一種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，包括脈寬調(diào)制模塊、電源接口模塊、電機(jī)接口模塊、調(diào)速接口模塊、充電剎車接口模塊和場(chǎng)效應(yīng)管模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的輸出端連接一場(chǎng)效應(yīng)管模塊，該場(chǎng)效應(yīng)管模塊通過一保護(hù)繼電器模塊連接所述電機(jī)接口模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電壓反饋端通過一調(diào)速控制模塊連接所述調(diào)速接口模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電源端連接所述電源接口模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電壓反饋端還通過一充電剎車控制停轉(zhuǎn)模塊連接所述充電剎車接口模塊。本發(fā)明中，將各個(gè)模塊有機(jī)的整合在一起，實(shí)現(xiàn)了占空比的調(diào)節(jié)、調(diào)速控制信號(hào)的補(bǔ)正、溫度補(bǔ)償、欠壓控制、飛車保護(hù)等多項(xiàng)功能，使兒童電動(dòng)車的控制過程更安全，保證了兒童的安全乘坐以及提高了使用壽命。
【專利說明】—種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于兒童電動(dòng)車控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器。【背景技術(shù)】
[0002]兒童電動(dòng)車主要分為電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)工程車等幾類，其可由兒童騎乘，然后以電池輸出的電力驅(qū)動(dòng)其內(nèi)安裝的電機(jī)進(jìn)行向前行駛、向后行駛或者轉(zhuǎn)向等動(dòng)作，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、是一種深受兒童喜愛的電動(dòng)玩具。相對(duì)于成人的電動(dòng)車來說，兒童電動(dòng)車的控制比較簡(jiǎn)單，所以其使用的控制單元也相應(yīng)簡(jiǎn)單，現(xiàn)有控制單元中，由調(diào)速接口模塊接收加速、減速信號(hào)，然后輸入到脈寬調(diào)制模塊中，再由脈寬調(diào)制模塊控制MOSFET，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的加速、減速，除了上述模塊，控制單元中還包括用于連接電池的電源接口模塊、用于連接電機(jī)的電機(jī)接口模塊、用于接收充電剎車信號(hào)的充電剎車接口模塊等，各種模塊有機(jī)的整合在一起，實(shí)現(xiàn)了控制單元的各種控制功能。
[0003]上述控制單元實(shí)際使用時(shí)存在以下幾個(gè)問題:1.脈寬調(diào)制模塊由于自身設(shè)計(jì)的問題，其占空比最高只能達(dá)到97%，易出現(xiàn)電磁干擾；2.脈寬調(diào)制模塊輸出的調(diào)速控制信號(hào)不好，影響加速的速率；3控制單元受環(huán)境溫度的影響，其控制參數(shù)會(huì)會(huì)發(fā)生變化，影響控制精度；4.電池在達(dá)到欠壓值的過程中會(huì)持續(xù)保持最大電流輸出，對(duì)電池的使用壽命有很大影響；5.判斷電動(dòng)車飛車時(shí)采用檢測(cè)電機(jī)的電壓的占空比是否達(dá)到100%，該檢測(cè)方法不可靠；6.在場(chǎng)效應(yīng)管擊穿時(shí)，電動(dòng)車會(huì)立即斷電，使電動(dòng)車很快停下，這樣的處理方式比較危險(xiǎn)。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有的兒童電動(dòng)車控制單元存在很多問題，急需一種能克服上述問題，保證兒童安全騎乘的電動(dòng)車控制單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供結(jié)構(gòu)合理、使用安全的一種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，其特征在于:包括脈寬調(diào)制模塊、電源接口模塊、電機(jī)接口模塊、調(diào)速接口模塊、充電剎車接口模塊和場(chǎng)效應(yīng)管模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的輸出端連接一場(chǎng)效應(yīng)管模塊，該場(chǎng)效應(yīng)管模塊通過一保護(hù)繼電器模塊連接所述電機(jī)接口模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電壓反饋端通過一調(diào)速控制模塊連接所述調(diào)速接口模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電源端連接所述電源接口模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電壓反饋端還通過一充電剎車控制停轉(zhuǎn)模塊連接所述充電剎車接口模塊。
[0008]而且，所述調(diào)速控制模塊和所述保護(hù)繼電器模塊之間連接一飛車保護(hù)模塊，該飛車保護(hù)模塊通過一電壓轉(zhuǎn)電流模塊連接所述電機(jī)接口模塊。
[0009]而且，所述脈寬調(diào)制模塊與所述電源接口模塊之間連接一欠壓控制模塊。
[0010]而且,所述場(chǎng)效應(yīng)管模塊還通過一電機(jī)電流米樣模塊連接一電流控制模塊的一端，該電流控制模塊的另一端連接所述脈寬調(diào)制模塊的補(bǔ)償端。
[0011]而且，所述脈寬調(diào)制模塊使用UC384X芯片，該芯片的RT/CT端連接ー電阻和電容的一端，該電阻的另一端連接所述脈寬調(diào)制模塊的參考輸出端，該電容的另一端接地；
[0012]該芯片的電流取樣端連接兩個(gè)電阻和ー個(gè)電容串聯(lián)的電路，每個(gè)所述電阻和所述電容之間均并聯(lián)ー電阻。
[0013]而且，調(diào)速接ロ模塊連接一安裝在加速裝置內(nèi)的微動(dòng)開關(guān)。
[0014]而且，Jl的第I腳連接第二腳后連接第一二極管Dl的一端，該第一二極管Dl的另一端連接第八電阻R8的一端和J2的第2腳，第八電阻R8的另一端連接第三二極管D3的一端、第六三極管Q6的集電極、第十一電阻Rll的一端、ICl的第2腳、第二十七電阻R27的一端、第六電容C6的一端、第二十九電阻R29的一端和第八電容C8的一端，
[0015]第三二極管D3的另一端連接第二二極管D2的一端、正5伏、第四二極管D4的一端、第二 B比較器IC2B的一個(gè)電壓輸入端、第三電容C3的一端、第十二電阻R12的一端和ICl第8腳，
[0016]第二二極管D2的另一端連接J4的第6腳，第六三極管Q6的基極連接第九電阻R9的一端和第一電阻Rl的一端，第九電阻R9的另一端接地,第一電阻Rl的另一端連接J4的第4腳、正24伏、Jl的第3腳、第二電阻R2的一端、第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端、第五電阻R5的一端、第一三極管Ql的集電極、第六電阻R6的一端、第一電容Cl的一端、J3的第2腳、第十二極管DlO的一端、第五二極管D5的一端、SPDT繼電器線圈的一端、第十四電容C14的一端和第二電容C2的一端，
[0017]第六三極管Q6的發(fā)射極連接第十電阻RlO的一端、第十電阻RlO的另一端連接第二電阻R2的另一端和第四二極管D4的另一端，第十一電阻Rll的另一端連接J2的第4腳，第三電阻R3的另一端連接第四電`容C4的一端和ICl的第7腳，第四電容C4的另一端接地，第四電阻R4的另一端連接J2的第3腳，第五電阻R5的另一端連接第七三極管Q7的發(fā)射極，第七三極管Q7的集電極連接第六二極管D6的一端、第二十電阻R20的一端、第二A比較器IC2A的正輸入端、第三十七電阻R37的一端、第十二電容C12的一端、第三十九電阻R39的一端、第六二極管D6的另一端連接第二三極管Q2的集電極、第二十四電阻R24的一端、正5伏、第三十電阻R30的一端、第三B比較器IC3B的ー個(gè)電壓輸入端、第十九電阻R19的一端、第二十電阻R20的另一端、第二 A比較器IC2A的一個(gè)電壓輸入端、第三十六R36的一端、第三A比較器IC3A的一個(gè)電壓輸入端和第三十八電阻R38的一端，
[0018]第二三極管Q2的基極連接第七電容C7的一端、第十二電阻R12的另一端和ICl的第4腳，第七電容C7的另一端連接第三電容C3的另一端和接地，第二三極管Q2的發(fā)射極連接第十六電阻R16的一端，第十六電阻R16的另一端連接第三^ 電阻R31的一端和第十電容ClO的一端，第三十一電阻R31的另一端連接ICl的第3腳和第三十二電阻R32的一端，第三十二電阻R32的另一端連接第三十三電阻R33的一端和第十電容ClO的另一端，第三十三電阻R33的另一端接地，
[0019]第二十四電阻R24的另一端連接第二十六電阻R26的一端和第二 B比較器IC2B的正輸入端，第二十六電阻R26的另一端連接第二 B比較器IC2B的另ー個(gè)電壓輸入端、接地、第二i 電阻R21的一端、第五電容C5的一端、第五電容C5的另一端連接第二^ 電阻R21的另一端、第二十二電阻R22的一端、第二十三電阻R23的一端和J4的第5腳，第二十三電阻R23的另一端連接第二十五電阻R25的一端和第二 B比較器IC2B的負(fù)輸入端，第二十五電阻R25的另一端連接第二 B比較器IC2B的輸出端和第二十七電阻R27的另一端，
[0020]第六電容C6的另一端接地，第二十九電阻R29的另一端連接ICl的第I腳、第八電容C8的另一端、第九二極管D9的一端和第十五電容C15的一端,第十五電容C15的另一端接地，第九二極管D9的另一端連接第二十八電阻R28的一端和第三B比較器IC3B的輸出端，第二十八電阻R28的另一端連接第九電容C9的一端，第九電容C9的另一端連接第三B比較器IC3B的負(fù)輸入端、第三十四電阻R34的一端和第十三電容C13的一端，第三B比較器IC3B的另一個(gè)電壓輸入端與第四十電阻R40的一端、第四十一電阻R41的一端、第十三電容C13的另一端、第四十二電阻R42的一端、第^ 電容Cll的一端、第四十三電阻R43的一端、第五三極管Q5的發(fā)射極、第四十四電阻R44的一端、第三A比較器IC3A的另一個(gè)電壓輸入端和第四十五電阻R45的一端連接后接地，
[0021]第三B比較器IC3B的正輸入端連接第四十電阻R40的另一端、第三十電阻R30的另一端和第四十一電阻R41的另一端，第三十四電阻R34的另一端連接第四十二電阻R42的另一端和場(chǎng)效應(yīng)管Q8的源極，場(chǎng)效應(yīng)管Q8的柵極連接第十四電阻R14的一端，第十四電阻R14的另一端連接ICl的第6腳，
[0022]場(chǎng)效應(yīng)管Q8的漏極連接第十七電阻R17的一端、SPDT繼電器的常開觸點(diǎn)的一端和第七二極管D7的一端,第十七電阻R17的另一端連接第十五電阻R15的一端、J3的第I腳、第十二極管DlO的另一端和SPDT繼電器的常開觸點(diǎn)的另一端，
[0023]第七二極管D7的另一端第^ 電容Cl I的另一端和第三十五電阻R35的一端,第三十五電阻R35的另一端連接第四十三電阻R43的另一端、第八二極管D8的一端和第四三極管Q4的基極，第八二極管D8的另一端連接第三十六R36的另一端和第三A比較器IC3A的輸出端，第四三極管Q4的發(fā)射極連接第五三極管Q5的集電極，第五三極管Q5的基極連接第四十四電阻R44的另一端和第七電阻R7的一端，第七電阻R7的另一端連接J4第3腳，J4的第I腳和第2腳接地，
[0024]第三A比較器IC3A的負(fù)輸入端連接第三十八電阻R38的另一端，第三A比較器IC3A的正輸入端連接第二十二電阻R22的另一端和第二 A比較器IC2A的負(fù)輸入端，第二A比較器IC2A的另一個(gè)電壓輸入端與第十二電容C12的另一端和第三十九電阻R39的另一端連接后接地，第二 A比較器IC2A的輸出端連接第十九電阻R19的另一端、第三十七電阻R37的另一端和第十八電阻R18的一端，第十八電阻R18的另一端連接第三三極管Q3的基極，第三三極管Q3的發(fā)射極連接第四三極管Q4的集電極，第三三極管Q3的集電極連接SPDT繼電器線圈的另一端、第五二極管D5的另一端，
[0025]第六電阻R6的另一端連接第一三極管Ql的基極、第一電容Cl的另一端和第十五電阻R15的另一端，第一三極管Ql的發(fā)射極連接第七三極管Q7的基極和第十三電阻R13的一端，第十三電阻R13的另一端接地，第十四電容C14的另一端和第二電容C2的另一端接地，Jl的第4腳與J2的第I腳連接后接地。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0027]1.本控制器中，使用高性能固定頻率電流模式控制器UC384x作為脈寬調(diào)制模塊的處理核心，利用周邊的附屬電路，使占空比精確的從O至100%，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的電磁干擾，而且其對(duì)輸出的調(diào)速控制信號(hào)進(jìn)行了補(bǔ)正處理，波形規(guī)整，加速均勻、平緩。
[0028]2.本控制器中，利用半導(dǎo)體器件PN結(jié)受溫度影響的特性:溫度每升高一攝氏度，PN結(jié)端電壓降低2mV。通過Q6和D4 ；Q1和Q7相互配合，溫度變化時(shí)，其公共端的電壓變化保持同步變化，實(shí)現(xiàn)了溫度補(bǔ)償，保證了控制精度。
[0029]3.本控制器中，當(dāng)電池電壓低到Q6導(dǎo)通時(shí)，ICl的2腳電壓會(huì)升高，此時(shí)按下加速裝置時(shí)，加速裝置輸出的電壓升高，但I(xiàn)Cl中的第2腳電壓和第3腳電壓進(jìn)行比較，將占空比縮小，控制電機(jī)的端電壓，使電機(jī)電流降低直至電機(jī)無法轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電池輸出的電流也減小，這就保證了電池在達(dá)到設(shè)定的欠壓值之前保證電池不會(huì)出現(xiàn)大電流輸出，提高了電池的使用壽命。
[0030]4.本控制器中，增加了電壓轉(zhuǎn)電流模塊和飛車保護(hù)模塊，通過電壓轉(zhuǎn)電流模塊檢測(cè)電機(jī)的電壓，然后通過Ql和Q7轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，加載在R39上的電壓與加速裝置輸出的電壓進(jìn)行比較，以判斷是否發(fā)生飛車，相比現(xiàn)有技術(shù)，該過程更安全。
[0031]5.本控制器中，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管擊穿時(shí)，電機(jī)通過保護(hù)繼電器模塊與電池連接，車輛仍然具有騎行的動(dòng)力，只是加速裝置無法控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，此時(shí)剎車，可使電機(jī)停轉(zhuǎn)，Q8上端為O伏，Q4斷開，Q3斷開，使保護(hù)繼電器模塊失電斷開，由此將電機(jī)與電池?cái)嚅_，上述處理過程中保證了電動(dòng)車在場(chǎng)效應(yīng)管擊穿時(shí)仍然具有動(dòng)力，可在脫離危險(xiǎn)區(qū)域后再將車輛剎停。
[0032]6.本控制器中，調(diào)速接口模塊的第3腳連接一安裝在加速裝置中的微動(dòng)開關(guān)，該微動(dòng)開關(guān)首先閉合后，使Q5導(dǎo)通，然后Q4、Q3導(dǎo)通，使保護(hù)繼電器模塊得電閉合，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，上述處理過程避免了繼電器的觸點(diǎn)在大電流下切換造成的燒毀故障。
[0033]7.本控制器中，剎車按下時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)模塊停止驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，斷開繼電器觸點(diǎn)的電流，同時(shí)IC2A的負(fù)輸入端電壓升高，IC2A的輸出端輸出低電平，Q3斷開，使繼電器線圈斷電，并且因繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間會(huì)滯后繼電器線圈斷電動(dòng)作10ms，由此可避免在繼電器觸點(diǎn)在有大電流情況下動(dòng)作，保護(hù)了繼電器的觸點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生電火花而燒毀，提高了使用壽命。
[0034]8.本控制器中，停車啟動(dòng)時(shí)，如果加速裝置處于加速的工作狀態(tài)，則其輸出電壓大于電機(jī)的采樣電壓，比較器輸出低電平，使Q3斷開，保護(hù)繼電器模塊失電斷開，電動(dòng)車不會(huì)行駛，由此避免了誤按下加速裝置而啟動(dòng)車輛導(dǎo)致的前竄，提高了兒童騎乘的安全性。
[0035]9.本控制器中，如果電動(dòng)車在大負(fù)載狀態(tài)下的電機(jī)電流達(dá)到設(shè)定的安培值時(shí)，控制器會(huì)降低電機(jī)電壓的占空比，降低電機(jī)的工作電流，電機(jī)電流低于設(shè)定的安培值時(shí)，控制器會(huì)提高電機(jī)電壓的占空比，增大電機(jī)的工作電流，反復(fù)進(jìn)行，保證電機(jī)不會(huì)過熱損壞。
[0036]10.本發(fā)明中，將各個(gè)模塊有機(jī)的整合在一起，實(shí)現(xiàn)了占空比的調(diào)節(jié)、調(diào)速控制信號(hào)的補(bǔ)正、溫度補(bǔ)償、欠壓控制、飛車保護(hù)等多項(xiàng)功能，使兒童電動(dòng)車的控制過程更安全，保證了兒童的安全騎乘以及提高了使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明原理方框圖；
[0038]圖2為圖1的電路原理圖；
[0039]圖3為調(diào)制前的電壓信號(hào)與加速裝置輸出的控制信號(hào)的疊加圖；
[0040]圖4為調(diào)制后的電壓信號(hào)與加速裝置輸出的控制信號(hào)的疊加圖；[0041]圖5為調(diào)制后的調(diào)速控制信號(hào)波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0043]ー種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，如圖1?5所示，本發(fā)明的創(chuàng)新在于:包括脈寬調(diào)制模塊(虛線框10)、電源接ロ模塊(虛線框I)、電機(jī)接ロ模塊(虛線框3)、調(diào)速接ロ模塊(虛線框8)、充電剎車接ロ模塊(虛線框2)和場(chǎng)效應(yīng)管模塊(虛線框11)，所述脈寬調(diào)制模塊的輸出端(引腳6)連接ー場(chǎng)效應(yīng)管模塊,該場(chǎng)效應(yīng)管模塊通過一保護(hù)繼電器模塊(虛線框
7)連接所述電機(jī)接ロ模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電壓反饋端(引腳2)通過ー調(diào)速控制模塊(虛線框9)連接所述調(diào)速接ロ模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電源端(引腳7)連接所述電源接ロ模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電壓反饋端(引腳2)還通過一充電剎車控制停轉(zhuǎn)模塊(虛線框5 )連接所述充電剎車接ロ模塊。
[0044]當(dāng)出現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管擊穿或加速裝置地線斷開的故障時(shí)，為了保證兒童及電動(dòng)車的安全，所述調(diào)速控制模塊和所述保護(hù)繼電器模塊之間連接一飛車保護(hù)模塊(虛線框12)，該飛車保護(hù)模塊通過ー電壓轉(zhuǎn)電流模塊(虛線框6)連接所述電機(jī)接ロ模塊。
[0045]為了保護(hù)電池，提高其使用壽命，在所述脈寬調(diào)制模塊與所述電源接ロ模塊之間連接ー欠壓控制模塊(虛線框5)。所述場(chǎng)效應(yīng)管模塊還通過ー電機(jī)電流采樣模塊(虛線框14)連接ー電流控制模塊(虛線框13)的一端，該電流控制模塊的另一端連接所述脈寬調(diào)制模塊的補(bǔ)償端(引腳I)。
[0046]上述結(jié)構(gòu)中，所述脈寬調(diào)制模塊使用UC384x芯片，優(yōu)選UC3842和UC3843，本例中優(yōu)選UC3842，該芯片的RT/CT端(引腳4)連接ー電阻R12和電容C7的一端，該電阻R12的另一端連接所述脈寬調(diào)制模塊的參考輸出端(引腳8)，該電容C7的另一端接地，由R12和C7的參數(shù)決定Q8的導(dǎo)通頻率，引腳4輸出波形如圖3所示鋸齒波，R12阻值為51k歐姆，C7取值為1800皮法，二者配合將工作頻率限制在2000赫茲，以避免產(chǎn)生共振。
[0047]該芯片的電流取樣端(引腳3)連接兩個(gè)電阻R31、R32和一個(gè)電容ClO串聯(lián)的電路，電阻R31和電容ClO之間并聯(lián)ー電阻R16，電阻R32和電容ClO之間并聯(lián)ー電阻R33。如圖3所示，鋸齒波表示UC384x輸出的電壓信號(hào)，其峰值較大，斜線表示加速裝置輸出的控制信號(hào)，圖中可知，鋸齒波已經(jīng)超出了斜線的范圍；電阻R31、R32、R33、R16使UC384x輸出的電壓峰值變小，ClO使曲線變緩，R31取值為390歐姆，R32取值為100歐姆，R16取值為1.3K歐姆，R33取值為910歐姆，ClO取值為10納法拉，最后形成如圖4的波形，鋸齒波被補(bǔ)正為峰值較小、曲線變緩的曲線鋸齒波，且完全落入了斜線的控制范圍內(nèi)，經(jīng)過疊加后的ICl第6腳輸出的調(diào)速控制信號(hào)如圖5所示，其占空比為0?100%，控制精度高，且波形規(guī)整、加速均勻平滑。
[0048]為了提高保護(hù)繼電器模塊中觸點(diǎn)的安全使用，調(diào)速接ロ模塊的第3腳連接一安裝在加速裝置中的微動(dòng)開關(guān)I。
[0049]具體來說，本發(fā)明涉及的電子元器件的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示:
[0050]Jl的第I腳連接第二腳后連接第一ニ極管Dl的一端，該第一ニ極管Dl的另一端連接第八電阻R8的一端和J2的第2腳，第八電阻R8的另一端連接第三ニ極管D3的一端、第六三極管Q6的集電極、第十一電阻Rll的一端、ICl的第2腳、第二十七電阻R27的一端、第六電容C6的一端、第二十九電阻R29的一端和第八電容C8的一端，
[0051]第三二極管D3的另一端連接第二二極管D2的一端、正5伏、第四二極管D4的一端、第二 B比較器IC2B的一個(gè)電壓輸入端、第三電容C3的一端、第十二電阻R12的一端和ICl第8腳，
[0052]第二二極管D2的另一端連接J4的第6腳，第六三極管Q6的基極連接第九電阻R9的一端和第一電阻Rl的一端，第九電阻R9的另一端接地,第一電阻Rl的另一端連接J4的第4腳、正24伏、Jl的第3腳、第二電阻R2的一端、第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端、第五電阻R5的一端、第一三極管Ql的集電極、第六電阻R6的一端、第一電容Cl的一端、J3的第2腳、第十二極管DlO的一端、第五二極管D5的一端、SPDT繼電器線圈的一端、第十四電容C14的一端和第二電容C2的一端，
[0053]第六三極管Q6的發(fā)射極連接第十電阻RlO的一端、第十電阻RlO的另一端連接第二電阻R2的另一端和第四二極管D4的另一端，第十一電阻Rll的另一端連接J2的第4腳，第三電阻R3的另一端連 接第四電容C4的一端和ICl的第7腳，第四電容C4的另一端接地，第四電阻R4的另一端連接J2的第3腳，第五電阻R5的另一端連接第七三極管Q7的發(fā)射極，第七三極管Q7的集電極連接第六二極管D6的一端、第二十電阻R20的一端、第二A比較器IC2A的正輸入端、第三十七電阻R37的一端、第十二電容C12的一端、第三十九電阻R39的一端、第六二極管D6的另一端連接第二三極管Q2的集電極、第二十四電阻R24的一端、正5伏、第三十電阻R30的一端、第三B比較器IC3B的一個(gè)電壓輸入端、第十九電阻R19的一端、第二十電阻R20的另一端、第二 A比較器IC2A的一個(gè)電壓輸入端、第三十六R36的一端、第三A比較器IC3A的一個(gè)電壓輸入端和第三十八電阻R38的一端，
[0054]第二三極管Q2的基極連接第七電容C7的一端、第十二電阻R12的另一端和ICl的第4腳，第七電容C7的另一端連接第三電容C3的另一端和接地，第二三極管Q2的發(fā)射極連接第十六電阻R16的一端，第十六電阻R16的另一端連接第三^ 電阻R31的一端和第十電容ClO的一端，第三十一電阻R31的另一端連接ICl的第3腳和第三十二電阻R32的一端，第三十二電阻R32的另一端連接第三十三電阻R33的一端和第十電容ClO的另一端，第三十三電阻R33的另一端接地，
[0055]第二十四電阻R24的另一端連接第二十六電阻R26的一端和第二 B比較器IC2B的正輸入端，第二十六電阻R26的另一端連接第二 B比較器IC2B的另一個(gè)電壓輸入端、接地、第二i 電阻R21的一端、第五電容C5的一端、第五電容C5的另一端連接第二^ 電阻R21的另一端、第二十二電阻R22的一端、第二十三電阻R23的一端和J4的第5腳，第二十三電阻R23的另一端連接第二十五電阻R25的一端和第二 B比較器IC2B的負(fù)輸入端，第二十五電阻R25的另一端連接第二 B比較器IC2B的輸出端和第二十七電阻R27的另一端，
[0056]第六電容C6的另一端接地，第二十九電阻R29的另一端連接ICl的第I腳、第八電容C8的另一端、第九二極管D9的一端和第十五電容C15的一端,第十五電容C15的另一端接地，第九二極管D9的另一端連接第二十八電阻R28的一端和第三B比較器IC3B的輸出端，第二十八電阻R28的另一端連接第九電容C9的一端，第九電容C9的另一端連接第三B比較器IC3B的負(fù)輸入端、第三十四電阻R34的一端和第十三電容C13的一端，第三B比較器IC3B的另ー個(gè)電壓輸入端與第四十電阻R40的一端、第四十ー電阻R41的一端、第十三電容C13的另一端、第四十二電阻R42的一端、第^ 電容Cll的一端、第四十三電阻R43的一端、第五三極管Q5的發(fā)射極、第四十四電阻R44的一端、第三A比較器IC3A的另ー個(gè)電壓輸入端和第四十五電阻R45的一端連接后接地，
[0057]第三B比較器IC3B的正輸入端連接第四十電阻R40的另一端、第三十電阻R30的另一端和第四十ー電阻R41的另一端，第三十四電阻R34的另一端連接第四十二電阻R42的另一端和場(chǎng)效應(yīng)管Q8的源扱，場(chǎng)效應(yīng)管Q8的柵極連接第十四電阻R14的一端，第十四電阻R14的另一端連接ICl的第6腳，
[0058]場(chǎng)效應(yīng)管Q8的漏極連接第十七電阻R17的一端、SPDT繼電器的常開觸點(diǎn)的一端和第七二極管D7的一端,第十七電阻R17的另一端連接第十五電阻R15的一端、J3的第I腳、第十二極管DlO的另一端和SPDT繼電器的常開觸點(diǎn)的另一端，
[0059]第七二極管D7的另一端第^ 電容Cl I的另一端和第三十五電阻R35的一端,第三十五電阻R35的另一端連接第四十三電阻R43的另一端、第八二極管D8的一端和第四三極管Q4的基極，第八二極管D8的另一端連接第三十六R36的另一端和第三A比較器IC3A的輸出端，第四三極管Q4的發(fā)射極連接第五三極管Q5的集電極，第五三極管Q5的基極連接第四十四電阻R44的另一端和第七電阻R7的一端，第七電阻R7的另一端連接J4第3腳，J4的第I腳和第2腳接地，
[0060]第三A比較器IC3A的負(fù)輸入端連接第三十八電阻R38的另一端，第三A比較器IC3A的正輸入端連接第二十二電阻R22的另`一端和第二 A比較器IC2A的負(fù)輸入端，第二A比較器IC2A的另ー個(gè)電壓輸入端與第十二電容C12的另一端和第三十九電阻R39的另一端連接后接地，第二 A比較器IC2A的輸出端連接第十九電阻R19的另一端、第三十七電阻R37的另一端和第十八電阻R18的一端，第十八電阻R18的另一端連接第三三極管Q3的基極，第三三極管Q3的發(fā)射極連接第四三極管Q4的集電極，第三三極管Q3的集電極連接SPDT繼電器線圈的另一端、第五二極管D5的另一端，
[0061]第六電阻R6的另一端連接第一三極管Ql的基極、第一電容Cl的另一端和第十五電阻R15的另一端，第一三極管Ql的發(fā)射極連接第七三極管Q7的基極和第十三電阻R13的一端，第十三電阻R13的另一端接地，第十四電容C14的另一端和第二電容C2的另一端接地，Jl的第4腳與J2的第I腳連接后接地。
[0062]本發(fā)明的工作過程是:
[0063]1.電動(dòng)車啟動(dòng)并行駛
[0064]電池接通后，首先對(duì)電容C14充電，當(dāng)電容C14兩端的電壓接近電池電壓時(shí)，ICl才允許工作。
[0065]如果加速裝置不工作吋，SPDT繼電器失電斷開，控制器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，待機(jī)電流小于35暈安。
[0066]當(dāng)加速裝置按下后，微動(dòng)開關(guān)閉合，使Q5導(dǎo)通，然后Q4、Q3導(dǎo)通，SPDT繼電器得電閉合，場(chǎng)效應(yīng)管Q8工作，加速裝置繼續(xù)按下，ICl調(diào)速信號(hào)的占空比自0開始升高，逐漸達(dá)到100%，同時(shí)使電動(dòng)車行駛。
[0067]2.電動(dòng)車剎車并停止
[0068]剎車按下吋，J2第4腳輸出信號(hào)到ICl的第2腳，與ICl第6腳連接的Q8斷開，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，加速裝置完全復(fù)位后，微動(dòng)開關(guān)斷開，然后Ql、Q7斷開，電機(jī)端電壓小于加速裝置通過標(biāo)有“IN”的線路輸出的控制信號(hào)，IC2A輸出低電平，使Q3斷開，SPDT繼電器失電斷開，使電機(jī)與電池?cái)嚅_。
[0069]電動(dòng)車停止后進(jìn)入第I項(xiàng)中的低電流的待機(jī)狀態(tài)。
[0070]3.停止后的再次啟動(dòng)
[0071]當(dāng)加速裝置未工作時(shí)，如第I項(xiàng)的正常啟動(dòng)過程。
[0072]當(dāng)加速裝置處于按下的狀態(tài)時(shí)，此時(shí)控制信號(hào)大于電機(jī)的端電壓，IC2A輸出低電平，使Q3斷開，SPDT繼電器失電斷開，電動(dòng)車不會(huì)行駛。
[0073]4.充電時(shí)
[0074]當(dāng)充電剎車接口模塊連接外置電源時(shí)，充電電壓通過電阻R8將ICl第2腳的電壓拉高，ICi的所有輸出均截止，電動(dòng)車不能行駛，使電動(dòng)車進(jìn)入安全充電狀態(tài)。
[0075]5.電池的欠壓保護(hù)
[0076]當(dāng)電池電壓較低時(shí)，一旦低到設(shè)定電壓時(shí)，Q6進(jìn)入放大區(qū)域，輸出的電壓隨電池電壓的降低而升高，此時(shí)按下加速裝置時(shí)，因ICl中的第2腳電壓升高，將ICl輸出端6腳的占空比縮小，控制電機(jī)的端電壓，使電機(jī)電流降低，同時(shí)電池輸出的電流也減小，這就保證了電池在達(dá)到臨近設(shè)定的欠壓值之前電池不會(huì)出現(xiàn)大電流輸出。
[0077]6.限流控制
[0078]如果電動(dòng)車在大負(fù)載狀態(tài)下的電機(jī)電流達(dá)到臨近設(shè)定的安培值時(shí)，電機(jī)電流采樣控制模塊采樣電機(jī)電流，經(jīng)過IC2B比較放大后，控制ICl的第I腳電壓，從而降低ICl的第6腳輸出電壓的占空比，降低電機(jī)的工作電流，實(shí)現(xiàn)限流控制。電機(jī)電流低于設(shè)定限流值時(shí)，電機(jī)電流采樣模塊不會(huì)影響ICl的I腳電壓，電機(jī)正常工作。
[0079]7.溫度補(bǔ)償
[0080]利用半導(dǎo)體器件PN結(jié)受溫度影響的特性:溫度每升高一攝氏度，PN結(jié)端電壓降低2mV。通過Q6和D4 ；Q1和Q7相互配合，溫度變化時(shí)，其公共端的電壓變化保持同步變化，實(shí)現(xiàn)了溫度補(bǔ)償，保證了控制精度。
[0081]8.飛車保護(hù)
[0082]⑴加速裝置中的地線斷開
[0083]當(dāng)電壓轉(zhuǎn)電流電路采集的電機(jī)的端電壓小于加速裝置輸出的控制電壓時(shí)，IC2A輸出低電平，使Q3斷開，SPDT繼電器失電斷開，電機(jī)與電池?cái)嚅_，此時(shí)電動(dòng)車加速裝置已無法加速，整車靠慣性滑行，可采用剎車將車輛停止。
[0084]⑵場(chǎng)效應(yīng)管擊穿
[0085]SPDT繼電器仍然閉合，電機(jī)與電池連接，但電動(dòng)車加速裝置已無法加速，可采用剎車，使電機(jī)停轉(zhuǎn)，此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管Q8上端為O伏，Q4斷開，然后Q3斷開，SPDT繼電器失電斷開，電機(jī)與電池?cái)嚅_。
[0086]9.場(chǎng)效應(yīng)管Q8擊穿后的加電
[0087]當(dāng)Q8擊穿后且車輛停止，此時(shí)再通電時(shí)，Q8的上端為0V，Q4基極沒有從D7過來的電壓，而IC3A的負(fù)輸入端經(jīng)R38分壓后的電壓比正輸入端(加速裝置輸出信號(hào))的電壓高，于是IC3A的輸出端輸出為低電平，Q4基極同為低電平，因此Q4不導(dǎo)通，SPDT繼電器失電斷開，電機(jī)無法啟動(dòng)。[0088] 本發(fā)明中，將各個(gè)模塊有機(jī)的整合在一起，實(shí)現(xiàn)了占空比的調(diào)節(jié)、調(diào)速控制信號(hào)的補(bǔ)正、溫度補(bǔ)償、欠壓控制、飛車保護(hù)等多項(xiàng)功能，使兒童電動(dòng)車的控制過程更安全，保證了兒童的安全騎乘以及提高了使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.ー種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，其特征在于:包括脈寬調(diào)制模塊、電源接ロ模塊、電機(jī)接ロ模塊、調(diào)速接ロ模塊、充電剎車接ロ模塊和場(chǎng)效應(yīng)管模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的輸出端連接ー場(chǎng)效應(yīng)管模塊，該場(chǎng)效應(yīng)管模塊通過一保護(hù)繼電器模塊連接所述電機(jī)接ロ模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電壓反饋端通過ー調(diào)速控制模塊連接所述調(diào)速接ロ模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電源端連接所述電源接ロ模塊，所述脈寬調(diào)制模塊的電壓反饋端還通過一充電剎車控制停轉(zhuǎn)模塊連接所述充電剎車接ロ模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，其特征在于:所述調(diào)速控制模塊和所述保護(hù)繼電器模塊之間連接一飛車保護(hù)模塊，該飛車保護(hù)模塊通過ー電壓轉(zhuǎn)電流模塊連接所述電機(jī)接ロ模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，其特征在于:所述脈寬調(diào)制模塊與所述電源接ロ模塊之間連接一欠壓控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，其特征在于:所述場(chǎng)效應(yīng)管模塊還通過ー電機(jī)電流采樣模塊連接ー電流控制模塊的一端，該電流控制模塊的另一端連接所述脈寬調(diào)制模塊的補(bǔ)償端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任意一項(xiàng)所述的ー種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，其特征在于:所述脈寬調(diào)制模塊使用UC384x芯片，該芯片的RT/CT端連接ー電阻和電容的一端，該電阻的另一端連接所述脈寬調(diào)制模塊的參考輸出端，該電容的另一端接地； 該芯片的電流取樣端連接兩個(gè)電阻和ー個(gè)電容串聯(lián)的電路，每個(gè)所述電阻和所述電容之間均并聯(lián)ー電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，其特征在于:調(diào)速接ロ模塊連接一安裝在加速裝置內(nèi)的微動(dòng)開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種新型兒童電動(dòng)車調(diào)速控制器，其特征在于: Jl的第I腳連接第二腳后連接第一`二極管Dl的一端，該第一二極管Dl的另一端連接第八電阻R8的一端和J2的第2腳，第八電阻R8的另一端連接第三二極管D3的一端、第六三極管Q6的集電極、第十一電阻Rll的一端、ICl的第2腳、第二十七電阻R27的一端、第六電容C6的一端、第二十九電阻R29的一端和第八電容C8的一端， 第三二極管D3的另一端連接第二二極管D2的一端、正5伏、第四二極管D4的一端、第二 B比較器IC2B的一個(gè)電壓輸入端、第三電容C3的一端、第十二電阻R12的一端和ICl第8腳， 第二二極管D2的另一端連接J4的第6腳，第六三極管Q6的基極連接第九電阻R9的一端和第一電阻Rl的一端，第九電阻R9的另一端接地，第一電阻Rl的另一端連接J4的第4腳、正24伏、Jl的第3腳、第二電阻R2的一端、第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端、第五電阻R5的一端、第一三極管Ql的集電極、第六電阻R6的一端、第一電容Cl的一端、J3的第2腳、第十二極管DlO的一端、第五二極管D5的一端、SPDT繼電器線圈的一端、第十四電容C14的一端和第二電容C2的一端， 第六三極管Q6的發(fā)射極連接第十電阻RlO的一端、第十電阻RlO的另一端連接第二電阻R2的另一端和第四二極管D4的另一端，第十一電阻Rll的另一端連接J2的第4腳，第三電阻R3的另一端連接第四電容C4的一端和ICl的第7腳，第四電容C4的另一端接地，第四電阻R4的另一端連接J2的第3腳，第五電阻R5的另一端連接第七三極管Q7的發(fā)射極，第七三極管Q7的集電極連接第六二極管D6的一端、第二十電阻R20的一端、第二A比較器IC2A的正輸入端、第三十七電阻R37的一端、第十二電容C12的一端、第三十九電阻R39的一端、第六二極管D6的另一端連接第二三極管Q2的集電極、第二十四電阻R24的一端、正5伏、第三十電阻R30的一端、第三B比較器IC3B的一個(gè)電壓輸入端、第十九電阻R19的一端、第二十電阻R20的另一端、第二 A比較器IC2A的一個(gè)電壓輸入端、第三十六R36的一端、第三A比較器IC3A的一個(gè)電壓輸入端和第三十八電阻R38的一端， 第二三極管Q2的基極連接第七電容C7的一端、第十二電阻R12的另一端和ICl的第.4腳，第七電容C7的另一端連接第三電容C3的另一端和接地，第二三極管Q2的發(fā)射極連接第十六電阻R16的一端，第十六電阻R16的另一端連接第三^ 電阻R31的一端和第十電容ClO的一端，第三十一電阻R31的另一端連接ICl的第3腳和第三十二電阻R32的一端，第三十二電阻R32的另一端連接第三十三電阻R33的一端和第十電容ClO的另一端，第三十三電阻R33的另一端接地， 第二十四電阻R24的另一端連接第二十六電阻R26的一端和第二 B比較器IC2B的正輸入端，第二十六電阻R26的另一端連接第二 B比較器IC2B的另一個(gè)電壓輸入端、接地、第二i 電阻R21的一端、第五電容C5的一端、第五電容C5的另一端連接第二^ 電阻R21的另一端、第二十二電阻R22的一端、第二十三電阻R23的一端和J4的第5腳，第二十三電阻R23的另一端連接第二十五電阻R25的一端和第二 B比較器IC2B的負(fù)輸入端，第二十五電阻R25的另一端連接第二 B比較器IC2B的輸出端和第二十七電阻R27的另一端， 第六電容C6的另一端接地，第二十九電阻R29的另一端連接ICl的第I腳、第八電容C8的另一端、第九二極管D9的一端和第十五電容C15的一端,第十五電容C15的另一端接地，第九二極管D9的另一端連接第二十八電阻R28的一端和第三B比較器IC3B的輸出端，第二十八電阻R28的另一端連接第九電容C9的一端，第九電容C9的另一端連接第三B比較器IC3B的負(fù)輸入端、第三十四電阻R34的一端和第十三電容C13的一端，第三B比較器IC3B的另一個(gè)電壓輸入端與第四十電阻R40的一端、第四^ 電阻R41的一端、第十三電容C13的另一端、第四十二電阻R42的一端、第^ 電容Cll的一端、第四十三電阻R43的一端、第五三極管Q5的發(fā)射極、第四十四電阻R44的一端、第三A比較器IC3A的另一個(gè)電壓輸入端和第四十五電阻R45的一端連接后接地， 第三B比較器IC3B的正輸入端連接第四十電阻R40的另一端、第三十電阻R30的另一端和第四十一電阻R41的另一端，第三十四電阻R34的另一端連接第四十二電阻R42的另一端和場(chǎng)效應(yīng)管Q8的源極，場(chǎng)效應(yīng)管Q8的柵極連接第十四電阻R14的一端，第十四電阻R14的另一端連接ICl的第6腳， 場(chǎng)效應(yīng)管Q8的漏極連接第十七電阻R17的一端、SPDT繼電器的常開觸點(diǎn)的一端和第七二極管D7的一端,第十七電阻R17的另一端連接第十五電阻R15的一端、J3的第I腳、第十二極管DlO的另一端和SPDT繼電器的常開觸點(diǎn)的另一端， 第七二極管D7的另一端第^ 電容Cll的另一端和第三十五電阻R35的一端，第三十五電阻R35的另一端連接第四十三電阻R43的另一端、第八二極管D8的一端和第四三極管Q4的基極，第八二極管D8的另一端連接第三十六R36的另一端和第三A比較器IC3A的輸出端，第四三極管Q4的發(fā)射極連接第五三極管Q5的集電極，第五三極管Q5的基極連接第四十四電阻R44的另一端和第七電阻R7的一端，第七電阻R7的另一端連接J4第3腳，J4的第I腳和第2腳接地， 第三A比較器IC3A的負(fù)輸入端連接第三十八電阻R38的另一端，第三A比較器IC3A的正輸入端連接第二十二電阻R22的另一端和第二 A比較器IC2A的負(fù)輸入端，第二 A比較器IC2A的另ー個(gè)電壓輸入端與第十二電容C12的另一端和第三十九電阻R39的另一端連接后接地，第二 A比較器IC2A的輸出端連接第十九電阻R19的另一端、第三十七電阻R37的另一端和第十八電阻R18的一端，第十八電阻R18的另一端連接第三三極管Q3的基極，第三三極管Q3的發(fā)射極連接第四三極管Q4的集電極，第三三極管Q3的集電極連接SPDT繼電器線圈的另一端、第五二極管D5的另一端， 第六電阻R6的另一端連接第一三極管Ql的基極、第一電容Cl的另一端和第十五電阻R15的另一端，第一三極管Ql的發(fā)射極連接第七三極管Q7的基極和第十三電阻R13的一端，第十三電阻R13的另一端接地，第十四電容C14的另一端和第二電容C2的另一端接地，Jl的第4腳與J2的第I腳連接后接地。
【文檔編號(hào)】B60L15/00GK103568866SQ201310558205
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】王海立 申請(qǐng)人:王海立