目前,电动自行车的社会拥有量极大,其控制器、充电器与蓄电池的故障率也相对较高。作为一名家电维修人员,只要稍加学习,就可掌握这些电路或器件的检修,从而扩大经营门路。为此,本期特选登了几篇有关电动自行车电路器件维修的文章,以期对你有所帮助。
电动自行车带电量显示有刷控制器,通过LED发光管显示蓄电池电量情况,提醒用户及时对蓄电池充电,防止蓄电池因过放电而影响寿命,能有效地保护蓄电池。
1.工作原理
该有刷控制电路如图1所示,由电源稳压电路、电动机驱动电路、蓄电池放电指示电路、蓄电池过放电保护、电动机过流保护、制动电路调速 电路等组成。
(1)电源稳压电路
蓄电池输出的36V电压,一路通过滤波电容 C3给电动机M供电;一路经由电阻R5接调整管Q3集电极,另一路经R26、C5滤波后为Q3基极提供偏流,由R4、VR6及R25组成分压电路接精密稳压组件TL431控制端,通过TL431随时调整Q3的输出电压。调节VR6,可使稳压电路输出稳定的+12V电压。该+12V电压除了作显示电压的基准电压外,还可作PWM调制器TL494的工作电压或为其他控制电路供电。
(2)电动机驱动电路
电路由开关管Q1、Q4和功率场效应管Q2等组成。当TL494⑧脚输出低电平时,Q1导通,D2导通,+12V电压通过Q1、D2加至功率管Q2栅极,Q2导通,电动机M转动。L1与C1、C2组成滤波电路,使电机M稳定运转。并能一定程度的消除电机M电刷与换相器之间的电火花。D1是续流二极管,用于消除电机M的反峰电动势,保护Q2不致击穿损坏。当TL494⑧脚输出高电平时,Q1截止,Q2截止,Q4导通,泄放Q2栅极储存的电荷,加速Q2的可靠截止。
(3)蓄电池放电指示电路
该电路由LM324四个电压比较器及其外围元件组成。+12V电压经R24、VR1、VR2、VR3、VR5、R21分压后,分别为四个比较器提供四种不同的基准电压到各自的反相输入端。四个比较器同相输入端的电压则由R23、R22将电源36V分压后提供。电压VA和蓄电池电压成比例,VA=R22VB/R22+R23。当蓄电池电压不低于38V时,LED1、LED2、LED3均亮点,当电池电压低于38V时,LED3熄灭;当电池电压低于35V时,LED2熄灭;当电池电压低于33V时,LED1熄灭,此时应给蓄电池充电。调节VR1、VR2、VR3,可分别设定LED3、LED2、LED1熄灭时的电压值。LED4用于电源指示,LED5用于欠压切断控制器输出指示。
(4)蓄电池过放电保护
当蓄电池放电到31.5V时,LM324①脚输出低电压。LED5点亮,表示已过放电。此时,Q5导通,+12V电压经R29、R15分压后,将近5V的电压加到TL494死区控制端④脚,该脚电压不小于3.5V,迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止,致使Q1、Q2截止,电动机停止转动,蓄电池停止放电,进入电池保护状态。VR5用于设定蓄电池保护点电压。
(5)电动机过流保护
R30为电动机过流保护取样电阻。过流时R30上的压降增大,经R14接到TL4940 16脚,使16脚电压高于15脚,TL494的内部误差放大器A2输出高电平,迫使TL494内部调宽脉冲管输出截止,⑧脚处于高电平状态,Q1截止、Q2截止,电动机M停止运转,从而保护了电动机。
(6)制动电路
当刹车制动时,KEY2接通,5V电压加到TL494④脚,TL494内部调宽脉冲输出管截止,Q1、Q2截止,电动机停止运转,进行抱闸刹车。
(7)调速电路
调速电路由PWM脉宽调制器TL494、调速器H,TL494②脚、①脚及其外围阻容元件等组成。H为高电平型霍尔速度控制转把。松开到旋紧时,其输出端可得到1V~4V电压。当需要提高电动机M转速时,转动调速器转把,TL494②脚电位升高,TL494内部调宽脉冲管输出低电平时间增长,电动机M转速提高。电位器VR2用于零速调节。调节VR2,设定②脚电压值,使转把松开时电动机停转。
2.故障检修实例
例1:接通电源,电动自行车无反应,指示灯不亮,电动机不启动。分析检修:出现该故障的可能原因有:蓄电池接头触点氧化、电锁开关触点接触不良、稳压电源有开路短路现象等。用万用表电压挡测量蓄电池触点两端有36V左右电压,测电锁开关输出端电压正常,表明电锁开关触点能良好接触。测量+12V输出端电压为0V,测Q3集电极、基极都有电压值,表明调整管Q3可能开路。于是,断开电源,用电阻挡复测Q3基极与发射极间正反向电阻值都是无穷大,已开路。用BD325更换Q3后,测其发射极有+12V电压输出,电源指示LED4亮,电动机M能够启动。
例2:电动自行车电动机不转,电量显示正常。分析检修:电池电量显示正常,表明电池输出正常,电源稳压电路有+12V电压输出。测量电动机M的电阻值正常且稳定。用万用表电压挡测量调速转把H的输出线有1V~4V电压变化,正常。把转把转至高速位置,用电压挡测量Q1集电极有12V左右电压,Q1已导通,并加至Q2栅极。用导线短接,电动机能够运转,表明Q2开路损坏。断开电源,将Q2引脚脱焊,用万用表RX100k挡,负表笔(黑)接栅极(G),正表笔(红)接源极(S),给栅极、源极之间充电,正常情况下万用表指针应有轻微偏转,但是实测指针不动,接着用万用表RX100k挡测,将负表笔接漏极(D),正表笔接源极(S),指示值为无穷大(正常应为几欧姆),证实Q2已开路损坏。将Q2用IRF540场效应管更换后,电动机能够运转。
例3:电动自行车电动机时转时停。分析检修:电动机时转时停,很可能是电池触头氧化接触不良、钥匙开关接触不良、电刷磨损严重、换向器氧化等造成。用万用表测量电池输出电压稳定,表明蓄电池触头接触是良好的;测量钥匙开关输出电压是稳定的36V,表明锁开关接触良好;测量+12V电压输出正常,没有波动。将调速转把转至高速位置,测量Q1集电极、Q2栅极在电动机转动或不转动时都有12V左右的电压,而Q2漏极电动机M,检查其电刷和换向片,发现电刷磨损严重,与换向接线时通时断,有的换向片已氧化有污垢。用刮刀仔细刮除槽内积存的碳粉污垢积块,边刮边用毛刷清理干净,并用玻璃砂纸研磨换向器表面,再用万用表测试换向片之间有无短路接地现象(检查方法是:将万用表欧姆挡的一表笔固定在轴上,另一只表笔轮流测试每个换向片,电阻值应相等,电阻最小的一个就是短路点)。将电刷更换并预磨电刷,电刷线用锡焊焊牢。装好电动机,故障排除。
例4:电动自行车显示正常,但无法启动分析检修:显示正常,表面电池和电源稳压电路正常,直接将电动机M接于36V电源,能运转,表明电动机正常,故障可能在驱动电路、调速电路或保护电路。接上电源,转动调速转把,测量H的输出电压有1V~4V变化。将调速转把置于高速位置,用万用表电压挡测量TL494⑧脚为高电平(正常应为低电平),说明TL494内部脉宽输出管已经关断截止,电路进入保护状态。测量TL494④脚电压值为4.8V左右,证实已经保护。检查与④脚有关的电路元件,KEY2能很好地通断+5V电源,测试过放电保护电路,三极管Q5集电极为+12V左右,表面Q5导通,但LED5不亮,证明LM324①脚为高电平,按理在①脚输出低电平时,Q5才导通。断开电源,复测Q5,发现其C、e极已击穿短路,致使TL494④脚电压为4.8V左右而关断脉宽输出,Q1、Q2截止,电动机M无法启动。用ZSA733替换Q5后,接通电,电动自行车启动正常,故障排除。
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