电动车充电器

1充电状态轮换电流检测比较器 充电状态轮换电流检测比较器 2充电电流限流检测反馈放大器 充电电流限流检测反馈放大器 3电池电压检测反馈放大器 电池电压检测反馈放大器 基本基准电压为第三阶段涓流充电恒压值） （基本基准电压为第三阶段涓流充电恒压值）
三段工作状态的转换条件： 三段工作状态的转换条件： ⑴、充电电流＞基准电流1，进入第一阶段电流： 充电电流＞基准电流 ，进入第一阶段电流： 充电电流＝基准电流 ＞基准电流1， 充电电流＝基准电流2＞基准电流 ，进入第一阶段 基准电流1＜充电电流＜基准电流2， 基准电流 ＜充电电流＜基准电流 ，进入第二阶段 ⑵、充电电流＜基准电流1，进入第三阶段 充电电流＜基准电流 ，
L1储能得到释放。 L1储能得到释放。 储能得到释放
6、单激型正激式功率转换
在单激型功率转换中，若不经过储能阶段，当开关管导通时， 在单激型功率转换中，若不经过储能阶段，当开关管导通时，初级绕组 电流增长，形成变化的磁场感应到次级绕组给负载供电， 电流增长，形成变化的磁场感应到次级绕组给负载供电，称为单激型正激式 功率转换。 功率转换。 单激型正激式功率转换的电路结构及工作原理： 单激型正激式功率转换的电路结构及工作原理：
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T0：双向滤波抑制干扰， T0：双向滤波抑制干扰， D1： C11： D1：整流 C11：滤波 IC1：μc3842脉宽调制集成电路 脉宽调制集成电路。 IC1：μc3842脉宽调制集成电路。 脚为电源负极， 其5脚为电源负极， 脚为电源正极， 7脚为电源正极， 6脚为脉冲输出直接驱动场 效应管Q1(K1358) 效应管Q1(K1358) 脚为最大电流限制， 3脚为最大电流限制，调整 R25(2.5欧姆 欧姆) R25(2.5欧姆)的阻值可以调 整充电器的最大电流。 整充电器的最大电流。 脚为电压反馈， 2脚为电压反馈，可以调节 充电器的输出电压。 充电器的输出电压。 脚外接振荡电阻R1, R1,和振荡 4脚外接振荡电阻R1,和振荡 电容C1 C1。 电容C1。 T1为高频脉冲变压器，其作用有三个： T1为高频脉冲变压器，其作用有三个： 为高频脉冲变压器 第一是把高压脉冲降压为低压脉冲。 第一是把高压脉冲降压为低压脉冲。 第二是起到隔离高压的作用，以防触电。 第二是起到隔离高压的作用，以防触电。 第三是为μc3842提供工作电源。 μc3842提供工作电源 第三是为μc3842提供工作电源。
几点说明： 几点说明： 各控制信号共同作用的结果， ①、各控制信号共同作用的结果，控制开关电源振荡脉冲的宽度即开关管 的通断比，通断比越大，输出电压高， 的通断比，通断比越大，输出电压高，充电电流就大 阶段的确定，是预先设定，赋值给电压比较器， ②、阶段的确定，是预先设定，赋值给电压比较器，充电电流或充电电压 都是通过取样，并与电压比较器的赋值进行比较， 都是通过取样，并与电压比较器的赋值进行比较，通过电压比较器的 输出改变电压负反馈量的大小，去控制输出电压。 输出改变电压负反馈量的大小，去控制输出电压。不同的电压负反馈 比例和电流负反馈量结合形成不同的充电阶段。 比例和电流负反馈量结合形成不同的充电阶段。 ③、第一阶段电流反馈起主导作用，实质是限流（恒流）； 第一阶段电流反馈起主导作用，实质是限流（恒流）； 第二阶段电压负反馈和电流负反馈共同作用， 第二阶段电压负反馈和电流负反馈共同作用，主导作用由电流负反馈 转向电压负反馈 第三阶段电压反馈起主导作用
后两个阶段实质上均是恒压阶段，差别是第三段的恒压值低于第二阶段的恒压值。 后两个阶段实质上均是恒压阶段，差别是第三段的恒压值低于第二阶段的恒压值。
4、全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换： 、全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换：
为提高电路效率， 频率高达几十千赫兹， 为提高电路效率，PWM频率高达几十千赫兹，因此，需要将直流电转换为频率为几 频率高达几十千赫兹 因此， 十千赫兹的开关脉冲，再将开关脉冲进行高频整流后向被充电的电瓶提供直流电压（ 十千赫兹的开关脉冲，再将开关脉冲进行高频整流后向被充电的电瓶提供直流电压（电 ）。这一过程的实现依靠高频变压器进行能量的转换和传递 也称为功率转换器。 这一过程的实现依靠高频变压器进行能量的转换和传递， 流）。这一过程的实现依靠高频变压器进行能量的转换和传递，也称为功率转换器。 根据转换形式的不同，又分为全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换。 根据转换形式的不同，又分为全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换。
是开关， ⑴、全桥式功率转换器（图中K是开关，实际电路中是功率开关管） 全桥式功率转换器（图中 是开关 实际电路中是功率开关管）
⑵、半桥式功率转换器
全桥式转换效率高，但成本也高。实际电路中大都采用半桥式电路。 全桥式转换效率高，但成本也高。实际电路中大都采用半桥式电路。 通常配用的集成电路为TL494。 通常配用的集成电路为 。 ⑶、单管激励 开关由一个功率开关管构成。也称为单激型。 开关由一个功率开关管构成。也称为单激型。通常配用的集成电路 为µc3842。 。
3、三段式充电： 、三段式充电：
充电起始阶段：用限流充电，也称为恒流充电； 充电起始阶段：用限流充电，也称为恒流充电； 充电中期：改为定压充电； 充电中期：改为定压充电； 充电后期：也是定压充电，但定压值比中期降低了一些， 充电后期：也是定压充电，但定压值比中期降低了一些， 称为涓流充电，也称为浮充。 称为涓流充电，也称为浮充。 此阶段，还可以采用脉冲模式。 此阶段，还可以采用脉冲模式。
按充电方式
恒压充电 恒流充电 三段式（智能型充电） 三段式（智能型充电）
（二）、充电模式的简单分析： ）、充电模式的简单分析： 充电模式的简单分析 1、恒流充电： 恒流充电：
需定时管理，避免过充。 需定时管理，避免过充。
2、恒压充电： 恒压充电：
− I = URSV
当电瓶亏电时，，充电起始电流大。 当电瓶亏电时，，充电起始电流大。 ，，充电起始电流大
D4：高频整流管（16A60V） D4：高频整流管（16A60V） C10：低压滤波电容， C10：低压滤波电容， D5：12V稳压二极管 稳压二极管， D5：12V稳压二极管， IC3：(TL431)为精密基准电压源 配合IC2(光电耦合器4N35) 为精密基准电压源， IC2(光电耦合器 IC3：(TL431)为精密基准电压源，配合IC2(光电耦合器4N35) 起到自动调节充电器电压的作用。 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。 w2(微调电阻 调整w2(微调电阻)可以细调充电器的电压。 D6：充电指示灯， D6：充电指示灯， D10：电池浮充（充满）指示灯。 D10：电池浮充（充满）指示灯。 R27：电流取样电阻（0.1欧姆 5w） 欧姆， R27：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－ W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流 mA）。 改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流（200－300 mA）。
7、负脉冲充电器
充电过程中，每秒（ 充电过程中，每秒（1000ms）使电瓶放电 ∼2ms ）使电瓶放电1∼ 采用负脉冲充电，可以去极化，增加极板承受能力，降低充电温度， 采用负脉冲充电，可以去极化，增加极板承受能力，降低充电温度， 延长蓄电池寿命。 延长蓄电池寿命。
8、单片机控制的充电器
单片机控制可用于两个方面： 单片机控制可用于两个方面： ⑴、对开关电源的控制； 对开关电源的控制； ⑵、对三段式阶段的控制。 对三段式阶段的控制。
三、开关电源在电动车充电器中的应用
（一）、充电器分类： ）、充电器分类： 充电器分类 按充电器工作频率
工频充电器 高频充电器（开关电源式） 高频充电器（开关电源式）
全桥式 半桥式 普通分段半桥式 带负脉冲半桥式 带其它功能半桥式 单激式
脉冲式 正激式 反激式 一般脉冲式 专用芯片控制脉冲式
按功率转换方式
L3：后续电感 ： D3：L3续流二极管 ： 续流二极管 D1： D1：续流二极管 L4：新增变压器绕组 ：
V导通时，L1中自感电动势上正下负，L2中感应电动势上正下负，D3导通 导通时， 中自感电动势上正下负 中自感电动势上正下负， 中感应电动势上正下负 中感应电动势上正下负， 导通 导通时 形成的电流经D3、 供给负载 形成闭合回路。后续电感L3同时储能 供给负载， 同时储能； 形成的电流经 、L3供给负载，形成闭合回路。后续电感 同时储能； V截止时，L1中的电流不能突变，L1产生上负下正的自感电动势，经电磁 截止时， 中的电流不能突变 中的电流不能突变， 产生上负下正的自感电动势 产生上负下正的自感电动势， 截止时 耦合到L4， 上产生上正下负电势 感生电流经续流二极管D1将能量回馈电 上产生上正下负电势， 耦合到 ，L4上产生上正下负电势，感生电流经续流二极管 将能量回馈电 反偏截止， 的储能在L3上形成左负右正电动 源UI，与此同时，D3反偏截止，后续电感 的储能在 上形成左负右正电动 ，与此同时， 反偏截止 后续电感L3的储能在 感生电流流经RL和续流二极管 和续流二极管D2，构成闭合回路。 势，感生电流流经 和续流二极管 ，构成闭合回路。 总之， 导通时 不经储能就将能量传到负载，故为正激式。 导通时， 总之，V导通时，不经储能就将能量传到负载，故为正激式。
V截止时L1中电流不能突变，产生自感电动势下正上负，经电磁耦合，在 截止时L1中电流不能突变，产生自感电动势下正上负，经电磁耦合， L1中电流不能突变
。 L2中产生感应电压为上正下负，D1导通，感生电流从D1、RL构成闭合回路， L2中产生感应电压为上正下负，D1导通，感生电流从D1、RL构成闭合回路， 中产生感应电压为上正下负 导通 D1 构成闭合回路
D1：续流二极管 ： C： 滤波电容
V导通时，电流I通过 ，电流逐渐增加，产生变化磁场，L1中自感电动 导通时，电流 通过 通过L1，电流逐渐增加，产生变化磁场， 中自感电动 导通时
1 2 势上正下负，在次级绕组L2产生感应电压为上负下正 产生感应电压为上负下正， 截止 截止L1.储能 势上正下负，在次级绕组 产生感应电压为上负下正，D1截止 储能 LI 2
5、单激型反激式功率转换
在功率转换中，不改变变压器初级绕组电流方向， 在功率转换中，不改变变压器初级绕组电流方向，而通过开关控制单方 向电流导通和切断的时间（仍属于PWM），显然，开关管由单管即可完成。 ），显然 向电流导通和切断的时间（仍属于 ），显然，开关管由单管即可完成。 开关管导通时储能，开关截止时，储能释放给负载，称为单激型反激式 开关管导通时储能，开关截止时，储能释放给负载， 功率转换。开关管导通时间长，传输电能多，变压器次级绕组输出电压、电 功率转换。开关管导通时间长，传输电能多，变压器次级绕组输出电压、 流高、大。用PWM控制功率开关管， 就可以改变次级绕组输出的电压和电 流高、 控制功率开关管， 控制功率开关管 流，同时，使用闭环反馈可以稳定电压、电流或限制功率。 同时，使用闭环反馈可以稳定电压、电流或限制功率。 单激型反激式功率转换的电路结构及工作原理： 单激型反激式功率转换的电路结构及工作原理：
单极反激式智能型充电器
脉宽调制集成电路 µc3842简介 简介
7脚为电源正极 5脚为电源负极 6脚为脉冲输出直接驱动场效应管 3脚为最大电流限制，调整输出最大电流 脚为最大电流限制， 2、4脚为电压反馈，可调节输出电压 脚为电压反馈， 4、8脚外接振荡电阻和振荡电容 1脚 脚 误差放大器输出经RC网络反馈到 脚 起频率补偿作用 误差放大器输出经 网络反馈到2脚,起频率补偿作用 网络反馈到
通电开始时，C11上有300v左右电压。此电压一路经T1加载到Q1。 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 上有300v左右电压 T1加载到Q1 达到IC1的第7 IC1的第 强迫IC1启动。IC1的 脚输出方波脉冲，Q1工作 IC1启动 工作， R5,C8,C3, 达到IC1的第7脚。强迫IC1启动。IC1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， D3、R12给IC1提供可靠电源 R25到地 T1副线圈产生感应电压 提供可靠电源。 电流经R25到地。同时T1副线圈产生感应电压，经D3、R12给IC1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 输出线圈的电压经D4 整流滤波得到稳定的电压。 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。 D7（ 起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用） 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、 R14、 LM358(双运算放大器 双运算放大器， 脚为电源地， 脚为电源正) 第二路经R14、D5、C9, 为LM358(双运算放大器，4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 12V工作电源 提供基准电压， R26、R4分压达到 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 脚和第5 的第2 LM358的第2脚和第5脚。