一、控制器與保護功能
（一）控制器簡(jiǎn)介
簡(jiǎn)略地講控制器是由周邊器件和主芯片（或單片機）組成。周邊器件是一些功能器件，如執行、采樣等，它們是電阻、傳感器、橋式開(kāi)關(guān)電路，以及輔助單片機或專(zhuān)用集成電路完成控制過(guò)程的器件；單片機也稱(chēng)微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號語(yǔ)言的譯碼器、鋸齒波發(fā)生器和脈寬調制功能電路以及能使開(kāi)關(guān)電路功率管導通或截止、通過(guò)方波控制功率管的的導通時(shí)間以控制電機轉速的驅動(dòng)電路、輸入輸出端口等集成在一起，而構成的計算機片。這就是電動(dòng)自行車(chē)的智能控制器。它是以“傻瓜”面目出現的高技術(shù)產(chǎn)品。
控制器的設計品質(zhì)、特性、所采用的微處理器的功能、功率開(kāi)關(guān)器件電路及周邊器件布局等，直接關(guān)系到整車(chē)的性能和運行狀態(tài)，也影響控制器本身性能和效率。不同品質(zhì)的控制器，用在同一輛車(chē)上，配用同一組相同充放電狀態(tài)的電池，有時(shí)也會(huì )在續駛能力上顯示出較大差別。
（二）控制器的型式
目前，電動(dòng)自行車(chē)所采用的控制器電路原理基本相同或接近。
有刷和無(wú)刷直流電機大都采用脈寬調制的PWM控制方法調速，只是選用驅動(dòng)電路、集成電路、開(kāi)關(guān)電路功率晶體管和某些相關(guān)功能上的差別。元器件和電路上的差異，構成了控制器性能上的不大相同�？刂破鲝慕Y構上分兩種，我們把它稱(chēng)為分離式和整體式。
1、分離式 所謂分離，是指控制器主體和顯示部分分離（圖4-22、圖4-23）。后者安裝在車(chē)把上，控制器主體則隱藏在車(chē)體包廂或電動(dòng)箱內，不露在外面。這種方式使控制器與電源、電機間連線(xiàn)距離縮短，車(chē)體外觀(guān)顯得簡(jiǎn)潔。
2、一體式 控制部分與顯示部分合為一體，裝在一個(gè)精致的專(zhuān)用塑料盒子里。盒子安裝在車(chē)把的正中，盒子的面板上開(kāi)有數量不等的小孔，孔徑4~5mm，外敷透明防水膜�？變认鄳恢迷O有發(fā)光二極管以指示車(chē)速、電源和電池剩余電量。
（三）控制器的保護功能
保護功能是對控制器中換相功率管、電源免過(guò)放電，以及電動(dòng)機在運行中，因某種故障或誤操作而導致的可能引起的損傷等故障出現時(shí)，電路根據反饋信號采取的保護措施。電動(dòng)自行車(chē)基本的保護功能和擴展功能如下：
1、制動(dòng)斷電 電動(dòng)自行車(chē)車(chē)把上兩個(gè)鉗形制動(dòng)手把均安裝有接點(diǎn)開(kāi)關(guān)。當制動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)被推押閉合或被斷開(kāi)，而改變了原來(lái)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。這個(gè)變化形成信號傳送到控制電路中，電路根據預設程序發(fā)出指令，立即切斷基極驅動(dòng)電流，使功率截止，停止供電。因而，既保護了功率管本身，又保護了電動(dòng)機，也防止了電源的浪費。
2、欠壓保護 這里指的是電源的電壓。當放電最后階段，在負載狀態(tài)下，電源電壓已經(jīng)接近“放電終止電壓”，控制器面板（或儀表顯示盤(pán)）即顯示電量不足，引起騎行者的注意，計劃自己的行程。當電源電壓已經(jīng)達到放終時(shí)，電壓取樣電阻將分流信息饋入比較器，保護電路即按預先設定的程序發(fā)出指令，切斷電流以保護電子器件和電源。
3、過(guò)流保護 電流超限對電機和電路一系列元器件都可能造成損傷，甚至燒毀，這是絕對應當避免的�？刂齐娐分�，必須具備這種過(guò)電流的保護功能，在過(guò)流時(shí)經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)即切斷電流。
4、過(guò)載保護 過(guò)載保護和過(guò)電流保護是相同的，載重超限必然引起電流超限。電動(dòng)自行車(chē)說(shuō)明書(shū)上都特別注明載重能力，但有的騎行者或未注意這一點(diǎn)，或抱著(zhù)試一下的心理故意超載。如果沒(méi)有這種保護功能，不一定在哪個(gè)環(huán)節上引起損傷，但首當其沖的就是開(kāi)關(guān)功率管，只要無(wú)刷控制器功率管燒毀一只，變成兩相供電后電動(dòng)機運轉即變得無(wú)力，騎行者立即可以感覺(jué)到脈動(dòng)異常；若繼續騎行，接著(zhù)就燒毀第2個(gè)、第3個(gè)功率管。有兩相功率管不工作，電動(dòng)機即停止運行，有刷電機則失去控制功能。因此，由過(guò)載引起的過(guò)電流是很危險的。但只要有過(guò)電流保護，載重超限后電路自動(dòng)切斷電源，因超載而引起的一系列后果都可以避免。
5、欠速保護 仍然屬于過(guò)流保護范疇，是為不具備0速起步功能的無(wú)刷控制系統而設置，
6、限速保護 是助力型電動(dòng)自行車(chē)獨有的設計控制程序。車(chē)速超過(guò)某一預定值時(shí)，電路停止供電不予助力。對電動(dòng)型電動(dòng)自行車(chē)而言，統一規定車(chē)速為20km/h，車(chē)用電動(dòng)機在設計時(shí)，額定轉速就已經(jīng)設定好了，控制電路也已經(jīng)設好。電動(dòng)自行車(chē)只能在不超過(guò)這個(gè)速度狀態(tài)下運行。
控制器的位置不會(huì )影響到性能，主要視設計者的意圖。但有幾項原則：（1）在運行操作允許時(shí)；（2）在整體布置允許時(shí)；（3）在線(xiàn)路布設要求時(shí)；（4）在配套設施要求時(shí)
（一）控制器簡(jiǎn)介
簡(jiǎn)略地講控制器是由周邊器件和主芯片（或單片機）組成。周邊器件是一些功能器件，如執行、采樣等，它們是電阻、傳感器、橋式開(kāi)關(guān)電路，以及輔助單片機或專(zhuān)用集成電路完成控制過(guò)程的器件；單片機也稱(chēng)微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號語(yǔ)言的譯碼器、鋸齒波發(fā)生器和脈寬調制功能電路以及能使開(kāi)關(guān)電路功率管導通或截止、通過(guò)方波控制功率管的的導通時(shí)間以控制電機轉速的驅動(dòng)電路、輸入輸出端口等集成在一起，而構成的計算機片。這就是電動(dòng)自行車(chē)的智能控制器。它是以“傻瓜”面目出現的高技術(shù)產(chǎn)品。
控制器的設計品質(zhì)、特性、所采用的微處理器的功能、功率開(kāi)關(guān)器件電路及周邊器件布局等，直接關(guān)系到整車(chē)的性能和運行狀態(tài)，也影響控制器本身性能和效率。不同品質(zhì)的控制器，用在同一輛車(chē)上，配用同一組相同充放電狀態(tài)的電池，有時(shí)也會(huì )在續駛能力上顯示出較大差別。
（二）控制器的型式
目前，電動(dòng)自行車(chē)所采用的控制器電路原理基本相同或接近。
有刷和無(wú)刷直流電機大都采用脈寬調制的PWM控制方法調速，只是選用驅動(dòng)電路、集成電路、開(kāi)關(guān)電路功率晶體管和某些相關(guān)功能上的差別。元器件和電路上的差異，構成了控制器性能上的不大相同�？刂破鲝慕Y構上分兩種，我們把它稱(chēng)為分離式和整體式。
1、分離式 所謂分離，是指控制器主體和顯示部分分離（圖4-22、圖4-23）。后者安裝在車(chē)把上，控制器主體則隱藏在車(chē)體包廂或電動(dòng)箱內，不露在外面。這種方式使控制器與電源、電機間連線(xiàn)距離縮短，車(chē)體外觀(guān)顯得簡(jiǎn)潔。
2、一體式 控制部分與顯示部分合為一體，裝在一個(gè)精致的專(zhuān)用塑料盒子里。盒子安裝在車(chē)把的正中，盒子的面板上開(kāi)有數量不等的小孔，孔徑4~5mm，外敷透明防水膜�？變认鄳恢迷O有發(fā)光二極管以指示車(chē)速、電源和電池剩余電量。
（三）控制器的保護功能
保護功能是對控制器中換相功率管、電源免過(guò)放電，以及電動(dòng)機在運行中，因某種故障或誤操作而導致的可能引起的損傷等故障出現時(shí)，電路根據反饋信號采取的保護措施。電動(dòng)自行車(chē)基本的保護功能和擴展功能如下：
1、制動(dòng)斷電 電動(dòng)自行車(chē)車(chē)把上兩個(gè)鉗形制動(dòng)手把均安裝有接點(diǎn)開(kāi)關(guān)。當制動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)被推押閉合或被斷開(kāi)，而改變了原來(lái)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。這個(gè)變化形成信號傳送到控制電路中，電路根據預設程序發(fā)出指令，立即切斷基極驅動(dòng)電流，使功率截止，停止供電。因而，既保護了功率管本身，又保護了電動(dòng)機，也防止了電源的浪費。
2、欠壓保護 這里指的是電源的電壓。當放電最后階段，在負載狀態(tài)下，電源電壓已經(jīng)接近“放電終止電壓”，控制器面板（或儀表顯示盤(pán)）即顯示電量不足，引起騎行者的注意，計劃自己的行程。當電源電壓已經(jīng)達到放終時(shí)，電壓取樣電阻將分流信息饋入比較器，保護電路即按預先設定的程序發(fā)出指令，切斷電流以保護電子器件和電源。
3、過(guò)流保護 電流超限對電機和電路一系列元器件都可能造成損傷，甚至燒毀，這是絕對應當避免的�？刂齐娐分�，必須具備這種過(guò)電流的保護功能，在過(guò)流時(shí)經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)即切斷電流。
4、過(guò)載保護 過(guò)載保護和過(guò)電流保護是相同的，載重超限必然引起電流超限。電動(dòng)自行車(chē)說(shuō)明書(shū)上都特別注明載重能力，但有的騎行者或未注意這一點(diǎn)，或抱著(zhù)試一下的心理故意超載。如果沒(méi)有這種保護功能，不一定在哪個(gè)環(huán)節上引起損傷，但首當其沖的就是開(kāi)關(guān)功率管，只要無(wú)刷控制器功率管燒毀一只，變成兩相供電后電動(dòng)機運轉即變得無(wú)力，騎行者立即可以感覺(jué)到脈動(dòng)異常；若繼續騎行，接著(zhù)就燒毀第2個(gè)、第3個(gè)功率管。有兩相功率管不工作，電動(dòng)機即停止運行，有刷電機則失去控制功能。因此，由過(guò)載引起的過(guò)電流是很危險的。但只要有過(guò)電流保護，載重超限后電路自動(dòng)切斷電源，因超載而引起的一系列后果都可以避免。
5、欠速保護 仍然屬于過(guò)流保護范疇，是為不具備0速起步功能的無(wú)刷控制系統而設置，
6、限速保護 是助力型電動(dòng)自行車(chē)獨有的設計控制程序。車(chē)速超過(guò)某一預定值時(shí)，電路停止供電不予助力。對電動(dòng)型電動(dòng)自行車(chē)而言，統一規定車(chē)速為20km/h，車(chē)用電動(dòng)機在設計時(shí)，額定轉速就已經(jīng)設定好了，控制電路也已經(jīng)設好。電動(dòng)自行車(chē)只能在不超過(guò)這個(gè)速度狀態(tài)下運行。
控制器的位置不會(huì )影響到性能，主要視設計者的意圖。但有幾項原則：（1）在運行操作允許時(shí)；（2）在整體布置允許時(shí)；（3）在線(xiàn)路布設要求時(shí)；（4）在配套設施要求時(shí)
