Вот проект мощного контроллера электрического двигателя для электровелосипеда, предназначенного для работы с мотор-колесом мощностью до 2000 Вт при напряжении 36 В. В качестве управляющего чипа используется ШИМ-контроллер TL494, широко применяемый в импульсных источниках питания и преобразователях. Драйвер разработан для питания от Li-ion аккумуляторов, собранных по схеме 10S6P (10 последовательно, 6 параллельно), что позволяет добиться номинального напряжения 36 В и достаточной ёмкости.
Питание и защита батареи
Блок на операционном усилителе MCP6001 обеспечивает контроль напряжения батареи. Он включён по инвертирующей схеме и служит датчиком нижнего порога напряжения. Когда напряжение батареи в норме (36–33 В), выход ОУ остаётся на уровне 0 В. При снижении напряжения до 30 В, напряжение на выходе усиливается до 3 В, что сигнализирует TL494 о необходимости ограничить нагрузку либо отключить её.
Выход SIGNAL_OCHRANA (сигнал защиты) подаётся на вывод 4 TL494 (DTC), отвечающий за ограничение длительности импульсов, снижая нагрузку на аккумулятор.
Работа TL494 и ШИМ-регулирование
Микросхема TL494 генерирует регулируемый ШИМ-сигнал. Ключевыми элементами являются:
- Потенциометр 5K, подключённый к входу обратной связи через делитель напряжения — служит регулятором мощности (PLYN).
- Конденсаторы и резисторы на входах COMP, RT, CT формируют рабочую частоту и компенсацию.
- Управляющий сигнал подаётся на транзисторы BD и далее на МОП-транзисторы IXTH96P085T, работающие в мостовой конфигурации.
Шунт и силовой каскад
В качестве силовых ключей использованы мощные МОП-транзисторы IXTH96P085T, способные коммутировать токи до 100 А и выше. Они соединены по мостовой схеме с резистором-шунтом на 0,5 мОм для контроля тока.
Через усилитель TLV271, подключённый к шунту, измеряется падение напряжения, пропорциональное току двигателя. Это позволяет контролировать ток нагрузки и, при необходимости, ограничивать его.
Дополнительные элементы
- Звуковой сигнал (BUCIC) — подключен для подачи звукового сигнала при срабатывании защиты или других событий.
- Диоды D2 и D3 — быстрые диоды Шоттки для защиты силовых ключей от обратного тока.
- Транзистор T3 (BSS123) — ключ управления звуковым сигналом.
- Транзисторы T2 и T1 (BDP960) — драйверы для управления мощными МОП-транзисторами.
- Фильтрующие конденсаторы C14–C21 — стабилизируют питание и подавляют пульсации.
Особенности и преимущества схемы
- Широкий диапазон регулировки мощности через потенциометр.
- Защита от переразряда аккумулятора — важнейшая функция для долговечности батарей.
- Сильная силовая часть — МОП-транзисторы промышленного уровня обеспечивают надёжную коммутацию тока до 50 А и выше.
- Простота реализации — большая часть схемы реализована на распространённых компонентах.
Представленная схема является отличным примером надёжного и мощного контроллера двигателя, который можно собрать в домашних условиях. Использование TL494 позволяет реализовать качественное ШИМ-управление, а встроенная защита — сохранить ресурс аккумуляторов и повысить безопасность. Естественно схема универсальна и её можно приспособить не только для электровелосипедов.
