专利名称：带欠压保护装置的电动自行车控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于交通运输类，尤其涉及一种带有欠压保护装置电动自行车的控制器。 背肇技术目前国内的普通型电动自行车控制器大多数采用高灵敏的电压比较器，且采用LM339 居多。该控制器中的电瓶(蓄电池)欠压保护功能是根据幅度比较来实现的。这种电压比较器 若不采取措施， 一旦进入保护状态，电压比较器就会产生"振荡现象"，即频繁翻转。这样不 仅造成铅酸电瓶过度放电，还可能造成其他器件损坏，致使电动自行车不能"电动"。目前虽 有个别厂家在控制器中采取了措施，但在电瓶进入保护状态时，有的会发出咯咯的低频声， 有的甚至将保护状态锁死，只有关断电瓶才能解锁复位。这样给骑行者带来很不方便。发明内容本实用新型的目的就是设计一种在电压比较器进入保护状态时既不频繁翻转，又不要关 断电瓶才能复位，且能很方便地让骑行者既知道电瓶电压不足，又能在一定时限内将电动自 行车骑去充电。本实行新型在分析电压比较器频繁翻转的原因中得知，电压比较器频繁翻转，既有电瓶 固有特性的原因，又有电路自身不足之处。因为铅酸电瓶的电压与内部的硫酸浓度密切相关。 当电瓶放电时，是将原来储存的化学能转变成电能，供电动机转动，最后转化为机械能。电 瓶在逐渐放电的过程中。电极附近的硫酸浓度会降低，随之电瓶电压也会降低； 一旦电瓶停 止放电，远离电极区域的琉酸浓度大于电极周围附近的浓度。根据扩散效应，琉酸浓度高的 区域会向浓度低的区域扩散，因而电极周围的硫酸浓度相应就变浓些，电瓶电压也就会逐渐 回升。若回升到高于电压比较器的电压参考值时，电压比较器又会翻转，这就是电压比较器 频繁翻转的外因。它是由铅酸电瓶的特性决定的，这是不可改变的。再者根据能量守恒原理， 电皿电就是在消耗能量，因而每次回升的电压值，必然会一次次地降低，然后只有再充电 补充能量，将电能转化为化学能。再有就是电压比较器电路有不足的内因，若我们能想法在 电压比较器翻转后要么立即让电压比较器的参考电压自动跟随升高一些，或者要么使电瓶的 取样电压达到保护时的值往下降低一些，这样就可以防止电压比较器频繁翻转。电压比较器 正常时输出端为高电压， 一旦进入保护状态时，其输出端为低电压，才有可能拉低输入端的 电压。根据上述对本实用新型，提出如下技术方案，即在电压比较器的同相输入端5与输出端 2之间加一保护电路，该电路用一只阻值适当的R3和两支隔离二极管Db D2组成。它与电 压比较器组成欠压保护装置后即可实现本实用新型的目的。该电路虽然简单，花钱不多，但 经济、实用、有效。
下面结合本实用新型的附图对其作详细说明
图1本实用新型的附图的电路图；图2本实用新型的附图的结构示意图。附图1中I为电瓶的电压的比例取样电路它由2个电阻构成取样电压V,，从&上获 得送到电压比较器的同相输入端5; H为电压比较器4脚为反向输入端，接参考电压V电 压为5V, 2脚为电压比较器的输出端，输出电压Vo;ffl为保护的电路它用以防止电压比较器频繁翻转；V,为电瓶电压；V，电瓶比例取样电 压(为电压比较器的输入电压)；V2参考电压；Vc为电压比较器的输出电压。图2中l为安装板；2为电压比较器输出端；3为电瓶的负端；4为参考电压端；5为 电压比较器输入端；6为电瓶的正端；7为机盒；8为机盖；9为输入输出线束端子10为據 钉。图1电路的工作原理如下电压比较器同相端5的电压V,是从电瓶电压按比例取样获 得。且随电瓶不断放电而降低。当电瓶电压高于其正常使用值时，Vi大于参考电压V2，此时 电压比较器的输出端2输出高电压，电瓶给电动机供电，电动自行车以电动方式骑行反之，当电瓶电压低于正常使用值，Vi小于Vz，此时电压比较器的2端输出低电压(约零伏)，电瓶停止给电动机供电，电动自行车就只能靠人力(脚踏)方式骑行。当电瓶停止放电后，电 压可以自动回升， 一旦超过参考电压值时，又可给电动机供电。但一组电瓶充满电后不能无限制的放电。目前大家公认一个电瓶组，当放电到其标称值的87.5%时，就得停止放电，并 应及时充电补充能量，否则形成严重的过度放电，将会影响蓄电瓶正常使用的寿命。以36V 的蓄电瓶组为例，当电瓶电压大于31.5V时。电瓶正常给电机供电，电动自行车就能电动行 驶。放电电压降低为31.5V时，电压比较器输出端的电压就由高电平变成低电平，封锁住脉 宽调制器的输出脉冲，关断功率场效应管，使电瓶停止放电，这就是电瓶的欠压保护。因此 我们用一台可调的直流电压源来模拟电瓶电压因不断放电而电压降低的变化，只要电瓶电压 V,小于31.5V，则电压比较器的输出电压为低电平约为零伏。我们假设电压比较器翻转前的 瞬时输入器电压值由V,变为Vi'，那么翻转后的电压取样值就由Vj'变为V,"。因此电压 比较器翻转为低电平后，其输出端2脚变为低电平零伏，与电瓶的负极是等电位了，于是使 Ra (包括D，的内阻在一起)就与R2并联。这时V/' -31.5*RjIV (R,R2+R,R3+RaR3)我们知道R2大于R2与R3的并联值，故Vi'大于Vi"。我们只要合理地选择R!、 R2、 R3的阻值。要使Vi〃回升到刚好略微大于Vj'之值(8—10mv)。这时电瓶电压回升到32.5V—33V。电压比较器的输出端2则由低电平恢复为高电平，电瓶又可以继续维持一个短暂的放电过程。 显然Vi〃回升到略大于V,'所需的时间，不比加R3的V,'要长些。g样就可以防止电压比 较器在Vi'近似等于参考电平Va附近正负约lOmv的范围内频繁翻转。本实用新型一般在36V因负载从有载变为空载，对电压变化影响很大，故通常可不做动 态调试，只做静态调试。静态调试，调起控点，当模拟龟瓶电压调到31.5V时，调R2使电压比较器的2脚输出低 电平，反复几次。取R2的均值；用一支标称值相近的电阻代替即可。
调恢复点当模拟电瓶电压调到32.5V—33V时。调R3使电压比较器的2脚输出髙电平， 反复几次。取Ra的均值；用一支标称值相近的电阻代替即可。本实用新型中一般取样电阻R,, —般用30kQ—120kQ，优选50KQ—100KQ， Rj—般用5 kQ—240kQ ,优选10kQ—200kQ;保护电路中R3—般用150kQ—360kQ，优选200 kQ—300kQ， D，、Dj选用普通整流二极、开关二极管，优选开关二极管。机盒用金属材料或硬质塑料制成长方 形或多边扁形。实施例本实用新型在实施时其中R1: 50kQ—秦kQ R2: 10kQ—2的kQ R3: 200kQ—300kQD,、 D2:首选开关二极管，如IN4148，次选普通整流管。机盒用硬貭塑料制成长方形。 本实用新型具有结构简单、制造方便、成本低、实用且适宜工业化生产。
权利要求1.一种由电瓶电压、欠压保护装置、机盒、安装板和输入输出线束端子组成的带欠压保护装置的电动自行车控制器，其特征在于所述欠压保护装置装在机盒的安装板上有电压比较器，保护电路的电阻R3，二极管D1、D2，取样电路的电阻R1，R2，输入输出线束端子和盖板。
2. 根据权利要求1所述的控制器其特征在于所述欠压保护装置中保护电路 的电阻R3阻值为一般为150 kQ—360,优选为kQ200kQ-300 kQ, 二极管D，、 D2为普通二极管、开关二极管，优选开关二极管1N4148。
3. 根据权利要求1所述控制器，其特征在于取样电路的电阻R,阻值一般为 30kQ—120kQ，优选50kQ-100kQ，仗2阻值一般为5 kQ—240kQ ，优选10k Q-200kQ。
4. 根据权利要求1所述控制器，共特征在于机盒用金属材料或硬质塑料制成 长方形或多边扁形。
专利摘要本实用新型公开了当前人们代步的交通工具中应用最为广泛的电动自行车的控制器，尤其是在运行中电瓶电压低时带欠压保护装置的电动自行车控制器，该装置在现有控制器上改进，它是在电压比较器输入端与输出端之间接入一个由电阻和二极管组成的保护电路与电压比较器组成欠压保护装置。本实用新型具有结构简单、实用、制造方便、成本低且适宜的工业化生产。
文档编号H02H7/18GK201051661SQ200720078360
公开日2008年4月23日 申请日期2007年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者陈世权 申请人:成都精工实业公司