图文并茂讲控制器改装（29日更新）-电动车论坛

四川办事处 发表于 2012-12-27 21:53:35

图文并茂讲控制器改装（29日更新）

本帖最后由四川办事处于 2012-12-29 16:12 编辑 
 
川办早就想给大家写一个关于控制器改装的技术贴了，一直很忙，年底了，终于有时间了。 
坛里的问题多集中在 
1、MOS管更换 
2、欠压保护值的改动 
 
今天，川办就专门讲这两个话题。 
 
MOS管是控制器内的主要元件，大家可以理解为开关电流的门。 
门小了，只能过小电流，要过大电流，必须要更大的门。 
先看一下图。 
 

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<img id="aimg_171650" aid="171650" src="/data/attachment/forum/month_1212/121227221357306c477c3359ca.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171650">

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图上的就是两种常用MOS管，左边小的是220封装，右边大的是247封装，市场上绝大多数为220封装。 
因为MOS管工作时要过几安培甚至是几十安培的电流，所以，要发热。为了散热，MOS管都安装在铝条上，铝条上有镙丝孔用于固定MOS管。 
见下图 
 

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<img id="aimg_171652" aid="171652" src="/data/attachment/forum/month_1212/12122722242b7a1f78469765fc.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171652">

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MOS管有三只脚，中间那脚我们称为漏极，左边那脚是栅极，右边那脚是源极。我不讲得太复杂，栅极是开关MOS管用的，当栅极电压超过一定值，中间那脚就和右边那脚通了，简单的理解就是给左边的脚一个电压，电流就可以从中间那脚流到右边那脚，大家理解这个，就足够了。 
因为MOS管的背面与其中间那只脚是导通的，所以，当MOS管安装在铝条上时，需要将MOS的背板与铝条绝缘，大家看到上面图中右边的铝条就有一层黄色的绝缘膜。 
 
固定MOS管时，镙丝要穿过MOS管金属背板拧在铝条上，镙丝当然是导电，所以，还必须给镙丝带套（套一颗绝缘粒子）。 
见下图 

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<img id="aimg_171656" aid="171656" src="/data/attachment/forum/month_1212/12122722299532b183015cc1e8.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171656">

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绝缘膜、白色的绝缘粒子和带了套的镙丝 
带好套了就插入 

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<img id="aimg_171659" aid="171659" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212272244935d50b5274c857e.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171659">

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从侧面看一下，镙丝与MOS管金属背板之间是什么？ 

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<img id="aimg_171660" aid="171660" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212272244973912775452558d.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171660">

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啊，是套套儿的白边边，大家看见了吧。 
最后，再用万用表的通断档量一下，看铝条与MOS管的金属背板之间是否导通。 
当然，我们要的结果是不能导通，如果导通，原因有两个，一是你破处那下太猛了，把膜给。。。。。。唉，二是MOS管金属背板与铝条之间膜有破损，唉，还是膜的问题。

四川办事处 发表于 2012-12-27 21:54:03

本帖最后由四川办事处于 2012-12-28 20:58 编辑 
 
主楼的图片有点点黄色，大家将就着看。再起二楼，本层楼中川办讲一下MOS管知识，还是尽量浅显，能黄就黄，黄的好记。 
 
MOS管是电子开关， 
 
脚好冷啊，烫脚10分钟，广告时间，大家休息一下，今晚帮老蔡把论坛点击刷爆 
 
了解ECPU入门请先看本贴3楼 
 
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<a href="http://china-ev.com/bbs/thread-34752-1-1.html" target="_blank">http://china-ev.com/bbs/thread-34752-1-1.html</a> 
继续 
 
MOS管是电子开关，参数很多，大家不用知道太多，只要知道两个参数就可以了。 
 
一、耐压 
常见的耐压有75V、100V、150V、200V 
我们在选MOS管时，就要确定自己打算控制器工作在多少电压，因为充电电压比电池标称电压高，12V电池，充电的最高电压是15V，所以，选择MOS管时，一定要比充电最高电压高。 
比如，你想改一个72V的控制器，72V是由6支12V电池构成，充电的最高电压是6*15=90V，所以，你最好选择100V耐压的管子。 
又比如，你想改一个96V的控制器，96V是由8支12V电池构成，充电的最高电压是8*15=120V，所以，你最好选择150V耐压的管子。 
也有比较特殊耐压的80V、90V与120VMOS管，其中80V、90V耐压的管子多为生产75V管子时分选出来的实际达到80+和90+V的管子，而120V管子是100V生产时分选出来的实际耐压120+，所以，一般没有批量销量。比如STP80NF12是耐压120V的管子，但实际是STP80NF10生产时分选出来的实际达120V的管子，很难买到。 
当然，论坛里也有72V就用75V耐压管子的，一方面是因为MOS管生产时，实际耐压都要比标称高点，比如STP75NF75实际耐压是85~88V，二方面，还是那句话，“没中标的嫖客”也很多 
 
二、内阻 
内阻是指当MOS管导通时，中间那脚（漏极）和右边那脚（源极）之间在MOS管的电阻值，这个内阻越小，MOS管的发热越小，能过的电流也越大。 
控制器厂为了减小内阻，也用MOS管并联，因为控制器有6路开关。 
 
每路用一个MOS管开关，就是6管控制器； 
每路用二个MOS管关联开关，就是12管控制器； 
每路用三个。。。。。。。。。。18管。。。。； 
每路用四个。。。。。。。。。。24管。。。。； 
上三路每路用1个MOS管，下三路每路用2个MOS管并联，就是9管控制器； 
。。。。。。2。。。。。。。。。。。3。。。。。。。。。15。。。。； 
。。。。。。。。。。。。。。。。。 
 
绝大多数网友在选择控制器时都是问是几管的，这是个误区，并不是管子越多的控制器越好。比如，MOS管内阻10毫欧，18管，每路由3支MOS管并联，并联内阻为3.33毫欧，而另一支控制器是12管，但MOS管内阻是5毫欧，每路由2支MOS管并联，并联内阻为2.5毫欧。第二只12管控制器明显比那支18管的好。 
又比如：有人说川办的ECPU控最大才18管，意思是比市场的24管功率小，呵呵，不能这样看哦。E57用的MOS管实际内阻是2.7毫欧，3管并联是0.9毫欧，而市场上96V常用IR的4115管，4115的内阻是9毫欧，24管的内阻是2.25毫欧，48管的内阻是1.125毫欧，都还是比E57大。 
 
有人会说，那我把散热做好一点，内阻大就大点。错了，散热好的确对降低管子的工作温度有好处，但管芯温度的上升速度是很快的，散热只能是慢慢带走温度，最关键的还是管子的高温过电流能力。内阻大的MOS管一方面温升快，发热量大，另一方面在高温时，其过电流能力非常差，这就导致了控制器在大电流工作时的稳定性差。看下面这个图
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<img id="aimg_171661" aid="171661" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212280046870fdb693ae49c53.jpg" class="zoom" width="454" id="aimg_171661">

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这个图是IR4115管的电流温度曲线图，25度时，可以过100A以上的电流，到150度时，只能过30A的电流。如果按控制器2倍漏峰值计算，单管限流只能15A，一个24管4115管控制器，只能做60A限流。曾经有厂家用4115做18管开50A限流，做24管开80A限流的，冬天还好，到了夏天，全部回来。
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<img id="aimg_171662" aid="171662" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212280103ca9bae45a7a9772e.jpg" class="zoom" width="489" id="aimg_171662">

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这是仙童（飞兆）的2532管的电流温度图，150度时，过流也是30A左右。 
 
 
再来看E57用的英飞凌04CN10管 

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<img id="aimg_171663" aid="171663" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212280103757cdeb89a4c1cf7.jpg" class="zoom" width="454" id="aimg_171663">

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150度过流能力为75A，每管限37.5A内安全，18管上100A以内的限流，没问题吧， 
 
 
用内阻低的MOS管除了过电流能力强以外，第二个好处是更稳定，因为MOS管生产时，不可能完全一样，开启电压，实际内阻都有差异，并联使用时，这些差异会导致MOS管开启时产生谐振，并联越多，谐振越大，控制器越不稳定。这就是现在为什么大功率控制器开始采用247封装（一楼最上面那个图中右边大的那个MOS管）的原因，247封装的面积更，一颗管子内的晶片面积更大，内阻可以更低。比如，IR4568
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<img id="aimg_171664" aid="171664" src="/data/attachment/forum/month_1212/121228011292e2f4be2d58b761.jpg" class="zoom" width="633" id="aimg_171664">

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IR4568，247封装，150V耐压，典型内阻4.8毫欧 

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<img id="aimg_171666" aid="171666" src="/data/attachment/forum/month_1212/121228011858c70503ec2116d5.jpg" class="zoom" width="514" id="aimg_171666">

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150度的过流能力为50A，呵呵，还是没有E57的管子牛。 
 
上面讲了MOS管内阻小的两个好处，一是过电流能力强，高温还更稳定，二是可以减少管数求稳定。除了这两个优点，做为大家使用还有一个更重要的好处，那就是转矩力大，比如，A控制器的内阻为8毫欧，B控制器的内阻为2毫欧，两控要以同样的速度上一个同样的坡，A控如果电流为60A，那B控只用40A，这就节电了。这个算法很复杂，我不多讲，总之，控制器用的MOS管并联后的内阻越小，控制器的力量越大，同时也越节电。 
 
讲到这里，有人会说了，那我选耐压值最高，内阻最小的管子，就OK了吧？呵呵，MOS管有个特点，耐压越高，内阻越高。看IR4668的图
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<img id="aimg_171682" aid="171682" src="/data/attachment/forum/month_1212/12122801427b11073d10b7eca2.jpg" class="zoom" width="623" id="aimg_171682">

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与上面那个IR4568比一下，IR4668耐压高了，可以耐200V，但内阻却是8毫欧。有没有耐200V，内阻是4毫欧的MOS管呢？没有，因为封装面积只有那么大，已经做满了。 
 
 
 
有人会问，那我怎么知道一个MOS管的参数呢，呵呵，上网搜，川办这里也有，各厂家型号都有，但太大了，压下了有100M，发不上来，如果大家关心，就单独发文件上来吧。

四川办事处 发表于 2012-12-27 21:54:31

本帖最后由四川办事处于 2012-12-29 15:04 编辑 
 
1、2楼讲的内容都是MOS管的，2楼的内容图没黄色，所以，大家肯定兴趣不大。下面，川办就用有黄色的图讲一个大家最关心的问题，如果改控制器的欠压保护值。 
 
什么是欠压保护值呢？我们为什么要改它呢？先科普一下哈，毕竟有很多新手，老手可以跳过这段。 
电池放电不能放完，放完就嗝屁了，一般放到一定电压必须停。一支12V的电池放电终止电压为10.5V，48V是4支12V电池，所以放到42V必须停。 
我列一个表： 
      额定电压     欠压保护值 
         36V            31.5V 
         48V            42V 
         60V            52.5V 
         64V            56V 
         72V            63V 
         84V            73.5V 
         96V            84V 
我们为什么要改它呢？因为你如果超压不换控制器，原来的控制器是48V的，欠压保护是42V，你加一支电池，改为60V，控制器还是42V才保护，你电池就很容易过放电，结果就是用不了多久。我看论坛里有人教在电门锁线上串一个稳压二极管来吃掉12V电压的方式改欠压，这是一种江湖野路子手段，方法简单，但这样做很不安全，电源是控制器的心脏，串个二极管会影响电源的稳定性。 
好了，下面开始讲如何改控制器的欠压保护值。 
控制器是如何进行欠压保护工作的呢？其实非常简单，把电池电压送进单片机，单片机程序看是否低于欠压保护值，如果低于了，就关闭驱动输出几秒钟。但电池电压都是几十伏的电压，单片机的接收端口承受不了那么高的电压，只能承受5V以下电压，所以，就有一个电路把几十伏的电压按比例降为5V以下，这就是A/D转换电路。这个电路的原理图很简单，如下， 

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<img id="aimg_171683" aid="171683" src="/data/attachment/forum/month_1212/121228023115d06702370e2d1a.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171683">

</ignore_js_op>
 
有人看到电路图就头大，其实这个电路非常容易看明白，电门的电压从左边进来，经过两个电阻R90和R91到地（就是负极），然后从两个电阻中间抽头到单片机端口，因为电阻要分压，地是0V，比如，一个48V的电压从左边来，R90是15K，R91是1.2K，总共是16.2K，所以，R90上就分掉了48*（15/16.2)=44.4444V电压，而R91上分48*（1.2/16.2)=3.5555555V电压，这样到单片机端口就是3.55555V电压了。在程序中，我们要41.5V欠压保护，只用看端口电压小于41.5*(1.2/16.2)=3.074V就OK了。电容C90是滤波的，我们不要管它。 
 
当然，实际电路中这两个电阻值不一定是15K或是1.2K，我们要做的是： 
第一步，在控制器电路板上找到这个电路； 
第二步，测量或者是肉眼看这两个电阻值是多少； 
第三步，推算要如何改这两个电阻值，来骗单片机； 
第四步，改电阻。 
 
我们先看第一步吧，我发图说明。 
 

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<img id="aimg_171684" aid="171684" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212280313f224716eb56a00fa.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171684">

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这是一个9管控制器，先找到电门锁在电路板上的位置，然后顺着电门锁线在电路板上线路找两个电阻和一个电容形成上图关系的电路。 
晕，我用手机对照片进行了放大与编辑，怎么就从电脑里取不出来了呢？ 
管它的，大家注意下面那根红线和黄线就是电门锁线，黄线是防盗器的上电线，和红色的电门锁接一起的。 
注意看VCC字的右边，在黄线下面有一个电阻，上面有一个电阻和电容，这就是AD电路了。 
因为我编辑的图取不到电脑里，我这里就口述一下。 
一个电阻上面写的是1502，这是15K1%精度电阻，一个电阻上面写的是1201，这是1.2K1%精度电阻。跟我上面讲的电路完全相同。一般我建议用肉眼看，因为用万用表量不准，有电容。关于如何认贴片电阻，大家可以上网搜，我不多讲了。 
 
好，第一步和第二步完成了，现在开始第三步。 
假如这个控本来是48V的，欠压保护是42V，也就是说，当单片机端口收到电压3.074V时就欠压保护。现在我们把这个控制器改成60V，也就是说，欠压保护要改成52.5V，也就是说，我们希望当电门锁是52.5V时，单片机端口收到电压正好是3.074V。于是，我们就必须改这两个电阻的比例，为了解方程方便，我们最好改一个电阻，这样就只有一个未知数，一元方程，你懂的，好解。我们假设想改那个15K的电阻为R，1.2K的不变，方程如下： 
     A、原来48V时欠压保护为41.5V，这时单片机的AD电压为   41.5*(1.2/16.2)=3.074V 
     B、我们将欠压保护改为52.5V，也就是说，当电池电压为52.5V时，单片机的AD电压还是与改前的42V的AD电压一样，还是3.074V；           我们得到方程：52.5*(1.2/(R+1.2))=3.074 
           一元一次方程哈，初一的知识 
              63/(R+1.2)=3.074 
              63=3.074*R+3.074*1.2 
              R=(63-3.6888)/3.074=19.29K 
 
我们算出来，我们需要把那个15K的电阻改为19.29K的电阻，当然，我们不必那个精确，2%的误差可以接受，所以，我们需要19.3K的电阻，这个阻没有现成电阻，但是我们可以用原来的15K再串一个4.3K形成19.3K。

四川办事处 发表于 2012-12-27 21:55:03

本帖最后由四川办事处于 2012-12-29 13:57 编辑 
 
再来一个控制器的图
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<img id="aimg_171686" aid="171686" src="/data/attachment/forum/month_1212/121228040272e264029356273b.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171686">

</ignore_js_op>
 
 
标KEY字是电门锁线 
没找到直接到一个贴片电阻的线路，但发现到一个4007二极管，4007分压少，估计是4007出去再到AD电路。 

<ignore_js_op>

<img id="aimg_171687" aid="171687" src="/data/attachment/forum/month_1212/12122804024c23e4099d701d66.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171687">

</ignore_js_op>
 
 
 
量了一下，4007出来（黑笔）与R27（红笔）这个电阻通。 

<ignore_js_op>

<img id="aimg_171688" aid="171688" src="/data/attachment/forum/month_1212/12122804029216609fac569a53.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171688">

</ignore_js_op>
 
 
 
仔细观察，R27和R28是串联的，然后到R29，到地。R27和R28上面写的是7501，R29上面写的是1201，哦，原来是两个7.5K电阻串成了前面的15K，这是为了在生产时方便，两个7.5K串成15K就是48V控制器；一个15K，另一个4.3K，就是60V控制器，欠压保护为52.5V。7.5K与3.6K串成11.1K，就是36V控制器，欠压保护为31.5V； 

<ignore_js_op>

<img id="aimg_171689" aid="171689" src="/data/attachment/forum/month_1212/121228040605b4bed03cdffef7.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171689">

</ignore_js_op>
 
我们再来算一下是如何将42V的欠压保护改为31.5V的。 
       A、原来48V时欠压保护为41.5V，这时单片机的AD电压为   41.5*(1.2/16.2)=3.074V 
 
       B、我们将欠压保护改为31.5V，也就是说，当电池电压为31.5V时，单片机的AD电压还是与改前的42V的AD电压一样，还是3.074V；           我们得到方程：31.5*(1.2/(R+1.2))=3.074 
              37.8/(R+1.2)=3.074 
              37.8=3.074*R+3.074*1.2 
              R=(37.8-3.6888)/3.074=11.09K 
 
 
我们再来算一下是如何将48V的42V的欠压保护改为72V的63V的。 
       A、原来48V时欠压保护为41.5V，这时单片机的AD电压为   41.5*(1.2/16.2)=3.074V 
 
       B、我们将欠压保护改为63V，也就是说，当电池电压为63V时，单片机的AD电压还是与改前的42V的AD电压一样，还是3.074V；           我们得到方程：63*(1.2/(R+1.2))=3.074 
              75.6/(R+1.2)=3.074 
              75.6=3.074*R+3.074*1.2 
              R=(75.6-3.6888)/3.074=23.4K（20K串（6.8并6.8))

四川办事处 发表于 2012-12-27 21:55:22

本帖最后由四川办事处于 2012-12-29 14:27 编辑 
 

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<img id="aimg_171768" aid="171768" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212281941ee278db775212cea.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171768">

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电门锁是最右边的红线。 

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<img id="aimg_171769" aid="171769" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212281941e753215f218c3de1.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171769">

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在板子下面从电门锁到一个过孔翻回板子上面 

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<img id="aimg_171770" aid="171770" src="/data/attachment/forum/month_1212/121228194166f48fba2788ac45.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171770">

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翻过来这个过孔 

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<img id="aimg_171771" aid="171771" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212281942e46a8aa2ff09c269.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171771">

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从过孔到黑笔指的这里，两个7.5K，一个1.2k串联电阻，一个滤波电容，这就是电门锁的AD电路。 
 

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<img id="aimg_171773" aid="171773" src="/data/attachment/forum/month_1212/12122819567fb2c0f9b2675126.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171773">

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镊子指的是电门锁线处（被我剪了，好照PP），从镊子指的位置有一个线路向下，然后绕过水泥电阻，再从板子最下面向左走到一个上写1502的电阻 

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<img id="aimg_171774" aid="171774" src="/data/attachment/forum/month_1212/121228195622567e6e52943a20.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171774">

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在大电容下面，那个15K的1206封装电阻，R6和C6，这就是这个板子的电门AD，只是这厂家有点抠，R6上标的是122，这是一个1.2K的5%精度电阻，一般AD电路的对地电阻值小，应该用1%精度的。 
 
下面这个图是晶汇的48V12管控制器。 

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<img id="aimg_171780" aid="171780" src="/data/attachment/forum/month_1212/121228212450afa3e741f45808.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171780">

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<img id="aimg_171781" aid="171781" src="/data/attachment/forum/month_1212/1212282124f7a807f144999ede.jpg" class="zoom" width="700" id="aimg_171781">

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红线与棕线是电门锁线，板上标的DS，透光我们可以看见，大电阻是由R10（9101）、R20（332）、R25（空）构成，其中R10与R20是串联，R20与R25是并联，上面已经讲过，这是为了一个布线可以生产不同的欠压保护。小电阻是R18（1001）和R24（空）并联构成，这也是为了方便调节欠压保护。 
 
我们可以来算一下，R10（9101）是9.1K1%精度，R20（332）是3.3K，串联电阻是12.4K，R18（1001）是1K1%精度。这个控是48V，欠压保护是42V。 
42*(1/（12.4+1))=3.1343V，这就是当电池电压为42V时，到单片机AD端口的电压。 
我们要把这个48V控制器的欠压保护值改为72V的63V，那么我们需要把大电阻改为多少呢？ 
      解：设大电阻要改为R 
      63*（1/（R+1））=3.1343V 
      R=(63-3.1343)/3.1343=19.1K 
R10是9.1K，我们只要把R20改成10K电阻就可以把这个控制器的欠压保护值改为63V。 
 
我们来总结一下欠压保护AD值的改变方法： 
1、一个与电门锁相通的大电阻,可能是两个串成一个，也可能是多个并串，我们只管的最后阻值R大； 
2、一个与地相通的小电阻,可能多个并串形成，我们只管其最后阻值R小； 
3、用原（改前）欠压保护值U原欠乘以R小,再除以（R大+R小）,算出原来的欠压保护时单片机端口的AD值AD原； 
           AD原=U原欠*R小/（R大+R小） 
4、假设要将原欠压保护值改为U改欠电压，需改R大的阻值，列出一元一次方程如下： 
          
           R大=（U改欠*R小-AD原）/AD原 
5、按照上面4算出的R大值改电路。 
 
关于各种额定电压电池的欠压保护值，前面讲过，这里再一次列出      额定电压     欠压保护值 
         36V            31.5V 
         48V            42V 
         60V            52.5V 
         64V            56V 
         72V            63V 
         84V            73.5V 
         96V            84V 
 
如何用多的电阻组合一个自己需要的电阻呢？自己看<a href="http://zhidao.baidu.com/question/260466579.html" target="_blank">http://zhidao.baidu.com/question/260466579.html</a> 链接查表加，串联是最好算的，R=R1+R2+R3。。。。。，电子知识不强的最好就用串联组合。

四川办事处 发表于 2012-12-27 21:56:02

本帖最后由四川办事处于 2012-12-29 16:11 编辑 
 
上面我们认识了MOS管，知道了MOS管耐压和内阻特性，又讲到了如何改变欠压保护设定，下面我们综合讲一下控制器的改装。 
我们改控制器主要是基于提高控制器的输出功率和耐压，简单直接的说，一是为增加起步上坡的力量而改动限流值，二是为增加速度的超压，这是我们的目的。 
在手段上，我可能要更换耐压值更高或是内阻更小的MOS管、改变康铜的阻值、更换电容和改变欠压保护值，至于什么加水冷、风冷的话题我就不讲了。 
 
下面川办就图示 
 
（有事出去一下，广告时间，晚上继续）

(原)az369888 发表于 2012-12-27 21:56:37

- -好了抢楼

(原)xhyong0728 发表于 2012-12-27 21:56:49

换地儿了，等着看看内容

(原)bjnewb 发表于 2012-12-27 21:56:51

搬个沙发来

(原)xhyong0728 发表于 2012-12-27 21:57:12

换地儿了，等着看看内容

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