[实用新型]磁给定限流保护式电动车调速器

说明书

本实用新型涉及一种依靠磁感应给定并具有限流保护功能完全实现无触点集成电路控制可用于140W～300W电动助行车，电动三轮车的无级调速电控装置。

目前电动助行车，电动三轮车的无级调速电控装置通常采用电位器给定脉宽调速和电流截止式保护的装置，其主控功率器件通常采用大功率晶体管，这种调速装置由于电位器触点的磨损、振动沾灰、受潮等各种因素而使系统可靠性差，寿命缩短。在电机堵转和其它事故状态下产生的过电流会引起大功率晶体管的二次击穿而烧损。为了保护主控晶体管，需要采取快速过流保护措施，即在主电流超过限定值时快速切断电流，(电流截止式保护)但这又影响电动车的正常运行，例如北京洗衣机厂生产的白兰牌电动助行车在过电流保护后，必须再过30秒才能重新启动开车。

本实用新型的目的是给电动助行车和电动三轮车提供一种高可靠、高效和集成化的新型无级调速电控装置，它能有效地防止主控功率器件的烧损和避免给定电位器可靠性差的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：使磁棒相对于感应线圈的位置改变而实现的磁感应给定来代替有触点的电位器给定；采用功率场效应管和CMOS集成电路代替大功率晶体管和分立元件电路；采用过热和限流式综合保护代替电流截止式保护；采用环氧树脂使主电路和控制电路固化为一个模块来代替两者通过接插件或接线排的联结。

本实用新型因为完全实现了无触点控制、集成化和模块化而提高了装置的可靠性；由于采用了功率场效应器件和过热、限流式综合保护而有效地防止了主控功率器件的烧损并且使装置的能量转换效率大大提高。

本实用新型的电路结构图由附图一给出，电路图由附图二给出。

下面结合结构图和电路图详细说明本实用新型电控装置的细节及工作情况。

本装置采用功率场效应管BG1作为功率电子开关控制主电路的通断。导通与关断时间的比值越大，加在电动机D二端的电压平均值越大，电机转速升高，电动车加速；反之，则电机转速下降，电动车减速。

由于功率场效应管为单极性电压控制型全控器件，因此其开关速度可以很高，管耗很小而其栅极控制功率也几乎可忽略不计，因此它较大功率晶体管更易于实现集成电路控制，其能量转换效率也更高。

BG1的导通或关断由脉冲宽度调制器来控制，当磁棒3放入线圈2中，输出脉冲宽度增加，脉冲间隔减小，因而场效应管BG1导通时间增加，关断时间减小，电机速度提高，反之电机速度降低。本装置与使用电位器作为控制元件的一般调速装置相比，避免了滑动触点，延长了使用寿命。

在电动机起动或车子碰到障碍物使电机堵转时，电流很大，一般的电调速装置往往因流过主控晶体管的电流过大而烧坏。本装置对流过EG1的电流进行检测，当电流超过允许值时，过电流保护环节并通过逻辑控制门立即关断BG1，从而保护了主控元件BG1自身。当电流减小后保护自行消失，但要经过RTCT(见图二)的延时，从而使系统既保持稳定又使主电流限定在允许值之下。由于此时主电流仍保持在相当大的值，(例如40A)因此电机仍具有相当大的转矩力图克服障碍而保持正常工作从而使电动车具有比采用电流截止式过流保护时有更优越的工作特性。

为了使电动车在长时间上坡或频繁起动时仍能保证电机在最大限流状态下不会因过热而损坏，本实用新型采用了过热保护环节以配合限流式保护，使限流式保护在本系统中的应用更为安全可靠。

本装置采用的无触点过热保护控制是通过半导体二极管Dz或三极管的PN结反向电阻来实现的，当温度升高使PN结反向电阻减小时，逻辑控制门被封锁，主控管关断，电机停止工作，只有当电机逐渐冷却恢复正常后，过热保护环节自动复原，系统可重新正常工作。