电动自行车控制器故障维修经验：检测、诊断与维修实例分析

电动自行车控制器检测与故障诊断

控制器的中心部件是电路板，所有主芯片、主要元器件和外围器件都装设在一块板上，因此控制器的故障都在电路板上。

电路板的故障类型分端口型故障、功能型故障和参数型故障三种。其中端口型故障容易修理，功能型故障比较麻烦，参数型故障不能修理。控制器故障修理难度较大，一般修理不了，顶多发现开焊点，重新焊好。无刷电动机发现电动机转动不正常，诊断确定为断相运转，是功率管烧毁。功率管烧毁后的断相运转可以明显地感觉出来，从手把和车体感到粗糙的脉动，如果继续运行可能会连续烧毁更多的功率管。遇到这种情况，应由专卖店修换。

通过测量控制器连接部件或引线的电源电压或信号电压，可以分析判断出控制器的故障部件位置。控制器失效故障的现象主要有以下几种：

a. 功率器件损坏。主要原因有：电动机损坏；功率器件本身的质量差或选用等级不够；器件安装或振动松动；电动机过载；功率器件驱动电路损坏或参数设计不合理。

b. 控制器内部供电电源损坏。主要原因有：控制器内部电路短路；外围控制部件短路；外部引线短路。

c. 控制器工作时好时坏。主要原因有：器件本身在高温或低温环境下参数漂移；控制器总体设计功耗大导致某些器件局部温度过高而使器件本身进入保护状态；接触不良。

d. 连接线磨损及接插件不良或脱落引起控制器信号丢失。主要原因有：线材选择不合理；对线材的保护不完备；接插件的选型不好；线束与接插件的压接不牢。

若对控制器电路不熟悉，不要自己打开盒盖，尤其不要用万用表带电测试，这样做危险性非常大，以免造成更大的损坏。

1. 控制器与霍尔元件的检测

1.1 控制器欠电压的测定

如图1所示，可将蓄电池与控制器串入一个可变电阻，电动机转动时调节可变电阻，若电动机出现瞬间停转，此点即为欠电压保护点。

图1：控制器检测示意图

1.2 位置传感器中霍尔元件的判别与更换

1.2.1 霍尔元件的判别霍尔元件的判别方法有三种：

a. 判别方法一：

①将电动机连接上完好的控制器，接通电源，千万不可直接转动转把。

②将万用表设置到20V直流电压档，负极（黑表笔）与5根电动机霍尔线中的黑细线相接，正极（红表笔）与5根电动机霍尔线中的红细线相接，检测传感器电源电压，一般为5V，个别也有4.5V、6.25V等。现以4.5V为例说明。

③将黑表笔与黑线相接，红表笔与黄线相接，缓慢拨动电动机，注意万用表读数，应从0～4.5V顺序变化为正常。如出现长期高电位4.5V或长期低电位0V，说明黄线对应传感器损坏。

④依步骤③分别检测绿线与蓝线对应的传感器并做出判定。

b. 判别方法二：

①将电动机的控制器接插件拔下，将万用表设置为检测二极管档。

②用万用表红表笔接黑线，黑表笔分别接黄绿蓝霍尔线，3个电阻值应基本一致；然后将两表笔调换，分别检测，如3线电阻值不一致，说明相对应传感器损坏。

c. 判别方法三：

将霍尔元件按1、2、3脚顺序插入晶体管专用三孔插座。再接通电源，用万用表与2、3脚相接，检测其输出电压，再用磁铁的磁极靠近霍尔元件正面，检查万用表输出电压。然后用另一磁极再靠近时，若输出电压出现跳变，说明霍尔元件正常；若电压不变，则用1、3脚与万用表相接，重复以上操作，若电压仍然不变，说明霍尔元件损坏。

1.2.2 霍尔元件更换

a. 将两边端盖拆下，将定子从轮毂中取出。

b. 将判定损坏的传感器引脚从靠近线路板一端剪断，并确保互相不触碰。

c. 将损坏的传感器从定子上凿下，注意别损坏漆包线，清理凹槽后，用AB胶将新传感器固定于凹槽内，注意传感器的正反面。

d. 将传感器引脚分别焊接在相对应的焊盘上，剪去多余引脚。

e. 用蜡线将传感器与线路板固定于定子上。

f. 将定子小心放入轮毂，套入两边端盖，装配好电动机。

为保证电动机换相位置的精确，一般应同时更换所有的3个霍尔元件。更换霍尔元件之前，必须弄清楚电动机的相角是120°还是60°。一般60°相角电动机的3个霍尔元件的摆放位置是平行的。而120°相角电动机，3个霍尔元件中间的1个霍尔元件是呈翻转180°位置摆放的。

按判别方法重新检查一遍，确认无误后试车。

对于由于电动机进水造成的绝缘下降，可将万用表设置于200MΩ电阻档，检测电动机相线与轴间的电阻，正常应为∞。如表显示数值，可将电动机拆开放水后，用吹风机或太阳晒的方法使其干燥，然后再测电阻，直至正常。再用判别方法检查传感器，如有损坏，则予以更换。

2. 控制器故障的诊断与排除

2.1 控制器好坏的快速检测

控制器好坏的快速检测方法如下：

a. 控制器是否有异味。

b. 有刷控制器旋动转把，用万用表测量控制器输出端是否有电压。

c. 线路连接完好，打开电源，扳动电动机是否很重（指无刷控制器）。

d. 用万用表电阻档检查控制器线路是否断路。

e. 用万用表电阻档检查控制器功率元件阻值是否正常。

f. 用万用表检查控制器是否有调速和断电信号。

2.2 控制器故障的诊断与排除

2.2.1 无刷控制器故障的诊断与排除

a. 故障的原因。无刷控制器故障的原因主要有以下两点：

①一般无刷控制器只有欠电压和过电流保护功能。

欠电压保护是在过放电时使电动机断电对其进行保护，而无法对回升电压进行监测，从而使蓄电池过放电。

另外，由于元器件老化，控制器局部出现短路现象，也会使某些控制器烧坏。

②无刷控制器内在质量差。控制器是靠连接线传递信号的，引出线、接插件和功率器件出现故障都会使控制器失效，功率器件使用过程中迅速老化、损坏。另外，控制器外壳散热条件差，内部温度高，易引发元器件安装脚位脱焊，也会造成控制器损坏。

b. 故障检修方法。首先检查闸把控制线（无需拆开闸把与控制器连线，直接将表笔触及连线根部金属片即可）。通常采用低电平制动的电动自行车，闸把两根线处于高电平位置，捏紧闸把时，两线间电压为0V。

接着检测转把电压：用正把方式的电动自行车，转把转动，电压应从低到高变化（采用反把控制方式的，电压则由高到低变化），最高可达5V，而起始电压各不同，一般为2.5V。且PWM芯片应能输出驱动脉冲，输出线端电压与电源电压值应相同。

若闸把和转把均正常而无电压输出，则表明控制器有故障，应进一步检修。

2.2.2 有刷控制器故障的诊断与排除有刷控制器的核心电路是振荡器、脉宽调制等。目前，组成核心电路的件有三大类：①普通电压比较器，主要采用LM339，LM339是一块四比较器，器件的损坏率很低；②专用脉宽调制（PWM）芯片，使用最多的是TL494，常见的搭配形式是TL494与LM358，LM358是一块双运放；还有采用SG3525和MC33035的，MC33035本来是无刷控制器专用芯片，就是因为其技术成熟，外围电路简单，也可以被用在有刷控制器里，只使用其中一相；③单片机，有刷控制器采用较多的单片机，是性价比较高的ATMEL公司的89C2051，无刷控制器采用较多的单片机是MICROCHIP公司的16C72和16F72。

首先要根据现象粗略估计损坏部位，排除控制器外部接触不良等易判故障。例如：飞车可能是VMOS击穿，也可能是霍尔速度转把地端悬空；加电不转可能是控制器故障，也可能是外部连线烧断或接触不良。特别是制动开关、钥匙、蓄电池、熔断器等部位；加载无力可能是电流取样电阻脱焊，也可能是电动机问题等。待确实认定是控制器内部故障，再打开检查维修。

a. 检修思路。一是控制器中VMOS损坏率高，多数为DS间击穿，加电就高速旋转。在不加电情况下，用万用表电阻档检测便知，更换好管故障即可排除。更换时，要注意绝缘和散热，要涂上导热硅脂，固定好散热板的紧固件。伴随VMOS击穿，还可能有其他周边元器件损坏，如互补推挽下管PNP管等。

二是稳压电源，可以带电检查其输出是否为额定稳压值，如没有电压，应查负载有无短路及其他异常情况。另外，对于TL494，尽管内部复杂，只要检查关键点，就能判断大致情况。

TL494第14脚为+5V参考电源输出端，如12脚供电正确，14脚没有+5V，一般是芯片坏了；3脚也是关键点，它为高电位时，芯片关闭输出，如果它为高电位，要检查造成原因，例如欠电压保护、霍尔调速转把工作异常等。

也可以检查后部的关键点，例如VMOS栅极电压是否随霍尔速度转把转动变化等。

b. 元器件级检修。大部分内部损坏的控制器，通过更换损坏的元器件可以恢复使用。有刷控制器损坏率最高的是功率开关管（VMOS）三端稳压电源集成电路、续流二极管3种器件。

①元器件的识别。场效应晶体管、三端稳压器78XX、续流共阴极双极管这3种器件外形一样，都有封装。其识别方法如下：

识别续流二极管：最容易识别，其特点是：三条腿中间的腿（N）是独立的，接电动机的一条线，这条线同时接电源正极，用万用表电阻R×1档测它与电源正极之间的电阻为0；两边的腿（P）在线路板上是相连的，接电动机的另一条线，用万用表电阻档分别测接电动机的两条线和续流二极管P、N之间的电阻为0。

识别VMOS管：三条腿中间的腿为漏极（D），在线路板上是和续流管两边的腿（P）相连，并且接电动机的非电源正极的那条线，三条腿旁边的右腿为源极（S），是和电流取样电阻相连的，用万用表电阻R×1档测它与地之间的电阻为0。

识别三端稳压器：可以使用排他法判别。如果有三只带散热器的封装元器件，先识别续流二极管和VMOS，剩下的就是三端稳压器；如果有四只带散热器的封装元器件，一般是两只VMOS，先识别续流二极管，再识别VMOS，两只VMOS是并联关系，即中间腿和中间腿在线路板上相连，右腿和右腿在线路板上连接，剩下的就是三端稳压器。这里讲的右腿，指元件印字面面向操作者，腿向下，操作者右手对应的腿。

三端稳压器都是使用正极型的，但是又有固定型78XX系列和可调型的LM317（或LM337）。78XX的中间腿接地，左腿为输入，右腿为输出。LM317和LM337没有直接接地脚，但左腿为调整脚（ADJ）是共同的，区别则是LM317右腿为输入，中间腿为输出；LM337中间腿为输入，右腿为输出。

VMOS和三端稳压器78XX虽然都有一端接地，但功率开关管VMOS一端接电动机，稳压器78XX则不接电动机。集成块也可以从脚数和连线部位等特征来区分，例如：TL494是16脚的，LM324和LM339是14脚的，LM393和LM358是8脚的。虽然LM324和LM339都是14脚的，但是供电脚不同，LM324供电脚是4、11脚，LM339供电脚是12、3脚。

直径1mm、长度大约10mm的镍铜丝或铜丝，这一般是电流取样电阻，一端接VD-MOS的源极S，一端接蓄电池负极（精黑），铜丝两端受热很容易造成脱焊，接触电阻增大，可能造成前面讲的轻载正常、重载无力故障。

可以进一步沿信号通路区分，有刷控制器核心部位就是PWM。它的前面是两个输入信号，一路是三角波发生器的三角波，另一路是霍尔速度转把的速度信号；PWM的输出，经驱动到VMOS栅极。

有可调电阻的，该可调电阻多数为蓄电池欠电压保护取样的可调部分。如果还有可调电阻，该可调电阻可能是限流值调节。

在搞清上述三类元器件位置和电极的基础上，进一步在线确定其好坏，一般仅仅确定是否短路就足够了。

②元器件的测试方法。确定VMOS的D、S间是否短路，用指针式万用表电阻档R×1测，如果正测反测，中间的腿漏极（D）和右腿源极（S）间电阻都接近零，说明VMOS已坏。

确定续流二极管的P、N间是否短路，有指针式万用表电阻档测接电动机的两条线，在不和电动机相连的情况下，如果说正反测电阻都接近零，应可以基本确定三端稳压集成电路已坏。正、反测，指交换红、黑表笔。

确定三端稳压集成电路是否短路，用指针式万用表R×100档，分别测输入端和接地之间，输出端和接地之间的电阻，如果正反测都接近零，说明续流二极管已坏。

如果场效应晶体管看不清型号，按下列经验替换，24V、36V的控制器可使用IRF3205或IRF2807，48V的控制器可使用STP75NF75或IRF2807。

③注意事项：

a.要保持原来的绝缘，绝缘垫和绝缘片必须装好。

b.保持散热良好，在元器件和绝缘垫之间、散热板和绝缘垫之间涂少许白色的导热硅脂，锁紧固定螺栓。

c.伴随场效应晶体管损坏，还可能有其他元器件损坏，最常见的就是加速场效应晶体管关断的晶体管，一般这只晶体管是PNP双极型，没有它，也可以工作，但是场效应晶体管发热，容易损坏，其型号有2N5401、8550、9012等。

（3）无刷控制器元器件级维修无刷控制器元器件级维修比有刷控制器难度大，主要是集成电路使用多，贴片元器件多，脉宽调制信号是三路。可以参考维修有刷控制器的方法，对电流取样电阻脱焊、线路板烧断以及场效应晶体管损坏等故障进行维修。

无刷控制器常见的无刷专用芯片组合有：M033035与IR2103驱动、MC33035与分立元器件驱动；MC33033与IR2103、MC33033与分立元器件驱动；LB11820与IR2103驱动、LB11820与分立元器件驱动。

MC33035是24脚，MC33033是20脚，LB11820是30脚，IR2103是8脚。每个控制器如果使用IR2103作驱动（推动），要有3片。还有，MC33035和MC33033提供给霍尔速度转把的基准电源是6.25V，LB11820则是5V。

采用单片机的，大部分单片机工作电压是5V，需要专门的5V稳压电源；其故障大都是单片机供电端对地短路损坏累及5V稳压电源损坏。

电动自行车控制器维修实例分析

实例01：有刷控制器控制部件的电源不正常

控制器内部电源一般采用三端稳压集成电路，一般用7805、7806、7812、7815等规格的稳压集成电路，它们的输出电压分别是5V、6V、12V、15V。将万用表设置在直流电压+20V档位，将万用表的黑表笔与红表笔分别靠在转把的黑线和红线上，观察万用表读数是否与标称电压相符，它们的上下电压差不应超过0.2V，如图2所示。否则说明控制器内部电源出现故障。一般有刷控制器可以通过更换三端稳压集成电路排除故障。

图2：有刷控制器电源故障测量点

实例02：无刷控制器完全没有输出

用万用表直流电压+50V档位，检测6路MOS管栅极电压是否与转把的转动角度呈对应关系（见表5-1）。如没有对应关系，说明控制器里的PWM电路或MOS管驱动电路有故障。参照无刷控制器主相位检查图，测量芯片的输入输出引脚的电压是否与转把转动角度有对应关系，可以判断出是哪些芯片有故障。更换同型号芯片即可排除故障。

表5-1无刷控制器完全没有输出

实例03：飞车

飞车是指一打开电源，电动机就转，或电动机的速度不受转把的控制。飞车故障一般是由MOS管击穿引起的。判断MOS管好坏的方法，可用万用表的二极管档位测量MOS管的三个引脚，应该没有短路现象。如MOS管损坏，则可以通过更换同型号的器件来排除故障。

实例04：控制器失效

电动自行车控制器失效的原因主要有以下几个方面：

①控制器电路短路使电源损坏。

②元器件在高温或低温环境下工作，性能参数变化；或控制器功耗大，某些器件局部温度过高使器件本身进入保护状态；或接触不良，使控制器工作不良。

③电动机损坏或功率器件质量差，器件振动、松动，电流过载，功率驱动电路损坏造成功率器件损坏。

④控制器线束保护不完备，线束与接插件的压接不牢，造成连接线磨损及接插件接触不良或脱落。

因此，必须注意提高控制器的可靠性，主要有以下几个方面：

①对控制器所用的功率器件的型号、参数应认真筛选，应注意型号、品牌、产地和供应商。

②将电源设计成独立供电方式，可防止局部电路发生短路而烧坏控制器，及电源电压异常升高而击穿外部器件可用DC-DC模块。

③选择温度系数好的元器件，改良控制器外壳的外观形状扩大散热面积，让控制器通过充分地散热来防止控制器承受过高的温度而出现失灵。外壳材料最好采用导热材料。

④改进控制器连接线、套管材质及减少锐利边缘，使其更能防水、抗摩擦、防尘、抗振、防氧化和防磨损。

⑤将监测控压电路与蓄电池组输出端并接，监测欠电压保护起动的电压，并进行稳压，从而使蓄电池不出现过放电现象。

⑥配置限流装置或严格控制控制器过电流保护值的设定（10～12A），使蓄电池和电动机得到可靠的保护。

实例05：ZK3610A有刷控制器没有电压输出

ZK3610A有刷控制器的电路如图3所示。出现有刷控制器没有电压输出的故障，其检修方法如下：

图3： ZK3610A有刷控制器的电路

将万用表设置在+20V（DC）档位，先检查闸把输出信号的高、低电位。如果握紧闸把时，闸把信号有超过4V的电位变化，说明闸把正常。然后，按照有刷控制器常用芯片引脚功能表，与检测出的主控芯片与逻辑芯片的电压值进行比较，并检查各芯片外围器件（电阻、电容、二极管）的数值是否与元器件表面标识的数值一致，从而判断是外围器件或是集成电路有故障。

如果检查发现控制元器件烧坏，主要原因是：①在使用过程中，电源的正负极接反；②控制器内进水、短路造成元器件烧坏；③控制器线路板上元器件损坏；④线路板上元器件脱焊、虚焊。

根据上述的原因进行修复。若无法修复，应更换同型号的控制器，故障即可排除。

实例06：有刷控制器无电压输出

出现有刷控制器无电压输出时，可将万用表设置在+20V（DC）档位，分别对闸把输出信号的高、低电位进行检测。捏闸把时有4V以上的电位变化，说明闸把正常，应检查控制器。

具体检修方法如下：常用有刷控制器芯片引脚功能见表5-2。检查各路MOS管栅极电压与转把的转动角度是否存在对应关系，检测关键引脚的电阻、电压值是否正常，并检查各芯片外围阻容元件。

表5-2常用有刷控制器芯片引脚功能

将万用表设置在直流电压+50V档，对各路MOS管栅极电压与转把的转动角度是否对应进行检测，若不存在对应关系，说明控制器内PWM电路或MOS管驱动电路有故障。

再检测芯片的输入输出引脚的电压与转把转动角度是否存在对应关系，若不存在对应关系，说明故障在芯片和相关元器件。

更换上述损坏的元器件，故障即可排除。

实例07：无刷控制器断相

无刷控制器断相是指无刷控制器的三相电路中，有一相不能正常工作，断相分主相位断相和霍尔断相。

（1）主相位断相主相位断相的检修可以参照有刷控制器飞车故障的排除方法，检测MOS管是否击穿。无刷控制器MOS管击穿一般是某一个相位的上下两个一对MOS管同时击穿，更换时应同时更换。MOS场效应晶体管检测方法如下：

使用HR-500型万用表，检测场效应晶体管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极G1与栅极G2之间的电阻是否短路，从而判断晶体管的好坏。

a. 检测源极S与漏极D之间的电阻值。检测时，将两表笔接在S极与D极之间，正常时，读数应在几十欧至几千欧之间固定不变。再将表笔对调，其读数应不变；否则，说明场效应晶体管损坏。

b. 将万用表两表笔分别接于S极与G1极（第一栅极）之间，S极与G2（第二栅极）之间，G1极与G2极之间分别进行检测，对调表笔时，上述各种情况所得的电阻值均应为∞。若测得上述各项阻值太小或为通路，说明该场效应晶体管已损坏。

注意：若G1、G2两个极同时在场效应晶体管内断极，其阻值测不出来，可用替代法进行检测。发现MOS管损坏，应更换同型号的器件，故障即可排除。场效应晶体管的外形如图4所示。

图4：场效应晶体管的外形

c. 结型场效应晶体管的检测方法。

①使用HR-500型万用表测量。检测时将万用表置R×10或R×100档，红、黑两支表笔接在场效应晶体管的S极与D极之间，正常时，其阻值在10～100Ω之间。对调表笔后再测试，其阻值应与前面测得的数值相同，否则，说明此晶体管已损坏。

②使用MF10型万用表检测。将万用表设置在R×100k档，将黑表笔接G极，红表笔接S极。给G、S极之间充电，此时万用表指针会有轻微偏转。再将万用表拨至R×1档，将黑表笔接D极，红表笔接S极，正常时，万用表指针的指示应为几欧，若阻值过大，则说明该场效应晶体管已损坏。

d. VMOS场效应晶体管的检测方法。具体检测方法是：使用HR-500型万用表，检测漏极和源极的电阻值。将栅极与源极短路，将万用表拨至R×1档，黑表笔接源极，红表笔接漏极，测得的阻值为几欧至十几欧，表明该场效应晶体管是好的。否则，说明该场效应晶体管已损坏。

（2）无刷控制器霍尔断相无刷控制器霍尔断相的故障表现为控制器不能识别电动机霍尔信号。具体检测方法如下：

拔下控制器与无刷电动机的霍尔引线，在控制器通电状态下，将万用表设置在+20V（DC）档，并将黑表笔靠在控制器霍尔引线上，红表笔检测控制器的其他霍尔引线。应该有+5V以上的电压，否则说明控制器内部霍尔输出电路有故障。

通过检测霍尔引线滤波电容的主控制芯片的相应引脚，进一步判断故障位置。更换滤波电容或主控芯片，故障即可排除。

用电压比较法检测如图5所示，检测各标注点的电压可以判断故障的具体元器件。

图5：无刷控制器霍尔断相检查图

实例08：飞车

电动自行车飞车是指一打开电源锁，即出现电动机高速运转，转速无法控制现象。电动自行车一般采用PWM方式调整速度和执行各种保护功能，其主要执行部件是功率型MOS管、续流二极管和优质大容量电容。当MOS管被击穿直通后，电动机失去控制，其堵转冲击电流可达数十安培，强制制动在短时间内也可能无法断开熔断器。

出现上述故障的主要原因是：①调速转把不起调速作用；②控制器损坏。首先检查调速转把与控制器三根接线是否接错。若接错，应重新连接；若接线正常，说明调速转把有故障，应清洗或更换感光片擦拭感光管。若仍不能排除故障，则应更换调速转把。

若调速转把正常，则应检查控制器。

用万用表的二极管档位检测MOS管三个引脚，三个引脚之间应没有短路，否则，说明MOS管损坏。更换同型号的场效应晶体管，故障即可排除。

若制动时出现飞车，主要原因是控制器进了水，导致控制器不能断电而造成飞车，因此平时注意控制器不要被雨淋；或用水洗车时，注意控制器不能进水，避免造成线路短路。

为了防止飞车的发生，在设计上应选择优质的关键器件，并且在发生异常时，应能及时处理。如绿源电动自行车采用的“紧急熄火开关”装置，可有效防止飞车。

实例09：电动自行车打开电源锁开关，转动手把，电动机不转或在骑行中突然停转

出现打开电源锁开关，转动手把，电动机不转或在骑行中突然停转的故障时，首先应检测转把线是否断路，或插接件是否接触不良。

接着检查闸把线是否断路和短路。若正常，故障在控制器中场效应晶体管烧毁，处在开路状态。更换相同型号的场效应晶体管，故障即可排除。

实例10：电动自行车操作右手把，电动轮毂无法断电

操作电动自行车右手把时，电动轮毂不能断电的主要原因是：①手把拉线没有回到原来的位置；②制动断电开关损坏；③控制器烧坏。

（1）手把拉线没有回到位手把拉线没有回到原来位置，可检查拉线软管是否被顶住，若是，将其排除。

（2）制动断电开关损坏

a. 对于机械常开断电开关，造成不断电的原因为接触触点弹簧片与触点接触不上，应进行维修，如不能修复，则应更换制动断电开关。

b. 对于电子低电位断电开关，只能更换。

故障的快速判断方法是：把控制器输出端线与地线短接起来，如出现断电，说明制动闸把有故障；如果不断电，说明控制器有故障。

（3）控制器烧坏把控制器输出端的紫色与黑色线短接，若不断电，说明控制器有故障，应更换。

实例11：调速失灵或速度偏低

调速失灵或速度偏低的主要原因是：①蓄电池电压过低；②调速转把连接松动或调速转把引线脱落；③调速转把的弹簧卡住或失效；④控制器损坏。

可针对上述不同的故障原因进行检修。

a. 检查蓄电池。24V的蓄电池电压值在23～26V之间，36V蓄电池电压在35～38V之间，若不在规定范围内，则应及时充电。

b. 检查调速转把。调速转把处电压正常（不欠电压）时，复位弹簧和调速线断裂会使调速失灵，检测调速转把若不能复位自如，应更换；或用万用表对应三芯插座中的红、黑两头检测其电压是否有5V，黑、绿线间电压是否有4.8V（在调速转把转到极限时），没有或偏低，也应更换调速转把。

c. 检测控制器。蓄电池电压正常，则用电动自行车检测仪检测控制器。将控制器的9芯或8芯扁平插头插到检测仪插座中，若控制器输出的电压、电流不正常，则应更换控制器；若正常，说明电动轮毂有故障，应进一步检修。

d. 有刷电动机轮毂腔炭粉座积垢太多，会使转速变慢，应清除炭粉，故障即可排除。

实例12：控制器的代换

电动自行车如果长期日晒雨淋，导致控制器内部元器件锈损；或者擅自拆装控制器修理时，将线路焊错而使控制器损坏或者是控制器本身的质量较差，使用一段时间后损坏。

检修时，如果没有同型号的控制器更换，在应急情况下，可用现有的控制器，根据已知的或检测判断出的各引线功能，对控制器进行改造即可进行代换。

（1）控制器引线功能的判断在对某些控制器的引线功能未知的情况下，首先将控制器通电，先检测出转把供电引线（+5V或6.25V）、闸把供电引线（+5V、+12V或+15V）与地线。其次，数一下剩下几个未知功能的引线（例如剩下4条引线），然后按图6所示的方法，在+5V引线与地线之间，分别串联上几路5kΩ的电阻，将串联电阻的中间抽头引出线接到未知引线的线头上。判断时，按照开关法引线判断表（见表5-3），先判断转把信号线引线。当某个开关闭合或断开时，电动机以中等速度旋转，则说明该路引线是转把信号线。

图6：控制器引线功能的判断

表5-3开关法引线判断表

注：●表示开关闭合；○表示开关断开。

假设Q4和Q8这一路线是转把信号的引线，将Q4和Q8合上，开始判断闸把信号线的引线。当某个开关断开或闭合时，电动机停止转动，则说明该引线是闸把信号的引线。闸把信号线可能是一根，也可能是两根。还有的引线，由于其电位的高低和电动机的转动没有关系，在应急代用的情况下可以不接。

（2）无刷控制器与无刷电动机的连接大多数无刷电动机与无刷控制器的连接方法如下：

无刷电动机与控制器一般有8根引线，连线时应按各色对应的方法连接。3根粗线是线圈引线，另外5根细线是电动机霍尔线。一般蓝色粗线为电动机A相，绿色粗线为电动机B相，黄色粗线为电动机C相。红色细线为电源正5V，黑色细线为地线，蓝色细线为位置传感器A相，绿色细线为位置传感器B相，黄色细线为位置传感器C相。无刷控制器与无刷电动机分60°与120°两种相角，连线时应注意对应，否则，电动机不能正常转动。

常用的无刷电动机驱动芯片是MC33035和MC33033。对于MC33035芯片，如果它的第22脚接地，则是用于驱动120°。无刷电动机：如果它的第22脚悬空或接高电位，则是用于驱动60°无刷电动机。对于MC33033，如果它的第18脚接地，则是用于驱动120°无刷电动机；如果它的第18脚悬空或接高电位，则是用于驱动60°无刷电动机。

如果无刷电动机反转，表明无刷控制器与无刷电动机的相角是匹配的，只需调整电动机的转向即可。调整方法是：将无刷电动机与无刷控制器的霍尔引线的A、C线交换；同时将无刷电动机与无刷控制器的主相线A、B交换接线即可。

（3）电路元器件的更换方法在检测出集成电路或MOS管损坏后，则应更换集成电路或MOS管。

a. 拆卸集成电路。拆卸时可用酒精灯火焰外焰加热印制电路板焊接集成电路引脚焊盘，快速均匀地移动印制电路板，直至所有焊盘的焊锡熔化，用镊子将集成电路从印制电路板上取下。焊接时，将焊孔里的焊锡清除干净，将集成电路插装好，用接地良好的电烙铁迅速焊接好各引脚。注意速度要快，以免因焊接时间过长引起局部温度过高，损坏电路或焊盘。

b. 拆卸功率器件。拆卸时，将MOS管或三端稳压集成电路的管脚剪断，分别焊下它们的引脚，应注意避免拆卸大管脚元器件时损坏印制电路板焊盘。

c. 焊接集成电路、功率器件。拆卸完集成电路和功率管以后，对焊盘进行清洁，把多余的焊锡去掉，露出焊盘孔。把集成电路和功率器件插进相应位置后，用30W以内的电烙铁对元器件管脚和相应焊盘进行焊锡。应一次性焊接好，电烙铁不要在某管脚上停留时间太长，以免导致元器件内部电路损坏。

（4）安装控制器安装时，一定要将与控制器相连接的接插件垂直地面摆放，以防止接插件积水。将控制器的引线用尼龙扎带固定在车体上，以防止引线与车体发生摩擦而损坏引线。尽量将控制器安装位置抬高远离地面，并将控制器外壳的开口面朝下，以防止控制器进水，损坏控制器。

实例13：有刷电动摩托车更换损坏的控制器后，电动机仍不能运转

有刷电动摩托车更换损坏的控制器后，电动机仍不能运转。应先检测控制器全部连线，经检测没发现异常。于是将控制器只接转把电源，电动机仍无反应，经检测控制器电源正极细线电压，无电压，但仪表显示有电。

经检测电源锁开关到控制器连线，发现断路。将电源锁开关与控制器电源正极细线之间重新连接后试车，故障排除。

究其原因，由于控制器电源正极细线是控制控制器内部电源通断的开关，此线连接电源锁开关与蓄电池正极，当此线电压与电源正极电压相同时，控制器内电源才可正常工作。由于正极细线断路，所以造成了上述故障。

实例14：无刷电动摩托车有电源，灯光、喇叭正常，电动机可以转动但无力，噪声大

该车使用原厂控制器说明不存在线路匹配问题。用无刷控制器简易检测仪检测，发现控制器输出相线缺一相。更换控制器后，电动机工作正常。

究其原因，由于无刷电动机有三相线圈，如果有一相断相，则电动机可以转动，但运行无力，且噪声大。

另外，电动机与控制器相线位置不对也会造成电动机断相。

实例15：无刷电动摩托车有电源，灯光、喇叭正常，但电动机不转

首先拔掉闸把线重新接一新闸把，故障依旧，怀疑控制器有故障。用万用表检测控制器电源端子，检测电动机霍尔元件，发现全部无电压。

检测霍尔电源线显示无电压，说明控制器损坏。更换一只新的控制器后，试车，故障排除。

究其原因，由于霍尔无电源，就不会给控制器信号，控制器无信号就不会向电动机三相线圈供电，造成电动机不转。

实例16：控制器检测不到助力传感器信号

电动自行车助力传感器的作用是，当电动自行车处于助力状态时，检测骑行脚蹬力矩或脚蹬速度信号的装置。控制器根据助力传感器信号的大小，使电动机输出不同的电驱动功率，达到人力与电力的自动匹配，共同驱动电动自行车行驶。

助力传感器的霍尔器件用支架固定在中轴旁，中轴上装有磁环。中轴转一周，磁环上的5个磁钢使霍尔器件输出5个脉冲。当控制器检测到该信号后，计算出所需的助力力矩，调整电动机供电电压的大小。新型的助力传感器还可识别中轴的转动方向，只有向前转时才给电动机供电。

当出现控制器检测不到助力传感器信号的故障时，可按下列方法进行检修：

①检查助力传感器和磁钢的距离是否在2～5mm之间，如果距离过大，就没有信号输出，可调整其距离直到合适。

②如果调整后还没有信号输出，可再检查助力传感器输出信号线。若正常，应检测助力传感器有无5V电压，若无5V电压，说明控制器内部电源有故障，按控制器无工作电源处理。若5V电压正常，应检测霍尔器件。

实例17：电动自行车助力传感器只在反转时有助力、正转时助力不起作用

电动自行车助力传感器出现只在反转时有助力、正转时助力不起作用故障。其故障原因主要是，将与传感器对应的磁环方向装反了。只要将磁环箭头方向向着车的骑行方向安装就可以了。

传感器及磁环都应该安装在车的右侧，如果由于车型原因，有的厂家把它装在左侧了，则磁环也应该反着装。目前部分电动自行车控制器提供的是AS型传感器，具有正反转识别功能，只有在向前旋转时才能给电动机供电，以防反向助力造成不安全。

实例18：电动自行车调速信号为5V时控制器不工作

电动自行车的调速信号为5V时控制器不工作，这是智能电动自行车控制器设置的一项保护功能，目的是防止转把损坏时飞车。电动自行车正常的转把电压不可能达到4.8V。当电压高于4.8V时，控制器会认为是转把故障，将切断电动机电源。因此，电动自行车的调速信号为5V时，控制器不能工作，这是正常现象。

实例19：电动自行车接通电源锁后，整车无反应

分析与检修：通过故障现象分析可知，供电系统异常，电路如图7所示。

图7：新晨之光电动自行车控制器电路

经查熔断器熔断，怀疑负载异常使它过电流损坏。将数字万用表置于二极管档，测负载的对地阻值时，万用表的蜂鸣器发出声音，说明负载的确有短路的现象。当脱开控制器的36V供电线后，万用表不再发出声音，并且阻值恢复正常，说明故障部位在控制器。控制器内部元器件引起36V供电对地短路多为场效应晶体管型功率放大管损坏所致，检查场效应晶体管时，发现其中一只击穿。更换场效应晶体管和熔断器后故障排除。

实例20：电动自行车接通电源锁后，有供电显示，但不能骑行

分析与检修：通过故障现象分析可知，电动机、控制器异常或制动、调速控制电路异常，电路如图5-7所示。

测控制器无电动机驱动电压输出，说明故障是由于控制器等异常引起的，检查闸把和转把输出的控制信号正常，说明故障发生在控制器。测LM339的3脚供电正常，测LM339的10脚有激励脉冲输出，说明故障部位在信号放大部位。在路检查发现激励管VT2的集射结击穿短路。更换后，故障排除。

实例21：WMB型控制器无激励脉冲输出

分析与检修：通过故障现象分析可知，控制器或闸把、转把异常。

测控制器无电动机驱动电压输出，说明故障是由于控制器等异常引起的，检查闸把和转把输出的控制信号正常，说明故障发生在控制器。测LM339的3脚供电正常，测LM339的10脚无激励脉冲输出，测LM339的6脚无锯齿波脉冲，说明故障发生在锯齿波脉冲形成电路。检查LM339的6脚外接元器件时，发现C₈漏电，更换后故障排除。

实例22：WMB型控制器无激励脉冲输出

分析与检修：通过故障现象分析可知，控制器或闸把、转把异常。

测控制器无电动机驱动电压输出，说明故障是由于控制器等异常引起的，检查闸把和转把输出的控制信号时，发现闸把信号始终为低电平，说明闸把或闸把线异常。检查发现闸把异常，更换后故障排除。

实例23：WMB型控制器调速范围窄

分析与检修：通过故障现象分析可知，控制器或转把异常。

旋转转把时，测LM339的9脚输入的调速脉冲异常，说明调速控制电路异常，旋转转把时测转把霍尔IC的3脚输出的电压不正常，测其1脚的供电正常，说明霍尔IC或永久磁条异常。当更换霍尔IC后，故障排除。

实例24：一款由PCI6C58B和LM393构成的控制器无激励脉冲输出

分析与检修：通过故障现象分析，可初步判断故障发生在电动机、控制器或制动、调速控制电路，电路如图5-8所示。

测控制器无电动机驱动电压输出，说明控制器及其控制系统异常。检查闸把和转把输出的控制信号都不正常，而闸把和转把不可能同时损坏，怀疑它们的供电异常，测它们的供电时发现电压不足1V，正常时为5V。因5V电压由控制器提供，说明控制器内的5V稳压电路工作异常。

该控制器的5V稳压电路由R₁₂、TR3构成，查R₁₂和TR3正常，怀疑滤波电容C₅、C₆等异常，焊下C₅检查发现它已漏电，用100μF/25V电容更换C₅，5V电压恢复正常，接好控制器与转把、闸把和电动机的接线后，故障排除。

实例25：一款由PCI6C58B和LM393构成的控制器无激励

分析与检修：电路参见图8，按上例检修思路查闸把和转把输出的控制信号正常，说明故障发生在控制器内部。拆开控制器后，测LM393的7脚无激励脉冲，接着测其5脚也没有激励脉冲输入，说明单片机PCI6C58B未输出激励脉冲。PCI6C58B正常工作不仅需要5V供电，还需要复位信号和时钟信号，测PCI6C58B的17脚和18脚时，发现没有时钟信号，说明故障是时钟振荡电路异常。检查C₁₂和C₁₃正常，代换晶振后，故障排除。

图8： PC16C58B和LM393构成的控制器电路

实例26：一款由PCI6C58B和LM393构成的控制器无激

分析与检修：按上例检修思路查闸把和转把输出的控制信号正常，说明故障发生在控制器内部。拆开控制器后，测LM393的7脚有激励脉冲输出，而其5脚有脉冲输入，说明故障发生在信号放大部分。检查信号放大部分时，发现没有供电电压，该电压由R₁₅、VD3稳压获得，检查发现VD3击穿，更换后故障排除。

实例27：一款由PCI6C58B和LM393构成的控制器在使用充足电的蓄电池时输出脉冲正常，当蓄电池使用一段时间后就无驱动电压输出

分析与检修：通过故障现象分析可知，蓄电池容量下降或控制器内的欠电压保护电路误动作。利用一个直流稳压电源为控制器，在调节稳压电源输出电压时，发现电压未降到欠电压保护值时控制器就无激励脉冲输出，说明故障在控制器内部。

参见图5-8，该控制器采用了两套欠电压保护电路，一套是由LM393和R₁₈、R₁₉构成的；另一套是由PCI6C58B取样电阻构成的。检查发现R₁₈阻值增大，更换后故障排除。

实例28：一款由89C2051、IR2103、D4324构成的控制器无激励脉冲输出

分析与检修：通过故障现象分析，怀疑电动机、控制器异常或制动、调速控制电路异常，电路参见图9。

图9： 89C2051、IR2103、D4324构成的控制器电路

测控制器无电动机驱动电压输出，说明控制器及其控制系统异常。检查闸把和转把输出的控制信号都不正常，测它们的供电时发现电压为0V，正常时为5V。因5V电压由控制器提供，说明控制器内的5V稳压电路工作异常。

该控制器采用了18V和5V两套稳压电路。首先利用三端稳压器7818和R₁将来自蓄电池盒的36V电压变换为18V，再由三端稳压器78L05产生5V电压。测滤波电容C₁两端有18V电压，而C₁₂两端无5V电压，测C₁₁两端电压正常，说明78L05或其负载异常。脱开它的负载后，测C₁₂两端电压依旧，说明78L05损坏，更换后故障排除。

实例29：一款由89C2051、IR2103、D4324构成的控制器无激励脉冲输出

分析与检修：通过故障现象分析，怀疑电动机、控制器异常或制动、调速控制电路异常。

测电动机的三相绕组无驱动电压输入，说明控制器及其控制系统异常。检查闸把和转把输出的控制信号都正常，说明控制器异常。

参见图5-9，该控制器为了能够为无刷电动机提供驱动信号，采用了三路驱动电路。因三路放大器不能同时损坏，所以故障部位在调宽脉冲形成电路。由于89C2051属于单片机，所以它正常工作不仅需要正常的5V供电，而且需要正常的复位信号和时钟信号。测89C2051的20脚（图中未画出）有5V电压，而其1脚在通电瞬间却没有由高到低的复位信号，说明复位电路异常。查复位电路，发现电容C₁₂开路，更换后故障排除。

实例30：一款由89C2051、1112103、D4324构成的控制器有一路无激励脉冲输出

分析与检修：通过故障现象分析可知，电动机、控制器异常或制动、调速控制电路异常。

参见图5-9，测电动机的三相绕组无驱动电压输入，说明驱动电路或89C2051异常。检测时发现放大器IC2（IR2103）有信号输入，但无信号输出，说明该放大器工作异常。查它的供电正常，外接元器件也正常，说明IC2异常，更换后故障排除。

实例31：一款由PIC58和MC34063A、CD4069构成的控制器无激励脉冲输出

分析与检修：通过故障现象分析，怀疑电动机、控制器异常或制动、调速控制电路异常。

测控制器无电动机驱动电压输出，说明控制器及其控制系统异常。检查闸把和转把输出的控制信号都不正常，测它们的供电时发现电压为0V，说明控制器内的5.5V电源异常。

首先查看元器件是否炸裂或有无变色的元器件。该控制器为了将36V电压变换为5.5V，采用了由厚膜电路MC34063A、储能电感L₁和续流二极管VD17构成的DC-DC型开关电源。测MC34063A的供电端1脚和6～8脚有正常的供电，而它的2脚无电压输出，说明MC34603A的2脚内外电路异常，检查外接元器件正常，说明MC34603A异常，更换后故障排除。

实例32：一款由LM339、NE555构成的控制器无激励脉冲输出

分析与检修：通过故障现象分析，怀疑电动机、控制器异常或制动、调速控制电路异常。

测控制器无电动机驱动电压输出，说明控制器及其控制系统异常。检查闸把和转把输出的控制信号都不正常，测它们的供电时发现电压为0V，说明控制器内的5V电源异常。

查看控制器内部元器件时，发现熔断器FU1熔断且发黑，说明控制器内部存在严重短路的元器件。由于控制器内部引起熔断器熔断的元器件多发生在功率放大部分，在路检查发现场效应晶体管VT7击穿，其他元器件正常。更换VT7和FU1后，故障排除。

实例33：一款由LM339、NE555构成的控制器无激励脉冲输出

分析与检修：按上例检修思路，检查闸把和转把输出的控制信号正常，测LM339的14脚无调宽脉冲输出，接着测其8脚无锯齿波触发脉冲输入，说明锯齿波脉冲形成电路异常。该控制器的锯齿波脉冲形成电路由时基电路NE555和相关元器件构成。查NE555的4脚和8脚供电正常，检查外接元器件正常，怀疑NE555损坏。更换后，LM339的14脚能够输出调宽脉冲，故障排除。

实例34：36V有刷电动机飞车

故障现象：

支起车架，打开电源开关，电动机高速转动，手握闸把，车轮仍转动不停。

故障检修：

先关闭电源开关，再将调速转把控制线拔下，然后打开电源开关，电动机仍转动不停，则表明控制器有故障。拆下控制器并将其分解，最后用万用表检查发现控制器内部的MOS管击穿短路。更换同型号MOS管后，飞车现象消失。

实例35：有刷电动机飞车

故障现象：

支起车架，打开电源开关，电动机高速转动，手握闸把，车轮停止转动。

故障检修：

先关闭电源开关，再将调速转把控制线拔下，然后打开电源开关，电动机停止运转，则表明控制器正常。装复调速转把控制线，并打开电源开关，这时电动机仍转动不停。用万用表直流电压10V档，黑表笔接地，红表笔分别接调速转把控制线，测量得：霍尔电压为5V，接地电压为0，但转速信号线输出电压为0，则判断为调速转把控制器异常，更换原型号的调速转把，故障排除。

实例36：有刷电动机飞车

故障现象：

支起车架，打开电源开关，电动机高速转动，手握闸把，车轮停止转动。

故障检修：

关闭电源开关，再将调速转把控制线拔下，然后打开电源开关，电动机停止运转，则表明控制器正常。装复调速转把控制线，打开电源开关，电动机仍转动不停，则表明调速转把控制器或其控制线断路或插接器接触不良。检查控制线未发现断线，调速转把控制器也无异常，分别短接插接器输出、输入的霍尔线、转速控制线和接地线。当短接地线时，电动机停止运转，拆开插接器，发现内部严重锈蚀，更换新件后，故障现象消失。

实例37：有刷电动机通电时不工作

故障现象：

打开电源开关，转动调速转把，电动机不转动，但蓄电池显示正常。

故障检修：

拆下控制器，用控制器故障测试仪测量一切正常。再把控制器装上原位并插好所拆导线后，拔下制动开关插头，打开电源开关并加速，电动机运转正常，则表明调速转把正常。接通制动开关，故障依旧，则表明制动开关有故障。拔下制动开关插头，经检查该开关呈短路状态，更换一只新制动开关后，故障现象消失。

实例38：有刷电动机通电后不工作

故障现象：

打开电源开关，手握调速转把后轮不转，但蓄电池电量显示充足。

故障检修：

打开电源开关，电量显示充足，手握调速转把后轮不转，此时仪表上的蓄电池电量显示表针立即下降。

产生该故障的原因有以下几点：

a. 蓄电池容量不足。

b. 线路某处接触电阻过大，常发生在线接头、插接器等处。

用同型号充足电的蓄电池替换，故障依旧。拆下总线盒发现主线插接器锈蚀。用细砂纸打磨后装复，故障排除。

实例39：有刷电动机运转无力

故障现象：

电动自行车空载调速正常，骑行时无力。

故障检修：

支起车架，手握调速转把加速正常，但无法起步。用手触及控制器外壳热度不大，由此推断控制器内部限流功能失调。其限流作用是当电流达到某一数值时，起动限流功能，电流限制在一定范围内，从而达到电动机、蓄电池和自身保护的多重功能。拆开控制器，测量限流电路，发现限流电阻虚焊。重新焊接和装复，故障现象消失。

实例40：有刷电动机不工作

故障现象：

支起车架，打开电源开关，但后轮不转。

故障检修：

用万用表直流20V档，测量闸把输出信号的高、低电压。若握闸把时，闸把信号线有大于4V的电压变化，则表明闸把无故障。然后拆下控制器并检查主芯片外围电阻、电容和二极管等元器件，未发现异常。当更换新主芯片后故障现象消失。