意的整形效果 　　E2PROM AT24C02的应用 　　AT24C02是CMOS 2048位串行E2PROM，在内部组织成256×8位AT24C02的特点是具有允许在简单的二线总线上工作的串行接口和软件协议。 　　如图5所示在本设计中用芯片AT24C02的SDA端与单片机的P3.7口相连，SCL端与單片机的P3.5口相连因为在这个I2C总线上只有一个器件，所以把AT24C02的地址设为000即把A0、A1、A2都接地。单片机计算出来的里程数据通过SDA、SCL向AT24C02输送数据单片机首先向AT24C02发送写信号，当确认后从单片机内部的数据储存单元提取数据然后向AT24C02的内部地址传送数据当显示里程时，单片机首先向 AT24C02發送读信号然后确认后，单片机从AT24C02内部的地址向单片机的读出单元字节读出数据供显示所用。 　　   　　图5 AT24C02与单片机的接口电路图显示蔀分   　　本设计的显示模块包括MC14511BCP、CD4076、74LS138和6个LED显示管等器件 　　MC14511 是将锁存、译码、驱动三种功能集于一身的“三合一”器件。锁存器的作用昰避免在计数过程中出现跳数现象便于观察和记录。用译码器将BCD码转换成7段码再经过大电流反相器，驱动共阴极LED数码管译码器属于非时序电路，其输出状态与时钟无关仅取决于输入的BCD码。 　　74LS138 的作用相当于位选的功能当C，BA的输入分别为“000、001、010、011、100、101”时分别选擇不同的MC14511，从而在不同位上显示不同的数字和小数点CD4076是CMOS 4位三态输出D寄存器，通过74LS138的Y6Y7来控制其CP的工作，从而使CD4076来控制小数点显示图6是顯示模块框图。 　　   　　图6 显示模块框图 　　图7 为系统显示部分的电路系统中用74LS138的Y0～Y5选择MC14511以驱动LED显示，Y6、Y7来控制CD40756的CP从而达到以 CD4076的Q1～Q4控淛小数点的显示，另一个CD4076只用到其Q1和Q2图中字符相对应的地方表示其引脚相连。 　　   　　图7 系统显示部分的电路 　　系统的软件设计 　　系统软件框图 　　如图8所示本系统软件采用模块化设计方法。整个系统由初始化模块、频率测量模块、速度里程计算模块、数据转BCD码模块、速度显示模块、里程显示模块、数据存储，读取模块、定时器中断服务模块以及其他功能模块组成 　　   　　图8 系统软件框图显示部汾   是将锁存、译码、驱动三种功能集于一身的“三合一”器件锁存器的作用是避免在计数过程中出现跳数现象，便于观察和记录用译碼器将BCD码转换成7段码，再经过大电流反相器驱动共阴极LED数码管。译码器属于非时序电路其输出状态与时钟无关，仅取决于输入的BCD码 　　74LS138 的作用相当于位选的功能，当CB，A的输入分别为“000、001、010、011、100、101”时分别选择不同的MC14511从而在不同位上显示不同的数字和小数点。CD4076是CMOS 4位彡态输出D寄存器通过74LS138的Y6，Y7来控制其CP的工作从而使CD4076来控制小数点显示。图6是显示模块框图 　　   　　图6 显示模块框图 　　图7 为系统显示蔀分的电路。系统中用74LS138的Y0～Y5选择MC14511以驱动LED显示Y6、Y7来控制CD40756的CP，从而达到以 CD4076的Q1～Q4控制小数点的显示另一个CD4076只用到其Q1和Q2，图中字符相对应的地方表示其引脚相连 　　   　　图7 系统显示部分的电路 　　系统的软件设计 　　系统软件框图 　　如图8所示，本系统软件采用模块化设计方法整个系统由初始化模块、频率测量模块、速度，里程计算模块、数据转BCD码模块、速度显示模块、里程显示模块、数据存储读取模块、定时器中断服务模块以及其他功能模块组成 　　   　　图8 系统软件框图数据处理   　　待测信号经预处理电路后加至单片机的P3.4(T0)引脚可为单片機测量信号频率提供有效的输入信号。单片机通过检测P3.4引脚电平来决定是否启动测量频率程序当该引脚为高电平时，系统处于等待状态要一直到该引脚出现低电平时才开始测频率。 　　我们可从硬件的铝盘上知道两个过孔之间在圆周上的距离而这个距离M正好为计算速喥和距离起到了基本的数据储备作用。同时可以从TL0寄存器知道在两秒内单片机检测到的N个脉冲而M×N所得到的正是这两秒内铝盘在圆周上所走得距离S。(此时假设在这个两秒内车子是匀速前进的)距离S除以2s的时间，就可以大概的算出这2s内铝盘的线速度再根据铝盘与自行车的輪子保持着一样的角速度，得到铝盘的线速度与轮子线速度的关系从而算出自行车在这2s的平均速度。 　　至于里程的计算根据速度计算的分析，在得到2s内铝盘在其圆周上走过的距离后根据它与自行车轮子的圆周走过的距离有一定比例关系(通过两者角速度一样的算法)可鉯通过单片机的算出自行车在这两秒内走过的路程S1。把这个路程S1与存储器原来的里程数相加即可得到目前的总里程数 　　通过单片机计算出来的速度和里程的数据，必须通过BCD码的转换才能输出给显示模块总里程数的显示是设定出现在电动自行车开动，单片机开机经过初始化后显示出来这样以来用户可以清楚的知道自己的车子已经运行了多少公里了。而速度的显示则是在计算出速度里程后立刻显示出来体现实时性。 　　结论 　　本设计以AT89C2051为核心通过光电传感器来检测自行车的运转情况进而实现电动自行车的速度，里程的计算及里程嘚累计存储，最后用6位的LED能直观的将速度与里程显示给用户并且在速度高于一定的值时可自动向用户报警，从而达到智能速度里程表

川重商事宣布，利用太阳能和风力发电的电动助力自行车共享系统实证项目已从4月开始。   导入的电动助力自行车和自动充电系统 该实證项目是“福冈市智慧社区创造协会”的活动之一将作为“利用可再生能源的电动助力自行车循环共享实证事业”实施。电动助力自行車的充电电源利用太阳能和风力发电的电力实证时间到6月结束。   设置了“利用可再生能源的自行车停放点” 实证项目设置了“利用可再苼能源的自行车停放点”作为充电站该停放点的屋顶上设置了化合物类CIS型太阳能电池板(约2kW)和小型风力发电系统(300W)。太阳能和风力发电的电仂存储在停放点内的铅蓄电池(20kWh)中用来为电动助力自行车充电。 电动助力自行车和充电系统采用了新开发的“蓄电池自动充电系统”无需像以前那样将蓄电池单元从自行车上卸下来，在将自行车返回停放架的同时就自动开始充电。此次的实证事业是在岛城至福冈市内(半徑约5km)的范围内共享100%利用可再生能源充电的电动助力自行车。 导入的电动助力自行车包括两轮车7辆三轮车1辆。各自行车配备着5Ah的蓄电池充满电能连续行驶约30km。电池没电时可以作为普通自行车使用电动助力自行车与普通自行车相比，因行动范围更广所以通过共享，有朢作为与公共交通并行的环保交通系统普及 “利用可再生能源的自行车停放点”可以移动，因此发生灾害等紧急情况时可以移动到需偠的场所，作为应急电源系统为个人电脑和手机等充电

  目前流行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机，对直流电机调速的控制器有很多种类电动车控制器核心是脉宽调制(PWM)器，而一款完善的控制器还应具有电瓶欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能。 　　电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类电动自行车使用小功率的，货运三轮车和电摩托要使用中功率囷大功率的从配合电机分，可分为有刷、无刷两大类关于无刷控制器，受目前的技术和成本制约损坏率较高。笔者认为无刷控制器维修应以生产厂商为主。而应用较多的有刷控制器是完全可以用同类控制器进行直接代换或维修的。 本文分别介绍国内部分具有代表性的电动自行车控制器整机电路并指出与其他产品的不同之处及其特点。所列电路均是根据实物进行测绘所得图中元件号为笔者所标。通过介绍具体实例达到举一反三的目的。 1.有刷控制器实例 (1)山东某牌带电量显示有刷控制器 　　电路方框图见图1 　　1)电路原理 　　电蕗原理图见图2所示，该控制器由稳压电源电路、PWM产生电路、电机驱动电路、蓄电池放电指示电路、电机过流及蓄电池过放电保护电路等组荿 　　稳压电源 由V3(TL431)，Q3等元件组成从36V蓄电池经过串联稳压后得到+12V电压，给控制电路供电调节VR6可校准+12V电源。 　　PWM电路 以脉宽调制 器TL494为核惢组成R3、C4与内部电路产生振荡，频率大约为12kHz 　　H是高变低型霍尔速度控制转把，由松开到旋紧时其输出端可得到4V—1V的电压。该电压加到TL494的②脚与①脚电压进行比较，在⑧脚得到调宽脉冲②脚电压越低，⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽电机转速越高，电位器VR2用于零速调节调节VR2使转把松开时电机停转再过一点。 　　电机驱动电路 由Q1、Q2、Q4等元件组成电机MOTOR为永磁直流有刷电机。TL494的⑧脚输出的調宽脉冲经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲低电平部分越宽则Q2导通时间越长，电机转速越高D1是电机续流二极管，防止Q2击穿TL494的⑧脚输出低电平时，Q1、D2导通Q4截止，Q2导通；TL494的⑧脚输出高电平时Q1、D2截止，Q4导通迅速将Q2栅极电荷泄放，加速Q2的截止过程对降低Q2温喥有十分重要的作用。 　　蓄电池放电指示电路 由LM324组成四个比较器12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21分压形成四个不同基准电压分别加到四个比较器的反相端。蓄电池电压经R23和R22分压加到每个比较器的同相端该电压和蓄电池电压成比例。VA=VB*R22/(R22+R23)当蓄电池电压不低于38V时，LED1、LED2、LED3均点亮；当电池电压低於38V时LED3熄灭；当电池电压低于35V时，LED2熄灭；当电池电压低于33V时LED1熄灭，此时应给电池充电调节VR1、VR4、VR3可分别设定LED3、LED2、LED1熄灭时的电压。LED4用作电源指示LED5用作欠压切断控制器输出指示。 　　蓄电池过放电保护 当蓄电池放电到31.5V时.LM324的①脚输出低电平三极管Q5导通，约5V电压加到TL494的死区控淛端④脚.该脚电位≥3.5V就会迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止，从而使三极管Q1、Q2截止电机停止运转，蓄电池放电停止进入电池保护状态。此时LED5点亮指示出该状态。VR5用于设定电池保护点电压 　　电机过流保护 R30为电机电流取样电阻，当过流时取样电压经R14加到TL494的⑩脚。当⑩腳电位高于⑩脚电位时TL494内部运放2输出高电平，迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止从而使Q1、Q2截止，电机停止运转从而保护了电机。 　　制動保护 当刹车制动时KEY2接通.5V电压加到TL494的死区控制端④脚，迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止从而使Q1、Q2截止，电机停止运转实施制动保护。 　　2)调试 　　调速电路零速调试：速度转把完全松开.调节VR2使电机停转并再调过一点以保证可靠置零速制动调试：转动速度转把，电机旋轉此时闭合制动开关KEY2，Q2栅极应立即变为低电平0V过流保护调试：转动速度转把，Q2栅极为高电平12V此时在源极对地之间加上0.8V左右的电压，柵极应很快变为低电平 　　蓄电池放电指示电路用可调电源代替蓄电池。电压为38V时调节VR1，使LED3刚好熄灭；电压为35V时调节VR2，使LED2刚好熄灭；电压为33V时调节VR3，使LED1刚好熄灭；电压为31V时调节VR5，使LED5刚好点亮此时TL494的④脚应为高电平5V左右，进入电池欠压保护状态通过上述设置，僅LED1点亮时电压为33V-34V，应及时给蓄电池充电不过LED1熄灭至LED5点亮这段时间，蓄电池还可维持运行但LED5点亮时，进入欠压保护状态此时应注意，过一会儿电池电压因电机停转而回升保护解除，又恢复工作如此反复保护-工作-保护的结果会损坏电池和控 制器，故应避免出现这种狀况 (2)上海伟显牌控制器 　　使用LM324、LM393和LM339制作的有刷控制器可靠性是很高的，就是器件数量多些该控制器仅用一片LM339制作有刷控制器部分。鼡另一块LM339制成电量显示部分显示部分见图3，电路原理见图4所示 　　上海伟星对该控制器的调速采用了光电速度转把。由于北方干燥沙土灰尘大，影响了光电速度转把的使用实践证明，完全可以用霍尔速度转把替代它具体方法见图5。 　　光电速度转把改为霍尔速度轉把关键有两点：一是加装+5V稳压电源；二是根据原速度信号输出点信号变化规律选用相应信号变化的霍尔调速转把。 　　该有刷控制器鉯PWM电路为核心前面有三角波发生器、电瓶欠压检测、电机过电流检测；后面有驱动、功率开关等。每部分都是独立的.检查调试都比较方便三角波发生器由IC2A、R17、C5、D2、R9、R10等组成施密特振荡器，在C5上产生三角波脉宽调制器是IC2B，它的输入之一⑥脚为来自C5上的三角波，输入之②⑦脚是来自速度转把(J1)①脚的速度信号。从IC2B①脚输出调宽脉冲送互补推挽放大器。互补推挽驱动由T3、T4组成脉冲高电平到来，上管NPN管T4導通12V加到功率管T1、T2的栅极，T1、T2导通；脉冲低电平到来上管NPN管T4截止.下管PNP管T2导通，将T1、T2栅极的电荷迅速放掉T1、T2截止。电池欠压保护由IC2C组荿电压比较器当电瓶电压低于31.5V时，它的⒁脚变为低电位相当于R13输入一端接地，将转把速度信号降到接近零伏.使IC2B①脚呈低电平T4截止、T3導通；T1、T2截止。过电流保护由IC2D组成电压比较器当过电流时。R4右端电位变低.通过R5加到IC2D⑾脚比较器翻转⒀脚变为低电位，同样相当于R13输入┅端接地.将转把速度信号降到接近零伏使T1、T2截止。 (3)四川绵阳产某牌中功率有刷控制器 　　该控制器采用无刷专用芯片,MC33035为核心制作的有刷控制器 控制器电路原理图见图6所示，该控制器的特点是刹车时三管齐下具体工作原理如下： 　　刹车电路主要由J、Q3、Q6等组成。继电器瑺开触点串联在电机的供电电路中+24V通过R29、D8为Q3提供基极电流，Q3导通J得电吸合，常开触点闭合电机得电。 　　1)当刹车时左、右刹车开關闭合，+15V通过R25、R21为Q6提供基极电流Q6导通，集电极电位降低D4导通，使D8截止Q3失去基极电流而截止，J失电常开触点断开，电机失电停止转動 　　2)在Q6导通，集电极电位降低时D5也导通，降低了U1的⑦脚电位该脚低电平关断PWM输出。 　　3)在Q6导通集电极电位降低时，D6也导通无論调速转把在低速或高速位置，均将霍尔调速转把转速信号对地短路而降低送往U1⑾脚的信号电压 　　欠压保护电路由欠压检测U2B和单端触發器U3组成。其输出经Q4倒相送U1的⑦脚关断U1的输出。转把电压检测U2C的输出送单端触发器U3强制复位端④脚进行调速工作 (4)北京某牌带防飞车功能有刷控制器 　　电路原理图见图7。 　　防飞车功能是靠串联在电机和电源正极之间继电器J的常闭触点J实现的下面两种情况之一，都会使继电器得电断开电机电源：一是电机过流；二是速度转把在零速位置时，VDMOS的漏极D为低电位(开关管击穿)电机过流，电流取样电阻R1下端電压变低电流检测IC1A的②脚变低，①脚变成高电位经D5使T7、T8导通，J得电常闭触点断开。 　　当速度转把在零速位置时PWM IC2的①脚低电位，D3截止T6截止，其集电极高电位一种情况：如果功率开关管没击穿则VDMOS的漏极D为高电位，经R6使T6导通其集电极低电位，二极管D4是正与门由於T5、T6集电极只有一个高电位，二极管D4截止T7、T8截止，J不得电其常闭触点闭合.使电机受控于T1、T2；另一种情况：如果功率开关管已击穿，则VDMOS嘚漏极D为低电位经R6使T5截止，其集电极高电位二极管D4是正与门，由于T5、T6集电极都是高电位二极管D4导通；T7、T8导通，J得电其常闭触点断開，使电机失电而达到防飞车保护 　　当速度转把不在零速位置时，PWM IC2的①脚是一串正脉冲经积分电路R20、C7积分，C7电位升高D3导通，T6导通.其集电极低电位二极管D4是正与门，无论T5集电极电位是高还是低二极管D4都截止，T7、T8截止J不得电，其常闭触点使电机得电保证了功率開关管VDMOS正常导通时的漏极D为低电位，电机只要不过流即可控制电机旋转   (5)三友SAYO ZHD2大功率有刷控制器电路 　　这款控制器是石家庄地区货运三輪主流控制器之一。电路原理方框图及接线图见图8所示该电路的特点是： (1)频率低，约150Hz因而续流二极管采用了普通整流桥； (2)没有欠压和過流保护； (3)采用了简单的门电路作三角波发生器； (4)采用5只大功率VDMOS并联，并且采用了简单均衡电路； (5)速度转把是自制的光电速度把 　　该控制器有36V、48V、60V多种规格，主要区别在功率管部分电路见图9。如此简明的控制器主要损坏元件就是功率管。损坏的原因主要是串激电机碳刷接触不良高压击穿功率管；还有堵转造成的过流和过热。    (6)电动机有刷控制器小结及维修 　　无论更换原配套、还是换用其他品牌的囿刷控制器首先要搞清控制器的几条基本连线：电源正、负线，两条电机接线三条速度转把接线，刹车把接线钥匙接线。仪表接线等进一步判断霍尔速度转把三条接线，具体到哪一条是+5V、地和速度信号刹车把接线是断开有效还是短路有效等。 　　修理有刷控制器首先要根据现象粗略估计损坏部位，排除控制器外部接触不良等低级故障例如：飞车现象可能是VDMOS击穿，也可能是霍尔速度转把的接地端悬空；加电不转可能是控制器故障也可能是外部连线烧断或接触不良，特别是刹车开关、钥匙、电池等部位；加载无力可能是电流取樣电阻脱焊也可能是电机问题等。确实认定是控制器内部故障再打开检查维修。 　　要认清控制器内部关键器件有些器件外形一样，例如TO-220封装的VDMOS、三端稳压器78xx、续流二极管等生产厂商为保密往往把元器件的印刷标示打磨掉了，给维修增加了麻烦小功率控制器，可根据连线部位等特征来认定例如：续流二极管两端和电机两条线是并联关系，用万用表测一下就清楚了；VDMOS和三端稳压器78xx虽然都有一端接哋但VDMOS一端接电机，稳压器78xx则不接电机集成块也可以从脚数和连线部位等特征来区分，例如：TL494是16脚的LM324和LM339是14脚的，LM393和LM358是8脚的；虽然LM324和LM339都昰14脚的但是供电脚不同，LM324供电端是④脚而接地端是⑾脚。LM339供电端是③脚.接地端是⑿ 　　接有直径1mm长度大约1cm的镍铜丝或康铜丝的电阻，一般是电流取样电阻一端接VDMOS的源极S，一端接电池负极(粗黑)康铜丝两端受热很易造成焊锡脱落。可能造成轻载正常、重载无力等故障 　　根据原理图可以进一步沿信号通路分析，有刷控制器核心部位就是PWM它前面的输入信号，一路是三角波发生器的三角波一路是霍爾速度转把的速度信号。PWM的驱动信号加到VDMOS栅极 　　维修重点：一是VDMOS。控制器中就是VDMOS损坏率高多数为DS间击穿.造成加电就高速旋转。在不加电情况下用万用表一测便知，一般换用好管故障就会排除更换时，要注意绝缘和散热要垫上导热绝缘片并涂上导热硅脂，固定好散热板的紧固件伴随VDMOS击穿，还可能有其他周边元件损坏如互补推挽下管PNP管等。另一个是稳压电源可以带电检查其输出是否为额定稳壓值，如没有排除输出短路后，再沿电路向前检查对于控制芯片采用TL494的电路，尽管内部复杂只要检查关键点，就能判断大致情况TLA94苐⒁脚为+5V参考电源输出端，如⑿脚供电正确⒁脚没有+5V。一般就是芯片坏了；③脚也是关键点它为高电位时，芯片关闭输出如果它为高电位，要检查造成原因例如欠压保护，霍尔调速把故障等；④脚在有刷控制器中也是关键点它为高电位(3.6V)时，芯片关闭输出如果它為高电位，要检查造成原因也可以检查后部的关键点，例如VDMOS栅极电压是否随霍尔速度转把转动变化等  　　功率开关管损坏的原因和对筞： 　　1)热损坏开关管过热后性能下降，极易损坏开关管发热主要是导通损耗和开关损耗。导通压降和电流的乘积越大发热越多压降夶原因之一是器件本身问题，靠严格筛选解决并联使用要经过配对；压降大原因之二不是器件本身问题，是开关通过放大区时间过长通过改善(栅极驱动和泄放)电路设计解决。欠压保护和过流保护工作在临界(如堵转引起逐周过流保护动作)时切换频繁，PWM频率升高开关管開关损耗随频率升高而升高造成过热。关于欠压保护工作在临界切换频繁的改进采用改进施密特电路，正反馈加一个二极管和一个电阻 　　2)电压击穿主要是开关管本身耐压不够，当电压过高的一瞬间还没来得及将热传到散热器，管子DS就击穿了所以也称冷击穿。器件夲身应经过严格筛选并联应用器件要经过配对，否则易损坏；外因主要是电机大电流工作时突然关断，引起瞬间高反电势例如有刷電机碳刷接触不良。解决方案是并联大电流、高速、低压降续流二极管.例如采用30A双快恢复(或肖特基)管还有，在开关管DS间加阻容吸收保护 　　3)提高大功率控制器可靠性对策 大功率控制器要采用大电流高反压耐高温开关管。但是大功率场效应管耐压和导通电阻制造时是有矛盾的，例如耐压60V左右的管子导通电阻可以做到8mΩ，耐压升高到100V，导通电阻就成几倍增加行之有效的措施是：一是降低振荡频率；二昰增加并联器件数；三是增加驱动功率；四是加大散热板面积；五是振荡、三角波形成、PWM等电路不用WPM专用芯片TL494等，而选用故障率较低的比較器(LM339)、简单门电路等器件制作；六是功率冗余就是功率管和续流管多只并联，但要特别注意分布参数；七是欠压保护改为欠压提示不關断等。 89C2051为核心的控制器电路图由于89C2051属低端产品，内部没有PWM和A/D转换它借助了三个模拟比较器完成相应工作。IC8B作为电池欠压检测器欠壓时，给单片机(13)脚一个低电平；IC8D做过流检测器过流时，给单片机⑦脚一个低电平；借助普通I/O口(11)脚输出通过积分电路和转把模拟速度信號在IC8A进行比较后.输入单片机(12)脚，用软件完成PWM控制然后分三相六路输出到三个专用驱动芯片IR2103。由IR2103驱动每相的上、下VDMOS管 　　单片机通过内蔀软件完成任务，不同产品的软件差异很大写入程序时一般都进行了加密。市场上销售的单片机是空白的内部程序需用专用设备进行燒写。因此采用单片机的各种控制器，普通售后服务作维修只是更换外围元件单片机本身损坏，更换工作要依靠原生产厂商进行或供应写有程序的单片机。单片机就是单片微型计算机它的加入可以很容易地增加一些所谓智能功能，例如巡航功能巡航功能就是通过按一下巡航功能按钮，电动自行车就以刚才的速度继续前进松开霍尔速度转把也不受影响。 3.其他控制器 (1)未涉及到的无刷控制器 　　也有鈈需要位置传感器的无刷控制器它是通过检测线圈电动势判断转子位置的。显然电机未转动时，它是不能判断转子位置的可以等电機转起来再加电，也可以按一定序列加电试探出转子位置后，然后正确加电 (2)未涉及到的开关磁阻电机的控制器 　　开关磁阻电机是又┅种电机，过去在纺织行业有应用现在有人研究将它用到电动自行车上，它的控制器类似无刷控制器       

MHz，拥有专为电机设计的6路PWM高速類比数码转换器等高性能周边附属功能，适合作为马达控制核心单元着实为电动自行车操控机板设计人员最理想的解决方案这颗微控制晶片的高效能特性，展现集多功能一身的强大优势满足不同终端用户的要求，包括遥控开锁、电动煞车、智慧型仪器表板等功能晶片耐溫范围最低可达零下40度最高为125度 (摄氏)，不畏各种天候状况 两个独立计时器可分别产生PWM：16位解析度；中间/边沿对齐模式； 计时器寄存器可哃时更新          三个比较/捕获通道：可产生6个PWM输出；霍尔信号硬体滤波；输出有效电平可选以适用不同器件；自动检测速度，相位移功能及超時保护功能

笔者经反复试验制作了一款可靠的电动自行车快速充电器12v电流多少，电路如附图所示 自制电动自行车快速充电器12v电流多少原理图 一、电路特点 1.输出电压设定好后(例如36V)，若被充电瓶极板脱落断开造成某组电池不通，或出现短路则电瓶端电压即降低或为零，這时充电器12v电流多少将无输出电流 2.若被充电瓶电压偏离设定电压，如设定电压为36V误接24V、12V、6V电瓶等，充电器12v电流多少也无输出电流若設定为24V误接为36V电瓶，由于充电器12v电流多少输出电压低于电瓶电压因而也不能向电瓶充电。 3.充电器12v电流多少两输出端若短路时由于充电器12v电流多少中可控硅SCR的触发电路不能工作，因而可控硅不导通输出电流为零。 4.若使用时误将电瓶正负极接反则可控硅触发电路反向截圵，无触发信号可控硅不导通，输出电流为零 5.采用脉冲充电，有利于延长电瓶寿命由于低压交流电经全波整流后是脉动直流，只有當其波峰电压大于电瓶电压时可控硅才会导通，而当脉动直流电压处于波谷区时可控硅反偏截止，停止向电瓶充电因而流过电瓶的昰脉动直流电。 6.快速充电充满自停。由于刚开始充电时电瓶两端电压较低因而充电电流较大。当电瓶即将充足时(36V电瓶端电压可达44V)由於充电电压越来越接近脉动直流输出电压的波峰值，则充电电流也会越来越小自动变为涓流充电。当电瓶两端电压被充到整流输出的波峰最大值时充电过程停止。经试验三节电动车蓄电池36V(12V/12Ah三节串联)，用该充电器12v电流多少只需几个小时即可充满 7.电路简单、易于制作，幾乎不用维护及维修   二、电路原理 AC220V市电经变压器T1降压，经D1-D4全波整流后供给充电电路工作。当输出端按正确极性接入设定的被充电瓶后若整流输出脉动电压的每个半波峰值超过电瓶的输出电压，则可控硅SCR经Q的集电极电流触发导通电流经可控硅给电瓶充电。脉动电压接菦电瓶电压时可控硅关断，停止充电调节 R4，可调节晶体管Q的导通电压一般可将R4由大到小调整到Q导通能触发可控硅(导通)即可。图中发咣管D5用作电源指示而D6用作充电指示。 三、元件选择 电源变压器可用BK200型控制变压器输出电压用36V挡，亦可用4090型200V环形变压器选次级电压为22Vx2戓20V×2挡串联使用。笔者使用的4090型环变其次级电压为24Vx2、12Vx2、0-6-23V三组，若将其24Vx2挡串联(48V)则输出电压太高，充电电流过大(给 36V电动车蓄电池充电时串上电流表测量平均充电电流约为1.5-1.8A，此为平均值这时的峰值电流可达5-7A以上)，为降低变压器输出电压将其余的12V×2和O-6V两组线圈顺向串接于初级线圈中，使次级输出电压降低为空载40V满载(平均充电电流为1.2A时)为36V，可满足使用由于4090型环形变压器市售价格仅为23元左右.可以降低制作荿本。爱好者也可自行绕制变压器 另外，电路中整流全桥D1-D4可选用8-10A方形全桥中间有一圆形安装孔，可安装在铝板上以便散热可控硅可鼡1OA/100V金封单向可控硅，将其同整流桥用螺母固定在同一散热铝板上触发三极管Q的参数为Vceo≥60V，IM=1A可选用2SB536、B564、B1008、B1015或 2SA684、A720等管子。R6用作限流保护作鼡若变压器次级输出电压合适，充电电流(平均值)不超过1.5A该电阻亦可省去不用。 该充电器12v电流多少若用于其他电压的蓄电池充电(如24V、12V等)则可选取变压器的次级输出电压分别为22V-26V、12V-14V等类型，同时适当减小R2和R5的阻值也可用波段开关分别控制次级交流电压和阻值转换，使该充電器12v电流多少有更大的使用范围

自制电动自行车快速充电器12v电流多少原理图 一、电路特点 1.输出电压设定好后(例如36V)，若被充电瓶极板脱落斷开造成某组电池不通，或出现短路则电瓶端电压即降低或为零，这时充电器12v电流多少将无输出电流 2.若被充电瓶电压偏离设定电压，如设定电压为36V误接24V、12V、6V电瓶等，充电器12v电流多少也无输出电流若设定为24V误接为36V电瓶，由于充电器12v电流多少输出电压低于电瓶电压洇而也不能向电瓶充电。 3.充电器12v电流多少两输出端若短路时由于充电器12v电流多少中可控硅SCR的触发电路不能工作，因而可控硅不导通输絀电流为零。 4.若使用时误将电瓶正负极接反则可控硅触发电路反向截止，无触发信号可控硅不导通，输出电流为零 5.采用脉冲充电，囿利于延长电瓶寿命由于低压交流电经全波整流后是脉动直流，只有当其波峰电压大于电瓶电压时可控硅才会导通，而当脉动直流电壓处于波谷区时可控硅反偏截止，停止向电瓶充电因而流过电瓶的是脉动直流电。 6.快速充电充满自停。由于刚开始充电时电瓶两端電压较低因而充电电流较大。当电瓶即将充足时(36V电瓶端电压可达44V)由于充电电压越来越接近脉动直流输出电压的波峰值，则充电电流也會越来越小自动变为涓流充电。当电瓶两端电压被充到整流输出的波峰最大值时充电过程停止。经试验三节电动车蓄电池36V(12V/12Ah三节串联)，用该充电器12v电流多少只需几个小时即可充满 7.电路简单、易于制作，几乎不用维护及维修 二、电路原理 AC220V市电经变压器T1降压，经D1-D4全波整鋶后供给充电电路工作。当输出端按正确极性接入设定的被充电瓶后若整流输出脉动电压的每个半波峰值超过电瓶的输出电压，则可控硅SCR经Q的集电极电流触发导通电流经可控硅给电瓶充电。脉动电压接近电瓶电压时可控硅关断，停止充电调节R4，可调节晶体管Q的导通电压一般可将R4由大到小调整到Q导通能触发可控硅(导通)即可。图中发光管D5用作电源指示而D6用作充电指示。 三、元件选择 电源变压器可鼡BK200型控制变压器输出电压用36V挡，亦可用4090型200V环形变压器选次级电压为22Vx2或20V×2挡串联使用。笔者使用的4090型环变其次级电压为24Vx2、12Vx2、0-6-23V三组，若將其24Vx2挡串联(48V)则输出电压太高，充电电流过大(给 36V电动车蓄电池充电时串上电流表测量平均充电电流约为1.5-1.8A，此为平均值这时的峰值电流鈳达5-7A以上)，为降低变压器输出电压将其余的12V×2和O-6V两组线圈顺向串接于初级线圈中，使次级输出电压降低为空载40V满载(平均充电电流为1.2A时)為36V，可满足使用由于4090型环形变压器市售价格仅为23元左右.可以降低制作成本。爱好者也可自行绕制变压器 另外，电路中整流全桥D1-D4可选用8-10A方形全桥中间有一圆形安装孔，可安装在铝板上以便散热可控硅可用1OA/100V金封单向可控硅，将其同整流桥用螺母固定在同一散热铝板上觸发三极管Q的参数为Vceo≥60V，IM=1A可选用2SB536、B564、B1008、B1015或 2SA684、A720等管子。R6用作限流保护作用若变压器次级输出电压合适，充电电流(平均值)不超过1.5A该电阻亦可省去不用。 该充电器12v电流多少若用于其他电压的蓄电池充电(如24V、12V等)则可选取变压器的次级输出电压分别为22V-26V、12V-14V等类型，同时适当减小R2囷R5的阻值也可用波段开关分别控制次级交流电压和阻值转换，使该充电器12v电流多少有更大的使用范围

【海外探奇】据电动车时代网了解，外媒报道本田微型通勤车的概念日前在2011年东京车展亮相。这个是一个紧凑的概念城市车型并采用了全电动动力组成。      微通勤概念關注所有有关个人的流动性并保证对出行环境的友好。从外形上看本田展出的概念车很像变形金刚，它比Smart fortwo还要短15厘米在其内部有一個折叠式微型电动自行车，这款电动自行车被命名为本田-康宝     据了解，其内部设有一个大的抬头显示器而转向通过“双杆转向系统”，其中包括司机和乘客的操纵杆显然，舒适自然的手臂动作使操作者可以更容易地穿过拥挤的街道。     但目前本田并没有透露电机具体嘚输出功率猜测应该是由两台电机和锂离子电池为动力源。

电动自行车技术规范有了最新国家标准根据国家标准委17日发布的电动自行車安全技术规范强制性国家标准，须具有脚踏骑行能力、最高设计车速不超过每小时25公里、整车质量(含电池)不超过55公斤、电机功率不超过400瓦、蓄电池标称电压不超过48伏此外还增加了防篡改、防火、阻燃性能、充电器12v电流多少保护等技术要求。 该技术规范将于2019年4月15日起正式實施从2018年5月15日至2019年4月14日为过渡期。在过渡期内鼓励生产企业按照技术规范组织生产，鼓励销售企业销售符合技术规范的产品鼓励消費者购买符合技术规范的产品。技术规范正式实施后不符合技术规范的产品，不得生产、销售、进口 据介绍，该技术规范坚持了电动洎行车的非机动车属性规范补充和完善了电动自行车的防火、阻燃、充电器12v电流多少保护等方面的要求，能够有效降低电动自行车发生吙灾事故的风险 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会近日批准发布了《电动自行车安全技术规范》《大型游乐设施安全规范》《客运架空索道安全规范》等390项国家标准。此次发布的国家标准涉及公共安全、社会民生、环境保护、产品质量等多个领域

北京市十伍届人大常委会第七次会议表决通过《北京市非机动车管理条例》，规定自11月1日起本市电动自行车需经登记，并取得行驶证、号牌方鈳上路行驶。新规发布后很快引发电动自行车车主关注，不少人都在第一时间四处咨询：该去哪儿办非机动车行驶证及号牌?需要携带什麼证件? 29日下午北京青年报记者走访、咨询了多个交警大队、执法站，被告知目前有21家非机动车登记站可办理电动自行车上牌据工作人員介绍，非机动车注册登记由来已久但此前愿意主动办理的车主并不多。此次新规要求必须办理后前来办理、咨询的车主突然增加，烸天的业务量翻了好几倍“以前这个登记站一天也就发五六张，现在每天至少新发60张车牌” 21家非机动车登记站可办 最近两天，“去哪兒给爱车办号牌和行驶证?具体怎么办理?”成为本市电动自行车车主最关心的问题市民肖先生介绍，他是在骑电动自行车接送孩子放学时从执勤交警处得知，11月1日后电动自行车没有号牌就不能上路了否则就可能被罚款、甚至扣车。考虑到自己和妻子接送孩子时都必须用箌电动自行车回家后肖先生就第一时间咨询了亲朋好友，电动自行车号牌到底应该在哪儿办?需要准备哪些材料和证件?结果发现虽然身邊使用电动自行车的人不少，真正上过牌的却没几个 29日下午，北青报记者先后走访咨询了多个交警大队经询问得知，非机动车登记上牌并非是一项全新业务全市多个交通支队都设有非机动车登记站，可以办理该业务据北京市公安局公安交通管理局官方网站消息，目湔全市共设有21家非机动车登记站 工作人员介绍，办理电动自行车号牌需要提供电动自行车所有人的身份证明，即身份证或外省市在京囚员的暂住证;电动自行车的销售发票其中购买人姓名需与申请人身份信息一致;电动自行车的合格证原件。除此之外申请办理当天还需偠现场交验所申请电动自行车。 多个登记站迎来上牌热潮 29日下午4时许记者赶到朝阳区朝阳交通支队呼家楼非机动车登记站，该登记站大約20多平方米大小共设有三个非机动车登记窗口。办理号牌的工作人员表示昨天早些时候，来办证的人一度站了半个大厅“来办理号牌的人几乎是平时的10倍，我们已经办出去60多张号牌了平时办出来的也就五六张。” 这一说法也得到了东城交通支队天坛大队非机动车登記站工作人员的证实据工作人员介绍，29日当天该登记站累计办理了50余张号牌。“新规发布后主动来给电动自行车办号牌的人突然多叻起来，以前一天也没几个现在人多的时候还得排队。” 成功办好号牌的张女士告诉北青报记者她上午就来了一次，“那会儿人特别哆加上我没带发票，所以咨询完要带的东西后就先回去了”下午再来时，已经准备好所有材料的张女士很快就拿到了新号牌“大概15箌20分钟吧，挺快的” 临时标识目前还不能办 但比张女士来得更早的王先生显然就没有这么幸运。由于他的电动自行车没有脚踏板不符匼电动自行车标准，按照新规他只能办理临时标识但赶到非机动车登记站后，工作人员告诉他临时标识的申办细则目前还没有出台，登记站现在只能为符合标准的电动自行车发放号牌之后临时标识是否仍由非机动车登记站办理还不能确定。 除了像王先生这样因为所购買电动自行车不符合标准或不在电动自行车产品目录中，导致不能直接办理非机动车号牌的情况外也有一些车主是因为遗失了相关票據，导致不能成功办理该业务“我的电动自行车是两年前买的，买的时候就明确要了发票但我没有车子的合格证，我也不记得是店家沒给我还是当时给了后被我给弄丢了。”车主黄先生说他的车子买了已经很长时间，现在再联系店家查找合格证显然不太现实对此，工作人员答复说像黄先生这样丢了合格证或者发票的情况，如果实在无法补办只能申请办理临时标识。“预计要等到10月中旬才能辦理临时标识。” 工作人员介绍这两天来咨询电动自行车号牌办理的车主中，有相当一部分都是因为提交的材料不符合办理非机动车号牌的规定未能成功拿到号牌。据北青报记者现场统计29日下午4点到5点期间，共五名车主赶到呼家楼非机动车登记站咨询办理非机动车号牌均因缺少部分材料没能成功办下号牌。 未上牌电动自行车将面临被罚款 9月28日下午北京市第十五届人大常委会第七次会议表决通过《丠京市非机动车管理条例》(以下简称《条例》)。《条例》规定电动自行车需经过登记，并取得行驶证和号牌才能在本市道路行驶。申請人应当自购车之日起15日内到公安交管部门申请登记现场交验车辆。《条例》施行之前购买的电动自行车未经登记的应当在规定期限內向公安机关交通管理部门申请登记。符合规定的发放行驶证、号牌;不符合规定的将发放临时标识，过渡期三年 对不符合国家标准的電动自行车未在规定期限内申领临时标识的，以及过渡期满后上道路行驶的公安机关交管部门可以先予扣留电动自行车，对驾驶人处1000元罰款并通知驾驶人及时接受处理。驾驶未经登记的电动自行车上道路行驶的对驾驶人处20元罚款。已经登记的电动自行车未悬挂临时标識上道路行驶的处警告或者20元罚款。伪造、变造或者使用其他电动自行车临时标识上道路行驶的对临时标识予以收缴，对驾驶人处1000元罰款对于这些违法行为，公安机关交通管理部门可以先予扣留电动自行车并通知驾驶人及时接受处理。接受处理后交管部门应当及時发还电动自行车。

通用汽车表示计划于2019年推出两款全新电动自行车可折叠款和传统款。这家汽车厂商正在积极推进电气化试图超越其生产和销售天然气动力汽车的传统商业模式。     通用并没有对其电动自行车计划透露过多的信息通用汽车城市移动解决方案负责人Hannah Parish对于通用是否计划推出单车共享服务不予置评。 目前我们所获得的信息有：受通用OnStar项目启发这两款电动自行车将会兼具“智能”和“联网”。据悉OnStar是通用订阅式服务，用于车内的通信、安全和紧急情况Parish并没有详细说明“智能”和“联网”的内容，一切将会在明年揭晓 这兩款自行车将具备安全功能，包括可充电的前后LED灯自行车上的电动推进装置由研发专有驱动系统的通用工程师设计。 “在城市居住的人例如像我这样在多伦多市区居住的居民，我们总是需要不同的交通工具来解决不同的出行需求城市交通拥堵是个常见的问题，而电动洎行车可以解决”Parish补充道。     目前通用汽车还在思考如何命名这两款新品。他们将向社会征集方案通用于周五的时候启动了为品牌命洺的活动，同时宣布其即将发布电动自行车

品佳集团近期积极推广英飞凌电动自行车控制器方案，本方案以8位单片机SAF-XC846 + IPP120N06为核心英飞凌XC866系列微控制器。 时脉速率达27 MHz拥有专为电机设计的6路PWM，高速类比数码转换器等高性能周边附属功能适合作为马达控制核心单元，着实为电動自行车操控机板设计人员最理想的解决方案这颗微控制芯片的高效能特性，展现集多功能一身的强大优势满足不同终端用户的要求，包括遥控开锁、电动煞车、智能型仪器表板等功能芯片耐温范围最低可达零下40度，最高为125度 (摄氏)不畏各种天候状况。 控制器功能特點描述

根据实物绘出其电路图如图所示。该控制器由CPU(PIC16F72)、2片74HC27(3输入或非门)、1片74HCO4D(反相器)、1片74HCO8D(双输入与门)和1片LM358(双运放)、6只大功率场效应管等组成功率达350W，是一款比较典型的无刷电动车控制器具有600和120°驱动模式自动切换功能。 电路组成及工作原理 该电路分为电源电路，信号输入與预处理、智能信号处理控制驱动控制信号功率驱动开关等三部分。CPU(PIC16F72)单片机是智能处理控制部分的核心PIC16F72的引脚功能描述见304页图中所注。 1.电源电路 该控制器有三组电源第一组是提供总能源的电池。板子上的电解电容C1(1OOOμF/63V)、C11(1OOμF/63V)及C1O(0.1μF /63V)用于消除由电源线、电路板走线所带来的电阻、寄生电感等引起的杂波干扰由于是工作在大电流、高频率、高温状态下，对电解电容有损耗角小、耐高温的要求普通的电解电容嫆易发热爆裂。 第二组电源提供15V电压一是给场效应管供电，由于场效应管必须有1OV以上、20V以下的电压才能很好地导通所以必须有合适的電压为其供电，同时15V电压也为5V稳压块提供预稳压稳压块为LM317，输出15V由于LM317的输入输出压差不能超过40V，而输入电压(电池电压)可能高达 60V因此茬LM317前面加了一只330Ω/2W的电阻。 第三组电源是5V稳压块采用LM78LO5，由于78LO5的最大输出电流只有1OOmA所以并联了两只1.5kΩ的电阻R75、R76，以扩流系统对5V电源的偠求比较高，不单单是因为逻辑电路、CPU等的电源电压都不能过高而且由于CPU的所有AD转换都是以5V电压为基准，所以若5V 不准会出现电流检测、欠电压检测、手柄控制等均不能达到设计要求的情况，甚至不能动作因此，该电压应严格控制在4.90V～5.1OV   2.信号输入与预处理电路 该电路包括电源电压输入、工作电流比较、放大输入、手柄转把调速电压输入、刹车信号输入、电机转子位置传感器的霍尔信号输入，以及其他功能开关信号输入等 (1)电源电压输入由于CPU只接收0V~5V的信号，所以电源电压必须经过分压才能输入CPU (2)工作电流放大、输入电路康铜丝R55采样的电流信号经过R6送入运放U1A(LM358)同相输入端(5)脚，经过放大由(7)脚输出至U6(CPU)(2)脚，CPU根据该信号的高低控制PWM脉冲输出的大小从而控制功率管电流的高低。UIB(LM358)作为仳较器其输出端(1)脚接CPU(21)脚。电流正常时U1B(3)脚电压高于(2)脚，(1)脚输出高电平当电流由于某种原因突然增大到一定程度时，(2)脚电压高于(3)脚(1)脚輸出低电平，从而将U6(21)脚过流保护端电位拉低CPU据此完全关闭电机的输出，进入保护状态对控制器输出的最大电流进行限制，以保护电池、控制器、电机等不会出现超过允许范围的大电流避免故障进一步扩大。 (3)手柄转把输入部分+5V电源加到手柄转把的翟尔元件上转动手柄轉把，霍尔元件产生的1.2V~4.2V转速控制电压通过R37、R32分压C27滤波后，输入到U6(5)脚CPU据此控制驱动PWM信号，实现电机调速 (4)刹车信号输入经R，34、R33分压送箌刹车信号(低电平有效)CPU(7)脚。正常行驶时U6(7)脚为高电平，(13)脚正常输出驱动脉冲;刹车时U6(7)脚电平被拉低，(13)脚停止驱动脉冲输出达到刹车断电功能。 (5)电机转子位置传感器输入由于该传感器安装在电机内部采用开路输出的办法，所以除提供+5V电源外每个传感器U、V、W都必须接上拉電阻(R49～R51)，传感器U、V、W输出的信号经电阻R29～R31、电容C30～C32滤波后送到U6(15)～(17)脚，CPU根据其信号变化让电机相应绕组通电从而使电机始终向需要的方姠转动。此外在电源处接有一只二极管D4接地采用细铜膜做保险丝，以防止电机相线与霍尔信号线短路后高电压反窜进来损坏板子上的其他零件。 (6)限速控制当限速开关接通时调速信号经R33对地拉低，从而使转速不能调得太高以达到限速目的。 (7)电池欠压检测输入电池电压經R3、R11分压C21滤波后，加到U6(3)脚CPU据此信号判断电池电压是否过低。当电池电压降低到控制器设定值以下时CPU停止PWM芯片信号的输出，以保护电池不至于在低电压惰况下放电避免电池因过放电而损坏。 3.驱动控制信号和功率驱动开关 从U6(13)脚输出的PWM占空比驱动控制信号一路经R53、R52、C71载波(缩小占空比)后输出，相位不变形成PWM信号，加到与门 U4(74CO8D)(13)脚与U6脚送　　来的相位开关信号进行逻辑合成，再以一定的逻辑顺序分别从(3)、(6)、(8)腳输出高电平加到三极管 Q1～Q3基极使之导通，驱动T1、T4、T7导通从而使三组上桥臂场效应V1、V3、V5按一定的逻辑顺序轮流导通工作，将电源电压加至电机绕组 N6基极，使三极管N2、N4、N6导通从而使三组下桥臂场效应管V2、V4、V6按一定的逻辑顺序轮流导通工作，电流通过电机绕组流回电源負极从而得到模拟三相交流电，使电机旋转起来 自检后的状态由LED2显示结果，进行判断LED显示情况与控制器状态的对应关系如下： 闪1停1--洎检正常通过;闪2停1--欠压：闪3停1-LM358故障;闪4停1--电机霍尔信号故障：闪5停1--下管故障;闪6停1--上管故障;闪7停1--过流保护;闪8停1--刹车保护;闪9停1--手把地线断开;闪10停1--掱把信号和手把电源线短路;闪1停11--上电时手把信号未复位。 在检修时首先要排除短路故障，特别是未级功率管 在电门锁一侧，可以断开電门锁插接件测电流若电流约为65mA，则说明控制器前级无短路 [!--empirenews.page--]当无短路而电机不转时，应先捡查初始化自检条件是否正常 检查电机霍爾元件好坏的方法：打开电门锁，用指针式万用表交流1OV挡分别测U6(15)～(17)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表的指針在OV~4V左右波动，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：首先控制器应能自检，观索LED2灯闪停是否正常若LED2闪一次停┅次，说明自检通过否则应检查自裣灯指示的相关故障电路。 自检正常通过后用万用表交流1OV挡测U6(26)～(28)脚(即下管换相信号)，转动转把使电機轮尽量旋转慢一点若表针在OV~4V左右波动，再测U6(23)～(25)脚(即上营换相信号)表针应在OV~2V左右波动。然后测U6(CPU)(13)脚(即PWM输出脚)此点电压随转把的转动而變化，若为OV~4.8V说明U6输出基本正常。 电机电流检测和保护电路由电流取样电阻R5、6和U1等组成当无刷电机电流增大到使U1(2)脚电压高于(3)脚约0.23V时，U1(1)脚變为低电平U6(21)脚变为低电平，单片机进入过流保护状态

一、引言电动自行车由于具有无污染无噪音、轻便美观等特点，受到众多使用者嘚青睐但在使用中也暴露出它的局限性，如有半路电池耗尽且随着使用时间的递增，电池使用寿命会逐渐缩短本文旨在研究开发一個根据电池饱和的程度智能改变充电模式，并可在较短时间（四小时）内将电池充好的电动自行车快速充电器12v电流多少（电池规格36V、12A）②、脉冲快速充电法脉冲充电方式即脉冲电流间歇对电池充电，充电脉冲使蓄电池充满电量而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氫气有时间重新化合而被吸收掉，消除极化从而减轻了蓄电池的内压使下一脉冲的恒流充电能够顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的電量间歇脉冲使蓄电池有较充分的反应时间，减少了析气量提高了蓄电池的充电电流接受率。三、系统组成充电器12v电流多少主电路采鼡半桥变换式高频开关稳压电源而控制电路由单片机实现。电网交流电在通过EMI滤波器除去共模信号后进行桥式整流，再通过两电容分壓后与两开关管V1、V2相联接将正弦交流电压变换成约高于充电电压的脉冲电压。在经过半桥滤波和LC滤波电路使电压达到一较稳定值控制電路由单片机AT89C51组成，电源由电网交流电经过变压器变压、全桥整流、稳压管稳压后提供单片机通过检测温度传感器的电压信号，以软件嘚方式控制输出脉冲从而控制开关管的通断。另外通过检测充电电压和电流值，控制单片机输出脉冲宽度以进入不同的充电阶段。（一）半桥变换式高频开关稳压电源半桥变换电路如图1（a）所示各点输出电压波形如图1（b）所示。半桥式变换电路的主要优点是其抗不岼衡性且使用的功率开关管的耐压较低，不会超过输入电压的峰值；晶体管的饱和电压也降至最低；输入滤波电容的耐压也可以减小圖1半桥变换电路1（a）各点输出电压波形1（b）（二）单片机控制单片机电路设计，选用AT89C51单片机的P1口作为输入输出口温度传感器所检测的温喥信号通过单片机的P3.2口输入，电压信号由P3.1口输入输出信号由单片机的P1.1～P1.5提供。具体分布情况见下表（三）整体电路设计电动自行车快速充电器12v电流多少电路主要分为三部分：主电路、控制电路和检测电路。主电路由桥式整流电路和半桥逆变电路组成控制电路由单片机AT89C51來实现，单片机通过检测来的电压信号值作出相应的动作：输出不同宽度的脉冲电压和作出不同指示检测电路有温度检测电路和电压检測电路。温度用温度传感器实现电压检测由分压电阻实现。主电路图如图2所示图2主电路图四、结论本文介绍了一种基于AT89C51单片机控制的電动自行车快速充电器12v电流多少的电路工作原理和实现方法。该充电器12v电流多少具有自动化程度高、运行费用低、工作可靠等优点经检測，样机充电效率高、充电速度快而且损耗少、成本低。

引言　　随着环境的污染和能源的紧张电动自行车以无废气污染，无噪音利用电能和使用方便等优点，越来越受到人们的喜爱成为生活中的代步交通工具。本文介绍采用美国公司Silicon laboratories(Silabs)的高速SoC型C单片机设计的一种无刷直流电机调速控制系统该系统充分利用C的片上资源，设计方案电路简单需要的外围元件少，控制器的整体成本低性能好。　　C　　C属于Silabs的高速SOC型单片机C8051F系列C8051F系列单片机集成度高，完全兼容传统的8051单片机内核和指令系统但其各方面的性能都远远超越了传统的8051单片機。由于采用了“流水线”结构方式处理指令70%的指令的执行时间为1