电动车开关电源充电器电路详解

一、电路组成及功能

1.高压部分

C1、L1、C2组成市电双向抗干扰滤波器，D1～D4、C5构成桥式整流电容滤波电路。RT是负温度系数的热敏电阻，室温时约8Ω，可以减小充电器刚接通市电时的冲击电流，保护D1～D4等，随温度升高电阻值减小，功耗也随之减小。

R32、C6、C7是IC1的启动电路，N3、D5组成IC1的辅助工作电源。C14为IC1自身+5V参考电源滤波电容。C10、R28为IC1内部运算放大器补偿电路。高频变压器T1的初级N1和功率开关管Q1组成能量转换电路。Q1导通时，N1将能量传递给次级绕组；在Q1截止时，D6将储能返电源。R31是功率转换部分电流取样电阻，当它两端电压超过1V 时，IC1保护电路动作，关断⑥脚输出，这一功能在本电路里是第一功率限制电路。

该电路IC1的KA3842AP和UC3842可以通用。IC1的运用，和常见充电器相比有两个不同点：在③脚和④脚间加了R25斜坡补偿，这样对输出占空比大于80%时有利，加C11对开关电源空载和轻载时，稳定振荡有益；电压和电流负反馈通过光电耦合器IC3加在IC1运算放大器的输出端①脚，而不是通常的反相输入端②脚，好处是缩短了信号传递和处理经过运算放大器的延迟时间。

2.低压部分

T1次级N2和D13a、C21组成低压主整流和滤波，供电池充电。R13、C12为吸收电路，消除变压器的尖峰电压，保护半导体器件。

L2是单激正激式开关电源特有的电感，D13b为续流二极管，R12是假负载。

当Q1导通时，T1初级的能量通过电磁耦合到N2,经低压主整流送入L2,一方面输出VB为电池充电，一方面储能；当Q1截止时，L2储能通过其续流二极管D13b组成C21和电池充电回路。D14主要功能是防止电池接入时，C21充电造成的火花烧蚀充电插口，并无防电池极性反接功能。D14的运用也与众不同，它接在电池负端并且接在电压取样电阻的外面，这和接在电池正端并且接在电压取样电阻的前面相比，不仅降低了故障率，还摆脱了二极管非线性对稳压负反馈的影响。

N4、D12、C17组成第二辅助电源VCC,为集成电路U1等低压控制电路供电。R23、LED1组成电源工作指示。

光电耦合器IC3隔离控制电路带市电和低压不带市电部分；它的导通状态关系功率开关管Q1的导通占空比。红外发射管的电流越大→光电三极管导通越好→Q1的导通占空比越小→输出VB越低，反之VB越高。有三路控制IC3内部红外发射管：第一路为第二功率限制部分；第二路为电压负反馈部分；第三路为电流负反馈部分。

低压控制核心部分为集成块LM324,内部有四个运算放大器：U1B工作在放大状态，为电压负反馈放大器；U1C工作在积分放大状态，是限制充电电流的负反馈放大器；U1A 和U1D工作在开关状态，和外围元件组成充电状态转换和充电状态显示，其中U1A是（充电状态转换）电压比较器，为了防止在转换临界点频繁转换，增加了正反馈，形成施密特电路。U1D可以看作是一个反相器。

电压负反馈取样电阻决定主整流输出电压VB的高低。R1、R3组成上取样电阻，R2、R3、组成下取样电阻。当Q4导通时，R3和R2并联，此时下取样电阻R=R2×R3/（R2+R3），由于R2和R3并联，主整流输出电压VB将升高，处于限流充电状态；当Q4截止时，R3下端开路悬空，此时下取样电阻R=R2,显然，取样电阻的比值变了，电压负反馈Va变大了，主整流输出电压VB将低于前面的值，充电器处于恒压涓流充电状态。

Q2为精密可调稳压管，图中接法可为比较器等提供2.5V基准电压。

Q3、Z2、D10组成第二功率限制电路，当电池初充值太低时，VCC和VB电压差可能较大（约10V），Z2反向导通、Q3导通，使光电耦合器IC3内部发光管导通电流增加，从而使

功率开关管导通占空比降低以限制其转换功率，提高充电器的可靠性。

R11是充电电流取样电阻，充电电流越大→取样电阻两端压降越大→R11上端电位Vb越低。这个代表充电电流的电位分成两路分别送往电流负反馈和（充电状态转换）电压比较器。其一，充电电流取样（电位）经R17、C18滤波后送U1B反相输入端和U1C反相输入端，充电电流大→取样（电位）低→U1B和U1C输出端电位升高，都会使光电耦合器IC3内部发光管导通电流趋向增加，从而使功率开关管Q1导通，占空比降低→VB降低→充电电流趋向减小，使充电流稳定并受到限制。

其二，充电电流取样（电位）经R20、C22滤波后送U1A同相输入端，当充电电流大于300mA时，U1A输出低电位→绿发光管熄灭。U1A输出的低电位送U1D反相输入端→使U1D输出为高电平→一方面点亮红（充电）发光管，同时使Q4导通。Q4的导通使R3和R2并联，改变了电压负反馈上下取样电阻的比例，造成电压负反馈量Va减小，引起VB升高，充电器处于高电压限流充电状态。当充电电流小于300mA时，U1A输出高电位→绿发光管点亮。U1A输出的高电位送U1D反相输入端→使U1D输出为低电平，一方面熄灭红（充电）发光管，同时使Q4截止。Q4的截止，使R3下端开路，电压负反馈Va变大了，VB降低，充电器处于较低的恒压充电状态。