Cấu trúc và phương pháp đấu dây bo điều khiển
1. Bo điều khiển
Bo điều khiển xe đạp điện và xe máy điện hiện nay rất đa dạng và phong phú. Nhưng nếu cùng change loại là bo điều khiển chổi than hoặc bo điều khiển không chổi than cơ bản mạch tích hợp của nó tương tự nhau. Hiện nay, bo điều khiển chủ yếu sử dụng phương pháp điều khiển độ xưng để điều chỉnh tốc độ động cơ.
Đơn giản ngắn gọn bo điều khiển gồm một IC điều khiển và các thành phần ngoại vi. Các thành phần ngoại vi là các thiết bị chức năng thực hiện nhận biết, lấy tín hiệu… chúng là điện trở, cảm biến, mạch chuyện đổi và các thiết bị hỗ trợ vi điều khiển hoặc mạch tích hợp ứng dụng cụ thể để hoàn tất quá trình điều khiển.
2. Cấu trúc và phương pháp đấu dây của bo điều khiển không chổi than.
a. Cấu trúc bo điều khiển không chổi than
Bo điều khiển không chổi than được thể hiện như Hình 4-22. Mạch bên trong được thể hiện như Hình 4-23.
Sơ đồ khối của bo điều khiển không chổi than được thể hiện như Hình 4-24. Nguyên lý làm việc của bo điều khiển không chổi than được mô tả ngắn gọn dưới đây:
➤ Bộ nguồn cung cấp điện áp cho vi xử lý bên trong bo điều khiển.
➤ Chíp xử lý bắt đầu hoạt động sau khi đã cấp nguồn cho PWM. Theo tín hiệu Hall của động cơ không chổi than, tín hiệu đóng và mở có chọn lọc được cấp cho mạch điều khiển ống MOS ba chiều để hoàn thành việc chuyển động của động cơ. Đồng thời, theo điện áp đầu vào của tay ga, tín hiệu sóng mang có độ rộng xung tương ứng được trộn với tín hiệu dẫn ống MOS để đạt được mục đích kiểm soát tốc độ động cơ.
➤ Mạch điều khiển ống MOS khuếch đại tín hiệu PWM và cung cấp cho bóng bán dẫn MOS. Ngoài ra, đối với ba bóng bán dẫn MOS, yêu cầu cấp độ ổ đĩa của chúng cao hơn điện áp cung cấp PIN (Acquy). Do đó, mạch điều khiển bóng bán dẫn MOS cũng có chức năng tăng cường để biến ba tín hiệu bật bóng bán dẫn MOS thành tín hiệu sóng vuông cực cao cao hơn điện áp PIN (Acquy).
➤ Ống MOS là thành phần chuyển mạch dòng cao. Thời gian bật và tắt được điều khiển bởi tín hiệu hỗn hợp gồm tín hiệu bật tắt Hall và tín hiệu PWM.
➤ Mạch bảo vệ thấp áp dừng đầu ra tín hiệu Chip PWM khi điện áp PIN (Acquy) giảm xuống dưới mức cho phép để bảo vệ PIN (Acquy) không bị xả quá ở điện áp thấp.
➤ Mạch bảo vệ quá dòng giới hạn đầu ra dòng tối đa cho phép từ bo điều khiển để bảo vệ PIN (Acquy), bo điều khiển, động cơ..khỏi dòng điện lớn trên phạm vi cho phép.
b. Các bước kết nối bo điều khiển
+ Kết nối bo điều khiển với tay ga.
+ Kết nối bo điều khiển với động cơ.
+ Kết nối bo điều khiển với khóa điện.
+ Kết nối bo điều khiển với nguồn cấp.
Sơ đồ chức năng bo điều khiển được thể hiện như Hình 4-25. Tùy vào hãng sản xuất hoặc chức năng, mỗi loại bo điều khiển có thể thêm hoặc bớt những chức năng riêng biệt. Nhưng những tính năng cơ bản như khóa điện, tay ga, động cơ, phanh điện, ..hầu hết tất cả các bo điều khiển không chổi than giống nhau. Lưu ý mỗi bo điều khiển có những cấp điện áp hoạt động khác nhau.
Quá trình làm việc của bo điều khiển không chổi than như sau:
Khi người dùng bật khóa nguồn, mặt đồng hồ (đầu đèn) sẽ có đèn báo nguồn báo mức PIN (Acquy). Đồng thời dương nguồn sau khóa sẽ quay về cấp cho bo điều khiển tại chân Clock (Đỏ nhỡ Vcc). Lúc này bo điều khiển được cấp nguồn, động cơ chưa hoạt động nhưng các tín hiệu Hall được cung cấp nguồn nuôi 5V từ bo điều khiển. Khi người dùng xoay tay ga đầu ra ở dây tay ga (dây xanh lá – Signal) có tín hiệu điện áp 1 ~ 4.2V (thực tế thường 0.8V ~ 3.7V) truyền tới bo điều khiển. Bo điều khiển nhận được tín hiệu này nó sẽ cấp năng lượng cho động cơ hoạt động. Quá trình động cơ chuyển động sẽ làm luân chuyển nam châm bên trong động cơ và cảm biến Hall có chức năng xác định vị trí đưa ra tín hiệu chuyển mạch từ 0 ~ 5V truyền tới bo điều khiển. Bo điều khiển sau khi nhận tín hiệu Hall sẽ cung cấp năng lượng phù hợp với động cơ để động cơ hoạt động trơn chu.
Khi người dùng bóp cần phanh, bo điều khiển sẽ nhận được tín hiệu phanh 5 OV (phanh mức thấp) hoặc dương nguồn sau khóa (đối với phanh mức cao) bo điều khiển sẽ ngắt kết nối nguồn điện với động cơ, động cơ sẽ ngừng chạy và sau đó phanh cơ sẽ kéo động cơ dừng lại. Đối với các xe máy điện sử dụng 5 bình Acquy trở lên thường sử dụng thêm bộ đổi nguồn, nhằm mục đích lấy điện áp đầu ra +12VDC cấp cho hệ thống đèn còi, xin nhan… được thể hiện một phần như Hình 4-25.