电动自行车及其控制器简介

（例如2（a）是红色，则红色的粗线为A），在控制电路中通常采用三相全波式供电，对a、b、c三种信号的组合进行译码后向六个功率管提供驱动信号来驱动无刷电机。为了让大家对电动自行车的电机有一个概念，附表给出一些电动自行车的电机数据。

　　3.电源 电动自行车几乎都用能多次充电的蓄电池作为能源，目前使用的有全封闭免维护铅酸蓄电池、镉镍电池、镍氢电池、锂电池、燃料电池等。由于全封闭免维护铅酸蓄电池在价格上有较大的优势，所以绝大多数电动自行车使用这种电池。电动自行车上将电池串联成电池组安装在专用的电池盒中，每个电池的容量通常为12安时（大的有18安时）。 这种电池的寿命约为500次放电（寿命与电池质量与使用方法有很大关系），因此使用电动自行车时的日常费用决不能只考虑使用的电费，而要把一年要换一次的蓄电池的费用考虑进去（约400元）。

　　4.电动自行车的控制器 电动自行车的控制器用于控制电动自行车的运行，从功能上来看，它单单只是使电动自行车能够起停，总的要求有：

　　运行控制：使电动自行车的速度能按照手把转动的角度发生变化从零速度到最大速度；

　　具有电流过载保护功能，在各种运行状态电流都不超过保护值；

　　过热保护：当电动自行车长期运行在额定电流状态控制器温度过高时切断电源供应；

　　刹车时自动断开供电电源；

　　欠压保护：当电源供电不足电池电压下降到电池最低电压时切断电源，以保护电池。酸铅电池不怕充足就怕没电。

　　其它功能：为提高使用性能，电动自行车常附带有一些其它功能。非零启动功能是为了防止起动电流过大，具有该功能的自行车只有当电动自行车的车速大于某一速度（例如5公里/小时）后控制才起作用，以保护蓄电池，使蓄电池不在大电流放电状态下工作；软起动的目的同前，使电动自行车工作电流保持恒定，使蓄电池不在大电流放电状态下工作；保持功能是使电动自行车的运行速度在手把给定的最大速度运行，以减轻长途骑行时的疲劳，即你骑行时将车速增加到某个速度运行时，可放开手把，自行车则维持在该速度上运行，若要增加速度则可通过增加手把转角，但要降低车速则必须使用刹车解除来保持状态；1:1功能是电动自行车行业的一个行话，实际上是一种助力功能，即电动自行车在比较轻松的骑行中运行，以使电池处于比较省电而骑行又比较省力，实际上真正要做到1:1功能需要在脚蹬上加力的传感器，根据传感器信号来控制供给电机的电流，但现在很多控制器的1:1功能仅仅是给电机一个固定的控制电压，因此在上桥或迎风的时候，还会感到比较累。

　　下面以一个具体的控制器为例来说明电动自行车控制器的原理。图3为某种电动自行车控制器电原理图。在图中16V8为译码器，将霍尔元件检测出来的换相信号转换为六个驱动功率管的控制信号；IR2136为无刷电机专用控制电路，为驱动功率管提供驱动信号；P87LPC767是带有AD输入及PMW输出的单片机，它将手把的电平信号转换为脉冲调宽信号，同时完成诸如过载保护、欠压保护、保持、非零启动等功能；LM358用于过载电流的放大；电动自行车的电源电压为36V，而IR2136需要15V供电，单片机需要5V供电，因此使用7815、7805提供15V与5V电源；T1～T6（IRFZ44N）为六个N通道功率场效应管，接成三相全波电路，为三相电机绕组供电（RO1、YO1、BO1）。

　　CZ1～CZ4为控制器与外部设备的连接器。其中，CZ1为换相信号连接器，与轮鼓电机的霍尔换相信号相接。CZ1－1接地，CZ1－5接5V，CZ1－2、3、4接换相信号；CZ2为仪表信号连接器，CZ2－1、5接地，CZ2－2、3接通讯线，传送仪表的显示信号，包括传送电源电压、过载电流、速度、控制器状态等信号，CZ2－4接0.5秒脉冲信号，为转向灯提供闪动控制；CZ3为调速手把连接器， CZ3－1、3接调速手把的电源（地及+5V），CZ3－2接调速信号。当手把的转角从0转向最大角度时，输出1.4～4.5V；CZ4为开关信号连接器，CZ4－2接地， CZ4－1接刹车开关。刹车时，输出地电平使控制器断开电机的供电。CZ4－3接功能开关，用于选择电动自行车的运行状态，例如保持、助力等。

R3、RB3-3为电源电压采样电阻，从两个电阻中间取得电源电压的变化，以供单片机监控电池电压。在电池电压低于33V时停止供电，以避免电池的过度放电；R7为电流采样电阻，它串联在电源的供电回路中，所以R7上的电压与电源的供电电流成正比，可以通过测定R7上的电压来测定电源的供给电流。为了不使在R7上损耗太大，R7用粗的（直径1.5mm）的康铜丝制成，电阻约为0.01Ω，10A电流流过它时产生0.1V的电压。为了提高控制精度，LM358对采样电压