电动自行车多功能控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于蓄电池机动车电气控制装置，它是为解决蓄电池机动车特别是电动自行车起动冲击大、电动机及蓄电池难以保护而研制。它由稳压电路、时基电路、调时电路、蓄电池欠压控制电路、电动机缓冲起动电路、电动机过流控制电路等构成。与已有技术相比，该装置电路简单、成本低、体积小、可靠性高，能实现蓄电池欠压自动保护、电动机软起动、电动机全程无级调速及过电流自动保护。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于蓄电池机动车电气控制装置，特别适用于电动自行车。目前电动自行车比较先进的控制电路如附图说明图1及图2所示。图1为日本松下电器公司的电动自行车控制装置(摘自＜＜Nation Technical Report＞＞VOL.26NO.5 Oct.1980)，该控制装置设计了由延时电路、两个继电器及与电动机串连的限流电阻组成的使电动机延时起动的软起动电路，减小了电动机瞬间的冲击电流使起动平滑、乘车者舒适；同时，该电路可以减小频繁起动时瞬时过电流(比额定值大5－10倍)对电动机及蓄电池的内损伤。但显而易见，该电路结构复杂、有触点、长期运行难以保证可靠性，同时限流电阻在起动时要消耗电能，从而又降低了蓄电池的利用率。该装置还设置了带有报警器的过流报警电路，以促使乘车者听到报警声时停止使用电动机，改为脚踏，但若听到报警声不予理睬，这种电路就无法使电动机过流时自动停止转动，也就无法防止电动机过流而烧坏。图2为永久DX－130型电动自行车控制电路图。该电路设置了蓄电池电压检测显示电路，以红灯LED1亮，显示蓄电池放电电压已达到其最低极限值，必须充电后才能使用，否则会造成蓄电池过放电而早期失效。显然这种电路无法实现对蓄电池的自动保护。该装置还设置了由调速电位器W3和4个3DD102大功率管、继电器JQX－1等组成的电动机无级调速电路，这一电路通过改变W3的相对位置来改变3DD102功率管上的压降，也就是调整电动机两端的压降来改变电动机的转速，但是调到最高转速时，为防止3DD102功率管电流过大发热而损坏，必须将全速开关K闭合，使继电器JQX－1吸合，JQX－1的常开触点J闭合，使将并连的3DD102大功率管短路。因而这种调速电路只能是中、低速局部无级调速，线路也比较复杂，有触点，功率管功率损耗大，蓄电池利用效率低，并且功率管发热利害，容易损坏。本专利技术的目的在于提供一种能克服上述控制电路缺陷的能实现全程无触点无级调速、电动机软起动、电动机过流及蓄电池欠压自动保护，而电路结构简单、可靠、电源转换效率高的电动自行车多功能控制装置。实现这一目的的技术解决方案如图3所示。它包括带有调速电位器W的电动机无级调速控制电路、蓄电池欠压控制电路和与电动机M及取样电阻R相串连的功率开关管电路的电动自行车多功能控制装置，其特征在于a)该装置的电动机无级调速控制电路是全程无触点无级调速电路，它是由稳压电路、以调速电位器W为调时元件的调时电路、能产生周期恒定的矩形脉冲的时基电路及功率管耦合保护电路组成。其中稳压电路外接蓄电池E的正端及地；时基电路、调时电路及功率管耦合保护电路也接地；稳压电路的输出端与时基电路及调时电路分别相连，调时电路的输出端与时基电路相连，调时电路以调速电位器W为调时元件，调时电路控制时基电路输出的矩形脉冲正程宽度；时基电路的输出端与功率管耦合保护电路相连，功率管耦合保护电路与功率管开关电路相连，功率管耦合保护电路一方面将时基电路输出的矩形脉冲耦合到功率管开关电路，另一方面对功率管进行过电压保护，以防止功率管被击穿。当时基电路稳态工作时，将随调速电位器W动臂的相对位置不同，输出周期恒定、正程宽度不同的矩形脉冲，该脉冲通过功率管耦合保护电路输入功率开关管电路的控制部份，激励功率开关管导通，该脉冲的正程宽度决定功率开关管的导通时间，从而改变加到电动机M两端的平均电压，也就是改变电动机M的转速。b)该装置还包括在蓄电池E的电压降到其放电最低极限时，能使时基电路停止振荡的蓄电池欠压控制电路，该电路与蓄电池E的正端及地相连，其输出端与时基电路相连；该电路的门限值与蓄电池放电最低极限电压相等，当蓄电池E的电压降到规定的门限值时，该电路即向时基电路输出迫使时基电路停止振荡的控制信号，电动机也随着停止转动，蓄电池也就不再向电动机供给电能，从而实现对蓄电池的自动保护。该电路至少包括一个稳压二级管和一个电阻。c)该装置还包括一个能使电动机平滑起动的电动机缓冲起动电路，该电路的一端接地，另一端与时基电路相连。在电动机起动瞬间，电动机缓冲起动电路控制时基电路输出脉冲的频率和正程宽度，使加到电动机M两端的电压平滑增加，也就是使电动机的转速平滑增加到选定值。d)该装置还包括一个在电动机因为过负荷而过流时，促使时基电路停止振荡的电动机过流控制电路，该电路与蓄电池的正端及地相连，其输入端同取样电阻R与电动机M的接点A相连，输出端与时基电路和调时电路的连接点相连。当电动自行车过流时，其过流信号通过A点输入电动机过流控制电路转化为过流控制电压信号输入时基电路，迫使时基电路停止振荡，即使电动机停止转动，从而实现对电动机过流时的自动保护。电动自行车多功能控制装置的时基电路可以由NE555集成电路或其它时基电路组件构成。该装置的调时电路至少包括一个调速电位器和一个电容；该电路最好由调速电位器W、二个电阻、二个二极管及一个电容构成。该装置的电动机过电流控制电路至少包括二个三极管、一个电阻及一个二极管。该电路最好由二个三极管、二个电阻及一个二极管构成。该装置各组成电路可以分别组装；也可以彼此配合组装；还可以将蓄电池欠压控制电路、电动机缓冲起动电路、电动机过流控制电路、稳压电路、时基电路、调时电路、功率管耦合保护电路组装在一起，并外套塑料盒或用环氧树脂灌封，并在组装件上至少带有一个连结外电路的多芯插头座。现结合附图及最佳实施例，对技术解决方案作进一步说明。图1为日本松下电器公司的电动自行车控制装置原理图。图2为永久DX－130型电动自行车控制电路图。图3为本技术方框图。此图作为说明书摘要附图。图4为本技术最佳实施例电路图。图5为本技术最佳实施例组装件印制电路板。最佳实施例如图4、图5所示。图4中RD为保险丝，K1为总开关，K2为电锁，AN为行驶开关。图中NE555集成电路为时基电路；调速电位器W、电阻R2和R3、二极管D1和D2及电容C1组成调时电路；电阻R1、稳压二极管D1、三极管BG1组成开环式稳压电路；耦合电容C3、电阻R7及稳压二极管D6构成功率管耦合保护电路；一只V－MOS功率开关管构成功率管开关电路。稳压电路、时基电路、调时电路及功率管耦合保护电路组成电动机无级调速控制电路。该电路工作时，NE555集成电路将随调速电位器W动臂的相对位置不同输出周期恒定、正程宽度不同的矩形脉冲，该脉冲通过耦合电容C3输入V－MOS功率开关管的控制栅极G，激励V－MOS管导通，该脉冲的正程宽度决定V－MOS管的导通时间，即改变加到电动机M两端的平均电压，也就是实现对电动机无触点全程无级调速。功率管耦合保护电路中的电阻R7及稳压管D6对V－MOS管进行过电压保护。稳压管D2及电阻R4构成该装置的蓄电池欠压控制电路，当蓄电池E的电压降到稳压二极管D2的门限值即蓄电池放电最低极限电压时稳压管截止，电阻R4上电压降为零，从而迫使NE555集成电路工作在“复位状态”，停止振荡，V－MOS管也跟着失去触发信号而截止，电动机停止转动，实现对蓄电池的强制自动保护。该装置的电动机缓冲起动电路由电容器C2构成。在电动机起动瞬间，稳压电路输出电压通过NE555集成电路的内部电阻向电容C2充电，电容C2的电压按指数规律上升至稳态值；在这一期限内时基电路将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括带有调速电位器Ｗ的电动机无级调速控制电路、蓄电池欠压控制电路和与电机Ｍ及取样电阻Ｒ相串连的功率开关管电路的电动自行车多功能控制装置，其特征在于：ａ）该装置的电动机无级调速控制电路是由稳压电路、以调速电位器Ｗ为调时元件的调时电路、 能产生周期恒定的矩形脉冲的时基电路及功率管耦合保护电路组成；稳压电路外接蓄电池Ｅ的正端，稳压电路的输出端与时基电路及决定时基电路矩形脉冲正程宽度的调时电路相联，功率管耦合保护电路与功率管开关电路相连；稳压电路、调时电路、时基电路、功率管耦合保护电路均接地；时基电路稳态工作时，将随调速电位器Ｗ动臂的相对位置不同输出周期恒定、正程宽度不同的矩形脉冲，该脉冲通过功率管耦合保护电路输入功率管开关电路，激励功率开关管导通。ｂ）该装置的蓄电池欠压控制电路与蓄电池Ｅ的正端及地相连，其输 出端与时基电路相连；当蓄电池Ｅ的电压降至蓄电池欠压控制电路的门限值时，它能向时基电路输出迫使时基电路停止振荡的控制信号；该电路至少包括一个稳压二极管和一个电阻。Ｃ）该装置还包括一个能使电动自行车平滑起动的电动机起动缓冲电路，该电路一端与 时基电路相连，另一端接地。Ｄ）该装置还包括一个能促使时基电路停止振荡的电动机过流控制电路，电动机过流控制电路与蓄电池Ｅ的正端及地相连，其输入端同取样电阻Ｒ与电动机Ｍ的接点Ａ相连，输出端与时基电路和调时电路的连接点相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：向之海，
申请(专利权)人：绵阳市电子技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]