專利名稱：熱限流型電動(dòng)車控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于電動(dòng)車的脈寬調(diào)制(PMW)型直流電機(jī)調(diào)速控制器?？蓱?yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)助力車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)滑板車等控制器。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車直流電機(jī)調(diào)速控制器作為工作在較大電流驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的調(diào)速控制器，必須對(duì)輸出電流進(jìn)行限制，以保護(hù)控制器不因長(zhǎng)時(shí)間超過額定輸出電流引起溫升過高導(dǎo)致元器件損壞而喪失功能。而各類電動(dòng)車在啟動(dòng)、逆風(fēng)或爬坡等狀態(tài)時(shí)，又必須允許提供盡可能大的輸出電流。現(xiàn)有技術(shù)一般采用兩種方法解決這一問題一種方法是在額定輸出電流值之上設(shè)定一個(gè)電流限定值，當(dāng)輸出電流達(dá)到這一值后經(jīng)若干秒延時(shí)，通常為十幾秒后關(guān)斷控制器。此方法缺點(diǎn)是限流值不能太高，否則電流超過額定電流而又達(dá)不到限流值時(shí)無(wú)法起到保護(hù)作用，而限流值太低又無(wú)法滿足短時(shí)大電流輸出的要求。第二種方法是設(shè)定一溫度值，當(dāng)溫度超過此值時(shí)關(guān)閉控制器。此方法的缺點(diǎn)是熱慣性較大，一旦關(guān)閉控制器較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)無(wú)法重新啟動(dòng)控制器，這對(duì)行駛中的車輛是很不利的。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種帶有根據(jù)溫升而限制電流輸出電路的電動(dòng)車控制器，該電路原理是當(dāng)控制器輸出電流超過額定工作電流時(shí)，控制器溫度會(huì)逐步升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，熱敏傳感器給出控制信號(hào)，對(duì)主電路的輸出電流進(jìn)行限制。溫度越高，限制主電路輸出電流越低，直至將主電路電流限制到額定電流之下，使控制器溫度逐步恢復(fù)正常，從而在最大限度擴(kuò)大輸出電流的情況下有效保護(hù)控制器不至因溫升過高而損壞。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，該熱限流型電動(dòng)車控制器，包括電機(jī)M、串聯(lián)在電機(jī)與電源之間的電流驅(qū)動(dòng)輸出電路和電流值取樣電路、與電流驅(qū)動(dòng)輸出電路連接的限流值控制電路U2、限流比較器U3；其中限流比較器U3的輸入端連接電流值取樣電路，其輸出端反饋到限流值控制電路U2；其特征是在該控制器中設(shè)置有溫度傳感器Rt，溫度傳感器Rt連接溫度-限流電壓放大器U1C，溫度-限流電壓放大器U1C的輸出端連接限流比較器U3的另一輸入端。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，在溫度不超過允許值時(shí)，可盡量提高主電路的電流輸出值；而當(dāng)溫度超過設(shè)定值時(shí)，可在不關(guān)斷控制器的情況下限制輸出電流，使電機(jī)仍能維持運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)保護(hù)控制器不因溫度過高而損壞。


附圖1是本實(shí)用新型的原理方框圖。
附圖2是本實(shí)用新型的具體電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)際上是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，參閱附圖1，現(xiàn)有的控制器包括電機(jī)M、串聯(lián)在電機(jī)與電源之間的電流驅(qū)動(dòng)輸出電路和電流值取樣電路、與電流驅(qū)動(dòng)輸出電路連接的限流值控制電路U2、限流比較器U3；其中限流比較器U3的輸入端連接電流值取樣電路，其輸出端反饋到限流值控制電路U2；另外，限流比較器U3的另一輸入端為一個(gè)固定的電壓比較值。這種控制器只能實(shí)現(xiàn)限流控制，而不能實(shí)現(xiàn)溫度控制。本實(shí)用新型的改進(jìn)點(diǎn)是在此基礎(chǔ)上，將限流比較器U3的另一輸入端的固定的電壓比較值用體現(xiàn)溫度變化的電壓值替代，實(shí)現(xiàn)上述目的。
具體電路參閱附圖2，與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的電路部分本文不再贅述，僅對(duì)虛線框內(nèi)的改進(jìn)部分做詳細(xì)描述溫度傳感器Rt連接溫度-限流電壓放大器U1C的“-”輸入端，溫度-限流電壓放大器U1C的輸出端經(jīng)反向二極管D7連接限流比較器U3的“+”輸入端。
本電路具體工作原理是(參見說明書附圖2)，當(dāng)電機(jī)M和MOS管T5構(gòu)成的主電路電流超過額定電流時(shí)，整個(gè)控制器溫度將逐步上升至設(shè)定值(如70℃)，此時(shí)，安裝在控制器內(nèi)的熱敏電阻或熱傳感器Rt的阻值或壓降變化導(dǎo)致A點(diǎn)電位上升，通過運(yùn)放U1C使B點(diǎn)電位下降，從而使C點(diǎn)電位下降到正常狀態(tài)時(shí)分流電阻R37和R38決定的分壓點(diǎn)電位之下(此分壓點(diǎn)電位決定溫度正常時(shí)主電路的限流值)，C點(diǎn)電位通過R31和R28使D點(diǎn)電位下降。由于D4點(diǎn)電位正比于主電路電流，當(dāng)主電路電流過大時(shí)，D4點(diǎn)電位超過D點(diǎn)電位，使得F點(diǎn)電位下降，由于F點(diǎn)是三角波形，通過比較器U2B，G點(diǎn)輸出波形的占空比減小，通過T2和T3組成的驅(qū)動(dòng)電路使主電路中T5的導(dǎo)通占空比減小，從而減小主電路平均電流。由此，Rt傳感出的溫度越高，主電路就越被限制在更低的電流值下，直至使控制器溫度恢復(fù)到正常水平。
另外，附圖2為一工作電壓36V，額定電流7A的通用有刷電動(dòng)自行車控制器的主要電路，略去了與本實(shí)用新型無(wú)關(guān)的電源、欠壓保護(hù)、速度傳感器接口、軟啟動(dòng)、短路保護(hù)等電路部分，只將溫升與限流相關(guān)部分詳細(xì)列出。圖中部分元件參數(shù)值未標(biāo)處，因其與具體產(chǎn)品性能有關(guān)，不影響說明原理。而且，將圖中驅(qū)動(dòng)輸出部分改為無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出電路，此電路同樣適用無(wú)刷電動(dòng)車控制器。
具體實(shí)施時(shí)，按圖將元器件焊接于設(shè)計(jì)好的線路板上，將36V電源和電動(dòng)自行車電機(jī)連接好，并將霍爾把傳感器接好，注意霍爾把傳感器通常使用5V電源，通電并轉(zhuǎn)動(dòng)霍爾把使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)對(duì)電機(jī)施加阻力測(cè)試限流值，使控制器輸出電流達(dá)到溫升正常時(shí)的限流值，比如由電阻R28、R29、R31、R37和R38共同決定的限流值為18A。用熱吹風(fēng)機(jī)加熱熱敏電阻或熱傳感器，使B點(diǎn)電位低于C點(diǎn)電位，此時(shí)再對(duì)電機(jī)施加阻力，可以看到隨溫度上升，其限流值不斷下降，直到降低至額定電流(如7A)以下。此時(shí)，電機(jī)應(yīng)能維持運(yùn)轉(zhuǎn)，只是受阻時(shí)不能增加電流以加大扭力，速度會(huì)降低。溫度回升，限流值會(huì)隨之回升。
實(shí)用中測(cè)試，可在氣溫較高時(shí)使車爬長(zhǎng)坡，此時(shí)控制器輸出電流最高可達(dá)到常溫時(shí)的限流值，電動(dòng)車獲得最大功率。當(dāng)行駛時(shí)間達(dá)到足夠長(zhǎng)時(shí)，控制器溫度將達(dá)到設(shè)定值，此時(shí)控制器逐步將限流值降低，輸出電流減少，溫度逐步穩(wěn)定下來(lái)，控制器得到有效保護(hù)。當(dāng)控制器溫度恢復(fù)正常后，其輸出電流也將恢復(fù)正常。
權(quán)利要求1.一種熱限流型電動(dòng)車控制器，包括電機(jī)(M)、串聯(lián)在電機(jī)與電源之間的電流驅(qū)動(dòng)輸出電路和電流值取樣電路、與電流驅(qū)動(dòng)輸出電路連接的限流值控制電路(U2)、限流比較器(U3)；其中限流比較器(U3)的輸入端連接電流值取樣電路，其輸出端反饋到限流值控制電路(U2)；其特征是在該控制器中設(shè)置有溫度傳感器(Rt)，溫度傳感器(Rt)連接溫度-限流電壓放大器(U1C)，溫度-限流電壓放大器(U1C)的輸出端連接限流比較器(U3)的另一輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱限流型電動(dòng)車控制器，其特征是所述溫度傳感器(Rt)連接溫度-限流電壓放大器(U1C)的“-”輸入端，溫度-限流電壓放大器(U1C)的輸出端經(jīng)反向二極管(D7)連接限流比較器(U3)的“+”輸入端。
專利摘要一種熱限流型電動(dòng)車控制器，包括電機(jī)(M)、串聯(lián)在電機(jī)與電源之間的電流驅(qū)動(dòng)輸出電路和電流值取樣電路、與電流驅(qū)動(dòng)輸出電路連接的限流值控制電路(U2)、限流比較器(U3)；其中限流比較器(U3)的輸入端連接電流值取樣電路，其輸出端反饋到限流值控制電路(U2)；其特征是在該控制器中設(shè)置有溫度傳感器(Rt)，溫度傳感器(Rt)連接溫度－限流電壓放大器(U1C)，溫度－限流電壓放大器(U1C)的輸出端連接限流比較器(U3)的另一輸入端。它可以最大限度發(fā)揮控制器的輸出潛力，提高輸出電流，使被控車輛啟動(dòng)快，爬坡能力強(qiáng)，特別適用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)助力車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)滑板車等控制器。
文檔編號(hào)H02H7/08GK2674736SQ200420000370
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者黃民 申請(qǐng)人:黃民