電動自行車充電器的原理與檢修

www.guilinhy.com 來源：中電網　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2006-5-23

黑龍江成語電動自行車充電器多采用開關型電源，型號雖多，但電路結構大同小異，主要區別在所選用的脈寬調制(PWM)芯片不同(如UC3845、UC3842、SG3524,TL494)。現以佳騰牌充電器為例，介紹其原理和故障檢修方法。一、電路原理根據實物測繪的佳騰牌充電器電路原理如圖1所示。整機可分為PWM產生和推動電路、功率開關變換電路、充電狀態指示電路和交流輸入電路四個部分。 I.PWM產生和推動電路 PWM產生電路由IC1( TL494)和外圍元件構成。TL494是PWM開關電源集成電路。引腳功能和內部方框圖如圖2所示。 IC1第⑤、⑥腳外接的C1O、R19是定時元件，決定鋸齒波振蕩器的振蕩頻率，f=1.1/RC，按圖中數值為50kHz。第(14)腳是+5V基準電壓輸出端，除片內使用外，還直接或分壓后供第②、④、(13)腳和IC2使用。第(13)腳為輸出方式控制端，在該腳接低電平時為單端輸出方式，圖中接第(14)腳+5V高電平，為雙端輸出方式。第④腳為死區時間控制端，該腳電位決定死區時間。電位升高，死區時間延長，輸出脈寬變窄，當電位大于鋸齒波電壓時，輸出脈寬將變得很窄，甚至停振。凡輸出端采用半橋式或全橋式開關電路，都要正確設置死區時間，以免兩個開關管同時導通，發生電源短路的危險。圖中該腳電位由基準電壓經R24和R20分壓取得，實測電壓為0.46V。C15是軟啟動電容。第①、②腳和第(16)、(15)腳是IC1內部兩個電壓比較器的正、反相輸入端，分別用作充電電壓取樣和充電電流取樣。+44V充電電壓經R28、R27和R26分壓反饋至第①腳。C15是軟啟動電容。第②腳電位由基準電壓經R23和R3分壓取得，實測為3.2V,第①腳電位愈高，輸出脈寬愈窄，充電電壓愈低;反之脈寬增寬，充電電壓升高。從而實現穩定+44V充電電壓的目的。Ra是充電壓調試電阻，Ra和R26的并聯阻值愈小，充電電壓愈高。R29是充電電流取樣電阻，由該電阻上取得的電壓變化，經R13送入IC1第(15)腳。充電電流愈大，第(15)腳電位愈低。當第(15)腳電位小于第(16)腳(接地)電位時，IC輸出端將被封閉，從而實現過流保護。Rb是過流保護調試電阻，本機予設為1.8A。外部輸入信號的變化，經片內電路處理后，由第⑧、(11)腳輸一對大小相等，相位相差180°，脈寬可變的方波，經V3、V4推挽放大后，由變壓器T2耦合至功率開關變換電路。 2.功率開關變換電路 V1、V2兩個開關管串聯接在+300V供電電壓和地之間，組成半橋式開關電路，在調寬脈沖的作用下，輪換導通和截止，將十300V直流轉換為高頻交流電。電流流向示意圖如圖3所示。V1導通時，C5十→V1ce→T2的②、④端→T3的②、①端→C6→C5-。V2導通時，C5十→C4→T3的①、②端→T2的④、②端→V2ce→C5-。T3次級輸出電壓經D15、C17全波整流濾波，輸出十44V供蓄電池充電。T3次級另一繞組經D9、D10、C18整流濾波，輸出十24V向IC1和IC2供電。 R7、R9是啟動電阻，在開機瞬間向V1、V2基極提供激勵電流，使電路自激啟動。C7、D5、R4(或C8、D8、Rl1)是加速網絡。D6、D7為保護二極管。C3、R1為尖峰吸收網絡。 3.交流輸入電路 220V市電經D1 -D4橋式整流、C5濾波，取得+300V電壓，向功率開關變換電路供電。 4.充電狀態指示電路由IC2(HA17358)和雙色發光管LED2構成。IC2是雙運放集成電路，這里接成兩個電壓比較器。由充電電流取樣電阻R29取得的電壓變化信號，經R31送入IC2第②腳。充電初期，充電電流較大，R29上降壓增大(注意:R29上的電壓對地為負電壓).第②腳電位小于第③腳電位，第①腳輸出高電平，充電指示燈LED2-A點亮。當電池接近充滿時，充電電流減小，R29上的電壓也減低，當第②腳電位大于第③腳電位時，第①、⑥腳變為低電平，第⑦腳輸出高電平，充滿指示燈LED2-B點亮。 Rc是充電狀態指示調整電阻，選用適當阻值接入，使之達到設定的指示狀態(200mA )。二、檢修方法本機有熱地和冷地之分，測量時不要選錯參考點。熱地和市電相通，若需加電檢修，應加用隔離變壓器，以防觸電。多數情況下，使用萬用表電阻檔，在線檢查，就能找到故障元件。檢修PWM電路用外接電源(即在+24V濾波電容C18兩端外接15一20V穩壓電源)最為安全有效。加電試機，正常情況下，LED1應點亮。十44V端不接負載時，充滿指示LED2-B應亮(綠色)，+44V電壓略有下降，實測為+42V，不要誤為故障。續入假負載時(可用1000W電爐絲代)充電指示LED2-A應亮。 1.保險燒斷、玻管內壁發黑或炸裂。此現象表明電路有嚴重短路之處，以濾波C5、市電整流D1-D4開關管V1、V2、整流D15等多個元件同時擊穿多見。用萬用表Rx1檔在路即可找出故障元件。 2.電源指示LED1不亮，無十44V電壓輸出。故障說明電路沒有工作，在+300V電壓輸出正常的情況下，應重點檢查啟動電阻R7、R9有無斷路，V1、V2基極回路元件D5、R4、R6、D8、R11、R8損壞，IC1、V3、V4損壞而無調寬脈沖輸出。外加電源，用示波器測IC1第⑤腳，應有正常的鋸齒狀振蕩波形，若定時元件R19、C10正常而無波形，可判定IC1壞。IC1第⑧、(11)腳應測得正常的方波，當測其無波形或不正常時，若各引腳電壓正常，應更換IC1。若V3、V4波形不正常，查Rl2、V3、V4和外圍元件。附表和圖4列出在外接十15V穩壓電源、十44V輸出端空載條件下IC1、IC2各管腳對地電壓值和關鍵點波形圖，供檢修參考。 ICl第(14)腳電壓(+5V基準電壓)若不正常，ICl第(13)、②、④腳電壓都會不正常，IC2有關引腳電壓也會不正常。斷開IC1第(14)腳外電路后，若各引腳電壓仍不正常，則可判定IC1損壞。