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电动车充电器原理与维修(送图纸)
2020-10-03 | 阅:  转:  |  分享 
  
ka3842_lm358电动车充电器电路工作原理充电器是给电动自行车蓄电池补充电能的装置。它主要由整流滤波电路、高压开关、电压变换、恒流、恒压及充电控制等几个部分组成。其中整流滤波电路的用途是将市电220V交流电压转变为直流300V左右的电压,通过高压开关电路及电压交换,产生充电时所需的低压直流电压,再由充电控制电路控制后对蓄电池充电。充电器的两个插头分别为连接市电的电源插头和连接蓄电池的充电插头,两个指示灯分别指示电源和充电状态。220V交流电经LF1双向滤波.VD1-VD4整流为脉动直流电压,再经C3滤波后形成约300V的直流电压,300V直流电压经过启动电阻R4为脉宽调制集成电路IC1的7脚提供启动电压,IC1的7脚得到启动电压后,(7脚电压高于14V时,集成电路开始工作),6脚输出PWM脉冲,驱动电源开关管(场效应)。

VT7工作在开关状态,电流通过VT1的S极-D极-R7-接地端。此时开关变压器T1的8-9绕组产生感应电压,经VD6,R2为IC1的7脚提供稳定的工作电压,4脚外接振荡电阻R10和振荡电容C7决定IC1的振荡频率,

IC2(TL431)为精密基准电压源,IC4(光耦合器4N35)配合用来稳定充电电压,调整RP1(510欧半可调电位器)可以细调充电器的电压,LED1是电源指示灯。接通电源后该指示灯就会发出红色的光。

VT1开始工作后,变压器的次级6-5绕组输出的电压经快速恢复二极VD60整流,C18滤波得到稳定的电压(约53V)。此电压一路经二极管VD70(该二极管起防止电池的电流倒灌给充电器的作用)给电池充电,另一路经限流电阻R38,稳压二极管VZD1,滤波电容C60,为比较器IC3(LM358)提供12V工作电源,VD12为IC3提供基准电压,经R25,R26,R27分压后送到IC3的2脚和5脚。

正常充电时,R33上端有0.18-0.2V的电压,此电压经R10加到IC3的3脚,从1脚输出高电平。1脚输出的高电平信号分三路输出,第一路驱动VT2导通,散热风扇得电开始工作,第二路经过电阻R34点亮双色二极管LED2中的红色发光二极管,第三路输入到IC3的6脚,此时7脚输出低电平,双色发光二极管LED2中的绿色发光二极管熄灭,充电器进入恒流充电阶段。

当电池电压升到44.2V左右时,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,R33上端的电压下降,IC3的3脚电压低于2脚,1脚输出低电平,双色发光二极管LED2中的红色发光二极管熄灭,三极管VT2截止,风扇停止运转,同时IC3的7脚输出高电平,此高电平一路经过电阻R35点亮双色发光二极管LED2中的绿色发光二极管(指示电瓶已经充满,此时并没有真正充满,实际上还得一两小时才能真正充满),另一路经R52,VD18,R40,RP2到达IC2的1脚,使输出电压降低,充电器进入200MA-300MA的涓流充电阶段(浮充),改变RP2的电阻值可以调整充电器由恒流充电状态转到涓流充电状态的转折电流(200-300MA)。





我把几个要点和重点着重的说一下:

(1)3842稳定工作的条件:

1.起始的工作电压,由启动电阻从300V降压得到;

2.8脚有输出稳定的5v基准电压,内部振荡电路才会工作。

3.6脚输出驱动MOS管打开后,3脚检测到的电流反馈电压没有超过1V。

4.原边供电是否在下一个周期工作开始前提供到3842的7脚,否则由启动电阻提供过来的电能已

经不能维持3842工作了。



(2)输出电压保持稳定的条件:

1.副边绕组是否感应到电能。

2.副边整理和滤波器件是不是都完好。

3.采样电阻以及431,是否完好。

4.光耦是否完好工作。

5.3842是否接收到光耦的信号,确定信号没有在进入3842芯片前被阻断或过滤了。





















电动车充电器故障维修经验



由于电动车充电器的输入电路工作在高电压、太电流的状态下,因此,故障率最高。如高压大电流整流三极管、滤波电容、开关功率管等;其次较易损坏的就是输出整流部分的整流二极管、保护二极管、滤波电容、限流电阻等,再就是脉宽调制控制器的反馈部分和保护电路部分。今天给大家分享的就是充电器故障维修的一些小的经验:

1保险丝管熔断

一般情况下,保险丝管熔断说明充电器的内部电路存在短路或过流的故障。这是由于充电器长时间工作在高电压、大电流的状态下,内部器件的故障率较高所致。另外,电网电压的波动,浪涌都会引起充电器内电流瞬间增大而使保险丝熔断。

维修方法∶首先仔细查看电路板上面的各个元件,看这些元件的外表是否被烧糊或有电解液溢出,闻—闻有无异昧。再测量电源输入端的电阻值,若小于20okω,则说明后端有局部短路现象,然后分别测量4只整流二极管正,反电阻值和两个限流电阻的阻值,看有无短路或烧坏的;最后再测量电源滤波电容是否能进行正常充放电、开关功率管是否击穿损坏、uc3842及周围元件是否击穿,烧坏等。需要说明的是,因是在路测量,有可能会使测量结果有误或造成误判,因此必要时可把元器件焊下来测量。如果仍然没有上述情况,则测量一下输入电源线及输出电源线是否内部短路。一般情况上,在熔断器熔断故障中,整流二极管,电源滤波电容、开关功率管、uc3842是易损件,损坏的概率可达95%以上,要着重检查这些元器件,就很容易排除故障。

无直流电压输出,但保险丝完好

这种现象说明充电器未工作,或是工作后进入了保护状态。维修方法:首先应判断一下充电器的变控芯片uc3842是否处在王作状态或已经损坏。具体判断方法是:加电测uc3842的7脚对地电压,若7脚电压正常并且8脚有+5∨电压,1、2、4、6脚也会有不同的电压,则说明电路已启振,uc3842基本正常。若7脚电压低,其余管脚无电压,则说明uc3842已损坏。最常见的损坏是7脚对地击穿,6、7脚对地击穿和1、7脚对地击穿。如果这几只脚都未击穿,而充电器还是不能正常启动,也说明uc3842已损坏,应直接更换。若判断芯片没有坏,则着检查开关这栅极的限流电阻是否开焊、虚焊或变值以及开关功率管本身是否性能不良。除此之处,电源输出线断线或接触不良也会造成这种故障,因此在维修时也应注意。

无直流电压输出或电压输出不稳定

如果保险丝是完好的,在有负载的惰况下。这类故障要原因有:过压、过流保护电路出现开路,短路现象;振痨电路没有工作;电源负载过重,高频整流滤波电路中整流二极管被击穿:滤波电容漏电等。维修方法:首先,用万用表测量高频脉冲变压器的各个元器件是否有损坏:排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情况后,再测量各输出端的直流电压,如果这时输出仍为零,则可以肯定是电源的控制电路出了故障,最后用万用表静态测量高频滤波电路中整流二极管及低压滤波电容是否损坏,如果上述元器件有损坏,更换好新元器件,一般故障即可排除。但要注意:输出线断线或开焊、虚焊也会造成这种故障,在维修时应注意这种情况。

直流电压输出过低

根据维修经验,除稳压控制电路会引起输出电压过低外,还有以下几点原因:

(1)输出电压端整流三极莒、滤波电容失效,可以通过代换法进行判断。(2)开关功率管的性能下降,导致开关管不能正常导通,使电源的内阻增加,带负载能力下降。(3)开关功率管的源极通常接一个阻值很小但功率很大的电阻,作为过流吴护检测电阻。该电阻的阻值—般在0.2~o.8ω。如该电阻变值或开焊、接触不良也会造成输出电压过低。(4)高频脉冲变压器不良,不但造成输出黾压下降,还会造成开关功率管激励不足从而屡损开关管。(5)高压直流滤波电容不良,造成电源带负载能力差。(6)电源输出线接触不良,有—定的接触电阻,造成输出电压过低。(7)电网电压过低。虽然充电器在低玉下仍然可以输出额定的充咆电压,但当电网电压低于充电器的最低电压限定值时,也会使输出电压过低。维修方法∶首先用万用表检查—下高压直流滤波电容是否变质、容量是否下降、能否正常充放电。如无以上问题,则测量一下开关功率管的电极的限流电阻以及源极的过流保护殓测电阻是否变值、变质或开焊、接触不良。若无问题,再检查—下高频变压器的铁芯是否完好无损。除此z外还有可能就是输出滤波电容容量降低,或开焊、虚接;电源输出限流电阻变值或虚接;电源输出线虚接等困素都不要放过,都应仔细检查,确保万无—失。

直流电压输出过高

这种故障往往是由稳压取样和稳压控制电路异常所至,在充电器中,直流输出、取样电阻、误差取样放大器、光耦合器、电源控制芯片等共同构成了一个闭合的控制环路,任何一处出问题会导致电压升高。维修方法:由于充电器有过压保护电路,输出电压过高首先会使过压保护电路动作。因此遇到这种故障,我们可以断开过压保护电路,使这压保护电路不起作用,然后测量开机瞬间的电源主电压。如果测量值比正常值高出1v以上,说明输出电压过高的原因确实在控制环路中。此时应着重检查取样电阻是否变值或损坏,精密基准电压源(tl431)或光耦器(pc817)是否性能不良、变质或损坏。其中精密基准电压源(tl431)极易损坏,我们可用下述方法对精密稳压放大器进行判别:将tl431的参考端(ref)与它的阴极(cathode)相连,串1okω的电阻,接入5∨电压。若阳极(anode)与阴极之间为2.5v,并且等侍片刻还仍为2.5∨,则为好管,否则为坏管。

热风扇不转

故障原困主要是控制风扇的三极管(一般为8550或8050)损坏,或者风扇本身损坏或风叶被杂物卡住。但有些充电器申采用的是智能散热,对于采用这种方式散热的充电器,热敏电阻损坏的概率是很大的。方法:首先用万用表测量—下控制风扇的三极管是否损坏,若测得此管未损坏,那就有可能是风扇本身损坏,可以把风扇从电路板上拔下来,另外接上一个12v的直流电(注意正、负极),看是否转动,还要看有无异物卡住。若摆动凡下风扇的电线,风扇就转动,则说明电线内部有断线或接头接触不良。若仍不转动,则风扇必坏。对于采用智能散热的充电器来说,除按上述检查外,还应检查一下热敏电阻是否接触不良或损坏、开焊等。但要注意此热敏电阻为负温度系数,更换时应注意。







UC3842采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,共有8个引脚,各脚功能如下:

①脚是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性;

②脚是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5V基准电压进行比较,产生误差电压,从而控制脉冲宽度;

③脚为电流检测输入端,当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;

④脚为定时端,内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定,f=1.72/(RT×CT);

⑤脚为公共地端;

⑥脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns驱动能力为±1A;

⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;

⑧脚为5V基准电压输出端,有50mA的负载能力。

UC3842工作原理:

该电路的电源部分使用单端式脉宽调制型开关电源,脉宽调制IC使用的是UC3842





UC3842组成的开关电源电路

图2是由UC3842构成的开关电源电路,220V市电由C1、L1滤除电磁干扰,负温度系数的热敏电阻Rt1限流,再经VC整流、C2滤波,电阻R1、电位器RP1降压后加到UC3842的供电端(⑦脚),为UC3842提供启动电压,电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842提供正常工作电压,另一方面经R3、R4分压加到误差放大器的反相输入端②脚,为UC3842提供负反馈电压,其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小,以此稳定输出电压。④脚和⑧脚外接的R6、C8决定了振荡频率,其振荡频率的最大值可达500KHz。R5、C6用于改善增益和频率特性。⑥脚输出的方波信号经R7、R8分压后驱动MOSFEF功率管,变压器原边绕组①②的能量传递到付边各绕组,经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻R10用于电流检测,经R9、C9滤滤后送入UC3842的③脚形成电流反馈环。所以由UC3842构成的电源是双闭环控制系统,电压稳定度非常高,当UC3842的③脚电压高于1V时振荡器停振,保护功率管不至于过流而损坏。

图2?UC3842构成的开关电源



此电路的调试需要注意:一是调节电位器RP1使电路起振,起振电流在1mA左右;二是起振后变压器③④绕组提供的直流电压应能使电路正常工作,此电压的范围大约为11~17V之间;三是根据输出电压的数值大小来改变R4,以确定其反馈量的大小;四是根据保护要求来确定检测电阻R10的大小,通常R10是2W、1Ω以下的电阻。

锂离子电池充电器电路由电源输入变换电路、恒流充电电路、恒压充电电路、工作状态指示电路和电池电压检测控制电路组成,如图所示。

图采用LM358运算放大器的锂离子电池充电器电路

电源输入变换电路由电源变压器T、整流二极管VD1~VD4和滤波电容C1组成;恒流充电电路由二极管VD5、三端稳压集成电路IC1和电阻R1组成;恒压充电电路由三端稳压集成电路IC2和电阻R2、R3组成;电池电压检测控制电路由电阻R4~R8、电容C2~C4、电位器RP、稳压二极管VS1、VS2、运算放大器IC3、晶闸管VT和继电器K组成;工作状态指示电路由电阻R9、R10和发光二极管VL1、VL2组成。

交流220V电压经T降压、VD1~VD4整流及C1滤波后,经恒流充电电路和K的常闭触头对电池GB进行恒流充电。当电池的电压升至4.2V时,IC3输出高电平,通过VS2使VT受触发而导通,K通电吸合,其常闭触头端断开,常开触头接通,整流滤波后的直流电压经恒压充电电路对GB进行恒压充电。

在第一阶段恒流充电时,VL2点亮;在第二阶段恒压充电时,VL1点亮。

电路安装完毕后,先断开R7,接上电源,调节RP的阻值,使其中心抽头电压为4.2V。在IC2的输出端与地之间接上47Ω的假负载,调整R2的阻值,使IC2的2脚电压为4.2V。断开电源及假负载,接上R7和待充电电池GB,然后接通电源进行充电。监测GB两端电压,保证GB两端电压达到4.2V时K通电吸合,否则应微调RP的阻值

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(本文系52生活234首藏)