电动车充电器原理及维修

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，以防触电。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 是电流取样电阻（ 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。此电压一 路经 T1 加载到 Q1。第二路经 R5,C8,C3, 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 D3,R12给 U1提供可靠电源。 T1 输出线圈的电压经 D4,C10整流滤波得到稳定 的电压。此电压一路经 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 R14,D5,C9, 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 R26,R4 分压达到 LM358的第二脚和第 5 脚。正常充电时， 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。 此电压一路经 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，此电压一路使 Q3导通， D10点亮。另一路经 D8， W1到达反馈电路，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 常见的故障 有三大类 : 1：高压故障 2; 低压故障 3 ：高压，低压均有故障。 高压故障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基本正常。 应重点检测 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 D2,C4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 脚输出脉冲波形不正常， Q1的开关损耗和发热量大 增，导致 Q1过热烧毁。高压故障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 D3,R12开路,TL3842 及其外围电路无工作 电源。另有一种罕见的高压故障是输出电压偏高到 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 时间通电， 否则将严重烧毁低压电路。 低压故障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， 会导致电池欠充。 高低压电路均有故障时， 通电前应首先全面 检测所有的二极管，三极管，光耦合器 4N35，场效应管，电解电容，集成电路， R25,R5,R12,R27，尤其是 D4（16A60V,快恢复二极管）， C10(63V,470UF)。避免 盲目通电使故障范围进一步扩大。 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）。待电源正常启动后，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 13007高压三极管。 配合 LM324（4 运算放大器），实现三阶段充电。见图表 2 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 压绕组， 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 D9,D10 整流，C8 滤波，给 TL494,LM324,V3,V4 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 V3,V4 ，经 TF2 反馈绕组激励 V1,V2 。使 V1,V2, 由自激状态转入受控状态。 TF2 输出绕组电压上升， 此 电压经 R29,R26,R27 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 是电流取样电阻，充电时 R30 产生压降。此电压经 R11,R12 反馈给 TL494 的 15 脚（电 流反馈）使充电电流恒定在 1.8A 左右。另外充电电流在 D20 上产生压降， 经 R42 到达 LM324 电动自行车充电器多采用开关型电源， 型号虽多，但电路结构大同小异， 主 要 区 别 在 所 选 用 的 脉 宽 调 制 (PWM) 芯 片 不 同 ( 如 UC3845 、 UC3842 、SG3524, TL494) 。现以佳腾牌充电器为例， 介绍其原理和 故障检修方法。 一、电路原理 根据实物测绘的佳腾牌充电器电路原理如图 1 所示。整机可分为 PWM 产生和推动电路、 功率开关变换电路、 充电状态指示电路和交流输入电 路四个部分。 1.PWM 产生和推动电路 PWM 产生电路由 IC1( TL494) 和外围元件构成。 TL494 是 PWM 开 关电源集成电路。引脚功能和内部方框图如图 2 所示 IC1 第⑤、⑥脚外接的 C1O 、 R19 是定时元件，决定锯齿波振荡器的 振荡频率， f=1.1/RC ，按图中数值为 50kHz 。第(14) 脚是 +5V 基准 电压输出端，除片内使用外，还直接或分压后供第②、④、 (13) 脚和 IC2 使用。第(13) 脚为输出方式控制端， 在该脚接低电平时为单端输出 方式，图中接第 (14) 脚+5V 高电平，为双端输出方式。第④脚为死区 时间控制端，该脚电位决定死区时间。电位升高，死区时间延长，输出 脉宽变窄，当电位大于锯齿波电压时， 输出脉宽将变得很窄， 甚至停振。 凡输出端采用半桥式或全桥式开关电路， 都要正确设置死区时间， 以免 两个开关管同时导通，发生电源短路的危险。 图中该脚电位由基准电压 经 R24 和 R20 分压取得，实测电压为 0.46V 。C15 是软启动电容。 第①、②脚和第 (16) 、(15) 脚是 IC1 内部两个电压比较器的正、反相 输入端，分别用作充电电压取样和充电电流取样。 +44V 充电电压经 R28 、R27 和 R26 分压反馈至第①脚。 C15 是软启动电容。第②脚电 位由基准电压经 R23 和 R3 分压取得，实测为 3. 2V, 第①脚电位愈高， 输出脉宽愈窄，充电电压愈低 ; 反之脉宽增宽，充电电压升高。从而实 现稳定 +44V 充电电压的目的。 Ra 是充电压调试电阻， Ra 和 R26 的 并联阻值愈小， 充电电压愈高。 R29 是充电电流取样电阻， 由该电阻上 取得的电压变化，经 R13 送入 IC1 第(15) 脚。充电电流愈大，第 (15) 脚电位愈低。当第 (15) 脚电位小于第 (16) 脚( 接地 )电位时， IC 输出端 将被封闭，从而实现过流保护。 Rb 是过流保护调试电阻，本机予设为 1.8A 。