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　　电机驱动电路 由Q1、Q2、Q4等元件组成。电机MOTOR为永磁直流有刷电机。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲，经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲低电平部分越宽，则Q2导通时间越长，电机转速越高。D1是电机续流二极管，防止Q2击穿。TL494的⑧脚输出低电平时，Q1、D2导通，Q4截止，Q2导通；TL494的⑧脚输出高电平时，Q1、D2截止，Q4导通，迅速将Q2栅极电荷泄放，加速Q2的截止过程，对降低Q2温度有十分重要的作用。

　　蓄电池放电指示电路 由LM324组成四个比较器，12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21分压形成四个不同基准电压分别加到四个比较器的反相端。蓄电池电压经R23和R22分压加到每个比较器的同相端，该电压和蓄电池电压成比例。VA=VB*R22/（R22+R23）。当蓄电池电压不低于38V时，LED1、LED2、LED3均点亮；当电池电压低于38V时，LED3熄灭；当电池电压低于35V时，LED2熄灭；当电池电压低于33V时，LED1熄灭，此时应给电池充电。调节VR1、VR4、VR3可分别设定LED3、LED2、LED1熄灭时的电压。LED4用作电源指示，LED5用作欠压切断控制器输出指示。

　　蓄电池放电指示电路用可调电源代替蓄电池。电压为38V时，调节VR1，使LED3刚好熄灭；电压为35V时，调节VR2，使LED2刚好熄灭；电压为33V时，调节VR3，使LED1刚好熄灭；电压为31V时，调节VR5，使LED5刚好点亮，此时TL494的④脚应为高电平5V左右，进入电池欠压保护状态。通过上述设置，仅LED1点亮时，电压为33V-34V，应及时给蓄电池充电，不过LED1熄灭至LED5点亮这段时间，蓄电池还可维持运行，但LED5点亮时，进入欠压保护状态。此时应注意，过一会儿电池电压因电机停转而回升，保护解除，又恢复工作。如此反复保护-工作-保护的结果会损坏电池和控制器，故应避免出现这种状况。

　　该有刷控制器以PWM电路为核心，前面有三角波发生器、电瓶欠压检测、电机过电流检测；后面有驱动、功率开关等。每部分都是独立的。检查调试都比较方便。三角波发生器由IC2A、R17、C5、D2、R9、R10等组成施密特振荡器，在C5上产生三角波。脉宽调制器是IC2B，它的输入之一⑥脚，为来自C5上的三角波，输入之二⑦脚，是来自速度转把（J1）①脚的速度信号。从IC2B①脚输出调宽脉冲，送互补推挽放大器。互补推挽驱动由T3、T4组成，脉冲高电平到来，上管NPN管T4导通，12V加到功率管T1、T2的栅极，T1、T2导通；脉冲低电平到来，上管NPN管T4截止。下管PNP管T2导通，将T1、T2栅极的电荷迅速放掉，T1、T2截止。电池欠压保护由IC2C组成电压比较器，当电瓶电压低于31.5V时，它的⒁脚变为低电位，相当于R13输入一端接地，将转把速度信号降到接近零伏。使IC2B①脚呈低电平，T4截止、T3导通；T1、T2截止。过电流保护由IC2D组成电压比较器，当过电流时。R4右端电位变低。通过R5加到IC2D⑾脚，比较器翻转⒀脚变为低电位，同样相当于R13输入一端接地。将转把速度信号降到接近零伏，使T1、T2截止。

　　当速度转把在零速位置时，PWM IC2的①脚低电位，D3截止，T6截止，其集电极高电位。一种情况：如果功率开关管没击穿则VDMOS的漏极D为高电位，经R6使T6导通，其集电极低电位，二极管D4是正与门，由于T5、T6集电极只有一个高电位，二极管D4截止，T7、T8截止，J不得电，其常闭触点闭合。使电机受控于T1、T2；另一种情况：如果功率开关管已击穿，则VDMOS的漏极D为低电位，经R6使T5截止，其集电极高电位，二极管D4是正与门，由于T5、T6集电极都是高电位，二极管D4导通；T7、T8导通，J得电，其常闭触点断开，使电机失电而达到防飞车保护。

　　要认清控制器内部关键器件，有些器件外形一样，例如TO-220封装的VDMOS、三端稳压器78xx、续流二极管等。生产厂商为保密往往把元器件的印刷标示打磨掉了，给维修增加了麻烦。小功率控制器，可根据连线部位等特征来认定，例如：续流二极管两端和电机两条线是并联关系，用万用表测一下就清楚了；VDMOS和三端稳压器78xx虽然都有一端接地，但VDMOS一端接电机，稳压器78xx则不接电机。集成块也可以从脚数和连线部位等特征来区分，例如：TL494是16脚的。LM324和LM339是14脚的，LM393和LM358是8脚的；虽然LM324和LM339都是14脚的，但是供电脚不同，LM324供电端是④脚，而接地端是⑾脚。LM339供电端是③脚。接地端是⑿。

　　维修重点：一是VDMOS。控制器中就是VDMOS损坏率高，多数为DS间击穿。造成加电就高速旋转。在不加电情况下，用万用表一测便知，一般换用好管故障就会排除。更换时，要注意绝缘和散热，要垫上导热绝缘片并涂上导热硅脂，固定好散热板的紧固件。伴随VDMOS击穿，还可能有其他周边元件损坏。如互补推挽下管PNP管等。另一个是稳压电源，可以带电检查其输出是否为额定稳压值，如没有，排除输出短路后，再沿电路向前检查。对于控制芯片采用TL494的电路，尽管内部复杂，只要检查关键点，就能判断大致情况。TLA94第⒁脚为+5V参考电源输出端，如⑿脚供电正确，⒁脚没有+5V。一般就是芯片坏了；③脚也是关键点，它为高电位时，芯片关闭输出，如果它为高电位，要检查造成原因，例如欠压保护，霍尔调速把故障等；④脚在有刷控制器中也是关键点，它为高电位（3.6V）时，芯片关闭输出，如果它为高电位，要检查造成原因。也可以检查后部的关键点，例如VDMOS栅极电压是否随霍尔速度转把转动变化等。

　　1）热损坏开关管过热后性能下降，极易损坏。开关管发热主要是导通损耗和开关损耗。导通压降和电流的乘积越大发热越多。压降大原因之一是器件本身问题，靠严格筛选解决，并联使用要经过配对；压降大原因之二不是器件本身问题，是开关通过放大区时间过长，通过改善（栅极驱动和泄放）电路设计解决。欠压保护和过流保护工作在临界（如堵转引起逐周过流保护动作）时，切换频繁，PWM频率升高，开关管开关损耗随频率升高而升高造成过热。关于欠压保护工作在临界切换频繁的改进，采用改进施密特电路，正反馈加一个二极管和一个电阻。

　　3）提高大功率控制器可靠性对策 大功率控制器要采用大电流高反压耐高温开关管。但是，大功率场效应管耐压和导通电阻制造时是有矛盾的，例如耐压60V左右的管子，导通电阻可以做到8m，耐压升高到100V，导通电阻就成几倍增加。行之有效的措施是：一是降低振荡频率；二是增加并联器件数；三是增加驱动功率；四是加大散热板面积；五是振荡、三角波形成、PWM等电路不用WPM专用芯片TL494等，而选用故障率较低的比较器（LM339）、简单门电路等器件制作；六是功率冗余，就是功率管和续流管多只并联，但要特别注意分布参数；七是欠压保护改为欠压提示，不关断等。

　　有刷电机是靠换向器（也叫整流子）来保证转子（旋转部分）和固定部分的磁场保持连续朝一个方向的吸引力或排斥力。这套换向机构最重要的机件就是电刷，控制器无须改变电流方向，其控制器叫有刷控制器。换向器有触点，是有磨损的。而无刷直流电机本身没有换向器，靠控制器改变电机线圈内部电流方向，同样保证转子和固定部分的磁场，保持连续朝一个方向的吸引力或排斥力。控制器采用晶体管无触点开关，永不磨损，这就是无刷控制器。无刷控制器一般靠霍尔传感器确定转子磁场位置，在恰当时机给相应线圈改换电流方向。位置传感器除霍尔传感器，还有光电传感器等。采用霍尔传感器的无刷电机和无刷控制器之间一般有8条导线连接；三根粗线条细线V，一条公共地，三条转子位置信号线。

　　MC33035是高性能单片无刷直流电机控制器，该控制器内含可用于正确整流时序的转子位置译码器，以及可对传感器温度进行补偿的参考电平，同时它还具有一个频率可编程的锯齿波振荡器、一个误差信号放大器、一个脉冲调制比较器、三个集电极开路驱动输出和三个非常适用于驱动功率场效应管（MOSFET）的大电流图腾柱式底部输出器。此外，MC33035还有欠压锁定功能，同时带有可选时间延迟锁存关断模式的逐周限流特性以及内部热关断等特性。其典型的电机控制功能包括开环速度、正向或反向、以及运行使能等。MC33035有多种封装，下面介绍24脚双向直列（DIP）封装的管脚排列及功能定义。

　　①、②、（24）脚为BT、AT、CT三个集电极开路驱动输出，用于驱动外部功率开关管。③脚为Fwd/Rev正向/反向输入，用于改变电机转向。（④、⑤、⑥脚为SA、SB、SC三个传感器输入，用于控制整流序列。输入逻辑0定义为小于85mV，逻辑1为高于115mV。MC33035内部的转子位置译码器主要用于监控三个传感器输入，以便系统能够正确提供高端和低端驱动输入的正确时序。传感器输入可直接与集电极开路型霍尔效应开关或光电耦合器相连。此外，该电路还内含上拉电阻，其输入门限典型值为2.2V的TTL兼容电平。⑦脚为Output Enable输出使能，高电平有效。该脚为高电平时，可使电机转动。⑧脚为Reference Output参考电压输出，为振荡器定时电容CT提供充电电流，并为误差放大器提供参考电压，也可以向传感器提供电源。⑨脚为Current Sense Noninverting Input电流检测同相输入。在一个给定的振荡器周期中，一个相对于管脚⒂为100mV的信号可中止输出开关导通。通常此脚连接到电流检测的上端。⑩脚为Oscillator振荡器引脚，振荡频率由定时元件RT和CT所选择的参数值决定。⑾脚为Error Amp Nominverting Input误差信号放大器同相输入端。通常连接到霍尔速度控制器上。⑿脚为Error Amp Noninverting Input误差信号放大器反相输入端。在开环应用情况下，此输入通常连接到误差放大器输出端。⒀脚为Error Amp Out/PWM Input误差放大器输出/PWM输入。在闭环应用情况下，此脚用作补偿。⒁脚为Fault Output故障输出端。当下列的任一或多个条件满足时，集电极开路输出端被触发而变为低；无效的传感器输入码，电流检测超过100mV，低电压锁定或热关断。⒂脚为Current Sense Inverting Input电流检测反相输入端。用于给内部100mV门限电压提供参考地，该管脚通常连接到电流检测电阻的底端。⒃脚为Gnd，该脚用于为控制电路提供一个分离的接地点，并可作为参考返回到电源地。⒄脚为Vcc正电源。Vcc在10V～30V的范围内，控制器均可正常工作。⒅脚为Vcc底部驱动输出的高端电压是由该脚提供的。工作范围从10V～30V。⒆珍、⒇、（21）脚为CB、BB、AB这三个图腾柱式底部驱动输出，被设计用于直接驱动外部底部功率开关管。（22）脚为60/120Select，此管脚的电气状态可决定控制电路是工作在60（高电平状态）还是120（低电平状态）的传感器电气相位输入状态下。（23）脚为Brake输出使能，该管脚为低时允许马达运行，为高时马达运行停止。

　　读者可以查到芯片厂家给出的无刷控制器典型应用图。图中在无刷电机和MC33035之间，仅有个驱动电路的方框，没有具体电路，一般认为是典型三相桥式输出电路，上管为双极型三极管，下管为VDMOS场效应管。也有人认为上管为P沟道场效应管，下管为N沟道场效应管。由于大功率P沟道场效应管价格昂贵，限制了应用。国内在三相桥式输出电路中，上管、下管全部采用VDMOS场效应管，驱动有的采用IR2103（驱动一相），有的用IR2130（驱动三相，但价格昂贵）。有的采用分立元件，由此派生出了几种版本。

　　图11是以89C2051为核心的控制器电路图。由于89C2051属低端产品，内部没有PWM和A/D转换，它借助了三个模拟比较器完成相应工作。IC8B作为电池欠压检测器，欠压时，给单片机（13）脚一个低电平；IC8D做过流检测器，过流时，给单片机⑦脚一个低电平；借助普通I/O口（11）脚输出，通过积分电路和转把模拟速度信号在IC8A进行比较后。输入单片机（12）脚，用软件完成PWM控制，然后分三相六路输出到三个专用驱动芯片IR2103。由IR2103驱动每相的上、下VDMOS管。

　　单片机通过内部软件完成任务，不同产品的软件差异很大，写入程序时一般都进行了加密。市场上销售的单片机是空白的，内部程序需用专用设备进行烧写。因此，采用单片机的各种控制器，普通售后服务作维修只是更换外围元件，单片机本身损坏，更换工作要依靠原生产厂商进行，或供应写有程序的单片机。单片机就是单片微型计算机，它的加入可以很容易地增加一些所谓智能功能，例如巡航功能。巡航功能就是通过按一下巡航功能按钮，电动自行车就以刚才的速度继续前进，松开霍尔速度转把也不受影响。