市场上最常用的两款电动车充电器电路原理及维修

市场上最常用的两款电动车充电器电路原理及维修2007/05/20 09:42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。

其电原理图和元件参数见图表1图表1 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2220V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。

充电器进入浮充智能脉冲电动自行车充电器原理图电压驱动型脉宽调制器TL494智能脉冲电动自行车充电器原理图电压驱动型脉宽调制器TL494TL494的特点与功能TL494是美国德州仪器公司生产的电压驱动型脉宽调制器，可显示器、计算机等系统电路中作为开关电源电路，TL494的输出三极管可接成共发射极及射极跟随器两种方式，因而可以选择双端推挽输出或单端输出方式，在推挽输出方式时，它的两路驱动脉冲相差180度，而在单端方式时，其两路驱动脉冲为同频同相。

TL494的内部功能框图如下图所示：1IN+，1IN-，2IN+，1IN-输入；FEEDBACK反馈；DTC空载时间控制；CT定时电容；RT定时电阻；GND地；C1，C2集电极1，2；E1，E2发射极1，2；Vcc电源；OUTPUT CTRL 输出控制；REF基准。

电动自行车智能充电器2007/05/09 00:41用ＵＣ３８４５的电动自行车智能充电器ＵＣ３８４５是一种高性能、单端输出的电流型ＰＷＭ控制电路，最大优点是外接元件少，不用独立辅助电源，外电路装配简单，成本低廉。

用它作反激式控制的电动自行车智能充电器，在市场上极具竞争力。

全电路原理如图１所示，图２是ＵＣ３８４５的内部框图，ＵＣ３８４５各引脚的功能见附表。

本电路的新颖之处为打破常规地将ＩＣ１内部的误差放大器空着不用（照理应将②脚即反相端接地），而直接用二次侧的精密稳压ＩＣ３ＡＳ４３１调控，下面试分析之。

市电经简单的交流滤波、一次整流并滤波得到约３１０Ｖ的直流高压后，分成二路：一路经启动电阻８２ｋΩ向１５０μＦ的电解充电，当电容上的电压高于１１０Ｖ时，ＩＣ１的⑦脚得电，内部的振荡器工作，并通过⑥脚送到ＶＭＯＳ管６Ｎ６０的栅极，同时３１０Ｖ的高压直流经过变压器Ｔ的原边Ｎ１送到６Ｎ６０的漏极，⑥脚的振荡信号控制６Ｎ６０的导通与关断。

这时，Ｔ的副边Ｎ２、Ｎ３均感应到高频电压，Ｎ２的电压经整流后给ＩＣ１供电；Ｎ３的电压经快恢复二极管整流、滤波后，所得到的直流电压可给蓄电池组供电。

为确保此充电器具有恒流恒压特性，必须根据蓄电池的充放电曲线作闭环控制：１．恒压（限压）控制：充电器输出端得到的电压必须严格控制在蓄电池组标称电压的１．３倍左右，本例为４４Ｖ。

这部分主要由精密可调稳压ＩＣＡＳ４３１承担。

比如当充电器的输出电压偏高时，ＡＳ４３１的控制端电压也偏高，当高到某一点时，根据ＡＳ４３１的特性可知，会使它的输出端控制的信号幅度下降→光耦ＩＣ２中的发光二极管增亮→光敏三极管集电极控制信号下降，即①脚的电位降低。

根据ＵＣ３８４５的工作特性可知，①脚的电位下降意味着⑥脚的调制脉宽变窄，最终使输出电压回落到原来的数值（即相对恒压）。

２．恒流控制：蓄电池组放电完毕，此时处于欠压状态，再充电时，初充电流会很大，如不加限制，对电池组及充电器均不利。

本充电器的恒流控制巧妙地利用ＶＭＯＳ管源极电阻上的压降控制ＩＣ１的③脚（电流敏感端），当输出端的电流过大时，源极限流电阻压降增大，送给③脚的电压也增大，当③脚的电压达到１Ｖ时，会迫使⑥脚的脉宽变窄，最终使输出电流降下来，达到原先设定值，也即达到恒流目的。

必须指出，当输出端短路或极性反接时，源极的限流电阻压降会远超过１Ｖ，这时⑥脚的输出脉宽会变得极窄，最终会使输出电压、电流均处在最小值，保护了充电器本身。

本电路的精华部分是精心设计了一小模块ＩＣ４，用它实施智能化（恒流转恒压）的控制，并用一廉价的双色发光管显示充电和充满状态，直观而实用。

其原理为：正常充电时，ＬＥＤ１亮，ＬＥＤ２的红灯亮，绿灯不亮，当蓄电池充电基本完成时，电压已基本达到设定值，但如果充电电流只有原来初始值的１０％弱，这时可调整ＩＣ４④脚的１０ｋΩ精密多圈电位器，使ＬＥＤ２的绿灯亮，红灯灭，以显示蓄电池基本充满，同时ＩＣ４的③脚再发出一个低电平信号到ＩＣ２（光耦），控制光电三极管导通，根据ＵＣ３８４５的工作原理可知，这时的ＩＣ１①脚电位拉低，⑥脚脉宽变窄，输出端电压处于恒定状态，此时的数值比最高限压值（本例为４４Ｖ）稍低，电路处于浮充状态，具体充电曲线见图３。