该控制器由 PWM 控制芯片 TL494 和外围元件构成,它属于 36 V 的有刷控制器。该有刷控制器电路如图 1 所示。该有刷控制器电路主要可以分为以下几个部分:
1.供电电路
TL494 的正常工作电压为12 V,而蓄电池电压为 36 V,故需将供电电路将 36 V 降到12 V 向 TL494 提供电源,本控制器使用三端受控型稳压器LM317 提供供电。
36 V 电压首先经 C5 滤波后,加到 IC2(LM317)的电压输入③脚。经 R4、R5 分压后,向控制脚 ICl(TL494)的①脚提供控制电压,由于 IC2 的②脚始终比①脚高出 1.25 V。故R5、R4 分压后,向 IC2 的①脚提 供 10.75 V 左 右 的 电 压 ,IC2 的②脚输出 +12 V 电压,一路加到 ICl 的12脚供电;另一路加到 VT2 集电极,向 VT2供电。
2.PWM 脉冲形成电路
ICl(TL494)的12脚得到12 V电压后,产生 5 V 基准电压供其内部的振荡器并由 IC110脚输出。振荡器与 ICl 的⑤、⑥脚外接的定时元件 C7、R9 振荡产生锯齿波脉冲信号,由该脉冲信号控制 PWM 比较器产生激励脉冲,经驱动电路放大后,由 IC1⑩脚输出。
3.电动机驱动电路
电动机驱动电路由驱动电路和功率放大电路组成。
ICl 的⑩脚输出的激励脉
冲信号经 VT2~VT4 组成的复合推挽电路放大后,输送到大功率场效应管 VTl 的 G 极。当 ICl的⑩脚输出激励脉冲为高电平时,VT2 导通,VT3、VT4 因反偏而截止。
12 V 电压经 VT2 的 c、e 极到 VT1 的 G 极,VTl 导通。36 V 电压经电动机的正、负极,VTl 的 D、S 极到蓄电池的负极形成闭合回路,电动机开始转动。R3、VT3为钳位电路,控制 VTl 的 G 极电压,避免 VTl 因过激励而损坏。当 ICl 的⑩脚输出激励脉冲为负电平时,VT2截止,VT3、VT4 导通,将 VTl 的 G 极的电压对地迅速释放,使 VTl 快速进入截止状态,减小功耗。电动机两端并联的 VD5 用于在 VT1 截止期间将电动机绕组中产生的反向电动势泄放,避免 VTl 在截止期间击穿。
4.调速控制电路
调速控制是通过控制 PWM 处理电路输出的激励脉冲信号占空比来完成。当转动调速转把时,调速转把输出的电压随着变化,使 ICl 的④脚电压发生变化。
当电压变低时,通过内部的比较器处理,使 IC4 的⑩脚输出激励脉冲占空比加大,VTl 的导通时间延长,电动机转速提高,车速加快。
当电压变高时,IC4 的⑩脚输出激励脉冲占空比减小,VTl 的导通时间缩短,电动机速度减慢,车速降低,从而实现调速控制。
5.欠电压保护电路
为防止蓄电池过放电影响蓄电池的使用寿命,本控制器设计了欠电压保护电路。该电路由 TL494 内的比较器、其外围取样电路和欠电压保护显示电路构成。
ICl/TL494 的14脚输出的基准 5 V 电压经 R12、R11、VD2、VD3 分压向 ICl 的①脚提供参考电压。另外,蓄电池端电压经 R6、R7、R8 取样后,送到 ICl 的②脚,滤波电容 C6 用来滤除取样电路中的干扰脉冲。当蓄电池电压下降到 31.5 V 时,ICl 的②脚电压低于①脚电压,比较器输出高电平,并由③脚输出两路电压:
一路到 VT5 基极使 VT5 导通,点亮欠压指示灯;另一路经 R10、VD4 到 ICl 的①脚并使①脚维持高电平,使比较器一直处于高电平输出状态,控制 PWM处理器不再输出激励脉冲,电动机停止转动。当蓄电池电压恢复到 36 V 时,ICl 的②脚电压高于①脚,比较器输出低电平,PWM 处理器开始输出激励脉冲,电动机重新启动。
由于 ICl 的15脚接 5 V 电源,16脚通过 VD3、VD2接地使 ICl 内部的比较器一直输出低电平,对欠电压保护电路不造成影响。
6.制动控制电路制动控制过程由闸把开关和 TL494 的④脚内部电路共同完成。制动时,闸把开关导通,+5 V 电压经闸把开关加到 ICl 的④脚,通过比较器处理后,使 PWM 处理器电路停止输出激励脉冲,电动机停转,然后闸把拉动闸线使抱闸闸紧,完成制动过程。