1樓：匿名使用者
電動自行車充電器
給電動車輛的鉛酸電瓶、鎳鎘電瓶補充能源，要通過充電器進行。充電器的種類很多.一般以有無工頻變壓器區分可分為分兩大類。
大功率的普遍採用環牛工頻變壓器.雖然效率低，但是電流大(可到30a)、可靠。貨運電動三輪無一例外地使用它，而30ah以下的電瓶則大多采用開關電源技術，這樣便提高了效率，甩掉了笨重的工頻變壓器。
電動自行車充電器最大充電電流大多在2a左右。
1.採用開關電源技術的電動自行車充電器
(1)山東gd36充電器
電路原理圖見圖12所示。該充電器為半橋式充電器.主要效能指標為：
輸入電壓：170-260v；輸出電壓：44 v(可調)；最大充電電流：
1.8a；浮充充電電流：200～100ma。
1)電路原理
本充電器電路主要由市電整流濾波、自激加他激半橋轉換、pwm控制、電壓控制、電流控制、輸出整流濾波六部分組成。
整流濾波 市電220v/50hz經二極體d1～d4橋式整流、電容c5～c7濾波，得到310v左右的直流電壓，作為開關變換器的電源。
自激加他激半橋輸出電路主要由q1、q2、b2、b3等元件組成。
自激啟動該電路的特點是自激啟動，控制電路所需輔助電源由其本身提供，無需另設。自激振盪是利用磁心飽和特性產生的，具體過程為：接通電源，c5、c6上的150v電壓經r5、r7、r9、r10給開關管q1、q2提供基極偏壓。
設q1由tr5偏壓而微導通，則推動變壓器b2的②-④繞組感應出極性是②腳正、④腳負的電壓，於是①-②繞組感應出①腳正、②腳負電壓加到q1的發射極，加速q1的導通。這是一個十分強烈的正反饋過程，q1迅速飽和導通。與此同時，③-⑤繞組感應出③腳正、⑤腳負的電壓，使q2截止。
q1飽和導通後，150電壓給b3①-②主繞組充電儲能，線圈中的電流和由它產生的磁感應強度隨時間線性增加。但當磁感應強度增大到飽和點bm時，電感量迅速減小，q1的集電極電流急劇增加，增加的速率遠大於其基極電流的增加，vce升高，於是q1退出飽和進入放大區，推動變壓器b2的②-④、①-②、③-⑤繞組感應電壓將反向。這又是一個強烈的正反饋過程，結果是q1截止、q2飽和導通。
此後，這種過程重複進行而形成振盪。
工作原理如下：
他激振盪：自激振盪過程中，b3的次級輸出電壓經d9、d10全波整流、c19濾波，建立起pwm控制電路晶片tl494所需的工作電源。tl494開始工作，由q3、q4輸出相位差為180°的pwm脈衝，經b2⑥-⑦、⑦-⑧繞組感應至①-②或③-⑤繞組。
於是q1、q2便由自激轉為在他激pwm脈衝驅動下輪流導通。b3的次級⑨-⑦、⑨-⑧繞組輸出電壓經d15全波整流、c21濾波得到+44v電壓給蓄電池充電。
d6、d7是兩隻鉗位二極體.保護開關管q1、q2。保護機理是洩放b3初級的反激能量和漏感儲能，消除反峰電壓。
當q1由導通變為截止而q2又尚未導通時，d7導通，把反激能量再生給c6充電；當q2由導通變為截止而q1又尚未導通時，d6導通，把反激能量再生給c5充電。這樣，一方面消除了反峰電壓，另一方面因反激能量回送電源而極大地提高了電源的效率。
pwm控制以tl494為核心組成。c12、r19與內部電路形成振盪，當這兩隻阻容元件引數為圖示數值時，振盪頻率約為50khz。(13)腳接+5v，脈衝輸出方式被設定為推輓輸出。
⑧、(11)腳輸出的推輓調寬脈衝，經驅動電路放大後送半橋輸出級，控制q1、q2輪流導通。
r20、r24分壓值設定死區控制端④腳的電位，限定最大導通佔空比小於45％。c18是緩啟動電容，接通電源後，c18兩端電壓為零，④腳的電位近似為+5v，輸出脈衝佔空比為零。隨著c18的充電，④腳電壓逐漸降低，導通佔空比逐漸增大，輸出電壓逐漸受控。
電壓、電流控制：r26和r27是電壓負反饋取樣電阻，r26與r27分壓，對輸出電壓進行取樣，加到tl494的①腳進行電壓控制。r3是電流取樣電阻，取樣電壓經r13加到tl494的(15)腳進行電流控制。
電流控制的實質也是控制輸出電壓。
推輓驅動：由q3、q4、b2等元件組成。這是一種典型的變壓器推輓式功率放大電路。d11、d14的作用與d5、d7相似，保護q3、q4，把b2初級的反激能量回送電源。
充電狀態指示主要由運放lm358、led1、led2等元件組成。當充電電流較大時，電流取樣電阻r3上端電壓大大低於地電位，lm358的②腳電位低於③腳電位，①腳輸出高電平，電池充電指示燈led1點亮；當充電電流較小(小於200ma)時，+5v經r36、r30、r3分壓，r3上端電壓略高於地電位，lm358②腳電位高於③腳，①腳輸出低電平，電池充電指示燈ledl熄滅，⑦腳輸出高電平.在充滿後指示燈led2點亮。
充電過程中的某一期間存在ledl、led2同時點亮的過渡狀態。
2)除錯
輸出電壓開路輸出電壓為44v，改變r26或r27可校準此值。夏天電壓應比44v低1v，如果是膠體電池電壓還要低，否則可能會充鼓包。
輸出電流短路時輸出電流為1.8a，改變r13可校準此值。
狀態指示除錯當充電電流為200ma時，蓄電池充滿指示燈led2應開始點亮。改變r30可校準該狀態。
3)小結
很多半橋式充電器，以tl494為核心，結構十分類似，tl494內部包含了振盪、鋸齒波形成、pwm、運放等基本單元電路，穩壓和限流反饋都加到運放端。另以一塊比較器積體電路為輔助，進行電流分段控制，這些積體電路工作需要電源、通電起始、啟動電路工作為它們供電，然後由輔助電源逐步建立穩定的電源，為這些積體電路工作提供能量。
這些充電器有些故障類同，例如空載有較低輸出電壓，帶負載輸出消失。多數是tl494損壞，或者供電電路有故障。空載有輸出說明自激正常，但是沒有建立起正常的控制系統，帶負載自激條件被破壞停振，輸出電壓消失。
對於空載無任何輸出的半橋式充電器，在保險管損壞的情況下，首先懷疑兩隻開關管是否擊穿，在更換npn管的同時，檢查2.2ω等周邊元件是否損壞。更換零件後通電檢查，仍然空載，但要在市電輸入端串聯一隻普通的100w白熾燈泡，當開機時，白熾燈泡閃亮一下變暗，同時半橋式充電器各種發光管正常發光，說明基本修好了，可以進行其他專案了；如果白熾燈泡常亮不變暗，說明充電器有其他故障。
有一類開關管的損壞原因是tl494完好，正向通道往後直到開關管正常。但是穩壓反饋系統有問題。tl494輸出到開關管的脈衝佔空比失控(增加)，造成開關管的損壞。
因此，最好在換開關管後，用穩壓電源給積體電路供電，模擬改變穩壓反饋系統反饋電壓，用示波器觀察佔空比是否相應變化。
維修充電器安全問題很重要，一定要搞清楚電路中**帶市電，**不帶市電再下手，不要帶電觸控內部線路和零件。用萬用表測試時，要拔掉蓄電池和市電插頭，對電容放電後再進行，對濾波電容放電可用普通白熾燈泡進行。
充電器的調整很重要，直接影響電池使用壽命。以12v電池為例，浮充電壓13.5v~13.
9v可長期進行，一般輸出電壓不要超過14.2v，否則易使電池失水。需要提醒的是：
在控制充電壓時膠體電池電壓應低一些；夏天電壓應低一些，降低幅度為每格(12v電池為6格)每℃4mv。維修充電器，關鍵是找到電壓負反饋的電壓取樣電阻。熟練掌握減小取樣電阻上半部分電阻值，輸出電壓降低；增大取樣電阻上半部分電阻值，輸出電壓升高。
或者反過來，減小取樣電阻下半部分電阻值，輸出電壓升高；增大取樣電阻下半部分電阻值，輸出電壓降低的方法。其次是找到充電電流取樣電阻，以及電流檢測比較器，掌握改變各階段充電電流的方法。
參考地電位，在分析電流檢測比較器電路時十分重要。這是因為充電器電流檢測比較器的積體電路是單電源供電，比較器的一端接地，比較器的另一端接取樣電阻，而取樣電阻上的電壓一般為負電壓。
(2)石家莊某公司單激式充電器
充電器的原理圖見圖13。單激式充電器啟動電路和半橋式不同，一般直接取自市電整流濾波後的平滑直流電，積體電路也以uc3842、uc3845和uc3844n為主，也有采用電路更加簡潔的三端開關式top226整合塊，uc38xx是電流控制pwm單輸出專用晶片。廣泛用於電腦顯示器電源、電動車充電器等電源類產品。
uc38xx和tl494類似，內部含有振盪器(osc)，誤差放大器、脈寬調製(pwm)，參考電壓產生等pwm專用晶片必備的內電路。還具有三個特點，圖騰柱式輸出電路，輸出電流可達1a，可直接驅動功率開關vdmos管：具有內部可調整的參考電源。
可以進行欠壓鎖定；這個帶鎖定的pwm，可以進行逐個脈衝的電流限制，也叫逐周(期)限制。
圖13中r18、d5、n5等組成啟動和供電電路。加電瞬間。市電整流濾波後的平滑直流電通過r18給uc3845⑦腳以啟動供電，此時d5反偏截止。
uc3845工作後，開關變壓器各繞組有感應電壓，副繞組電壓經d4整流供n5進行穩壓，d5導通，給uc3845提供穩定的工作電壓，完成啟動和供電。圖中lm393是一個變形的施密特電壓比較器，用作市電過壓保護，當市電過壓時，比較器翻轉，①腳呈低電平，d3導通將uc3845關閉。輸出穩壓的負反饋系統由光電耦合器、基準電源n6、rv1、r27、r26、r23等組成。
穩壓過程：輸出電壓由於某原因上升時，流經光電耦合器發光二極體電流增加，光強增加，光電耦合器光電三極體加劇導通。內阻減小，使uc3845的②腳電壓升高，減小pwm佔空比，拉低輸出電壓。
反之，增大pwm佔空比，使輸出電壓拉高，起到自動穩定輸出電壓的作用。
1)過流(過載)保護
開關管過流訊號取自電阻r3、r4。一旦開關管過流，uc3845的③腳電壓超過1v，內部電路就會關閉輸出，實現過流(也叫過載)保護。增大取樣電阻，就是降低了起控電流的動作點，電源輸出功率也相應減小。
2)過壓保護
電源輸出端的lm339四個電壓比較器a、b、c、d反相端電位均固定在+5v。a和b檢測輸出電壓，當輸出端電壓較低時即充電初始階段，a的②腳為低電平，低壓燈low亮，b的①腳也為低電平，高壓燈hi也亮；當充電電壓升高時。a翻轉，低壓燈low熄滅，高壓燈hi繼續亮，當電池將充滿時，電池電壓升高，b翻轉，①腳為高電平，高壓燈hi熄滅。
同時，c的(13)腳為高電平，d的(14)腳也為高電平，n7導通，j1吸合，j1-1(常閉)斷開將取樣電阻r4接入，增大了電流取樣電阻，開始起控使輸出電流下降，進人浮充電階段。n4、w1、r8、r7構成12v穩壓電源，為12v的繼電器提供電源。
(3)天能tn-1智慧負脈衝充電器
圖14是天能tn-1智慧負脈衝充電器電路圖。這個充電器主要部分是典型的半橋式兩段充電器，和前面介紹的圖12充電器基本一樣。這裡主要介紹負脈衝充電部分的工作原理。
這部分電路由放電開關、負脈衝載入控制、脈衝振盪器三部分組成。
放電開關是三極體q6、q6導通，其集電極和發射極將電瓶短路，電瓶放電。q6截止，電瓶恢復充電。q5和q6是直接耦合，俗稱達林頓管。
q6受載入負脈衝控制和振盪器聯合控制。載入負脈衝控制由ic3的c和d構成。d接成反相器(電路中，與非門兩個輸入並聯看作一個非門)，只有c的兩個輸入都為高電平時，③腳為低電平，經d反相使q6導通，給電瓶放電。
c的②腳來自多諧振盪器的每秒1個(脈寬3ms)正脈衝，c的①腳來自兩階段電流檢測電路ic2的①腳，恆流充電時①腳為高電平。此時，負脈衝才起作用。
脈衝振盪器由ic3的a和b以及c24、c25、兩隻100kω電阻構成典型的多諧波振盪器，其充放電時間常數不同，高電平3ms，低電平1250ms。負脈衝充電，可提高充電接受能力，降低充電溫度；國內還有可以消除硫化延長電瓶壽命的**。上述充電器在放電時，並沒有斷開充電電路。
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