图13-8 开关电源能启动,但不能进入他激式工作状态故障检修流程
(3)开关电源输出电压低
开关电源输出电压低,说明蓄电池、开关电源异常,该故障检修流程如图13-9所示。
图13-9 开关电源输出电压低的故障检修流程
电动车控制器故障分析与检修控制器全称是电机驱动控制器,它的作用就是驱动电机旋转。它的性能好坏直接影响电动车的性能,所以它也被称为电动自行车电气系统的“四大件”之一,典型的控制器如图13-10所示。
图13-10 常见控制器实物外形示意图
一、有刷电机控制器
电机控制芯片ST926401Y、时基芯片NE555、双电压比较器LM393构成的有刷电机控制器的控制电路,如图13-11所示。其中,ST926401Y用于形成PWM脉冲和调速、刹车等控制,NE555用于PWM激励信号的放大,LM393用于过流保护信号放大。(原图的元件未标注符号,符号由编者加注。)
1.12V、5V供电电路
接通电源开关锁后,来自36V蓄电池组的电压通过保险管FU1进入控制器,经C10滤波后不仅为电机供电,而且经91限流,利用防反接二极管VD1和稳压管VD4稳压得到12.6V电压。该电压通过C7滤波后分两路输出:一路为IC2供电;另一路通过VD1为三端稳压器78L05(IC4)供电,由它稳压输出5V电压,通过C1滤波后为IC1、IC3和转把内的霍尔IC等电路供电。
2.激励脉冲电路
IC1(ST926401Y)[2]脚获得5V供电后,它[15]脚内的振荡器和R9等元件通过振荡产生锯齿波脉冲。该脉冲作为触发信号控制IC1内部的RS触发器等电路产生的激励脉冲(PWM脉冲)通过缓冲放大后从[14]脚输出。
图13-11 ST926041Y NE555 LM393构成的有刷电机控制器电路
3.电机驱动放大
电机驱动电路由驱动电路和功率放大电路两部分构成。驱动电路采用了IC2(NE555)为核心,功率放大电路用大功率场效应管VT1(6HY413)做功率管。
IC1[14]脚输出的矩形脉冲经IC2放大后从[3]脚输出,再通过R15使VT1工作在开关状态。VT1导通期间,蓄电池组提供的电压通过电机绕组、VT1的DS极、R13到地构成回路,回路中的电流驱动电机旋转。VT1截止后,流过电机绕组的导通电流消失,使绕组产生反相的电动势。该电动势通过泄放二极管VD3泄放到蓄电池,不仅避免了VT1过压损坏,而且为蓄电池补充了一定的能量。
4.调速控制电路
调速控制电路由IC1和相关部件构成。在旋转转把时,转把内的圆弧形永久磁铁开始转动,霍尔IC在磁场的作用下输出由低到高或由高到低的直流控制电压。该控制电压通过R6加到IC1[5]脚后,对IC1内的相关电路进行控制,改变IC1[14]脚输出的激励脉冲占空比。当[14]脚输出的激励脉冲占空比增大时,VT1导通时间延长,为电机绕组提供的驱动电流增大,电机旋转速度加快,车速变快;若[14]脚输出的激励脉冲占空比减小使VT1导通时间缩短后,电机旋转速度变慢,从而实现了电机转速的调整。
5.刹车控制电路
该控制器的刹车控制由IC1(ST926401Y)[4]脚内部电路和刹把共同完成。该机的左、右刹把并联接在一起,它们的一端接地,另一端通过VD2接IC1[4]脚。未进行刹车控制时,VD2截止,5V电压通过R4为IC1[4]脚输入高电平,被IC1内部电路识别后使它[14]脚输出正常的激励信号,控制器正常工作。当使用刹把进行刹车时,刹把内的机械开关闭合,通过VD2使IC1[4]脚电位变低电平。该电平被IC1内部电路识别后切断IC1[14]脚输出的激励脉冲,使电机停止转动,实现刹车控制。
6.限速巡行电路
该控制器的限速巡行控制电路由IC1(ST926401Y)和限速巡行开关等元件构成。限速巡行开关未接通时,5V电压通过R3为IC1[16]脚提供高电平电压,被IC1内部电路处理后,使它[14]脚输出正常的激励脉冲,电动自行车工作在正常的调速状态;限速巡行开关接通后,IC1[16]脚电位被拉低变为低电平,被IC1内部电路处理后,将[14]脚输出的矩形脉冲占空比限制在一定范围内,则控制器为电机提供的激励电流被限制在一定范围,使电动自行车在限速范围内行驶。
7.保护电路
(1)过流保护
为了防止过流导致场效应管VT1过流损坏,该控制器设置了过流保护电路。该保护电路由IC1、IC3内的比较器B(IC3B)和取样电路构成。
取样电阻R13产生的取样电压通过R14加到IC3B的反相输入端[6]脚,同时5V电压通过R11和R12取样后,为IC3B的同相输入端[5]脚提供参考电压。当电机运转不正常等原因导致VT1过流,使R13两端的压降增大,通过R14使IC3[6]脚电位超过[5]脚电位后,IC3[7]脚输出低电平电压,被IC1[9]脚内部电路检测后,使IC1[14]脚输出低电平电压。该电压加到IC2[2]脚,使IC2不能输出激励电压,场效应管VT1截止,电机停转,实现了过流保护。
(2)欠压保护
为了防止蓄电池过放电,该控制器设置了欠压保护电路。该保护电路由IC1(ST926401Y)[6]脚内外电路构成。
蓄电池电压放电未达到终止电压时,蓄电池输出的电压通过R16、R15和R5取样后,为IC1[6]脚提供的取样电压较高,该电压被IC1[6]脚内部电路处理后,不影响IC1工作,IC1[14]脚输出的激励脉冲正常,控制器正常工作。随着放电地不断进行,当蓄电池两端电压达到终止电压31.2V时,取样电路为IC1[6]脚提供的电压达到欠压保护电路动作的阈值,IC1内的欠压保护电路动作,使IC1[14]脚不再输出激励电压,致使场效应管VT1截止,电机停转,实现了欠压保护。
8.常见故障检修
(1)电机不旋转
电机不旋转,说明转把、刹把、直流电机或控制器异常,该故障的检修流程如图13-12所示。