电动车充电器电路识图技巧

充电器主要的作用是为蓄电池补充电能。它的性能好坏不仅决定充电时间的长短，而且还决定蓄电池的使用寿 命。因此，它被称为电动车电气系统的“四大件”之一。下面以图7-23所示的TL494、LM358 构成的充电器为 例介绍电动车充电器电路的识图方法。 1.市电滤波及变换电路 市电滤波及变换电路的核心元器件是互感线圈L1、整流管D1～D4、滤波电容C1～C4，辅助元器件是熔断器 F1、限流电阻RT1。 按下启动按键(手动开关)AN，市电电压经F1 送到由C1、C2 和互感线圈L1 组成的线路滤波器滤除市电电网中的 高频干扰脉冲，同时也可以防止开关电源产生的高频干扰脉冲窜入市电电网，影响其他用电设备的正常工作， 随后再通过D1～D4 组成的整流堆桥式整流，由C3、C4 滤波，在C3 两端建立310V 左右的直流电压。 限流电阻RT1 是负温度系数热敏电阻，它可在开机瞬间限制C3 因充电产生的冲击大电流。 2.功率变换器 该变换器采用了自激启动、他激工作方式。自激式启动电路的核心元器件是开关管V1、V2 和电阻R2～R8，以 及变压器T1 和T2 等，他激式电路的核心元器件是PWM 控制芯片IC1(TL494)、R26、C14。由于IC1 的13脚接 5V 电压，所以IC1 的输出方式被设置为双端输出。 接通电源瞬间，由市电变换电路产生的300V 电压不仅加到V1 的集电极，而且通过启动电阻R2 和限流电阻R3 限流后加到V1 的基极，为V1 的发射结提供启动电流使它导通。V1导通后，300V 电压通过V1 的集电极和发射 极、激励变压器T2 的2-4 绕组、开关变压器T1的1-2 绕组、C4 到地构成回路，回路中的电流不仅为C4 提供能 量，而且在T1 的一次绕组上产生②脚正、①脚负的电动势，在T2 的2-4 绕组上产生②脚正、④脚负的电动势， 使T2的1-2 绕组产生①脚正、②脚负的感应电动势，它的3-5 绕组产生③脚正、⑤脚负的电动势。3-5 绕组的电 动势使开关管V2 截止，1-2 绕组输出的脉冲电压通过C7、R3 加到V1 的基极，使V1 在正反馈雪崩过程的作用 下进入饱和导通状态，随后使V1 和V2 工作在自激振荡状态。V1 和V2 工作在自激振荡状态后，T1 的二次绕组 输出的脉冲电压经D9 和D10 全波整流、C9 滤波产生直流电压。 C9 两端的24V 电压不仅通过R19 为驱动电路供电，而且加到电源控制芯片IC1 供电端12脚。IC1 的12脚获得供 电后，它内部的基准电源形成5V 电压，该电压不仅从14 脚输出，而且为IC1 内部的振荡器、触发器、比较器、 误差放大器等电路供电。振荡器获得供电后，它与⑤脚、⑥脚外接的定时元件C14、R26 通过振荡产生锯齿波 脉冲电压。该锯齿波脉冲作为触发信号，控制PWM 比较器产生矩形激励脉冲，再经RS 触发器产生两个极性相 反、对称的激励信号，通过驱动电路放大后从IC1 的⑧脚和 11脚输出。从IC1 ⑧脚和 11脚输出的激励脉冲通过 V4 和V3 放大后，再经T2 耦合，驱动开关管V1 和V2 交替导通，从而使开关管进入他激式工作状态。开关电源 进入稳定的他激式工作状态后，T1 二次绕组输出的脉冲电压经整流、滤波后为它的负载供电。其中，4-5 和4- 6 绕组输出的脉冲电压通过D15 和D16 全波整流，在C9 两端产生稳定的24V 的直流电压，第一路为IC1 供电; 第二路为自动断电控制电路供电;第三路为继电器J 供电;第四路通过R12 使电源指示灯LED1 发光，表明该充电 器已开始工作。9-7 和9-8 绕组输出的脉冲电压通过D15 和D16 全波整流，在C10 两端产生稳定的44V 直流电 压，该电压通过隔离二极管D17 不仅为蓄电池充电，而且为IC1 的误差放大器提供取样电压。 V1～V4 的集电极、发射极两端并联的D6、D8、D11、D14 是阻尼二极管，以保护V1～V4 不被过高的反向电 压击穿;D12 和D13 组成温度补偿电路，以免温度变化影响V3、V4的工作状态，最终给V1 和V2 带来危害;T1 一次绕组上并联的C6 和R1 用作阻尼，以免T1 进入多谐振荡状态。D5、R4 和D7、R7 是C7 和C8 的钳位电 路，并且在开关管截止期间为C7 和C8 提供快速放电回路，以便C7 和C8 在下个振荡周期继续为开关管提供激 励回路。 3.稳压控制电路 稳压控制电路的核心元器件是取样电阻R33～R35、芯片IC1、隔离二极管D17。 当市电电压降低或负载较重引起D17 负极电压下降时，该电压通过R35、R33 和R34 取样后的电压下降，通过 IC1 的①脚使IC1 内部的误差放大器1 的同相输入端电压下降，而反相输入端②脚输入的参考电压保持不变，经 IC1 内的误差放大器、PWM 电路处理后，使IC1 ⑧脚、 11脚输出的激励脉冲占空比增大，开关管V1 和V2 导 通时间延长，开关变压器T1 存储的能量增大，开关电源输出电压升高到正常值，实现稳压控制。若开关电源输 出电压升高时，控制过程相反。 IC1 14脚输出5V 电压通过R31 和R32 分压后，作为参考电压加到IC1 ②脚。 4.充电、显示控制电路 该充电器的充电、显示控制电路由IC1 内的误差放大器1、误差放大器2 和IC2(LM358)、取样电阻R10、双色发 光二极管LED2 和LED3 等元器件构成。由于R10 串联在开关变压器T1 的二次绕组和地之间，所以充电期间会 在R10 两端产生下正、上负的压降。这个压降不仅通过R17 加到IC2 的反相输入端②脚，而且通过R27 加到IC1 的 15 脚，同时IC1 14 脚输出的5V 电压经R28 也加到IC1 的 15 脚。 为能量不足的蓄电池充电时，开关电源的负载较重，在稳压控制电路的控制下，开关管导通时间较长，充电电 流较大，为蓄电池快速充电，同时在R10 两端建立的压降(负压)较高：一方面使IC1 的 15 脚输入微弱的负电压，致使IC1 内的误差放大器2 输出高电平控制信号，将IC1 ⑧脚和 11 脚输出的激励脉冲的占空比限制在一定 范围内，以免开关管过电流损坏;另一方面因IC2 的③脚接地，电压恒定为0，所以IC2 ②脚输入负压后它的①脚 输出高电平控制电压。该电压第一路通过R13 使V5 导通，继电器J 的驱动线圈有导通电流流过，于是驱动线圈 产生的磁场使它内部的触点吸合，取代按键开关AN 为充电器供电;第二路通过R14限流，使双色发光二极管内的 红色发光二极管LED2 发光，表明充电器工作在恒流充电状态;第三路使IC2 的⑥脚输入高电平，致使IC2 的⑦脚 输出低电平电压，绿色发光二极管LED3因无导通电压而不能发光。 随着恒流充电状态的不断进行，蓄电池两端的电压逐渐升高，充电电流大幅度减小，R10产生的压降使IC1 的 15 脚电位由负压升高到0，IC1 内的误差放大器2 不再影响激励脉冲的占空比，但仍有一定压降使IC2 的①脚输 出高电平，红色充电指示灯仍发光，此时开关电源在稳压控制电路的作用下，使输出电压升高并保持稳定，C15 两端电压为44V，充电器进入恒压充电阶段。