图13-12　电机不转故障检修流程

(2)电机转速异常

电机转速异常，说明转把异常或控制器异常，该故障检修流程如图13-13所示。

二、无刷电机控制器

由PWM控制芯片MC33033DW、半桥式驱动器IR2103、双电压运算放大器LM358构成的无刷电机控制器在电动自行车中应用的较多。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用于刹车控制和欠压取样信号放大，下面以图13-14所示的奥文WML36-180G型无刷控制器为例进行介绍。

1.15V供电电路

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;第二路为蓄电池欠压保护电路供电;第三路通过防反接二极管VD15隔离，R1限流，C3和C4滤波后，加到三端稳压器7815(IC6)的供电端，经它稳压输出15V电压，经C5、C6滤波后不仅为IC1、IC2、IC3、IC4、IC5供电，而且通过取样后为IC5提供参考电压。

图13-13　电机转速异常故障检修流程

2.激励脉冲电路

该机的激励脉冲电路以MC33033DW(IC1)为核心构成。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发生器等电路供电。该内部基准电压发生器产生的6.25V基准电压不仅从[7]脚输出，通过R10限流得到5V电压为电机内的霍尔IC和转把内的霍尔IC供电，而且为IC1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

该控制器的电机三相绕组驱动电路以三块半桥式放大器IR2103(IC2～IC4)为核心构成。由于三路绕组驱动电路构成相同，所以下面以IC2构成的驱动电路为例进行介绍。

由IC1(MC33033DW)[2]脚输出的低端激励信号和[17]脚输出的高端激励信号经IC2内的缓冲放大器放大，再经半桥式功率放大器放大后从IC2的[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因关断损耗大而损耗，[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因关断损耗大而损耗，[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，实现电机驱动。

图13-14　奥文WML36-180G型无刷电机控制器电路

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

为了实现换向，该无刷控制器的相序控制电路由MC33033DW(IC1)内的转子定位解码器、电机内部的霍尔IC构成。功率放大电路了采用了6只大功率场效应管V1～V6做功率管。

当IC1工作后，由它输出的激励信号驱动电机旋转。电机旋转后，电机内的三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]脚～[6]脚输入到转子定位解码器，由该解码器处理后就可确保IC1输出的激励信号相位的准确。输出的激励信号再通过驱动电路IC2～IC4放大后，就可按规定顺序使V1～V6工作在开关状态。之后，V1～V6就可为电机内的3个绕组循环提供激励电流，使它们产生旋转磁场，驱动电机旋转。

5.调速控制电路

调速控制电路由IC1(MC33033DW)、转把和相关元件构成。旋转转把时，转把内的圆弧形永久磁铁开始转动，使霍尔IC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，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，为电机绕组提供的电流增大，电机的旋转速度加快，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，使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

限速巡行控制也是通过IC1(MC33033DW)[9]脚内部电路和限速巡行开关(短接线)来完成。当短接线接通后，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，控制器为电机提供的激励电流较小，使电动自行车在限速范围内行驶。反之，若不接该短接线，IC1[9]脚输入的调速控制电压不被分压，电动自行车工作在正常的调速状态。

7.刹车控制电路

刹车控制由刹把、运算放大器IC5(LM358)、IC1(MC33033DW)为核心组成的刹车控制电路完成。

该机的左、右刹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，刹车开关不接通，使VD10截止，此时IC5的[3]脚电位高于[2]脚电位，于是它[1]脚输出高电平电压，使VD11和VD12截止，不影响IC1[9]脚和[19]脚电位，控制器正常工作。当采用刹把刹车时刹车开关对地接通，IC5[3]脚电位通过VD10被钳位到低电平，使IC5[3]脚电位低于[2]脚的电位，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。该低电压被IC1内部电路检测处理后使IC1无激励脉冲输出，场效应管全部截止，电机停转，实现刹车控制。

提示　MC33033DW[19]脚是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)功率管过流保护

为了防止功率管V1～V6过流损坏，该控制器设置了由MC33033DW(IC1)[12]脚内部电路和R0等元件构成的过流保护电路。R0是取样电阻，它接在场效应管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，取样后的电压加到IC1[12]脚。

电机运转正常时，R0产生的压降较小，为IC1[12]脚提供的电压未达到保护电路动作阈值，不影响IC1的工作，控制器正常工作。一旦电机运转不正常等原因导致场效应管过流，就会使R0两端的压降增大。当IC1[12]脚输入的电压达到过流保护电路动作阈值后，IC1内的过流保护电路便发出控制信号使IC1不再输出激励脉冲，场效应管V1～V6截止，电机停转，实现了过流保护。

(2)蓄电池欠压保护

为了防止蓄电池过放电，该控制器设置了欠压保护电路。该保护电路由IC5(LM358)、IC1和取样电路组成。

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[6]脚电位，所以它[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使蓄电池两端的电压降到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，被内部电路检测处理后使IC1无激励脉冲输出，场效应管全部截止，电机停转，实现了欠压保护。

9.常见故障检修

(1)电机不旋转

电机不旋转，说明刹把、转把、控制器或直流电机异常，该故障检修流程如图　13-15所示。

【说明】控制器的滤波电容C1、C2或功率管V1～V6击穿会引起蓄电池盒内的保险管过流熔断，产生整车无电故障。脱开控制器与蓄电池的连线后，测控制器端的供电线和接地线之间的阻值，若阻值过小，说明控制器内的功率管或滤波电容击穿。V1～V6击穿除了应检查驱动电路、供电电路外，还应检查电机，以免再次损坏。

(2)电机能启动，但不能正常旋转

电机能启动，但不能正常旋转，说明控制器、电机异常，该故障检修流程如图　13-16所示。

图13-15　电机不转故障检修流程