智能双控型电动自行车的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于自动控制领域，尤其涉及一种智能双控型电动自行车，包括稳压电源电路、蓄电池放电指示电路、蓄电池过放电保护电路、PWM产生电路、电机驱动电路、电机过流保护电路、制动保护电路，所述PWM产生电路包括一个控制器芯片U1，一个压力脚蹬L，一个电位器VR2，两个12V电源插孔，三个电容C4、C9、C10，八个电阻R3、R7、R31、R8、R9、R10、R11、R12。本实用新型电路设计结构，不但降低了噪音，还提高了限速反映时间、刹车制动的柔和性。
【专利说明】智能双控型电动自行车
【技术领域】
[0001]本实用新型属于自动控制领域，尤其涉及一种智能双控型电动自行车。
【背景技术】
[0002]目前，电动自行车作为一种绿色交通工具在世界各国普遍流行，拥有操作简单、骑行安全、节约能源、噪音低、无污染等优点。现有技术的电动自行车的速度控制系统多采用手动控制方式，在电池电压基本恒定的条件下，采用零启动方式、断续供电的方法，改变电机供电电压的平均值，来控制电机速度、电流的大小，使得电机的运转符合控制要求来实现制动断电功能，实现整车的顺利制动。它具有结构简单、设计合理、启动迅速、制动迅速等优点。这种控制方式的电动自行车实际使用时存在很多问题:
[0003]1、零启动方式容易出现电动车突然加速窜出去，将骑行者甩出车外，存在不安全因素；且瞬时加速对电池的使用寿命影响很大。
[0004]2、当路况较差、人流稠密时，手动控制行驶的方便性、安全性较差，长时间手动控制行驶也容易使人出现疲劳感。
[0005]3、当车速行驶超过设定速度值时，控制器发出的PWM控制信号存在滞后现象，使骑行者正常行驶存在安全隐患。
【发明内容】
[0006]本实用新型提供一种智能双控型电动自行车，以解决上述【背景技术】中提出的启动飞车、控制方式单一、限速不及时的问题。
[0007]本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:本实用新型提供了一种智能双控型电动自行车，包括稳压电源电路、蓄电池放电指示电路、蓄电池过放电保护电路、PWM产生电路、电机驱动电路、电机过流保护电路、制动保护电路，所述稳压电源电路包括一个36V电源，一个开关KEYl，一个稳压二极管V3，一个三极管Q3，一个电位器VR6，一个12V电源插孔，两个电容C5、C7，四个电阻R4、R5、R25、R26，所述36V电源一端接地，另一端接开关KEYl，所述开关KEYl的另一端分别接电阻R5和R26，所述三极管Q3的集电极接电阻R5，基极分别接电容C5和稳压二极管V3负极，所述电容C5和稳压二极管V3的另一端分别接地，所述电阻R4和电位器VR6串联一端连接三极管Q3发射极，另一端分别连接电阻R25和稳压二极管V3正极，所述电阻R25另一端接地，所述三极管Q3发射极还接有电容C7和12V电源插孔；所述蓄电池放电指示电路包括一个12V电源插孔，两个电容C6、C12，三个运算放大器 U2-B、U2-C、U3-D，4 个发光二极管 LED1、LED2、LED3、LED4，四个电位器 VR1、VR2、VR3、VR5，六个电阻 R16、Rl7、R18、R33、R21、R22、R23、R24，所述电容 C6 —端接地，另一端分别接电容C7和电阻R24，所述电位器VR1、VR2、VR3、VR5与电阻R21串联一端接电阻R24，另一端接地，所述电容C12 —端接地，另一端分别接运算放大器U2-B、U2-C、U3-D的同向输入端，所述运算放大器U2-B的反向输入端接电位器VR1，所述运算放大器U2-C的反向输入端接电位器VR2，所述运算放大器U2-D的反向输入端接电位器VR3，同向输入端分别接电阻R22、R23，所述电阻R22另一端接地，所述电阻R23另一端接开关KEY1，所述发光二极管LED4与电阻R33串联一端接地，另一端接12V电源插孔，所述发光二极管LED3与电阻R18串联一端接地，另一端接运算放大器U2-B的输出端，所述发光二极管LED2与电阻R17串联一端接地，另一端接运算放大器U2-C的输出端，所述发光二极管LEDl与电阻R16串联一端接地，另一端接运算放大器U2-D的输出端；所述蓄电池过放电保护电路包括一个运算放大器U2-A，一个发光二极管LED5，一个三极管Q5，两个12V电源插孔，五个电阻R19、R27、R28、R29、R31，所述运算放大器U2-A的同向输入端接电容C12，反向输入端分别接电位器VR5和电阻R19，所述发光二极管LED5与电阻R31串联一端分别接电阻R19和运算放大器U2-A的输出端，另一端接三极管Q5的发射极，所述电阻R27 —端接电阻R19，另一端分别接电阻R28和三极管Q5的基极，所述电阻R28另一端接12V电源插孔，所述三极管Q5的集电极接电阻R29 ;所述PWM产生电路包括一个控制器芯片U1，一个压力脚蹬L，一个电位器VR2，两个 12V 电源插孔，三个电容(:4、09、(:10，八个电阻1?3、1?7、1?31、1?8、1?9、1?10、1?11、1?12，所述控制器芯片Ul的12脚接12V电源插孔，所述控制器芯片Ul的11脚接压力脚蹬L，所述电阻R3 一端接控制器芯片Ul的6脚，另一端分别接控制器芯片Ul的9、10、13脚，所述电容C4一端接控制器芯片Ul的5脚，另一端接地，所述电阻RlO与电位器VR2串联一端接12V电源插孔，另一端接地，滑动端接电阻R11，所述电阻Rll的另一端分别接电阻R12、电阻R9、电容C10，所述电容ClO的另一端接地，所述电阻R9的另一端接控制器芯片Ul的3脚，所述电阻R8 一端分别接电容C9和控制器芯片Ul的14脚，另一端分别接电阻R31和控制器芯片Ul的I脚，所述电容C9另一端接地，所述电阻R31另一端分别接控制器芯片Ul的15脚和电阻R7，所述电阻R7另一端接地；所述电机驱动电路包括一个电机M，一个电感LI，一个12V电源插孔，两个二极管D1、D2，三个电阻Rl、R2、R6，三个电容Cl、C2、C3，所述电阻R6端分别接电阻Rl和三极管Ql的基极，所述电阻Rl的另一端接控制芯片Ul的12脚，所述三极管Ql的发射极接12V电源插孔，集电极分别接二极管D2正极、电阻R2、三极管Ql的基极，所述电阻R2和三极管Ql的集电极分别接地，所述二极管D2负极接三极管Q4的基极，所述二极管Dl与电机M并联再与电感LI串联一端接三极管Q4的集电极，另一端接电容C3，所述电容Cl 一端接电感LI，另一端接地，所述电容C2 —端接电感LI，另一端接地；所述电机过流保护电路包括两个电容C13、C14，两个电阻R14、R30，所述三极管Q4的发射极分别接电阻R14和R30，所述电阻R14的另一端分别接电容C13、C14，所述电容C13、C14和电阻R30的另一端分别接地；所述制动保护电路包括一个开关KEY2，一个霍尔速度转把H，一个正5V电源插孔，两个电阻R13、R15，两个电容C11、C8，所述Cll与R15并联一端接开关KEY2，另一端分别接地和电容C8，所述霍尔速度转把H —端接地，一端接电阻R13，另一端分别接正5V电源和开关KEY2。
[0008]本实用新型的有益效果为:
[0009]1、本项目的控制芯片Ul内含CPLD模块，配置灵活，可减少外围器件，芯片内部能完成大部分常用功能，极大降低了故障率。
[0010]2、本项目的控制芯片Ul接有霍尔速度转把H和压力脚蹬L，具有脚踏控制和手动控制两种控制方式，脚踏控制根据骑车者脚踏力的大小(速度快慢)，给出相应比例的电机M动力，实现了在骑行中辅以动力，让骑车者感觉更轻松；手动控制时手把转到某一位置维持8秒进入巡航，稳定行驶速度，无需转把控制，自由行驶。
[0011]3、本项目的电机M可弱磁调速达到限速行驶目的，最高限速能达到电机M额定速度的1.25倍，行驶速度控制在20km/h以内，极大减少了速度过高而出现的事故问题。
[0012]4、本项目的刹车采用柔性EABS系统再生制动，避免了传统的机械刹车断电方式带来的噪音和对电机M冲击损伤，而车速越快制动越迅速。
[0013]5、本项目的电路设计合理，具有超静音性，启动及全程行驶过程中噪声极低，大大超越了传统的无刷控制器，减小电机M振动，有效延长电机M的寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本发明做进一步描述:
[0016]实施例:
[0017]图1中，本实施例包括包括稳压电源电路、蓄电池放电指示电路、蓄电池过放电保护电路、PWM产生电路、电机驱动电路、电机过流保护电路、制动保护电路，所述稳压电源电路包括一个36V电源，一个开关KEYl，一个稳压二极管V3，一个三极管Q3，一个电位器VR6，一个12V电源插孔，两个电容05、07，四个电阻1?4、1?5、1?25、1?26，所述36V电源一端接地，另一端接开关KEYl，所述开关KEYl的另一端分别接电阻R5和R26，所述三极管Q3的集电极接电阻R5，基极分别接电容C5和稳压二极管V3负极，所述电容C5和稳压二极管V3的另一端分别接地，所述电阻R4和电位器VR6串联一端连接三极管Q3发射极，另一端分别连接电阻R25和稳压二极管V3正极，所述电阻R25另一端接地，所述三极管Q3发射极还接有电容C7和12V电源插孔；所述蓄电池放电指示电路包括一个12V电源插孔，两个电容C6、C12，三个运算放大器U2-B、U2-C、U3-D，4个发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4，四个电位器VR1、VR2、VR3、VR5，六个电阻 R16、Rl7、R18、R33、R21、R22、R23、R24，所述电容 C6 —端接地，另一端分别接电容C7和电阻R24，所述电位器VRl、VR2、VR3、VR5与电阻R21串联一端接电阻R24，另一端接地，所述电容C12 —端接地，另一端分别接运算放大器U2-B、U2-C、U3-D的同向输入端，所述运算放大器U2-B的反向输入端接电位器VR1，所述运算放大器U2-C的反向输入端接电位器VR2，所述运算放大器U2-D的反向输入端接电位器VR3，同向输入端分别接电阻R22、R23，所述电阻R22另一端接地，所述电阻R23另一端接开关KEYl，所述发光二极管LED4与电阻R33串联一端接地，另一端接12V电源插孔，所述发光二极管LED3与电阻R18串联一端接地，另一端接运算放大器U2-B的输出端，所述发光二极管LED2与电阻R17串联一端接地，另一端接运算放大器U2-C的输出端，所述发光二极管LEDl与电阻R16串联一端接地，另一端接运算放大器U2-D的输出端；所述蓄电池过放电保护电路包括一个运算放大器U2-A，一个发光二极管LED5，一个三极管Q5，两个12V电源插孔，五个电阻R19、R27、R28、R29、R31，所述运算放大器U2-A的同向输入端接电容C12，反向输入端分别接电位器VR5和电阻R19，所述发光二极管LED5与电阻R31串联一端分别接电阻R19和运算放大器U2-A的输出端，另一端接三极管Q5的发射极，所述电阻R27 —端接电阻R19，另一端分别接电阻R28和三极管Q5的基极，所述电阻R28另一端接12V电源插孔，所述三极管Q5的集电极接电阻R29 ;所述PWM产生电路包括一个控制器芯片Ul，一个压力脚蹬L，一个电位器VR2，两个 12V 电源插孔，三个电容(:4、09、(:10，八个电阻1?3、1?7、1?31、1?8、1?9、1?10、1?11、1?12，所述控制器芯片Ul的12脚接12V电源插孔，所述控制器芯片Ul的11脚接压力脚蹬L，所述电阻R3 一端接控制器芯片Ul的6脚，另一端分别接控制器芯片Ul的9、10、13脚，所述电容C4一端接控制器芯片Ul的5脚，另一端接地，所述电阻RlO与电位器VR2串联一端接12V电源插孔，另一端接地，滑动端接电阻R11，所述电阻Rll的另一端分别接电阻R12、电阻R9、电容C10，所述电容ClO的另一端接地，所述电阻R9的另一端接控制器芯片Ul的3脚，所述电阻R8 一端分别接电容C9和控制器芯片Ul的14脚，另一端分别接电阻R31和控制器芯片Ul的I脚，所述电容C9另一端接地，所述电阻R31另一端分别接控制器芯片Ul的15脚和电阻R7，所述电阻R7另一端接地；所述电机驱动电路包括一个电机M，一个电感LI，一个12V电源插孔，两个二极管D1、D2，三个电阻Rl、R2、R6，三个电容Cl、C2、C3，所述电阻R6端分别接电阻Rl和三极管Ql的基极，所述电阻Rl的另一端接控制芯片Ul的12脚，所述三极管Ql的发射极接12V电源插孔，集电极分别接二极管D2正极、电阻R2、三极管Ql的基极，所述电阻R2和三极管Ql的集电极分别接地，所述二极管D2负极接三极管Q4的基极，所述二极管Dl与电机M并联再与电感LI串联一端接三极管Q4的集电极，另一端接电容C3，所述电容Cl 一端接电感LI，另一端接地，所述电容C2 —端接电感LI，另一端接地；所述电机过流保护电路包括两个电容C13、C14，两个电阻R14、R30，所述三极管Q4的发射极分别接电阻R14和R30，所述电阻R14的另一端分别接电容C13、C14，所述电容C13、C14和电阻R30的另一端分别接地；所述制动保护电路包括一个开关KEY2，一个霍尔速度转把H，一个正5V电源插孔，两个电阻R13、R15，两个电容C11、C8，所述Cll与R15并联一端接开关KEY2，另一端分别接地和电容C8，所述霍尔速度转把H —端接地，一端接电阻R13，另一端分别接正5V电源和开关KEY2。
[0018]36V蓄电池经串联稳压、调节电位器VR6校准后得到+12V电压，给控制电路供电，蓄电池电压经电阻R23和R22分压加到每个比较器同向端，电压为38V时，调节电位器VRl，使发光二极管LED3熄灭；电压为35V时，调节电位器VR2，使发光二极管LED2熄灭；电压为33V时，调节电位器VR3，使发光二极管LEDl熄灭；电压为31V时，调节电位器VR5，使发光二极管LED5点亮，此时控制器芯片Ul的4脚应为5V高电平，系统进入电池欠压保护状态；霍尔速度转把H由松开到旋紧时，可输出4V — IV的电压，该电压加到控制器芯片Ul的2脚和I脚进行电压比较，控制器芯片Ul的8脚得到PWM脉宽调制脉冲输出经三极管Ql反向放大驱动三级管Q2，控制器芯片Ul的2脚电压越底，控制器芯片Ul的8脚输出的PWM脉冲的低电平部分越宽，三级管Q2导通时间越长电机转速越快，电动车的速度越快，电位器VR2用于零速调节，调节电位器VR2使转把松开时电机停转再过一点，当刹车制动时，KEY2接通5V电压加到控制器芯片Ul的死区控制端4脚，迫使控制器芯片Ul内部调宽脉冲输出管截止，进而使三级管Q1、Q2截止，电机则停止运转，实施制动保护。
[0019]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种智能双控型电动自行车，其特征在于:包括稳压电源电路、蓄电池放电指示电路、蓄电池过放电保护电路、PWM产生电路、电机驱动电路、电机过流保护电路、制动保护电路，所述稳压电源电路包括一个36V电源,一个开关ΚΕΠ, —个稳压二极管V3, —个三极管Q3，一个电位器VR6，一个12V电源插孔，两个电容C5、C7，四个电阻R4、R5、R25、R26，所述36V电源一端接地，另一端接开关KEYl，所述开关KEYl的另一端分别接电阻R5和R26，所述三极管Q3的集电极接电阻R5，基极分别接电容C5和稳压二极管V3负极，所述电容C5和稳压二极管V3的另一端分别接地，所述电阻R4和电位器VR6串联一端连接三极管Q3发射极，另一端分别连接电阻R25和稳压二极管V3正极，所述电阻R25另一端接地，所述三极管Q3发射极还接有电容C7和12V电源插孔；所述蓄电池放电指示电路包括一个12V电源插孔，两个电容C6、C12，三个运算放大器U2-B、U2-C、U3-D，4个发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4，四个电位器 VRl、VR2、VR3、VR5，六个电阻 R16、Rl7、R18、R33、R21、R22、R23、R24，所述电容C6 —端接地，另一端分别接电容C7和电阻R24，所述电位器VRl、VR2、VR3、VR5与电阻R21串联一端接电阻R24，另一端接地，所述电容C12 —端接地，另一端分别接运算放大器U2-B、U2-C、U3-D的同向输入端，所述运算放大器U2-B的反向输入端接电位器VR1，所述运算放大器U2-C的反向输入端接电位器VR2，所述运算放大器U2-D的反向输入端接电位器VR3，同向输入端分别接电阻R22、R23，所述电阻R22另一端接地，所述电阻R23另一端接开关KEY1，所述发光二极管LED4与电阻R33串联一端接地，另一端接12V电源插孔，所述发光二极管LED3与电阻R18串联一端接地，另一端接运算放大器U2-B的输出端，所述发光二极管LED2与电阻R17串联一端接地，另一端接运算放大器U2-C的输出端，所述发光二极管LEDl与电阻R16串联一端接地，另一端接运算放大器U2-D的输出端；所述蓄电池过放电保护电路包括一个运算放大器U2-A，一个发光二极管LED5，一个三极管Q5，两个12V电源插孔，五个电阻Rl9、R27、R28、R29、R31，所述运算放大器U2-A的同向输入端接电容C12，反向输入端分别接电位器VR5和电阻R19，所述发光二极管LED5与电阻R31串联一端分别接电阻R19和运算放大器U2-A的输出端，另一端接三极管Q5的发射极，所述电阻R27 —端接电阻R19，另一端分别接电阻R28和三极管Q5的基极，所述电阻R28另一端接12V电源插孔，所述三极管Q5的集电极接电阻R29 ;所述PWM产生电路包括一个控制器芯片U1，一个压力脚蹬L，一个电位器VR2，两个12V电源插孔，三个电容C4、C9、C10，八个电阻R3、R7、R31、R8、R9、R10、R11、R12，所述控制器芯片Ul的12脚接12V电源插孔，所述控制器芯片Ul的11脚接压力脚蹬L，所述电阻R3 —端接控制器芯片Ul的6脚，另一端分别接控制器芯片Ul的9、10、13脚，所述电容C4 一端接控制器芯片Ul的5脚，另一端接地，所述电阻RlO与电位器VR2串联一端接12V电源插孔，另一端接地，滑动端接电阻R11，所述电阻Rll的另一端分别接电阻R12、电阻R9、电容C10，所述电容ClO的另一端接地，所述电阻R9的另一端接控制器芯片Ul的3脚，所述电阻R8 —端分别接电容C9和控制器芯片Ul的14脚，另一端分别接电阻R31和控制器芯片Ul的I脚，所述电容C9另一端接地，所述电阻R31另一端分别接控制器芯片Ul的15脚和电阻R7，所述电阻R7另一端接地；所述电机驱动电路包括一个电机M，一个电感LI，一个12V电源插孔，两个二极管Dl、D2，三个电阻Rl、R2、R6，三个电容C1、C2、C3，所述电阻R6端分别接电阻Rl和三极管Ql的基极，所述电阻Rl的另一端接控制芯片Ul的12脚，所述三极管Ql的发射极接12V电源插孔，集电极分别接二极管D2正极、电阻R2、三极管Ql的基极，所述电阻R2和三极管Ql的集电极分别接地，所述二极管D2负极接三极管Q4的基极，所述二极管Dl与电机M并联再与电感LI串联一端接三极管Q4的集电极，另一端接电容C3，所述电容Cl 一端接电感LI，另一端接地，所述电容C2 —端接电感LI，另一端接地；所述电机过流保护电路包括两个电容C13、C14，两个电阻R14、R30，所述三极管Q4的发射极分别接电阻R14和R30，所述电阻R14的另一端分别接电容C13、C14，所述电容C13、C14和电阻R30的另一端分别接地；所述制动保护电路包括一个开关KEY2，一个霍尔速度转把H，一个正5V电源插孔，两个电阻R13、R15，两个电容C11、C8，所述Cll与R15并联一端接开关KEY2，另一端分别接地和电容C8，所述霍尔速度转把H —端接地，一端接电阻R13，另一端分别接正5V电源和开关KEY2。
【文档编号】B60L7/00GK203957905SQ201420263489
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】王亮 申请人:天津市四海亨通自行车有限公司