CN111377030A - 一种电动自行车意外起步控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动自行车意外起步控制电路，属于电动车技术领域，包括压力应变电路、一级放大电路、二级放大电路、电动车电池组、电源模块、电压比较电路、把手开关和可控硅开关电路；解决了采用压力应变计代替开关，杜绝了由于开关引起的接触不良或粘连所带来的影响，本发明采用压力应变计为电阻应变片，体积小，安装方便，本发明可以调节放大器IC2的增益，从而起到很好的灵敏度补偿作用，减少了维护成本。
Description
技术领域
本发明属于电动车技术领域，尤其涉及一种电动自行车意外起步控制电路。
背景技术
现有技术中的电动自行车，在电动自行车电源钥匙开关处于接通状态时，驾驶人员双手握住两车把步行推动或正常骑行后下车未及时关闭电源钥匙开关而双手握住车把推行时，因驾驶人员不经意的转动调速把手或因外加动力向电动自行车行进的方向突然推动又或轻微撞击电动自行车后部导致电动自行车突然向前运动，使驾驶人员握调速手把的手出现自然向后方向小幅度旋转即可使电机越过临界启动点而被意外启动，因电机加速速度远大于人推行电动自行车时的行走速度，再加上人感觉电动自行车自动向前跑的瞬间，潜意识本能反应想用力拖住它不让其自动前行，使驾驶人员手握调速手把的力与电动自行车前跑的力出现反作用，导致驾驶人员越拖，车跑得越快，直至电动自行车完全失去控制，严重时可引发人身伤害和财产损失的事故。
传统的电动车意外起步电路均采用在座位下安放微动开关或普通开关的方式，当有人坐在作为上时，开关被触发，从而使把手开关的信号可以导通到控制器上，当没有人坐在座位上时，开关不被触发，从而断开把手开关的信号回路，然而因微动开关或普通开关使用次数有限，而且当人长时间坐在座位上时，开关始终处于闭合状态，随着使用时间的延长，开关极易发生粘连或接触不良的情况，严重影响电动车的正常使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动自行车意外起步控制电路，解决了传统技术的不足。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电动自行车意外起步控制电路，包括压力应变电路、一级放大电路、二级放大电路、电动车电池组、电源模块、电压比较电路、把手开关和可控硅开关电路；
压力应变电路包括电阻应变片R2、电阻R1、电阻R3和电阻R4，电阻应变片R2、电阻R1、电阻R3和电阻R4构成了一个电阻桥；
一级放大电路包括放大器IC1、电阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R7，放大器IC1、电阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R7构成了一个差分放大电路，所述电阻桥的输出端分别通过电阻R5和电阻R6连接放大器IC1的负输入端和正输入端；
二级放大电路包括电阻R15、电阻R11、电阻R8、电位器R10、场效应管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R24、电阻R15、电阻R16、放大器IC2和电阻R17，电阻R15、电阻R11、电阻R8、电位器R10、场效应管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R24、电阻R15、电阻R16、放大器IC2和电阻R17构成了一个压控增益放大器，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电阻R24串联连接后产生的压降为场效应管Q1的G极提供偏置电压；电位器R10为场效应管Q1的G极出的电压调节电位器；
放大器IC1的输出端通过电阻R14和电阻R15连接到放大器IC2的负输入端；
电压比较电路包括比较器IC3、电阻R19、电阻R18和电阻R20，放大器IC2的负输入端连接比较器IC3的输入端，比较器IC3的正输入端还通过电阻R19连接地线，比较器IC3的负输入端通过电阻R18连接5V电压，比较器IC3的负输入端还通过电阻R20连接地线；
可控硅开关电路包括光耦U1、电阻R21、电阻R23、电阻R22和场效应管Q2，场效应管Q2的S极和D极串联在把手开关的开关信号回路中，用来切断和导通把手开关的开关信号回路；场效应管Q2的G极连接光耦U1的4脚，光耦U1的4脚还通过电阻R22连接地线，光耦U1的3脚通过电阻R23连接12V电压，光耦U1的1脚连接比较器IC3的输出端，光耦U1的2脚通过电阻R21连接地线；
电源模块包括5V稳压器，5V稳压器的输入端连接电动车电池组的正极、输出端输出所述5V电压；
电动车电池组的正极输出所述12V电压、负极为所述地线。
优选的，所述电阻应变片R2的型号为BX120-3AA应变计高精度电阻式应变片；所述放大器IC1的型号为LM386；所述放大器IC2的型号为uA741；所述比较器的型号为LM358。
优选的，所述电阻应变片R2设置在电动车的座位下侧，用于测量座位上是否有人坐下。
本发明所述的一种电动自行车意外起步控制电路，解决了采用压力应变计代替开关，杜绝了由于开关引起的接触不良或粘连所带来的影响，本发明采用压力应变计为电阻应变片，体积小，安装方便，本发明可以调节放大器IC2的增益，从而起到很好的灵敏度补偿作用，减少了维护成本。
附图说明
图1是本发明的电路图方框图；
图2是本发明的压力应变电路、一级放大电路和二级放大电路的电路图；
图3是本发明的电压比较电路、把手开关和可控硅开关电路的电路图。
具体实施方式
如图1-图3所示的一种电动自行车意外起步控制电路，包括压力应变电路、一级放大电路、二级放大电路、电动车电池组、电源模块、电压比较电路、把手开关和可控硅开关电路；
压力应变电路包括电阻应变片R2、电阻R1、电阻R3和电阻R4，电阻应变片R2、电阻R1、电阻R3和电阻R4构成了一个电阻桥；
一级放大电路包括放大器IC1、电阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R7，放大器IC1、电阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R7构成了一个差分放大电路，所述电阻桥的输出端分别通过电阻R5和电阻R6连接放大器IC1的负输入端和正输入端；
电阻桥和一级放大电路构成了一个桥式压力测量电路，当没有人坐在座位上时，电阻桥保持平衡状态，其输出为0，当有人坐在座位上时，电阻桥不平衡，运算放大器LM386的正输入端和负输入端产生压差，运算放大器LM386输出电压值，即输出压力信号。
二级放大电路包括电阻R15、电阻R11、电阻R8、电位器R10、场效应管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R24、电阻R15、电阻R16、放大器IC2和电阻R17，电阻R15、电阻R11、电阻R8、电位器R10、场效应管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R24、电阻R15、电阻R16、放大器IC2和电阻R17构成了一个压控增益放大器，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电阻R24串联连接后产生的压降为场效应管Q1的G极提供偏置电压；电位器R10为场效应管Q1的G极出的电压调节电位器；
如图2所示，压控增益放大器的输入端为放大器IC2的负输入端，电阻R11、电阻R8、电位器R10、场效应管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电阻R24构成了压控增益放大器的增益调节电路，通过调节电位器R10的阻值可以调节放大器IC2的输出电压；
所述压力信号通过放大器IC2的放大后被传送至电压比较电路中，当因长时间的使用使得电阻应变片R2的灵敏度下降时，可以通过调节电位器R10的阻值来增大放大器IC2的增益，从而起到很好的灵敏度补偿作用，减少了维护成本。
放大器IC1的输出端通过电阻R14和电阻R15连接到放大器IC2的负输入端；
电压比较电路包括比较器IC3、电阻R19、电阻R18和电阻R20，放大器IC2的负输入端连接比较器IC3的输入端，比较器IC3的正输入端还通过电阻R19连接地线，比较器IC3的负输入端通过电阻R18连接5V电压，比较器IC3的负输入端还通过电阻R20连接地线；
本实施例通过调节电阻R18和电阻R20的阻值来预设比较器IC3的比较电压值，电阻桥的输出电压，经过一级放大电路和二级放大电路的放大输入到比较器IC3的正输入端，只有电阻桥的输出电压达到一定的电压值后，即有人坐在座位上使电阻桥的输出电压够大后，比较器IC3的正输入端的电压值才会大于其负输入端的电压，比较器IC3才输出高电平；反之比较器IC3输出低电平，即没人坐在座位上；
可控硅开关电路包括光耦U1、电阻R21、电阻R23、电阻R22和场效应管Q2，场效应管Q2的S极和D极串联在把手开关的开关信号回路中，用来切断和导通把手开关的开关信号回路；场效应管Q2的G极连接光耦U1的4脚，光耦U1的4脚还通过电阻R22连接地线，光耦U1的3脚通过电阻R23连接12V电压，光耦U1的1脚连接比较器IC3的输出端，光耦U1的2脚通过电阻R21连接地线；
光耦U1由比较器IC3控制，光耦U1用来控制场效应管Q2的导通和断开，场效应管Q2用来控制把手开关SW1的信号回路的通断，只有在比较器IC3输出高电平，即有人坐在座位上时，光耦U1才被驱动导通，此时光耦U1驱动场效应管Q2导通，把手开关SW1的信号回路闭合，驾驶人可以通过把手开关SW1控制电动车的启动；反之，光耦U1不被驱动导通，此时光耦U1无法驱动场效应管Q2导通，把手开关SW1的信号回路断开，驾驶人无论如何拧动把手开关SW1都无法驱动电动车。
光耦U1起到隔离作用，将电动车的把手开关SW1的信号回路与压力应变电路、一级放大电路、二级放大电路、电动车电池组、电源模块和电压比较电路隔离开，保护其不受干扰。
电源模块包括5V稳压器，5V稳压器的输入端连接电动车电池组的正极、输出端输出所述5V电压；本实施例采用的5V稳压器的型号为LM7805。
电动车电池组的正极输出所述12V电压、负极为所述地线。
优选的，所述电阻应变片R2的型号为BX120-3AA应变计高精度电阻式应变片；所述放大器IC1的型号为LM386；所述放大器IC2的型号为uA741；所述比较器的型号为LM358。
优选的，所述电阻应变片R2设置在电动车的座位下侧，用于测量座位上是否有人坐下。
本发明所述的一种电动自行车意外起步控制电路，解决了采用压力应变计代替开关，杜绝了由于开关引起的接触不良或粘连所带来的影响，本发明采用压力应变计为电阻应变片，体积小，安装方便。
Claims (3)
1.一种电动自行车意外起步控制电路，其特征在于：包括压力应变电路、一级放大电路、二级放大电路、电动车电池组、电源模块、电压比较电路、把手开关和可控硅开关电路；
压力应变电路包括电阻应变片R2、电阻R1、电阻R3和电阻R4，电阻应变片R2、电阻R1、电阻R3和电阻R4构成了一个电阻桥；
一级放大电路包括放大器IC1、电阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R7，放大器IC1、电阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R7构成了一个差分放大电路，所述电阻桥的输出端分别通过电阻R5和电阻R6连接放大器IC1的负输入端和正输入端；
二级放大电路包括电阻R15、电阻R11、电阻R8、电位器R10、场效应管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R24、电阻R15、电阻R16、放大器IC2和电阻R17，电阻R15、电阻R11、电阻R8、电位器R10、场效应管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻R24、电阻R15、电阻R16、放大器IC2和电阻R17构成了一个压控增益放大器，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电阻R24串联连接后产生的压降为场效应管Q1的G极提供偏置电压；电位器R10为场效应管Q1的G极出的电压调节电位器；
放大器IC1的输出端通过电阻R14和电阻R15连接到放大器IC2的负输入端；
电压比较电路包括比较器IC3、电阻R19、电阻R18和电阻R20，放大器IC2的负输入端连接比较器IC3的输入端，比较器IC3的正输入端还通过电阻R19连接地线，比较器IC3的负输入端通过电阻R18连接5V电压，比较器IC3的负输入端还通过电阻R20连接地线；
可控硅开关电路包括光耦U1、电阻R21、电阻R23、电阻R22和场效应管Q2，场效应管Q2的S极和D极串联在把手开关的开关信号回路中，用来切断和导通把手开关的开关信号回路；场效应管Q2的G极连接光耦U1的4脚，光耦U1的4脚还通过电阻R22连接地线，光耦U1的3脚通过电阻R23连接12V电压，光耦U1的1脚连接比较器IC3的输出端，光耦U1的2脚通过电阻R21连接地线；
电源模块包括5V稳压器，5V稳压器的输入端连接电动车电池组的正极、输出端输出所述5V电压；
电动车电池组的正极输出所述12V电压、负极为所述地线。
2.如权利要求1所述的一种电动自行车意外起步控制电路，其特征在于：所述电阻应变片R2的型号为BX120-3AA应变计高精度电阻式应变片；所述放大器IC1的型号为LM386；所述放大器IC2的型号为uA741；所述比较器的型号为LM358。
3.如权利要求1所述的一种电动自行车意外起步控制电路，其特征在于：所述电阻应变片R2设置在电动车的座位下侧，用于测量座位上是否有人坐下。
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