6、 电路元件的更换方法与注意事项
在检测出集成电路、MOS管损坏的情况下,就需要更换集成电路、MOS管,下面介绍一下常用的操作方法。
A、拆卸集成电路
拆卸时,用酒精灯火焰外焰加热印刷电路板焊接成电路引脚焊盘,快速均匀地移动印刷电路板,直至所有焊盘的焊锡融化,用镊子将集成电路从印刷电路板上取下。焊接时,将焊孔里的焊锡清除干净,将集成电路插装好,用接地良好的电烙铁迅速焊接好各引脚。注意速度要快,以免因焊接时间长,引起局部温度过高,损坏电路或焊盘。
B、拆卸功率器件
拆卸时,将MOS管或三端稳压的管脚剪断,然后分别焊下它们的引脚,这样可以避免拆卸大管脚元件时损坏印刷电路板焊盘。
C、焊接集成电路、功率器件
焊接的窍门在于是否能一次性焊接好。因为电烙铁是有一定热量的,如果将电烙铁长时间停留在焊接处,很可能会使电烙铁上的热量传递到非焊接的部件止,损坏高精密度的部件。这就是电动车电元件焊接时,特别值得注意的地方,以此来避免损坏元件内部的电路。焊接集成电路、功率器件,首先要除去多余的焊锡,使焊锡清洁,要让焊盘孔清晰可见。然后用小于等于30W的电烙铁将集成电路和功率器件焊锡在相应的位置上。
六、控制器的结构
(一)控制器的命名、特点
控制器的功能主要是控制电机旋转速度,并对整车的电气系统进行有效的保护。根据所要驱动的电机的形式,参数的不同,要选择的控制器的参数也不同。国标对电动车控制器的命名标准如下:
1、控制器的命名
产品名称代号
ZK:有刷电机用普通型驱动控制器
ZKC:有刷电机用智能型驱动控制器
WZK:无刷电机用普通型驱动控制器
WZKC:无刷电机用智能型驱动控制器
命名举例
ZK3610A:普通有刷控制器,额定电压36V,额定电流10A,厂家A类产品。
ZK3610C:普通有刷控制器,额定电压36V,额定电流10A,厂家C类产品。
ZKC2410KA:智能有刷控制器,额定电压24V,额定电流10A,厂家KA类产品。
WZK3610C:普通无刷控制器,额定电压36V,额定电流10A,厂家C类产品
WZKC3610E:智能无刷控制器,额定电压36V,额定电流10A,厂家E类产品。
2、控制器的特点
电动自行车各种型号的控制器特点如下表:
控制器名称 |
代表型号 |
电路结构 |
功率管数 |
骑行模式 |
功能描述 |
普通有刷 |
ZK3610A |
简单 |
1—2 |
单一“电动”骑行功能 |
欠压、限流/过流 |
智能 |
ZKC3610E |
简单 |
1—2 |
“助力”“电动”“定速” |
欠压、限流/过流、故障自检/显示欠压、限流/过流 |
普通无刷 |
WZK3610A |
复杂 |
6 |
单一“电动”骑行功能 |
智能无刷 |
WZKC3610E |
复杂 |
6 |
“助力”“电动”“定速” |
欠压、限流、电机堵转保护、缺相保护、故障自检/显示 |
(二)典型模块电路结构与通用参数
各种控制器的特点不一样,其内部的工作原理也不一样,下面分别介绍各种控制器的结构与典型的电路图。
1、有刷控制器的模块电路与电路
典型的有刷控制器的原理框图如下,其中:
(1)内部稳压电源用以提供控制器内部电子元件的工作电压。
(2)PWM芯片根据转把的输入电压,输出相应脉冲宽度的方波给MOS管驱动电路。
(3)MOS管驱动电路将PWM信号整形提供给MOS管。 (4)MPS管是大电流开关元件,其导通时间与关闭时间,受PWM信号的控制。
(5)欠压保护电路在电池电压降低到控制器设定值以下时,停止PWM芯片信号的输出,以保护电池不至于在低电压情况下放电。
(6)限流保护(或过流保护)电路是对控制器输出的最大电流进行限制,以保持电池、控制器、电机等不会出现允许范围以上的大电流。
PWM:是Pules Width Modulation的缩写,意思是脉冲宽度调制。是直流调压或直流调速中能量利用率较高的一种方式。普通有刷控制器的代表型号是ZK3610A,其典型电路图如下:
标称项目 |
使用参考 |
额定电压 |
匹配使用贮电压 |
额定电流 |
允许长时间放电的最大电流 |
欠压保护 |
电池电压在保护数值以电机供电 |
限流/过流保护 |
允许短时间放电的最大电流 |
使用温度 |
控制器内部元器件能正常工作的温度范围 |
转把信号 |
可以正常调速的转把信号电压数值 |
刹车信号 |
刹车时,闸把信号的高低电位 | 维修时,应根据电动车实际使用的环境(如温度等),和匹配的要求(如电池电压、转把信号、闸把信号、电机功率等参数),选择合适的控制器。
2、无刷控制器的模块电路与电路图
典型的普通无刷控制器的原理框图如图,其中:内部稳压电源提供控制器内部电子元件的工作电压。
主处理芯片根据无刷电机的霍耳信号对上三路和下三路的MOS管驱动电路,给出有选择性的打开与关闭信息,以完成对电机的换向。同时,根据转把的输入电压大小,将相应脉冲宽度的载波信号,与下三路MOS管导通信号混合,以达到控制电机速度的目的。
MOS管驱动电路将PWM信号整形放大,提供给MOS管。另外,对于上三路的三个MOS管来说,它们的驱动电平要求高于电池供电电压,因此MOS管驱动电路还要具有升压功能,将上三路的MOS管导通信号变成高于电池电压的超高方波信号。
霍耳元件:霍尔效应是取名于物理学家的名字爱得文•霍耳。1879年霍耳发现:在与通电的导体或半导体的电流方向垂直的方向上施加磁场时,会在既与电流垂直又与磁场垂直的方向上出现感应电压。这一效应叫霍耳效应。利用霍耳效应制成的磁感应元件叫霍耳元件。
MOS管:金属氧化物半导体的英文缩写。这里指控制器里面的大功率开关管。
MOS管是大电流开关元件,其导通时间与关闭时间,受导通信号与PWM信号合成的混合信号。
欠压保护电路在电池电压降低到控制器设定值以下时,停止PWM芯片信号的输出,以保护电池不至于在低电压情况下放电。
限流保护(或过流保护)电路是对控制器输出的最大电流进行限制,以保护电池、控制器、电机等不会出现允许范围以上的大电流。
需要强调的是,无刷控制器相角必须和无刷电机相角一致,这样的电机才能转动。 |