CN103568866A - 一种新型儿童电动车调速控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型儿童电动车调速控制器，包括脉宽调制模块、电源接口模块、电机接口模块、调速接口模块、充电刹车接口模块和场效应管模块，所述脉宽调制模块的输出端连接一场效应管模块，该场效应管模块通过一保护继电器模块连接所述电机接口模块，所述脉宽调制模块的电压反馈端通过一调速控制模块连接所述调速接口模块，所述脉宽调制模块的电源端连接所述电源接口模块，所述脉宽调制模块的电压反馈端还通过一充电刹车控制停转模块连接所述充电刹车接口模块。本发明中，将各个模块有机的整合在一起，实现了占空比的调节、调速控制信号的补正、温度补偿、欠压控制、飞车保护等多项功能，使儿童电动车的控制过程更安全，保证了儿童的安全乘坐以及提高了使用寿命。

Description

一种新型儿童电动车调速控制器

技术领域

本发明属于儿童电动车控制技术领域，尤其是一种新型儿童电动车调速控制器。

背景技术

儿童电动车主要分为电动汽车、电动摩托车、电动工程车等几类，其可由儿童骑乘，然后以电池输出的电力驱动其内安装的电机进行向前行驶、向后行驶或者转向等动作，其结构简单、易于操作、是一种深受儿童喜爱的电动玩具。相对于成人的电动车来说，儿童电动车的控制比较简单，所以其使用的控制单元也相应简单，现有控制单元中，由调速接口模块接收加速、减速信号，然后输入到脉宽调制模块中，再由脉宽调制模块控制MOSFET，实现电机的加速、减速，除了上述模块，控制单元中还包括用于连接电池的电源接口模块、用于连接电机的电机接口模块、用于接收充电刹车信号的充电刹车接口模块等，各种模块有机的整合在一起，实现了控制单元的各种控制功能。

上述控制单元实际使用时存在以下几个问题：1.脉宽调制模块由于自身设计的问题，其占空比最高只能达到97%，易出现电磁干扰；2.脉宽调制模块输出的调速控制信号不好，影响加速的速率；3控制单元受环境温度的影响，其控制参数会会发生变化，影响控制精度；4.电池在达到欠压值的过程中会持续保持最大电流输出，对电池的使用寿命有很大影响；5.判断电动车飞车时采用检测电机的电压的占空比是否达到100%，该检测方法不可靠；6.在场效应管击穿时，电动车会立即断电，使电动车很快停下，这样的处理方式比较危险。

综上所述，现有的儿童电动车控制单元存在很多问题，急需一种能克服上述问题，保证儿童安全骑乘的电动车控制单元。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供结构合理、使用安全的一种新型儿童电动车调速控制器。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种新型儿童电动车调速控制器，其特征在于：包括脉宽调制模块、电源接口模块、电机接口模块、调速接口模块、充电刹车接口模块和场效应管模块，所述脉宽调制模块的输出端连接一场效应管模块，该场效应管模块通过一保护继电器模块连接所述电机接口模块，所述脉宽调制模块的电压反馈端通过一调速控制模块连接所述调速接口模块，所述脉宽调制模块的电源端连接所述电源接口模块，所述脉宽调制模块的电压反馈端还通过一充电刹车控制停转模块连接所述充电刹车接口模块。

而且，所述调速控制模块和所述保护继电器模块之间连接一飞车保护模块，该飞车保护模块通过一电压转电流模块连接所述电机接口模块。

而且，所述脉宽调制模块与所述电源接口模块之间连接一欠压控制模块。

而且，所述场效应管模块还通过一电机电流采样模块连接一电流控制模块的一端，该电流控制模块的另一端连接所述脉宽调制模块的补偿端。

而且，所述脉宽调制模块使用UC384x芯片，该芯片的RT/CT端连接一电阻和电容的一端，该电阻的另一端连接所述脉宽调制模块的参考输出端，该电容的另一端接地；

该芯片的电流取样端连接两个电阻和一个电容串联的电路，每个所述电阻和所述电容之间均并联一电阻。

而且，调速接口模块连接一安装在加速装置内的微动开关。

而且，J1的第1脚连接第二脚后连接第一二极管D1的一端，该第一二极管D1的另一端连接第八电阻R8的一端和J2的第2脚，第八电阻R8的另一端连接第三二极管D3的一端、第六三极管Q6的集电极、第十一电阻R11的一端、IC1的第2脚、第二十七电阻R27的一端、第六电容C6的一端、第二十九电阻R29的一端和第八电容C8的一端，

第三二极管D3的另一端连接第二二极管D2的一端、正5伏、第四二极管D4的一端、第二B比较器IC2B的一个电压输入端、第三电容C3的一端、第十二电阻R12的一端和IC1第8脚，

第二二极管D2的另一端连接J4的第6脚，第六三极管Q6的基极连接第九电阻R9的一端和第一电阻R1的一端，第九电阻R9的另一端接地，第一电阻R1的另一端连接J4的第4脚、正24伏、J1的第3脚、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第一三极管Q1的集电极、第六电阻R6的一端、第一电容C1的一端、J3的第2脚、第十二极管D10的一端、第五二极管D5的一端、SPDT继电器线圈的一端、第十四电容C14的一端和第二电容C2的一端，

第六三极管Q6的发射极连接第十电阻R10的一端、第十电阻R10的另一端连接第二电阻R2的另一端和第四二极管D4的另一端，第十一电阻R11的另一端连接J2的第4脚，第三电阻R3的另一端连接第四电容C4的一端和IC1的第7脚，第四电容C4的另一端接地，第四电阻R4的另一端连接J2的第3脚，第五电阻R5的另一端连接第七三极管Q7的发射极，第七三极管Q7的集电极连接第六二极管D6的一端、第二十电阻R20的一端、第二A比较器IC2A的正输入端、第三十七电阻R37的一端、第十二电容C12的一端、第三十九电阻R39的一端、第六二极管D6的另一端连接第二三极管Q2的集电极、第二十四电阻R24的一端、正5伏、第三十电阻R30的一端、第三B比较器IC3B的一个电压输入端、第十九电阻R19的一端、第二十电阻R20的另一端、第二A比较器IC2A的一个电压输入端、第三十六R36的一端、第三A比较器IC3A的一个电压输入端和第三十八电阻R38的一端，

第二三极管Q2的基极连接第七电容C7的一端、第十二电阻R12的另一端和IC1的第4脚，第七电容C7的另一端连接第三电容C3的另一端和接地，第二三极管Q2的发射极连接第十六电阻R16的一端，第十六电阻R16的另一端连接第三十一电阻R31的一端和第十电容C10的一端，第三十一电阻R31的另一端连接IC1的第3脚和第三十二电阻R32的一端，第三十二电阻R32的另一端连接第三十三电阻R33的一端和第十电容C10的另一端，第三十三电阻R33的另一端接地，

第二十四电阻R24的另一端连接第二十六电阻R26的一端和第二B比较器IC2B的正输入端，第二十六电阻R26的另一端连接第二B比较器IC2B的另一个电压输入端、接地、第二十一电阻R21的一端、第五电容C5的一端、第五电容C5的另一端连接第二十一电阻R21的另一端、第二十二电阻R22的一端、第二十三电阻R23的一端和J4的第5脚，第二十三电阻R23的另一端连接第二十五电阻R25的一端和第二B比较器IC2B的负输入端，第二十五电阻R25的另一端连接第二B比较器IC2B的输出端和第二十七电阻R27的另一端，

第六电容C6的另一端接地，第二十九电阻R29的另一端连接IC1的第1脚、第八电容C8的另一端、第九二极管D9的一端和第十五电容C15的一端，第十五电容C15的另一端接地，第九二极管D9的另一端连接第二十八电阻R28的一端和第三B比较器IC3B的输出端，第二十八电阻R28的另一端连接第九电容C9的一端，第九电容C9的另一端连接第三B比较器IC3B的负输入端、第三十四电阻R34的一端和第十三电容C13的一端，第三B比较器IC3B的另一个电压输入端与第四十电阻R40的一端、第四十一电阻R41的一端、第十三电容C13的另一端、第四十二电阻R42的一端、第十一电容C11的一端、第四十三电阻R43的一端、第五三极管Q5的发射极、第四十四电阻R44的一端、第三A比较器IC3A的另一个电压输入端和第四十五电阻R45的一端连接后接地，

第三B比较器IC3B的正输入端连接第四十电阻R40的另一端、第三十电阻R30的另一端和第四十一电阻R41的另一端，第三十四电阻R34的另一端连接第四十二电阻R42的另一端和场效应管Q8的源极，场效应管Q8的栅极连接第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端连接IC1的第6脚，

场效应管Q8的漏极连接第十七电阻R17的一端、SPDT继电器的常开触点的一端和第七二极管D7的一端，第十七电阻R17的另一端连接第十五电阻R15的一端、J3的第1脚、第十二极管D10的另一端和SPDT继电器的常开触点的另一端，

第七二极管D7的另一端第十一电容C11的另一端和第三十五电阻R35的一端，第三十五电阻R35的另一端连接第四十三电阻R43的另一端、第八二极管D8的一端和第四三极管Q4的基极，第八二极管D8的另一端连接第三十六R36的另一端和第三A比较器IC3A的输出端，第四三极管Q4的发射极连接第五三极管Q5的集电极，第五三极管Q5的基极连接第四十四电阻R44的另一端和第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接J4第3脚，J4的第1脚和第2脚接地，

第三A比较器IC3A的负输入端连接第三十八电阻R38的另一端，第三A比较器IC3A的正输入端连接第二十二电阻R22的另一端和第二A比较器IC2A的负输入端，第二A比较器IC2A的另一个电压输入端与第十二电容C12的另一端和第三十九电阻R39的另一端连接后接地，第二A比较器IC2A的输出端连接第十九电阻R19的另一端、第三十七电阻R37的另一端和第十八电阻R18的一端，第十八电阻R18的另一端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极连接第四三极管Q4的集电极，第三三极管Q3的集电极连接SPDT继电器线圈的另一端、第五二极管D5的另一端，

第六电阻R6的另一端连接第一三极管Q1的基极、第一电容C1的另一端和第十五电阻R15的另一端，第一三极管Q1的发射极连接第七三极管Q7的基极和第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端接地，第十四电容C14的另一端和第二电容C2的另一端接地，J1的第4脚与J2的第1脚连接后接地。

本发明的优点和积极效果是：

1.本控制器中，使用高性能固定频率电流模式控制器UC384x作为脉宽调制模块的处理核心，利用周边的附属电路，使占空比精确的从0至100%，克服了现有技术中的电磁干扰，而且其对输出的调速控制信号进行了补正处理，波形规整，加速均匀、平缓。

2.本控制器中，利用半导体器件PN结受温度影响的特性：温度每升高一摄氏度，PN结端电压降低2mV。通过Q6和D4；Q1和Q7相互配合，温度变化时，其公共端的电压变化保持同步变化，实现了温度补偿，保证了控制精度。

3.本控制器中，当电池电压低到Q6导通时，IC1的2脚电压会升高，此时按下加速装置时，加速装置输出的电压升高，但IC1中的第2脚电压和第3脚电压进行比较，将占空比缩小，控制电机的端电压，使电机电流降低直至电机无法转动，同时电池输出的电流也减小，这就保证了电池在达到设定的欠压值之前保证电池不会出现大电流输出，提高了电池的使用寿命。

4.本控制器中，增加了电压转电流模块和飞车保护模块，通过电压转电流模块检测电机的电压，然后通过Q1和Q7转换为电流信号，加载在R39上的电压与加速装置输出的电压进行比较，以判断是否发生飞车，相比现有技术，该过程更安全。

5.本控制器中，当场效应管击穿时，电机通过保护继电器模块与电池连接，车辆仍然具有骑行的动力，只是加速装置无法控制电机的转速，此时刹车，可使电机停转，Q8上端为0伏，Q4断开，Q3断开，使保护继电器模块失电断开，由此将电机与电池断开，上述处理过程中保证了电动车在场效应管击穿时仍然具有动力，可在脱离危险区域后再将车辆刹停。

6.本控制器中，调速接口模块的第3脚连接一安装在加速装置中的微动开关，该微动开关首先闭合后，使Q5导通，然后Q4、Q3导通，使保护继电器模块得电闭合，场效应管导通，上述处理过程避免了继电器的触点在大电流下切换造成的烧毁故障。

7.本控制器中，刹车按下时，场效应管驱动模块停止驱动场效应管，断开继电器触点的电流，同时IC2A的负输入端电压升高，IC2A的输出端输出低电平，Q3断开，使继电器线圈断电，并且因继电器触点动作时间会滞后继电器线圈断电动作10ms，由此可避免在继电器触点在有大电流情况下动作，保护了继电器的触点不会产生电火花而烧毁，提高了使用寿命。

8.本控制器中，停车启动时，如果加速装置处于加速的工作状态，则其输出电压大于电机的采样电压，比较器输出低电平，使Q3断开，保护继电器模块失电断开，电动车不会行驶，由此避免了误按下加速装置而启动车辆导致的前窜，提高了儿童骑乘的安全性。

9.本控制器中，如果电动车在大负载状态下的电机电流达到设定的安培值时，控制器会降低电机电压的占空比，降低电机的工作电流，电机电流低于设定的安培值时，控制器会提高电机电压的占空比，增大电机的工作电流，反复进行，保证电机不会过热损坏。

10.本发明中，将各个模块有机的整合在一起，实现了占空比的调节、调速控制信号的补正、温度补偿、欠压控制、飞车保护等多项功能，使儿童电动车的控制过程更安全，保证了儿童的安全骑乘以及提高了使用寿命。

附图说明

图1为本发明原理方框图；

图2为图1的电路原理图；

图3为调制前的电压信号与加速装置输出的控制信号的叠加图；

图4为调制后的电压信号与加速装置输出的控制信号的叠加图；

图5为调制后的调速控制信号波形图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种新型儿童电动车调速控制器，如图1～5所示，本发明的创新在于：包括脉宽调制模块（虚线框10）、电源接口模块（虚线框1）、电机接口模块（虚线框3）、调速接口模块（虚线框8）、充电刹车接口模块（虚线框2）和场效应管模块（虚线框11），所述脉宽调制模块的输出端（引脚6）连接一场效应管模块，该场效应管模块通过一保护继电器模块（虚线框7）连接所述电机接口模块，所述脉宽调制模块的电压反馈端（引脚2）通过一调速控制模块（虚线框9）连接所述调速接口模块，所述脉宽调制模块的电源端（引脚7）连接所述电源接口模块，所述脉宽调制模块的电压反馈端（引脚2）还通过一充电刹车控制停转模块（虚线框5）连接所述充电刹车接口模块。

当出现场效应管击穿或加速装置地线断开的故障时，为了保证儿童及电动车的安全，所述调速控制模块和所述保护继电器模块之间连接一飞车保护模块（虚线框12），该飞车保护模块通过一电压转电流模块（虚线框6）连接所述电机接口模块。

为了保护电池，提高其使用寿命，在所述脉宽调制模块与所述电源接口模块之间连接一欠压控制模块（虚线框5）。所述场效应管模块还通过一电机电流采样模块（虚线框14）连接一电流控制模块（虚线框13）的一端，该电流控制模块的另一端连接所述脉宽调制模块的补偿端（引脚1）。

上述结构中，所述脉宽调制模块使用UC384x芯片，优选UC3842和UC3843，本例中优选UC3842，该芯片的RT/CT端（引脚4）连接一电阻R12和电容C7的一端，该电阻R12的另一端连接所述脉宽调制模块的参考输出端（引脚8），该电容C7的另一端接地，由R12和C7的参数决定Q8的导通频率，引脚4输出波形如图3所示锯齿波，R12阻值为51k欧姆，C7取值为1800皮法，二者配合将工作频率限制在2000赫兹，以避免产生共振。

该芯片的电流取样端（引脚3）连接两个电阻R31、R32和一个电容C10串联的电路，电阻R31和电容C10之间并联一电阻R16，电阻R32和电容C10之间并联一电阻R33。如图3所示，锯齿波表示UC384x输出的电压信号，其峰值较大，斜线表示加速装置输出的控制信号，图中可知，锯齿波已经超出了斜线的范围；电阻R31、R32、R33、R16使UC384x输出的电压峰值变小，C10使曲线变缓，R31取值为390欧姆，R32取值为100欧姆，R16取值为1.3K欧姆，R33取值为910欧姆，C10取值为10纳法拉，最后形成如图4的波形，锯齿波被补正为峰值较小、曲线变缓的曲线锯齿波，且完全落入了斜线的控制范围内，经过叠加后的IC1第6脚输出的调速控制信号如图5所示，其占空比为0～100%，控制精度高，且波形规整、加速均匀平滑。

为了提高保护继电器模块中触点的安全使用，调速接口模块的第3脚连接一安装在加速装置中的微动开关1。

具体来说，本发明涉及的电子元器件的结构图如图2所示：

J1的第1脚连接第二脚后连接第一二极管D1的一端，该第一二极管D1的另一端连接第八电阻R8的一端和J2的第2脚，第八电阻R8的另一端连接第三二极管D3的一端、第六三极管Q6的集电极、第十一电阻R11的一端、IC1的第2脚、第二十七电阻R27的一端、第六电容C6的一端、第二十九电阻R29的一端和第八电容C8的一端，

第三二极管D3的另一端连接第二二极管D2的一端、正5伏、第四二极管D4的一端、第二B比较器IC2B的一个电压输入端、第三电容C3的一端、第十二电阻R12的一端和IC1第8脚，

第二二极管D2的另一端连接J4的第6脚，第六三极管Q6的基极连接第九电阻R9的一端和第一电阻R1的一端，第九电阻R9的另一端接地，第一电阻R1的另一端连接J4的第4脚、正24伏、J1的第3脚、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第一三极管Q1的集电极、第六电阻R6的一端、第一电容C1的一端、J3的第2脚、第十二极管D10的一端、第五二极管D5的一端、SPDT继电器线圈的一端、第十四电容C14的一端和第二电容C2的一端，

第六三极管Q6的发射极连接第十电阻R10的一端、第十电阻R10的另一端连接第二电阻R2的另一端和第四二极管D4的另一端，第十一电阻R11的另一端连接J2的第4脚，第三电阻R3的另一端连接第四电容C4的一端和IC1的第7脚，第四电容C4的另一端接地，第四电阻R4的另一端连接J2的第3脚，第五电阻R5的另一端连接第七三极管Q7的发射极，第七三极管Q7的集电极连接第六二极管D6的一端、第二十电阻R20的一端、第二A比较器IC2A的正输入端、第三十七电阻R37的一端、第十二电容C12的一端、第三十九电阻R39的一端、第六二极管D6的另一端连接第二三极管Q2的集电极、第二十四电阻R24的一端、正5伏、第三十电阻R30的一端、第三B比较器IC3B的一个电压输入端、第十九电阻R19的一端、第二十电阻R20的另一端、第二A比较器IC2A的一个电压输入端、第三十六R36的一端、第三A比较器IC3A的一个电压输入端和第三十八电阻R38的一端，

第二三极管Q2的基极连接第七电容C7的一端、第十二电阻R12的另一端和IC1的第4脚，第七电容C7的另一端连接第三电容C3的另一端和接地，第二三极管Q2的发射极连接第十六电阻R16的一端，第十六电阻R16的另一端连接第三十一电阻R31的一端和第十电容C10的一端，第三十一电阻R31的另一端连接IC1的第3脚和第三十二电阻R32的一端，第三十二电阻R32的另一端连接第三十三电阻R33的一端和第十电容C10的另一端，第三十三电阻R33的另一端接地，

第二十四电阻R24的另一端连接第二十六电阻R26的一端和第二B比较器IC2B的正输入端，第二十六电阻R26的另一端连接第二B比较器IC2B的另一个电压输入端、接地、第二十一电阻R21的一端、第五电容C5的一端、第五电容C5的另一端连接第二十一电阻R21的另一端、第二十二电阻R22的一端、第二十三电阻R23的一端和J4的第5脚，第二十三电阻R23的另一端连接第二十五电阻R25的一端和第二B比较器IC2B的负输入端，第二十五电阻R25的另一端连接第二B比较器IC2B的输出端和第二十七电阻R27的另一端，

第六电容C6的另一端接地，第二十九电阻R29的另一端连接IC1的第1脚、第八电容C8的另一端、第九二极管D9的一端和第十五电容C15的一端，第十五电容C15的另一端接地，第九二极管D9的另一端连接第二十八电阻R28的一端和第三B比较器IC3B的输出端，第二十八电阻R28的另一端连接第九电容C9的一端，第九电容C9的另一端连接第三B比较器IC3B的负输入端、第三十四电阻R34的一端和第十三电容C13的一端，第三B比较器IC3B的另一个电压输入端与第四十电阻R40的一端、第四十一电阻R41的一端、第十三电容C13的另一端、第四十二电阻R42的一端、第十一电容C11的一端、第四十三电阻R43的一端、第五三极管Q5的发射极、第四十四电阻R44的一端、第三A比较器IC3A的另一个电压输入端和第四十五电阻R45的一端连接后接地，

第三B比较器IC3B的正输入端连接第四十电阻R40的另一端、第三十电阻R30的另一端和第四十一电阻R41的另一端，第三十四电阻R34的另一端连接第四十二电阻R42的另一端和场效应管Q8的源极，场效应管Q8的栅极连接第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端连接IC1的第6脚，

场效应管Q8的漏极连接第十七电阻R17的一端、SPDT继电器的常开触点的一端和第七二极管D7的一端，第十七电阻R17的另一端连接第十五电阻R15的一端、J3的第1脚、第十二极管D10的另一端和SPDT继电器的常开触点的另一端，

第七二极管D7的另一端第十一电容C11的另一端和第三十五电阻R35的一端，第三十五电阻R35的另一端连接第四十三电阻R43的另一端、第八二极管D8的一端和第四三极管Q4的基极，第八二极管D8的另一端连接第三十六R36的另一端和第三A比较器IC3A的输出端，第四三极管Q4的发射极连接第五三极管Q5的集电极，第五三极管Q5的基极连接第四十四电阻R44的另一端和第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接J4第3脚，J4的第1脚和第2脚接地，

第三A比较器IC3A的负输入端连接第三十八电阻R38的另一端，第三A比较器IC3A的正输入端连接第二十二电阻R22的另一端和第二A比较器IC2A的负输入端，第二A比较器IC2A的另一个电压输入端与第十二电容C12的另一端和第三十九电阻R39的另一端连接后接地，第二A比较器IC2A的输出端连接第十九电阻R19的另一端、第三十七电阻R37的另一端和第十八电阻R18的一端，第十八电阻R18的另一端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极连接第四三极管Q4的集电极，第三三极管Q3的集电极连接SPDT继电器线圈的另一端、第五二极管D5的另一端，

第六电阻R6的另一端连接第一三极管Q1的基极、第一电容C1的另一端和第十五电阻R15的另一端，第一三极管Q1的发射极连接第七三极管Q7的基极和第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端接地，第十四电容C14的另一端和第二电容C2的另一端接地，J1的第4脚与J2的第1脚连接后接地。

本发明的工作过程是：

1.电动车启动并行驶

电池接通后，首先对电容C14充电，当电容C14两端的电压接近电池电压时，IC1才允许工作。

如果加速装置不工作时，SPDT继电器失电断开，控制器进入待机状态，待机电流小于35毫安。

当加速装置按下后，微动开关闭合，使Q5导通，然后Q4、Q3导通，SPDT继电器得电闭合，场效应管Q8工作，加速装置继续按下，IC1调速信号的占空比自0开始升高，逐渐达到100%，同时使电动车行驶。

2.电动车刹车并停止

刹车按下时，J2第4脚输出信号到IC1的第2脚，与IC1第6脚连接的Q8断开，电机停止转动，加速装置完全复位后，微动开关断开，然后Q1、Q7断开，电机端电压小于加速装置通过标有“IN”的线路输出的控制信号，IC2A输出低电平，使Q3断开，SPDT继电器失电断开，使电机与电池断开。

电动车停止后进入第1项中的低电流的待机状态。

3.停止后的再次启动

当加速装置未工作时，如第1项的正常启动过程。

当加速装置处于按下的状态时，此时控制信号大于电机的端电压，IC2A输出低电平，使Q3断开，SPDT继电器失电断开，电动车不会行驶。

4.充电时

当充电刹车接口模块连接外置电源时，充电电压通过电阻R8将IC1第2脚的电压拉高，IC1的所有输出均截止，电动车不能行驶，使电动车进入安全充电状态。

5.电池的欠压保护

当电池电压较低时，一旦低到设定电压时，Q6进入放大区域，输出的电压随电池电压的降低而升高，此时按下加速装置时，因IC1中的第2脚电压升高，将IC1输出端6脚的占空比缩小，控制电机的端电压，使电机电流降低，同时电池输出的电流也减小，这就保证了电池在达到临近设定的欠压值之前电池不会出现大电流输出。

6.限流控制

如果电动车在大负载状态下的电机电流达到临近设定的安培值时，电机电流采样控制模块采样电机电流，经过IC2B比较放大后，控制IC1的第1脚电压，从而降低IC1的第6脚输出电压的占空比，降低电机的工作电流，实现限流控制。电机电流低于设定限流值时，电机电流采样模块不会影响IC1的1脚电压，电机正常工作。

7.温度补偿

利用半导体器件PN结受温度影响的特性：温度每升高一摄氏度，PN结端电压降低2mV。通过Q6和D4；Q1和Q7相互配合，温度变化时，其公共端的电压变化保持同步变化，实现了温度补偿，保证了控制精度。

8.飞车保护

⑴加速装置中的地线断开

当电压转电流电路采集的电机的端电压小于加速装置输出的控制电压时，IC2A输出低电平，使Q3断开，SPDT继电器失电断开，电机与电池断开，此时电动车加速装置已无法加速，整车靠惯性滑行，可采用刹车将车辆停止。

⑵场效应管击穿

SPDT继电器仍然闭合，电机与电池连接，但电动车加速装置已无法加速，可采用刹车，使电机停转，此时场效应管Q8上端为0伏，Q4断开，然后Q3断开，SPDT继电器失电断开，电机与电池断开。

9.场效应管Q8击穿后的加电

当Q8击穿后且车辆停止，此时再通电时，Q8的上端为0V，Q4基极没有从D7过来的电压，而IC3A的负输入端经R38分压后的电压比正输入端（加速装置输出信号）的电压高，于是IC3A的输出端输出为低电平，Q4基极同为低电平，因此Q4不导通，SPDT继电器失电断开，电机无法启动。

本发明中，将各个模块有机的整合在一起，实现了占空比的调节、调速控制信号的补正、温度补偿、欠压控制、飞车保护等多项功能，使儿童电动车的控制过程更安全，保证了儿童的安全骑乘以及提高了使用寿命。

Claims (7)

1.一种新型儿童电动车调速控制器，其特征在于：包括脉宽调制模块、电源接口模块、电机接口模块、调速接口模块、充电刹车接口模块和场效应管模块，所述脉宽调制模块的输出端连接一场效应管模块，该场效应管模块通过一保护继电器模块连接所述电机接口模块，所述脉宽调制模块的电压反馈端通过一调速控制模块连接所述调速接口模块，所述脉宽调制模块的电源端连接所述电源接口模块，所述脉宽调制模块的电压反馈端还通过一充电刹车控制停转模块连接所述充电刹车接口模块。

2.根据权利要求1所述的一种新型儿童电动车调速控制器，其特征在于：所述调速控制模块和所述保护继电器模块之间连接一飞车保护模块，该飞车保护模块通过一电压转电流模块连接所述电机接口模块。

3.根据权利要求1所述的一种新型儿童电动车调速控制器，其特征在于：所述脉宽调制模块与所述电源接口模块之间连接一欠压控制模块。

4.根据权利要求1所述的一种新型儿童电动车调速控制器，其特征在于：所述场效应管模块还通过一电机电流采样模块连接一电流控制模块的一端，该电流控制模块的另一端连接所述脉宽调制模块的补偿端。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种新型儿童电动车调速控制器，其特征在于：所述脉宽调制模块使用UC384x芯片，该芯片的RT/CT端连接一电阻和电容的一端，该电阻的另一端连接所述脉宽调制模块的参考输出端，该电容的另一端接地；

该芯片的电流取样端连接两个电阻和一个电容串联的电路，每个所述电阻和所述电容之间均并联一电阻。

6.根据权利要求5所述的一种新型儿童电动车调速控制器，其特征在于：调速接口模块连接一安装在加速装置内的微动开关。

7.根据权利要求6所述的一种新型儿童电动车调速控制器，其特征在于：

J1的第1脚连接第二脚后连接第一二极管D1的一端，该第一二极管D1的另一端连接第八电阻R8的一端和J2的第2脚，第八电阻R8的另一端连接第三二极管D3的一端、第六三极管Q6的集电极、第十一电阻R11的一端、IC1的第2脚、第二十七电阻R27的一端、第六电容C6的一端、第二十九电阻R29的一端和第八电容C8的一端，

第三二极管D3的另一端连接第二二极管D2的一端、正5伏、第四二极管D4的一端、第二B比较器IC2B的一个电压输入端、第三电容C3的一端、第十二电阻R12的一端和IC1第8脚，

第二二极管D2的另一端连接J4的第6脚，第六三极管Q6的基极连接第九电阻R9的一端和第一电阻R1的一端，第九电阻R9的另一端接地，第一电阻R1的另一端连接J4的第4脚、正24伏、J1的第3脚、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第一三极管Q1的集电极、第六电阻R6的一端、第一电容C1的一端、J3的第2脚、第十二极管D10的一端、第五二极管D5的一端、SPDT继电器线圈的一端、第十四电容C14的一端和第二电容C2的一端，

第六三极管Q6的发射极连接第十电阻R10的一端、第十电阻R10的另一端连接第二电阻R2的另一端和第四二极管D4的另一端，第十一电阻R11的另一端连接J2的第4脚，第三电阻R3的另一端连接第四电容C4的一端和IC1的第7脚，第四电容C4的另一端接地，第四电阻R4的另一端连接J2的第3脚，第五电阻R5的另一端连接第七三极管Q7的发射极，第七三极管Q7的集电极连接第六二极管D6的一端、第二十电阻R20的一端、第二A比较器IC2A的正输入端、第三十七电阻R37的一端、第十二电容C12的一端、第三十九电阻R39的一端、第六二极管D6的另一端连接第二三极管Q2的集电极、第二十四电阻R24的一端、正5伏、第三十电阻R30的一端、第三B比较器IC3B的一个电压输入端、第十九电阻R19的一端、第二十电阻R20的另一端、第二A比较器IC2A的一个电压输入端、第三十六R36的一端、第三A比较器IC3A的一个电压输入端和第三十八电阻R38的一端，

第二三极管Q2的基极连接第七电容C7的一端、第十二电阻R12的另一端和IC1的第4脚，第七电容C7的另一端连接第三电容C3的另一端和接地，第二三极管Q2的发射极连接第十六电阻R16的一端，第十六电阻R16的另一端连接第三十一电阻R31的一端和第十电容C10的一端，第三十一电阻R31的另一端连接IC1的第3脚和第三十二电阻R32的一端，第三十二电阻R32的另一端连接第三十三电阻R33的一端和第十电容C10的另一端，第三十三电阻R33的另一端接地，

第二十四电阻R24的另一端连接第二十六电阻R26的一端和第二B比较器IC2B的正输入端，第二十六电阻R26的另一端连接第二B比较器IC2B的另一个电压输入端、接地、第二十一电阻R21的一端、第五电容C5的一端、第五电容C5的另一端连接第二十一电阻R21的另一端、第二十二电阻R22的一端、第二十三电阻R23的一端和J4的第5脚，第二十三电阻R23的另一端连接第二十五电阻R25的一端和第二B比较器IC2B的负输入端，第二十五电阻R25的另一端连接第二B比较器IC2B的输出端和第二十七电阻R27的另一端，

第六电容C6的另一端接地，第二十九电阻R29的另一端连接IC1的第1脚、第八电容C8的另一端、第九二极管D9的一端和第十五电容C15的一端，第十五电容C15的另一端接地，第九二极管D9的另一端连接第二十八电阻R28的一端和第三B比较器IC3B的输出端，第二十八电阻R28的另一端连接第九电容C9的一端，第九电容C9的另一端连接第三B比较器IC3B的负输入端、第三十四电阻R34的一端和第十三电容C13的一端，第三B比较器IC3B的另一个电压输入端与第四十电阻R40的一端、第四十一电阻R41的一端、第十三电容C13的另一端、第四十二电阻R42的一端、第十一电容C11的一端、第四十三电阻R43的一端、第五三极管Q5的发射极、第四十四电阻R44的一端、第三A比较器IC3A的另一个电压输入端和第四十五电阻R45的一端连接后接地，

第三B比较器IC3B的正输入端连接第四十电阻R40的另一端、第三十电阻R30的另一端和第四十一电阻R41的另一端，第三十四电阻R34的另一端连接第四十二电阻R42的另一端和场效应管Q8的源极，场效应管Q8的栅极连接第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端连接IC1的第6脚，

场效应管Q8的漏极连接第十七电阻R17的一端、SPDT继电器的常开触点的一端和第七二极管D7的一端，第十七电阻R17的另一端连接第十五电阻R15的一端、J3的第1脚、第十二极管D10的另一端和SPDT继电器的常开触点的另一端，

第七二极管D7的另一端第十一电容C11的另一端和第三十五电阻R35的一端，第三十五电阻R35的另一端连接第四十三电阻R43的另一端、第八二极管D8的一端和第四三极管Q4的基极，第八二极管D8的另一端连接第三十六R36的另一端和第三A比较器IC3A的输出端，第四三极管Q4的发射极连接第五三极管Q5的集电极，第五三极管Q5的基极连接第四十四电阻R44的另一端和第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接J4第3脚，J4的第1脚和第2脚接地，

第三A比较器IC3A的负输入端连接第三十八电阻R38的另一端，第三A比较器IC3A的正输入端连接第二十二电阻R22的另一端和第二A比较器IC2A的负输入端，第二A比较器IC2A的另一个电压输入端与第十二电容C12的另一端和第三十九电阻R39的另一端连接后接地，第二A比较器IC2A的输出端连接第十九电阻R19的另一端、第三十七电阻R37的另一端和第十八电阻R18的一端，第十八电阻R18的另一端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极连接第四三极管Q4的集电极，第三三极管Q3的集电极连接SPDT继电器线圈的另一端、第五二极管D5的另一端，

第六电阻R6的另一端连接第一三极管Q1的基极、第一电容C1的另一端和第十五电阻R15的另一端，第一三极管Q1的发射极连接第七三极管Q7的基极和第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端接地，第十四电容C14的另一端和第二电容C2的另一端接地，J1的第4脚与J2的第1脚连接后接地。

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