CN2674736Y

CN2674736Y - 热限流型电动车控制器

Info

Publication number: CN2674736Y
Application number: CN 200420000370
Authority: CN
Inventors: 黄民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2014-01-09

Abstract

一种热限流型电动车控制器，包括电机(M)、串联在电机与电源之间的电流驱动输出电路和电流值取样电路、与电流驱动输出电路连接的限流值控制电路(U2)、限流比较器(U3)；其中限流比较器(U3)的输入端连接电流值取样电路，其输出端反馈到限流值控制电路(U2)；其特征是：在该控制器中设置有温度传感器(Rt)，温度传感器(Rt)连接温度－限流电压放大器(U1C)，温度－限流电压放大器(U1C)的输出端连接限流比较器(U3)的另一输入端。它可以最大限度发挥控制器的输出潜力，提高输出电流，使被控车辆启动快，爬坡能力强，特别适用于电动自行车、电动助力车、电动摩托车、电动滑板车等控制器。

Description

热限流型电动车控制器

技术领域

本实用新型涉及一种适用于电动车的脉宽调制(PMW)型直流电机调速控制器。可应用于电动自行车、电动助力车、电动摩托车、电动滑板车等控制器。

背景技术

电动车直流电机调速控制器作为工作在较大电流驱动状态下的调速控制器，必须对输出电流进行限制，以保护控制器不因长时间超过额定输出电流引起温升过高导致元器件损坏而丧失功能。而各类电动车在启动、逆风或爬坡等状态时，又必须允许提供尽可能大的输出电流。现有技术一般采用两种方法解决这一问题：一种方法是在额定输出电流值之上设定一个电流限定值，当输出电流达到这一值后经若干秒延时，通常为十几秒后关断控制器。此方法缺点是限流值不能太高，否则电流超过额定电流而又达不到限流值时无法起到保护作用，而限流值太低又无法满足短时大电流输出的要求。第二种方法是设定一温度值，当温度超过此值时关闭控制器。此方法的缺点是热惯性较大，一旦关闭控制器较长时间内无法重新启动控制器，这对行驶中的车辆是很不利的。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种带有根据温升而限制电流输出电路的电动车控制器，该电路原理是当控制器输出电流超过额定工作电流时，控制器温度会逐步升高，当达到设定值时，热敏传感器给出控制信号，对主电路的输出电流进行限制。温度越高，限制主电路输出电流越低，直至将主电路电流限制到额定电流之下，使控制器温度逐步恢复正常，从而在最大限度扩大输出电流的情况下有效保护控制器不至因温升过高而损坏。

本实用新型的技术方案是，该热限流型电动车控制器，包括电机M、串联在电机与电源之间的电流驱动输出电路和电流值取样电路、与电流驱动输出电路连接的限流值控制电路U2、限流比较器U3；其中限流比较器U3的输入端连接电流值取样电路，其输出端反馈到限流值控制电路U2；其特征是：在该控制器中设置有温度传感器Rt，温度传感器Rt连接温度-限流电压放大器U1C，温度-限流电压放大器U1C的输出端连接限流比较器U3的另一输入端。

本实用新型的优点是，在温度不超过允许值时，可尽量提高主电路的电流输出值；而当温度超过设定值时，可在不关断控制器的情况下限制输出电流，使电机仍能维持运转，同时保护控制器不因温度过高而损坏。

附图说明

附图1是本实用新型的原理方框图。

附图2是本实用新型的具体电路图。

具体实施方式

本实用新型实际上是对现有技术的改进，参阅附图1，现有的控制器包括电机M、串联在电机与电源之间的电流驱动输出电路和电流值取样电路、与电流驱动输出电路连接的限流值控制电路U2、限流比较器U3；其中限流比较器U3的输入端连接电流值取样电路，其输出端反馈到限流值控制电路U2；另外，限流比较器U3的另一输入端为一个固定的电压比较值。这种控制器只能实现限流控制，而不能实现温度控制。本实用新型的改进点是在此基础上，将限流比较器U3的另一输入端的固定的电压比较值用体现温度变化的电压值替代，实现上述目的。

具体电路参阅附图2，与现有技术相关的电路部分本文不再赘述，仅对虚线框内的改进部分做详细描述：温度传感器Rt连接温度-限流电压放大器U1C的“-”输入端，温度-限流电压放大器U1C的输出端经反向二极管D7连接限流比较器U3的“+”输入端。

本电路具体工作原理是(参见说明书附图2)，当电机M和MOS管T5构成的主电路电流超过额定电流时，整个控制器温度将逐步上升至设定值(如70℃)，此时，安装在控制器内的热敏电阻或热传感器Rt的阻值或压降变化导致A点电位上升，通过运放U1C使B点电位下降，从而使C点电位下降到正常状态时分流电阻R37和R38决定的分压点电位之下(此分压点电位决定温度正常时主电路的限流值)，C点电位通过R31和R28使D点电位下降。由于D4点电位正比于主电路电流，当主电路电流过大时，D4点电位超过D点电位，使得F点电位下降，由于F点是三角波形，通过比较器U2B，G点输出波形的占空比减小，通过T2和T3组成的驱动电路使主电路中T5的导通占空比减小，从而减小主电路平均电流。由此，Rt传感出的温度越高，主电路就越被限制在更低的电流值下，直至使控制器温度恢复到正常水平。

另外，附图2为一工作电压36V，额定电流7A的通用有刷电动自行车控制器的主要电路，略去了与本实用新型无关的电源、欠压保护、速度传感器接口、软启动、短路保护等电路部分，只将温升与限流相关部分详细列出。图中部分元件参数值未标处，因其与具体产品性能有关，不影响说明原理。而且，将图中驱动输出部分改为无刷电机驱动输出电路，此电路同样适用无刷电动车控制器。

具体实施时，按图将元器件焊接于设计好的线路板上，将36V电源和电动自行车电机连接好，并将霍尔把传感器接好，注意霍尔把传感器通常使用5V电源，通电并转动霍尔把使电机运转。此时对电机施加阻力测试限流值，使控制器输出电流达到温升正常时的限流值，比如由电阻R28、R29、R31、R37和R38共同决定的限流值为18A。用热吹风机加热热敏电阻或热传感器，使B点电位低于C点电位，此时再对电机施加阻力，可以看到随温度上升，其限流值不断下降，直到降低至额定电流(如7A)以下。此时，电机应能维持运转，只是受阻时不能增加电流以加大扭力，速度会降低。温度回升，限流值会随之回升。

实用中测试，可在气温较高时使车爬长坡，此时控制器输出电流最高可达到常温时的限流值，电动车获得最大功率。当行驶时间达到足够长时，控制器温度将达到设定值，此时控制器逐步将限流值降低，输出电流减少，温度逐步稳定下来，控制器得到有效保护。当控制器温度恢复正常后，其输出电流也将恢复正常。

Claims

1、一种热限流型电动车控制器，包括电机(M)、串联在电机与电源之间的电流驱动输出电路和电流值取样电路、与电流驱动输出电路连接的限流值控制电路(U2)、限流比较器(U3)；其中限流比较器(U3)的输入端连接电流值取样电路，其输出端反馈到限流值控制电路(U2)；其特征是：在该控制器中设置有温度传感器(Rt)，温度传感器(Rt)连接温度-限流电压放大器(U1C)，温度-限流电压放大器(U1C)的输出端连接限流比较器(U3)的另一输入端。

2、根据权利要求1所述的热限流型电动车控制器，其特征是：所述温度传感器(Rt)连接温度-限流电压放大器(U1C)的“-”输入端，温度-限流电压放大器(U1C)的输出端经反向二极管(D7)连接限流比较器(U3)的“+”输入端。