電動車維修充電器常見的三大類故障分析
1、高壓故障:
高壓故障的主要現象是指示燈不亮,其特征有保險絲熔斷,整流二極管 D1 擊穿,電容 C11 鼓包或炸裂。Q1 擊穿 ,R25 開路。U1 的 7 腳對地短路。R5 開路, U1 無啟動電壓。更換以上元件即可修復。若 U1 的 7 腳有 11V 以上電壓, 8 腳有 5V 電壓,說明 U1 基本正常。應重點檢測 Q1 和 T1 的引腳是否有虛焊。高壓故障的其他現象有指示燈閃爍,輸出電壓偏低且不穩定,一般是 T1 的引腳有虛焊 , 或者 D3,R12 開路 ,TL3842 及其外圍電路無工作電源。
另有一種罕見的高壓故障是輸出電壓偏高到 120V 以上,一般是 U2 失效, R13 開路所致或 U3 擊穿使 U1 的 2 腳電壓拉低, 6 腳送出超寬脈沖。此時不能長時間通電,否則將嚴重燒毀低壓電路。
2、 低壓故障
低壓故障大部分是充電器與電池正負極接反,導致 R27 燒斷, LM358 擊穿。其現象是紅燈一直亮,綠燈不亮,輸出電壓低,或者輸出電壓接近 0V ,更換以上元件即可修復。若連續擊穿 Q1 ,且 Q1 不發燙,一般是 D2,C4 失效,若是 Q1 擊穿且發燙,一般是低壓部分有漏電或短路,過大或 UC3842 的 6 腳輸出脈沖波形不正常, Q1 的開關損耗和發熱量大增,導致 Q1 過熱燒毀。另外 W2 因抖動,輸出電壓漂移,若輸出電壓偏高,電池會過充,嚴重失水,發燙,最終導致熱失控,充爆電池(鉛酸電池鼓脹、變形)。若輸出電壓偏低,會導致電池欠充。
3 、高壓,低壓均有故障
高低壓電路均有故障時,通電前應首先全面檢測所有的二極管,三極管,光耦合器 4N35 ,場效應管,電解電容,集成電路, R25,R5,R12,R27 ,尤其是 D4 ( 16A60V, 快恢復二極管), C10(63V,470UF) 。避免盲目通電使故障范圍進一步擴大。
有一部分充電器輸出端具有防反接,防短路等特殊功能。其實就是輸出端多加一個繼電器,在反接,短路的情況下繼電器不工作,充電器無電壓輸出。還有一部分充電器也具有防反接,防短路的功能,其原理與前面介紹的不同,其低壓電路的啟動電壓由被充電池提供,且接有一個二極管(防反接)。待電源正常啟動后,就由充電器提供低壓工作電源。
第二種充電器的控制芯片 一般是以 TL494 為核心,推動 2 只 13007 高壓三極管。配合 LM324 ( 4 運算放大器),實現三階段充電如圖:
220V 交流電經 D1-D4 整流, C5 濾波得到 300V 左右直流電。此電壓給 C4 充電,經 TF1 高壓繞組, TF2 主繞組 ,V2 等形成啟動電流。TF2 反饋繞組產生感應電壓,使 V1 , V2 輪流導通。因此在 TF1 低壓供電繞組產生電壓,經 D9,D10 整流, C8 濾波,給 TL494,LM324,V3,V4 等供電。此時輸出電壓較低。TL494 啟動后其 8 腳, 11 腳輪流輸出脈沖,推動 V3,V4 ,經 TF2 反饋繞組激勵 V1,V2 。使 V1,V2, 由自激狀態轉入受控狀態。TF2 輸出繞組電壓上升,此電壓經 R29,R26,R27 分壓后反饋給 TL494 的 1 腳(電壓反饋)使輸出電壓穩定在 41.2V 上。R30 是電流取樣電阻,充電時 R30 產生壓降。此電壓經 R11,R12 反饋給 TL494 的 15 腳(電流反饋)使充電電流恒定在 1.8A 左右。另外充電電流在 D20 上產生壓降,經 R42 到達 LM324 的 3 腳。使 2 腳輸出高電壓點亮充電燈,同時 7 腳輸出低電壓,浮充燈熄滅。充電器進入恒流充電階段。而且 7 腳低電壓拉低 D19 陽極的電壓。使 TL494 的 1 腳電壓降低,這將導致充電器最高輸出電壓達到 44.8V 。當電池電壓上升至 44.8V 時,進入恒壓階段。當充電電流降低到 0.3A—0.4A 時 LM324 的 3 腳電壓降低, 1 腳輸出低電壓,充電燈熄滅。同時 7 腳輸出高電壓,浮充燈點亮。而且 7 腳高電壓抬高 D19 陽極的電壓。使 TL494 的 1 腳電壓上升,這將導致充電器輸出電壓降低到 41.2V 上。充電器進入浮充。
用UC3845的電動自行車智能充電器
UC3845是一種高性能、單端輸出的電流型PWM控制電路,最大優點是外接元件少,不用獨立輔助電源,外電路裝配簡單,成本低廉。
用它作反激式控制的電動自行車智能充電器,在市場上極具競爭力。
全電路原理如圖所示,圖2是UC3845的內部框圖,UC3845各引腳的功能見附表。

本電路的新穎之處為打破常規地將IC1內部的誤差放大器空著不用(照理應將 ② 腳即反相端接地),而直接用二次側的精密穩壓IC3 AS431調控,下面試分析之。
市電經簡單的交流濾波、一次整流并濾波得到約310V的直流高壓后,分成二路:一路經啟動電阻82k Ω 向150 μ F的電解充電,當電容上的電壓高于110V時,IC1的 ⑦ 腳得電,內部的振蕩器工作,并通過 ⑥ 腳送到VMOS管6N60的柵極,同時310V的高壓直流經過變壓器T的原邊N1送到6N60的漏極, ⑥ 腳的振蕩信號控制6N60的導通與關斷。這時,T的副邊N2、N3均感應到高頻電壓,N2的電壓經整流后給IC1供電;N3的電壓經快恢復二極管整流、濾波后,所得到的直流電壓可給蓄電池組供電。
為確保此充電器具有恒流恒壓特性,必須根據蓄電池的充放電曲線作閉環控制:
1、恒壓(限壓)控制:
充電器輸出端得到的電壓必須嚴格控制在蓄電池組標稱電壓的1.3倍左右,本例為44V。這部分主要由精密可調穩壓IC AS431承擔。比如當充電器的輸出電壓偏高時,AS431的控制端電壓也偏高,當高到某一點時,根據AS431的特性可知,會使它的輸出端控制的信號幅度下降 → 光耦IC2中的發光二極管增亮 → 光敏三極管集電極控制信號下降,即 ① 腳的電位降低。根據UC3845的工作特性可知, ① 腳的電位下降意味著 ⑥ 腳的調制脈寬變窄,最終使輸出電壓回落到原來的數值(即相對恒壓)。
2. 恒流控制:
蓄電池組放電完畢,此時處于欠壓狀態,再充電時,初充電流會很大,如不加限制,對電池組及充電器均不利。本充電器的恒流控制巧妙地利用VMOS管源極電阻上的壓降控制IC1的 ③ 腳(電流敏感端),當輸出端的電流過大時,源極限流電阻壓降增大,送給 ③ 腳的電壓也增大,當 ③ 腳的電壓達到1V時,會迫使 ⑥ 腳的脈寬變窄,最終使輸出電流降下來,達到原先設定值,也即達到恒流目的。必須指出,當輸出端短路或極性反接時,源極的限流電阻壓降會遠超過1V,這時 ⑥ 腳的輸出脈寬會變得極窄,最終會使輸出電壓、電流均處在最小值,保護了充電器本身。
本電路的精華部分是精心設計了一小模塊IC4,用它實施智能化(恒流轉恒壓)的控制,并用一廉價的雙色發光管顯示充電和充滿狀態,直觀而實用。其原理為:正常充電時,LED1亮,LED2的紅燈亮,綠燈不亮,當蓄電池充電基本完成時,電壓已基本達到設定值,但如果充電電流只有原來初始值的10%弱,這時可調整IC4 ④ 腳的10k Ω 精密多圈電位器,使LED2的綠燈亮,紅燈滅,以顯示蓄電池基本充滿,同時IC4的 ③ 腳再發出一個低電平信號到IC2(光耦),控制光電三極管導通,根據UC3845的工作原理可知,這時的IC1 ① 腳電位拉低, ⑥ 腳脈寬變窄,輸出端電壓處于恒定狀態,此時的數值比最高限壓值(本例為44V)稍低,電路處于浮充狀態。
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