專利名稱：電動自行車速度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動車的控制裝置，特別是一種用于電動自行車上的速度控制裝置，屬電動車的電力、動力裝置領(lǐng)域。
以往用于電動車輛上的電動調(diào)速器基本上為一般調(diào)速器，其電路復(fù)雜，整個裝置體大量重，成本高，故目前有關(guān)行業(yè)在這方面作了許多努力，加以研制改進(jìn)，如中國專利號為94244315.2(電動自行車脈沖調(diào)速器)、93204508.1(電動摩托車的速度控制裝置)等，這些產(chǎn)品雖能克服上述不足，但仍不盡人意，如光電無級調(diào)速，噪聲等。
本實用新型的目的是提供一種使用方便、成本低、噪聲低、小型化的光電無級調(diào)速的電動自行車速度控制裝置。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的它包括控制盒、電池容量顯示板、接插件X1、X2、X3、調(diào)速器、光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)，而光電無級調(diào)速機(jī)構(gòu)是由有色透光體，透明膠片、金屬支架、光電耦合發(fā)光二極管、光電耦合接收管構(gòu)成的，有色透光體，透明膠片、金屬支架分別設(shè)置在光電耦合發(fā)光二極管與光電耦合接收管之間的，同時光電耦合發(fā)光二極管、光電耦合接收管是經(jīng)所述的接插件X1、X2與所述的調(diào)速器相接，所述的調(diào)速器包括由型號為LM339集成電路內(nèi)的U1A、U1B、U1C、U1D四電壓比較器(以下稱為電壓比較器U1A、電壓比較器U1B、電壓比較器U1C、電壓比較器U1D)和外圍元件配置組成的鋸齒波發(fā)生電路、電壓比較器、驅(qū)動電路、欠壓保護(hù)電路、電池電壓不足顯示電路、恒流電路和軟起動緩沖電路構(gòu)成的，其中鋸齒波發(fā)生電路和起動緩沖電路的輸出端分別送至電壓比較器的反向和同相輸入端，電壓比較器的輸出送至驅(qū)動電路，欠壓保護(hù)電路和恒流電路分別檢測電池電壓和輸入電流后其輸出均送至緩沖電路。
所述的鋸齒波發(fā)生電路是由電阻R6～R9、電容C2、二極管D1、電壓比較器U1A構(gòu)成的，其中R6～R7串聯(lián)后與U1A的同相輸入端相接，另兩端分別連接到電源和地，R8的一端接電源，另一端與U1A的反相輸入端和C2相接，C2的另一端接地，R9分別連接到U1A的同相輸入端及輸出端，D1的負(fù)極接U1A的輸出端，正極接U1A的反相輸入端。
所述的電壓比較器由電壓比較器U1B構(gòu)成，其中U1B的同相，反相輸入端、輸出端分別與上述的軟起動緩沖電路，鋸齒波發(fā)生電路，驅(qū)動電路相接。
所述的驅(qū)動電路由電阻R15、三極管T1、T2、T3、二極管D3構(gòu)成的，其中T1、T2的兩發(fā)射極相連后與T3柵極相接，T1、T2的兩基極相接后連接到上述U1B的輸出端和R15的一端，R15的另一端接電源，T3的漏極同整流二極管D3的正極相連，D3的負(fù)極同輸入電源的正極相連。
所述的欠壓保護(hù)電路由電壓比較器U1C、電阻R1～R2、R4～R5、電位器W、電容C7、二極管D4構(gòu)成的，其中U1C的同相輸入端一路徑C7接地，另一路與電位器W中心抽頭相接，W的另二端分別接R4和R5的一端，R4、R5的另一端分別接電源和地，U1C的反相輸入端與串聯(lián)的R1、R2相接，R1的另一端接電源，R2的另一端連接到所述的恒流電路中的R3上，U1C的輸出端分別與D4的負(fù)極及所述的電池電壓不足顯示電路相接，D4的正極與所述的軟起動緩沖電路相接。
所述的電池電壓不足顯示電路是由二極管D5、電阻R16構(gòu)成的，其中D5的負(fù)極與所述欠壓保護(hù)電路中的U1C的輸出端相接，正極與R16的一端相接，R16的另一端接電源。
所述的恒流電路是由電壓比較器U1D、電阻R3、R14、電容C1構(gòu)成的，其中U1D的同相輸入端與R3及欠壓保護(hù)電路中的R2相接，R3的另一端接地，C1分別接在U1D的同相，反相輸入端之間，U1D的輸出端與所述的軟起動緩沖電路中的R10相接，R14的一端接地，另一端與U1D的反相輸入端相連。
所述的軟起動緩沖電路是由電阻R10～R11、電容C3構(gòu)成的，其中R10的一端分別與所述恒流電路中的U10的輸出端及D4的正極相接，另一端與所述的接插件X1相接，C3并接在X1上，R11的一端與所述的電壓比較器中的U1B的同相輸入端和C3的正極相接，另一端接電源。
所述的電池容量顯示板通過所述的接插件X3分別連接到輸入電源的正極和負(fù)極。
由于本實用新型的電動自行車速度控制裝置采用上述結(jié)構(gòu)，故其具有光電無級調(diào)速，欠壓保護(hù)，過電流保護(hù)等功能，使用方便，成本低。
以下結(jié)合附圖舉實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實用新型的構(gòu)成框圖。
圖2為本實用新型的光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型的調(diào)速器電路圖。
如
圖1所示，光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)、調(diào)速器及電池容量顯示板都安裝在控制盒內(nèi)。光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)由電動自行車右手把通過鋼絲和軟管拉動，通過其內(nèi)的光電耦合接收管將信號傳到調(diào)速器，控制調(diào)速器的輸出脈沖寬度，達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。電池容量顯示板用于直觀地顯示電池剩余容量。
如圖2所示，將有色透光體1嵌入金屬支架3的斜面內(nèi)(也可以不是斜面體)，在金屬支架3再覆蓋上透明膠片2將有色透光體1固定好，光電耦合發(fā)光二極管4與接收管5分別安裝在金屬支架3的兩側(cè)，由于有色透光體在其移動方向上各點的透光性不同，這樣，工作時通過拉動金屬支架3即可達(dá)到控制有色透光體與發(fā)光二極管的相對位置以達(dá)到連續(xù)的控制光電耦合接收管5的受光量和導(dǎo)通量，由于光電耦合發(fā)光二極管4，接收管5又分別與調(diào)速器相接，從而通過調(diào)速器將光電耦合接收管5的導(dǎo)通量轉(zhuǎn)變成變化的電壓信號而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，也就達(dá)到了光電無級調(diào)速控制的目的。
如圖3所示，由電壓比較器U1A、電阻R6～R9、電容C2、二極管D1；電壓比較器U1B；電阻R15、三極管T1、T2、T3、二極管D3；電壓比較器U1C、電阻R1～R2、R4～R5、電位器W、電容C7、二極管D4；二極管D5、電阻R16；電壓比較器U1D、電阻R3、R14、電容C1；電阻R10～R11、電容C3分別構(gòu)成調(diào)速器中的鋸齒波發(fā)生電路，電壓比較器、驅(qū)動電路、欠壓保護(hù)電路、電池電壓不足顯示電路、恒流電路、軟起動緩沖電路。其中R6～R7串聯(lián)后與U1A的同相輸入端相接，其余接電源和地，R8的一端接電源，另一端與U1A的反相輸入端和C2相接，C2另一端接地，R9與U1A的同相輸入端及輸出端相接，D1的正，負(fù)極分別連接到U1A的反相輸入端和輸出端；U1B的同相、反相輸入端、輸出端分別連接到軟起動緩沖電路，鋸齒波發(fā)生電路，驅(qū)動電路；T1、T2的兩發(fā)射極相接后與T3柵極相接，其兩基極相接后連接到U1B的輸出端和R15的一端，R15的另一端接電源，T3的漏極同D3的正極相連，D3的負(fù)極同輸入電源的正極相連；U1C的同相輸入端一路徑C7接地，另一路與W中心抽頭相接，W的另二端分別接R4，R5的一端，R4、R5的另一端分別接電源和地，U1C的反相輸入端與串聯(lián)的R1、R2相接，R1的另一端接電源，R2的另一端接R3，U1C的輸出端分別與D4及D5(電池電壓不足顯示電路中的二極管)的負(fù)極相接，R16的一端接電源；U1D的同相輸入端與R3及R2相接，R3的另一端接地，C1連接在U1D的同相、反相輸入端之間，U1D的輸出端與R10相接，R14的一端接地，另一端與U1D的反相輸入端相接；R10的一端接U1D的輸出端及D4的正極，另一端與接插件X1相接，C3并接在X1上，R11的一端與U1B的同相輸入端和C3的正極相接，另一端接電源。
工作時，鋸齒波發(fā)生電路在C2上產(chǎn)生一鋸齒波信號UC2，該鋸齒波信號與緩沖電容C3上的直流電壓UK通過U1B比較器相比較，產(chǎn)生一方波信號UO，只要控制UK的大小，即可控制UO的導(dǎo)通比，通過驅(qū)動電路R15、T1T2和T3即可控制輸出的導(dǎo)通比，從而控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。車輛停止時，光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)中的金屬支架處在其原始位置，此時，有色透光體在耦合器(由光電耦合發(fā)光二極管4和光電耦合接收管5構(gòu)成。)部位的透光性最好，光電耦合接收管導(dǎo)通，C3上的電壓被其放電至接近零。起動時，通過拉動金屬支架來移動有色透光體在光耦合器部位的相對位置，光耦合器接收管由導(dǎo)通逐漸變?yōu)榻刂?，C3上的電壓UK由R11的充電而逐漸上升，從而控制了電機(jī)的轉(zhuǎn)速由零逐漸上升至全速，由于有色透光體在光耦合器部位的每一點都對應(yīng)了一個UK，因此只要控制金屬支架的位移量，即可將車速穩(wěn)定在任何速度上，以達(dá)到無級調(diào)速的目的。
隨著電池電量的消耗，電池電壓逐漸下降，對應(yīng)U1C的同相輸入端的電壓也下降，當(dāng)電池電壓下降到某一值時，U1C同相端電壓將低于電路所設(shè)定的U1C反相端電壓(由R1、R2分壓得到)，此時，U1C輸出電壓下降，通過D4對C3放電，UK下降，電機(jī)電流減小，以維持電池電壓不再下降，從而起到了欠壓保護(hù)的目的。
當(dāng)流過T3管的電流大到某一限度時，通過電阻R14和R3作用，使U1D同相端電壓降至低于其反相端電壓，這時U1D輸出電壓下降，通過R10對C3放電，UK下降，輸出電流減小，由于負(fù)反饋作用，最終使T3的電流維持在這一值不變，從而達(dá)到恒流控制的目的。
從圖中可知，通過接插件X1、X2將光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)中的光電耦合發(fā)光二極管4，接收管5(如圖2所示)分別與R10、R13的一端相接，接插件X3是將電池容量顯示板與輸入電源正極和負(fù)極相連。
權(quán)利要求1.一種電動自行車速度控制裝置，包括控制盒、電池容量顯示板、接插件X1、X2、X3、調(diào)速器、光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)是由有色透光體1、透明膠片2、金屬支架3、光電耦合發(fā)光二極管4、光電耦合接收管5構(gòu)成的，有色透光體1、透明膠片2、金屬支架3分別設(shè)置在光電耦合發(fā)光二極管4與光電耦合接收管5之間的，而光電耦合發(fā)光二極管4，光電耦合接收管5是經(jīng)所述的接插件X1、X2與所述的調(diào)速器相接，所述的調(diào)速器包括由型號為LM339集成電路內(nèi)的U1A、U1B、U1C、U1D四電壓比較器和外圍元件配置組成的鋸齒波發(fā)生電路、電壓比較器、驅(qū)動電路、欠壓保護(hù)電路、電池電壓不足顯示電路、恒流電路和軟起動緩沖電路構(gòu)成的，其中鋸齒波發(fā)生電路和起動緩沖電路的輸出端分別送至電壓比較器的反向和同相輸入端，電壓比較器的輸出送至驅(qū)動電路，欠壓保護(hù)電路和恒流電路分別檢測電池電壓和輸入電流后其輸出均送至緩沖電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車速度控制裝置，其特征是所述的鋸齒波發(fā)生電路由電阻R6～R9、電容C2、二極管D1、電壓比較器U1A構(gòu)成的，其中R6～R7串聯(lián)后與U1A的同相輸入端相接，另兩端分別連接到電源和地，R8的一端接電源，另一端與U1A的反相輸入端和C2相接，C2的另一端接地，R9分別連接到U1A的同相輸入端及輸出端，D1的負(fù)極連接到U1A的輸出端，正極連接到U1A的反相輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車速度控制裝置，其特征是所述的電壓比較器由U1B構(gòu)成，其中U1B的同相輸入端，反相輸入端，輸出端分別連接到所述的軟起動緩沖電路、鋸齒波發(fā)生電路，驅(qū)動電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車速度控制裝置，其特征是所述的驅(qū)動電路由電阻R15、三極管T1、T2、T3、二極管D3構(gòu)成的，其中T1、T2的兩發(fā)射極相連后與T3柵極相接，T1、T2的兩基極相接后連接到上述U1B的輸出端和R15的一端，R15的另一端接電源，T3的漏極同整流二極管D3的正極相連，D3的負(fù)極同輸入電源的正極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車速度控制裝置，其特征是所述的欠壓保護(hù)電路由電壓比較器U1C、電阻R1～R2、R4～R5、電位器W、電容C7、二極管D4構(gòu)成的，其中U1C的同相輸入端一路徑C7接地，另一路與電位器W中心抽頭相接，W的另二端分別接R4和R5的一端，R4、R5的另一端分別接電源和地，U1C的反相輸入端與串聯(lián)的R1～R2相接，R1的另一端接電源，R2的另一端連接到所述的恒流電路中的R3上，U1C的輸出端分別與D4的負(fù)極及所述的電池電壓不足顯示電路相接，D4的正極與所述的軟起動緩沖電路相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車速度控制裝置，其特征是所述的電池電壓不足顯示電路由二極管D5、電阻R16構(gòu)成的，其中D5的負(fù)極與所述欠壓保護(hù)電路中的U1C的輸出端相接，正極與R16的一端相接，R16的另一端接電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車速度控制裝置，其特征是所述的恒流電路由電壓比較器U1D、電阻R3、R14、電容C1構(gòu)成的，其中U1D的同相輸入端與R3及欠壓保護(hù)電路中的R2相接，R3的另一端接地，C1分別接在U1D的同相和反相輸入端之間，U1D的輸出端與所述的軟起動緩沖電路的R10相接，R14的一端接地，另一端與U1D的反相輸入端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車速度控制裝置，其特征是所述的軟起動緩沖電路由電阻R10～R11、電容C3構(gòu)成的，其中R10的一端分別與所述恒流電路中的U1D的輸出端及D4的正極相接，另一端與所述的接插件X1相接，C3并接在X1上，R11的一端與電壓比較器中的U1B的同相輸入端和C3的正極相接，另一端接電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動自行車速度控制裝置，其特征是所述的電池容量顯示板通過所述的接插件X3分別連接到輸入電源的正極和負(fù)極。
專利摘要本實用新型涉及一種電動自行車速度控制裝置,主要由控制盒,電池容量顯示板。調(diào)速器,光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)等組成,而光電無級調(diào)速控制機(jī)構(gòu)是由有色透光體,透明膠片,金屬支架,光電耦合發(fā)光二極管和接收管構(gòu)成,光電耦合發(fā)光二極管和接收管又分別與調(diào)速器相接,調(diào)速器是由LM339四電壓比較器集成電路和外圍元件配合構(gòu)成的。該種速度控制裝置既能達(dá)到光電無級調(diào)速又能降低噪聲,成本低,廣泛用于電動自行車和其它電動車輛。
文檔編號B60L11/12GK2278609SQ9622975
公開日1998年4月15日 申請日期1996年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月26日
發(fā)明者馬慶一, 李裕中 申請人:上海新聯(lián)電動車公司