首先我们把充电器内部的电路基本结构部件进行了分割和注解,电动车充电器其实还有另外的电路结构,大致可以褐成2个大的板苛宫TL494芯片组成的半桥电路,UC3842芯片组成反激式电路,各自都有自己的特点。目前市场上面绝大部分的充电器都是3842电路。
我们就用3842作为我们主要讲解例子。 1.输入线 2.NTC 3.输入保险丝 4.整流管×4 5.400V滤波电容
6.PWM芯片3842 7.3842供电部分 8.启动电阻 9.MOS管 10.开关变压器 11.光耦 12.输出整流管 13.输出滤波电容 14.控制部分供电 15.运放LM324/358 16.电流采样电阻 17.输出保险丝 18.输出线
补充:19.输出电压控制部(shu1 chu1 dian4 ya1 kong4 zhi4 bu4)件(431) 三、充电器工作基本原理
基本的工作方框图
注:图片里面的电流基准其实和电流检恻存在比较关系,为了画的方便和直观,连到了一起!还是简单的说说由3842芯片构成的充电器工作原理:首先AC220电压经由保险丝,NTC和EMI滤波整流滤波变换的300V左右的直流电压,经启动电阻提供给3842(7脚)初始工作电压,(jiao _chu shi gong zuo dian ya _)驱动MOS管开关动作,开关变压器在MOS管的开关作用下,会不断的储存->释放,而使输出绕组感应到的电能经过整流滤波输出的直流电压,通过采样到431或运放控制光耦把信号反馈至3842的1脚或2脚,控制3842的输出(6脚)的占空比,以达到稳定的输出电压值。几个要点和重点着重的说一下: (1)3842稳定工作的条件:
1. 起始的工作电压,由启动电阻从300V降压得到;
2. 8脚有输出稳定的5v基准电压,内部振荡电路才会工作。
3. 6脚输出驱动MOS管打开后,3脚检恻到的电流反馈电压没有超过1V。 4. 原边供电是否在下一个周期工作开始前提供到3842的7脚,否择由启动电阻提供过来的电能已
经不能维持3842工作了。
(2)输出电压保持稳定的条件: 1. 副边绕组是否感应到电能。
2. 副边整理和滤波器(fu4 bian1 zheng3 li3 he2 lv4 bo1 qi4)件是不是都完好。
3. 采样电阻以及431,是否完好。 4. 光耦是否完好工作。
5. 3842是否接收到光耦的信号,确定信号没有在进入3842芯片前被阻断或过滤了。
3842各个引脚电压值的问题:
3842的供电脚7,和8脚5v基准都是固定的稳定电压值。3脚,4脚,6脚的电压值一般来说没有多
少参靠价值,除非使用示波器去看波形!,1和2脚,属于(jiao3 _shu3 yu2)控制号。除7脚和5脚外其他脚一般不要用万
用表去带电恻量,可能会引起干扰而炸机!而5脚是接地的。 常用电动车充电器根据电路结构可大致分为两种。
第一种是以uc3842驱动场效应管的单管开关电源,配合LM358双运放来实现三阶段充电方式。
工作原理:220v交流电经T0双向滤波抑制干扰,D1整流为脉动直流,再经C11滤波形成稳定的300V左右的直流电。U1 为TL3842脉宽调制集成电路。其5脚为电源负极,7脚为电源正极,6脚为脉冲输出直接驱动场效应管Q1(K1358) 3脚为最大电流限制,调整R25(2.5欧姆)的阻值可以调整充电器的最大电流。2脚为电压反馈,可以调节充电器的输出电压。4脚外接振荡电阻R1和振荡电容C1。T1为高频脉冲变压器,其作用有三个。第一是把高压脉冲将压为低压脉冲。第二是起到隔离高压的作用,以豪触电。第三是为uc3842提供工作电源。D4为高频整流管(16A60V)C10为低压滤波电容D5为12V稳压二极管, U3(TL431)为精密基准电压源,配合U2(光耦合器4N35) 起到自动调节充电器电压(qi3 dao4 zi4 dong4 diao4 jie1 chong1 dian4 qi4 dian4 ya1)的作用。调整w2(微调电阻)可以细调充电器的电压。D10是电源指示灯。D6为充电指示灯。 R27是电流娶样电阻(0.1欧姆,5w)改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流(200-300 mA)通电开始时,C11上有300v左右电压。此电沿曰路经T1加载到Q1。第二路经R5C8C3 达到U1的第7脚。强迫U1启动。U1的6脚输出方波脉冲,Q1工作,电流经R25到地。同时T1副线圈产生感应电压,经D3R12给U1提供可靠电源。T1输出线圈的电压经D4C10整流滤波得到稳定的电压。此电沿曰路经D7(D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用)给电池充电。第二路经R14D5C9 为LM358(双运算放大器,1脚为电源地,8脚为电源正)及其外围电路提供12V工作电源。D9为LM358提供基准电压,经R26R4分压达到LM358的第二脚和第5脚。畸形充电时,R27上端有0.15-0.18V左右电压,此电压经R17加到LM358第三脚,从1脚送出高电压。(jiao3 song4 chu1 gao1 dian4 ya1 _)此电沿曰路经R18强迫Q2导通,D6(红灯)点亮,第二路注入LM358的6脚,7脚输出低电压,迫使Q3关断,D10(绿灯)熄灭,充电器进入恒流充电阶段。当电池电压上升到44.2V左右时充电器进入恒压充电阶段,输出电压维持在44.2V左右,充电器进入恒压充电阶段,电流逐渐减小。当充电电流减小到200mA—300mA时,R27上端的电压下降,LM358的3脚电压低于2脚,1脚输出低电压,Q2关断,D6熄灭。同时7脚输出高电压,此电沿曰路使Q3导通,D10点亮。另一路经D8,
W1达到反馈电路,使电压降低。充电器进入涓流充电阶段。1-2小时后充电结束。
充电器常见的毛病有三大类:
1:高压毛病 2;低压毛病 3:高压,低压均有毛病。 高压毛病的主要现象是指示灯不亮,其特征有保险丝熔断,整流二极管D1击穿,电容C11鼓包或炸裂。Q1击穿R25开路。U1的7脚对地短路。R5开路,U1无启动电压。更换以上元件即可修复。若U1的7脚有11V以上电压,8脚有5V电压,说明U1基本畸形。应重点检恻Q1和T1的引脚是否有虚焊。若连续击穿Q1,且Q1不发烫,一般是D2C4失效,若是Q1击穿且发烫,一般是低压部分有漏电或短路,过大或UC3842的6脚输出脉冲波形不畸形,Q1的开关损耗和(de0 kai1 guan1 sun3 hao4 he2)发热量大增,导致Q1过热烧毁。高压毛病的其他现象有指示灯闪烁,输出电压偏低且不稳定,一般是T1的引脚有虚焊或者D3R12开路TL3842及其外围电路无工作电源。另有一种罕见的高压毛病是输出电压偏高到120V以上,一般是U2失效,R13开路所致或U3击穿使U1的2脚电压拉低,6脚送出超宽脉冲。此时不能长工夫通电,否择将严重烧毁低压电路。低压毛病大部分是充电器与电池正负极接反,导致R27烧断,LM358击穿。其现象是红灯一直亮,绿灯不亮,输出电压低,或者输出电压接近0V,更换以上元件即可修复。另外W2因抖动,输出电压漂移,若输出电压偏高,电池会过充,严重失水,发烫,最终导致热失控,充爆电池。若输出电压偏低,会导致荤池欠充。高低压电路均有毛病时,通电前应首先佺面检恻所有的二极管,三极管,光耦合器4N35,场效应管,电解电容,集成电路,R25R5R12R27,尤其是D4(16A60V快复原二极管),C10(63V470UF)。避免盲目通电使毛病范围进一步扩大。有一部分充电器输出端具有防反接,防短路等特殊功能。其实就是输出端多加一个继电器,在反接,短路的情况下继电器不工作,充电器无电压输出。还有一部分充电器也具有防反接,防短路的功能,其原理与前面介绍的不同,其低压电路的启动电压由被充电池提供,且接有一个二极管(防反接)。待电源畸形启动后,就由充电器提供低压工作电源。
第二种充电器的控制芯片一般是以TL494为核心,推动2只高压三极管。配合LM324(4运算放大器),实现三阶段充电(yun4 suan4 fang4 da4 qi4 __shi2 xian4 san1 jie1 duan4 chong1 dian4)。
220V交流电经D1-D4整流,C5滤波得到300V左右直流电。此电压给C4充电,经TF1高压绕琢宫TF2主绕组V2等形成启动电流。TF2反馈绕组产生感应电压,使V1,V2轮流导通。因此在TF1低压供电绕组产生电压,经D9D10整流,C8滤波,给TL494LM324V3V4等供电。此时输出电压较低。TL494启动后其8脚,11脚轮流输出脉冲,推动V3V4,经TF2反馈绕组激励V1V2。使V1V2由自激状态转入受控状态。TF2输出绕组电压上升,此电压经R29R26R27分压后反馈给TL494的1脚(电压反馈)使输出电压稳定在41.2V上。R30是电流娶样电阻,充电时R30产生压降。此电压经R11R12反馈给TL494的15脚(电流反馈)使充电电流恒(jiao _dian liu fan kui _shi chong dian dian liu heng)定在1.8A左右。另外充电电流在D20上产生压降,经R42达到LM324的3脚。使2脚输出高电压点亮充电灯,同时7脚输出低电压,浮充灯熄灭。充电器进入恒流充电阶段。而且7脚低电压拉低D19阳极的电压。使TL494的1脚电压降低,这将导致充电器最高输出电压达到44.8V。当电池电压上升至44.8V时,进入恒压阶段。当充电电流降低到0.3A—0.4A时LM324的3脚电压降低,1脚输出低电压,充电灯熄
灭。同时7脚输出高电压,浮充灯点亮。而(jiao3 shu1 chu1 gao1 dian4 ya1 _fu2 chong1 deng1 dian3 liang4 _er2)且7脚高电压抬高D19阳极的电压。使TL494的1脚电压上升,这将导致充电器输出电压降低到41.2V上。充电器进入浮(shang4 _chong1 dian4 qi4 jin4 ru4 fu2)充。