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控制器的全称是电动机驱动控制器，它的作用就是驱动电动机旋转。它性能的好坏直接影响电动车的性能，所以它也被称为电动车电气系统的“四大件”之一。下面以奥文WML36-180G 型无刷控制器为例进行介绍。该控制器由PWM 控制芯片MC33033DW、半桥式驱动器IR2103、双电压运算放大器LM358 构成，如图7-24所示。其中，MC33033DW 用于PWM 脉冲形成、控制，半桥式驱动器IR2103 用于信号驱动，LM358 用于制动控制和欠电压取样信号放大。

图7-24　奥文WML36-180G型无刷控制器电路

1.15V 供电电路

15V 供电电路的核心元器件是C1～C6、VD15、R1、三端稳压器IC6(7815)、锁开关。

接通锁开关后，36V 蓄电池盒输出的电压通过C1 和C2 滤波后，第一路为功率管供电;第二路为蓄电池欠电压保护电路供电;第三路通过防反接二极管D15 隔离、R1 限流、C3 和C4 滤波后，加到IC6 的供电端，经它稳压输出15V 电压，经C5、C6 滤波后不仅为IC1～IC5供电，而且通过取样后为IC5 提供参考电压。

2.激励脉冲电路

激励脉冲电路的核心元器件是IC1、R9、C22、R10。

由电源电路产生的15V 电压加到IC1 14 脚，为它内部的基准电压形成电路等电路供电，它内部的基准电压形成电路产生的6.25V 基准电压从⑦脚输出，通过R10 限流得到5V 电压。5V 电压不仅为电动机内的霍尔集成电路和转把内的霍尔集成电路供电，而且为它内部的振荡器、PWM 脉冲形成等电路供电。IC1 内的振荡器得到供电后，与⑧脚外接的定时元件R9、C22 通过振荡产生锯齿波脉冲，该脉冲作为触发信号控制PWM 脉冲形成电路(RS 触发器)产生3 个高端驱动脉冲和3 个低端驱动脉冲，低端驱动脉冲从IC1 ①脚、②脚、 20脚输出，高端驱动脉冲从 15 脚～ 17 脚输出。

3.驱动电路

电动机三相绕组驱动电路的核心元器件是3 块半桥式放大器IC2～IC4(IR2103)。由于3路绕组驱动电路构成相同，所以下面以IC2 为核心构成的驱动电路为例进行介绍。

由IC1 ②脚和 17 脚输出的低端激励信号和高端激励信号经IC2 内的缓冲放大器放大，再经半桥式功率放大器放大后从⑤脚和⑦脚输出。当⑤脚输出的激励脉冲为低电平、⑦脚输出的激励脉冲为高电平时，⑤脚的低电平脉冲使VD2 导通，致使功率管V2 迅速截止，以免存储效应引起V2 因关断损耗大而损坏;⑦脚输出的高电平脉冲通过R2 使功率管V1 导通，V1导通后，由它S 极输出的电压为电动机绕组供电。当⑤脚输出的激励脉冲为高电平、⑦脚输出的激励脉冲为低电平时，⑦脚的低电平脉冲使VD1 导通，致使功率管V1 迅速截止，以免存储效应引起V1 因关断损耗大而损坏，⑤脚输出的高电平脉冲通过R3 使功率管V2 导通。V2 导通后，电动机绕组通过它到地形成导通电流，从而为绕组提供不同方向的驱动，使其产生磁场，驱动转子旋转，实现电动机驱动。

为了确保高端驱动管能够正常工作，IC2 还为高端驱动管设置了自举升压型供电电路。该电路由VD7、C13 和功率管构成。功率管V1 截止、V2 导通期间15V 电压通过隔离二极管VD7 对升压电容C13 充电，在C13 两端建立14.3V 左右的电压;当功率管V2 截止后，C13 两端存储的电压与来自蓄电池盒的电压叠加后，就能为V1 的G 极提供高于它D 极14.3V 左右的驱动电压。

4.相序控制和功率放大电路

相序控制和功率放大电路的核心元器件是IC1 内的转子定位解码器、电动机内部的霍尔集成电路、6 只大功率场效应管V1～V6。

当IC1 工作后，由它输出的激励信号驱动电动机旋转。电动机旋转后，电动机内的3 个开关型霍尔元件产生位置传感脉冲信号，它们通过C20、C21 和C24 滤除干扰脉冲后，从IC1 ④～⑥脚输入到定子定位解码器，由该解码器处理后就可确保IC1 输出的激励信号相位准确，再通过驱动电路IC2～IC4 放大后，就可按规定顺序使功率管V1～V6 工作在开关状态。V1～V6 工作在开关状态后，就可为电动机内的3 个绕组循环提供激励电流，使它们产生旋转磁场，驱动电动机旋转。

5.调速控制电路

调速控制电路的核心元器件是控制芯片IC1、转把。

旋转转把时，转把内的圆弧形永久磁铁开始转动，使霍尔集成电路输出的直流控制电压由低到高或由高到低发生变化。当调速控制电压通过R3 使IC1 ⑨脚输入的电压由低逐渐升高时，该电压经IC1 内部电路处理后，使IC1 输出的高端激励脉冲占空比增大，致使高端功率管导通时间延长，为电动机绕组提供的电流增大，电动机的旋转速度加快，车速变快，实现了加速调整。反之，若IC1 ⑨脚输入的电压由高到低时，IC1 输出的高端激励脉冲占空比减小，高端功率管导通时间缩短，为电动机绕组提供的电流减小，车速变慢，实现减速调整。

6.限速巡行电路

限速巡行电路的核心元器件是IC1 和限速巡行开关(短接线)。当限速短接线接通后，IC1 ⑨脚通过R12 和短接线接地，将转把输出的控制电压分压，IC1 ⑨脚输入的电压减小，IC1输出的矩形脉冲宽度被限制在一定范围内，控制器为电动机提供的激励电流较小，使电动车在限速范围内行驶。反之，若不接该短接线后，IC1 ⑨脚输入的调速控制电压不被分压，电动车可以高速行驶。

7.制动控制电路

制动控制电路的核心元器件是制动把、运算放大器IC5、主芯片IC1(MC33033DW)。

该机的左、右制动把内的机械开关并联接在一起，它们的一端通过VD10 接IC5 ③脚，另一端接地。正常行驶时，制动开关不接通，VD10 截止，此时IC5 的③脚电位高于②脚电位，于是它的①脚输出高电平电压，使VD11 和VD12 截止，不影响IC1⑨脚和 19 脚电位，控制器正常工作。当采用制动把制动时制动开关对地接通，IC5 ③脚电位通过VD10 被钳位到低电平，使IC5 ③脚电位低于它的②脚电位，IC5 ①脚输出的电压变为低电平，使VD11 和VD12 导通，将IC1 ⑨脚和 19 脚电位变为低电平，被IC1 内部电路检测处理后使它无激励脉冲输出，场效应管全部截止，电动机停转，实现制动控制。

提示

IC1(MC33033DW) 19 脚是输出使能控制信号输入端。当 19 脚输入低电平控制信号时 15 ～ 17 脚、①脚、②脚和 20 脚不能输出激励信号，只有该脚输入高电平控制信号时 15 ～ 17 脚、①脚、②脚和 20 脚才能输出激励脉冲。

8.保护电路

(1)功率管过电流保护电路

为了防止功率管V1～V6 过电流损坏，该控制器设置了过电流保护电路。功率管过电流保护电路的核心元器件是取样电阻R0、IC1。R0 安装在功率管V2、V4、V6 的S 极与地之间，由它对V2、V4、V6 的D 极电流进行取样，产生的电压加到IC1 12 脚。

当电动机运转正常时，IC1 12 脚输入的电压较小，被IC1 检测后使控制器正常工作。一旦电动机因运转不正常等原因导致场效应管过电流，使R0 两端的压降增大，IC1 12 脚输入的电压达到过电流保护电路动作阈值后，IC1 内的过电流保护电路输出控制信号使IC1 无激励脉冲输出，功率管V1～V6 截止，电动机停转，实现了过电流保护。

(2)蓄电池欠电压保护电路

为了防止蓄电池过放电带来的危害，该控制器设置了欠电压保护电路。该保护电路的核心元器件是IC5、IC1 和取样电阻R19、R17，辅助元器件有C25、R15、R18。

蓄电池输出的电压通过R19、R17 取样，再通过C25 滤波后加到IC5 ⑤脚，为运算放大器的同相输入端提供取样电压;同时15V 电压通过R15、R18 取样后加到IC5 ⑥脚，为运算放大器的反相输入端提供参考电压。当蓄电池电压放电未达到终止电压31.5V 时，IC5 ⑤脚电位高于它的⑥脚电位，所以它的⑦脚输出高电平电压，使VD13 和VD14 截止，不影响IC1 ⑨脚和 19 脚电位，控制器正常工作。随着放电的不断进行，蓄电池存储的电压降到31.5V 后，经取样使IC5 ⑤脚电位低于⑥脚上的参考电压，于是IC5 ⑦脚输出低电平电压，使VD13和VD14 导通，致使IC1 ⑨脚和 19 脚电位变为低电平，被IC1 内部电路检测处理后使它无激励脉冲输出，场效应管全部截止，电动机停转，实现了欠电压保护。

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