充電器三段式充電原理

恒流，恒壓和浮充是三段式充電的三個必須階段，對48V蓄電池而言，可以這樣來描述其充電過程，在充電開始時保持一個充電電流1.8-2.5A，直到時間t1，此時充電電壓逐漸上升---即恒流充電階段；當充電電壓上升到58.5-59.5V時，立即保持這個充電電壓不變直到時間t2，此時充電電流逐漸下降---即恒壓充電階段；當充電電流下降到400-500mA的轉換電流時，充電器立即轉為55.5-56.5V的小電流充電---即浮充階段。

三段式充電是一個自動充電的過程，要實現對充電電流和電壓的自動控制，在電路的輸入和輸出之間必須有一個閉環的反饋回路，通過對輸出電流和電壓的反饋取樣，再經過控制電路對信號的處理輸出控制信號去調整輸入端的工作狀態，從而達到自動控制的目的。下面以TL494為中心組成的一款充電器為列來比較詳細的解說一下三段式充電的控制和轉換過程。

TL494是美國德州儀器公司生產的一種電壓驅動型脈寬調制控制集成電路，主要應用在各種開關電源中,TL494的內部電路由基準電壓產生電路、振蕩電路、間歇期調整電路、AMP1和AMP2誤差放大器、死區比較器，PWM比較器以及輸出電路等組成，其中1、2腳是AMP1的同相和反相輸入端；3腳是AMP1和AMP2的公共輸出端，4腳外接C4使電源軟啟動，5、6腳分別用于外接振蕩電阻和振蕩電容，7腳為接地端；8、9 腳和11、10腳分別為TL494內部兩個末級輸出三極管集電極和發射極；12腳為電源供電端；13 腳為輸出控制端，該腳接地時為并聯單端輸出方式，接14腳時為推挽輸出方式;14腳為5V基準電壓輸出端,15、16腳是AMP2的反相和同相輸入端。

圖中的電流檢測A和C點分別通過R13，R31等接至電源地上，利用充電電流流過R29產生的壓降為IC1內AMP2電流誤差放大器和IC2內比較器1提供充電電流檢測的取樣電壓，因整機地接輸出負極，所以從電源地（即C6負端）取得的電壓為負電壓，充電電流越大，在R29上產生的壓降越大，由電源地取得的負電壓就越大；圖中IC1的AMP2電流比較器的（16）腳接地，（15）腳電壓由R13引入電流檢測負電壓和由R14接+5V引入的正電壓疊加而成，當（15）腳疊加電壓為正時，AMP2輸出低電平，對輸出脈寬無控制作用，為負時AMP2輸出高電平，使輸出脈寬受控減小直至為0；在IC2的比較器1中，其（3）腳接地，（2）腳電壓由R31引入的電流檢測負電壓和由R35接+5V引入的正電壓疊加而成，當IC2的（2）腳電壓為正時，比較器1輸出低電平，LED2充電燈（橙色）滅，充滿燈（黃色）亮，散熱風扇停轉；為負時，比較器1輸出高電平，LED2充電燈亮，充滿燈滅，散熱風扇轉動；在設計時由于R35（100K）比R14（24K）大很多，只有當充電電流下降到400-500mA時才能使IC2的（2）腳疊加電壓為正，這時IC2的比較器1輸出低電平，使充滿燈亮，散熱風扇停轉，預示充電即將完成。

圖中的電壓檢測B點通過R29，C15，R27直接接于輸出正極上，輸出端的電壓變化通過這3個元件反饋到IC1的（1）腳，AMP1電壓誤差放大器的（2）腳外接固定電壓3.25V，（1）腳電壓由電壓檢測B點引入的輸出端取樣電壓和由D18提供的電壓疊加而成，當（1）腳電壓大于（2）腳的3.25V時，AMP1電壓誤差放大器輸出高電平，使輸出脈寬減小直至為0，反之對輸出脈寬無限制作用。

充電器空載

當充電器不接蓄電池處于空載時，輸出電壓因空載而升高，輸出電流為0，R29上的壓降為0；電流檢測A點的引入電壓和由R14引入的正電壓使IC1的（15）腳的疊加電壓為正，AMP2輸出低電平，對輸出脈寬無限制作用；電流檢測C點引入電壓和由R35引入的正壓疊加使IC2的（2）腳電壓為正，IC2比較器1輸出低電平，使LED2充電燈（橙色）滅，U5截止，散熱風扇停轉，使IC2（6）腳電壓降低，比較器2輸出高電平，使LED2的充滿燈（黃色）亮，同時D17因IC2的（7）腳電壓升高而截止，D18導通向IC1（1）腳提供一個正電壓，另一方面，電壓檢測B點電壓因輸出空載而升高，這兩路電壓的疊加使IC1（1）腳電壓大于（2）腳，于是AMP1輸出高電平使輸出脈寬減小，振蕩減弱，輸出電壓降低，之后，又通過電壓檢測B點引入使IC1（1）腳電壓降低，當（1）腳電壓低于（2）腳3.25V時，AMP1又輸出低電平，對輸出脈寬無限制作用，振蕩加強，又使輸出電壓升高，如此反復，使空載電壓保持在55.5-56.5V(與設計有關）上。

在充電器空載中，因輸出電流為0，R29上壓降為0V，此時由電流檢測A點引入的電壓和由R14接+5V引入的正電壓在IC1（15）腳上的疊加電壓始終為正，AMP2輸出低電平，在空載時對輸出脈寬無限制作用。

恒流充電

當充電器接上蓄電池時，輸出電壓因接上負載而下降，充電電流經充電器正極流向蓄電池并回到充電器負極，再經過R29流向電源地，會在R29上產生一個壓降，因而會在C6的負極上（電源地）產生一個負電壓，由于在充電前期充電電流遠大于400-500MA，而R35（100K）阻值很大，所以電流檢測C點引入負電壓和由R35引入的正電壓不足以使IC2的（2）腳電壓為正，因而在恒流充電階段，IC2的比較器1始終輸出高電平，這個高電平使LED2的充電燈（橙色）亮，U5導通，散熱風扇轉動，使IC2（6）腳電壓為高電平，IC2比較器2輸出低電平，使ED2充滿燈（黃色）滅，同時D17因IC2（7）腳電壓降低而導通，D18截止，停止向IC1的（1）腳提供一個正電壓，另一方面，電壓檢測B點的引入電壓因輸出電壓下降而降低，這兩組電壓的下降使IC1（1）腳電壓在恒流充電階段始終低于（2）腳,因而在恒流充電階段AMP1始終輸出低電平，對輸出脈寬無控制作用。

電流檢測A點引入的負電壓隨著充電電流的增加而越來越大，和在IC1（15）腳R14的引入正電壓疊加，當疊加的結果使IC1（15）腳電壓變為負時，因IC1（16）腳接地，AMP2輸出高電平，使輸出脈寬減小，振蕩減弱，充電電流減小，之后，電流檢測A點的引入負壓也減小，當減小到使IC1（15）腳電壓為正時，AMP2又輸出低電平，對輸出脈寬無控制作用，振蕩加強，充電電流又增大，如此反復，使充電電流保持在1.8-2.5A上（與設計有關），可以看出恒流充電實際上是一個動態恒流的過程。

恒壓充電

在圖2的電壓電流時間曲線圖中可以看出，隨著恒流充電的進行，充電電壓逐漸上升，當到時間T1，即充電電壓上升至58.5-59.5V（與設計有關）時，由于電壓檢測B點的引入電壓

上升，最終使IC1的（1）腳電壓大于（2）腳的3.25V，AMP1輸出高電平，使輸出脈寬減小，振蕩減弱，輸出電壓降低，之后，電壓檢測B點的引入電壓也降低，當IC1的（1）腳電壓低于（2）腳后，AMP1又輸出低電平，對輸出脈寬無控制作用，振蕩加強，輸出電壓上升，如此反復，使輸出電壓穩定在58.5-59.5V（與設計有關）上，這實際上也是一個動態恒壓的過程。

此過程中因充電電流仍高于400-500MA，所以IC2（2）腳疊加電壓仍維持負電壓，IC2內比較器1輸出高電平，LED2的充電燈維持點亮，U5導通而散熱風扇維持轉動，IC2內比較器2輸出低電平維持LED2的充滿燈滅，D17導通，D18截止，降低了IC1（1）腳的電壓，使輸出脈寬的受控時間變短而使輸出電壓維持在58.5-59.5V的較高水平上。

在恒壓充電階段，充電電流下降得比較快，電流檢測A點的引入負電壓因充電電流下降而減小它與R14的引入正電壓在IC1（15）腳上的疊加電壓始終為正，因而在恒壓充電階段AMP2始終輸出低電平，失去對輸出脈沖的控制作用。

浮充電

隨著恒壓充電接近尾聲，充電電流逐漸減小，R29上的壓降也逐漸減小，到400-500MA（與設計有關）即時間T2時，電流檢測C點的引入負電壓和由R35引入的正電壓在IC2（2）腳的疊加電壓已經不能維持負電壓，從而使IC2的（2）腳電壓大于（3）腳，IC2內比較器1輸出低電平，使LED2的充電燈（橙色）滅,U5截止，散熱風扇停轉，同時使IC2（6）腳電壓下降，使IC2（5）腳電壓大于（6）腳，IC2內比較器2輸出高電平，使LED2的充滿燈（黃色）亮，D17因IC2（7）腳電壓升高而截止，D18導通，從而抬高IC1（1）腳電壓，使電壓檢測點B的引入電壓在較短的時間內就可以使IC1（1）腳電壓大于（2）腳,也就是使輸出脈寬受控的時間變長了，此時輸出電壓略低于59.5而穩定在55.5-56.5V上（與設計有關）。在浮充電階段，因充電電流小于400-500MA，R29上的壓降已經變得很小了，因而電流檢測A點的引入負電壓和由R14引入的正電壓在IC1（15）腳上的疊加電壓始終為正，所以在浮充電階段，IC1內的AMP2始終輸出低電平，失去對輸出脈寬的控制作用。浮充電階段和空載時的工作狀態是基本相同的，不同的是，浮充電階段它不僅要向蓄電池提供一個浮充電壓，還提供一個400-500MA的浮充電流。

下面列舉了一些廠家設計的電動車充電器參數供大家參考：

48V12AH 48V20AH 48V24AH

恒流電流值  1.8A 2.25A 2.5A

恒壓電壓值  58.5V 59.5V 59.5V

轉換電流值 400MA 450MA 500MA

浮充電壓值  55.5V 55.5V 56.5V

上面我們把充電器內部的電路基本結構部件進行了分割和注解電動車充電器其實還有另外的電路結構，大致可以分成 2 個大的板塊， TL494 芯片組成的半橋電路，UC3842 芯片組成反激式電路，各自都有自己的特點。目前市場上面絕大部分的充電器都是 3842 電路。