手把手教你如何修理电动车充电器.docx
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手把手教你如何修理电动车充电器
手把手教你如何修理电动车充电器
常用电动车充电器根据电路结构可大致分为两种。
第一种是以uc3842驱动场效应管的单管开关电源,配合LM358双运放来实现三阶段充电方式。
其电原理图和元件参数见(图表1)
220v交流电经T0双向滤波抑制干扰,D1整流为脉动直流,再经C11滤波形成稳定的300V左右的直流电。
U1为TL3842脉宽调制集成电路。
其5脚为电源负极,7脚为电源正
D3,R12给U1提供可*电源。
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。
第二路经R14,D5,C9,为LM358(双运算放大器,1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,经R26,R4分压达到LM358的第二脚和第5脚。
正常充电时,R27上端有0.15-0.18V左右电压,此电压经R17加到LM358第三脚,从1脚送出高电压。
此电压一路经R18,强迫Q2导通,D6(红灯)点亮,第二路注入LM358的6脚,7脚输出低电压,迫使Q3关断,D10(绿灯)熄灭,充电器进入恒流充电阶段。
当电池电压上升到44.2V左右时,充电器进入恒压充电阶段,输出电压维持在44.2V左右,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,R27上端的电压下降,LM358的3脚电压低于
2脚,1脚输出低电压,Q2关断,D6熄灭。
同时7脚输出高电压,此电压一路使Q3导通,D10点亮。
另一路经D8,W1到达反馈电路,使电压降低。
充电器进入涓流充电阶段。
1-2小时后充电结束。
充电器常见的故障有三大类:
1:
高压故障
2:
低压故障
3:
高压,低压均有故障。
高压故障的主要现象是指示灯不亮,其特征有保险丝熔断,整流二极管D1击穿,电容C11鼓包或炸裂。
Q1击穿,R25开路。
U1的7脚对地短路。
R5开路,U1无启动电压。
更换以上元件即可修复。
若U1的7脚有11V以上电压,8脚有5V电压,说明U1基本正常。
应重点检测Q1和T1的引脚是否有虚焊。
若连续击穿Q1,且Q1不发烫,一般是D2,C4失效,若是Q1击穿且发烫,一般是低压部分有漏电或短路,过大或UC3842的6脚输出脉冲波形不正常,Q1的开关损耗和发热量大增,导致Q1过热烧毁。
高压故障的其他现象有指示灯闪烁,输出电压偏低且不稳定,一般是T1的引脚有虚焊,或者D3,R12开路,TL3842及其外围电路无工作电源。
另有一种罕见的高压故障是输出电压偏高到120V以上,一般是U2失效,R13开路所致或U3击穿使U1的2脚电压拉低,6脚送出超宽脉冲。
此时不能长时间通电,否则将严重烧毁低压电路。
低压故障大部分是充电器与电池正负极接反,导致R27烧断,LM358击穿。
其现象是红灯一直亮,绿灯不亮,输出电压低,或者输出电压接近0V,更换以上元件即可修复。
另外W2因抖动,输出电压漂移,若输出电压偏高,电池会过充,严重失水,发烫,最终导致热失控,充爆电池。
若输出电压偏低,会导致电池欠充。
高低压电路均有故障时,通电前应首先全面检测所有的二极管,三极管,光耦合器4N35,场效应管,电解电容,集成电路,R25,R5,R12,R27,尤其是D4(16A60V,快恢复二极管),C10(63V,470UF)。
避免盲目通电使故障范围进一步扩大。
有一部分充电器输出端具有防反接,防短路等特殊功能。
其实就是输出端多加一个继电器,在反接,短路的情况下继电器不工作,充电器无电压输出。
还有一部分充电器也具有防反接,防短路的功能,其原理与前面介绍的不同,其低压电路的启动电压由被充电池提供,且接有一个二极管(防反接)。
待电源正常启动后,就由充电器提供低压工作电源。
这种充电器的控制芯片一般是以TL494为核心,推动2只13007高压三极管。
配合LM324(4运算放大器),实现三阶段充电。
220V交流电经D1-D4整流,C5滤波得到300V左右直流电。
此电压给C4充电,经TF1高压绕组,TF2主绕组,V2等形成启动电流。
TF2反馈绕组产生感应电压,使V1,V2轮流导通。
因此在TF1低压供电绕组产生电压,经D9,D10整流,C8滤波,给TL494,LM324,V3,V4等供电。
此时输出电压较低。
TL494启动后其8脚,11脚轮流输出脉冲,推动V3,V4,经TF2反馈绕组激励V1,V2。
使V1,V2,由自激状态转入受控状态。
TF2输出绕组电压上升,此电压经R29,R26,R27分压后反馈给TL494的1脚(电压反馈)使输出电压稳定在41.2V上。
R30是电流取样电阻,充电时R30产生压降。
此电压经R11,R12反馈给TL494的15脚(电流反馈)使充电电流恒定在1.8A左右。
另外充电电流在D20上产生压降,经R42到达LM324的3脚。
使2脚输出高电压点亮充电灯,同时7脚输出低电压,浮充灯熄灭。
充电器进入恒流充电阶段。
而且7脚低电压拉低D19阳极的电压。
使TL494的1脚电压降低,这将导致充电器最高输出电压达到44.8V。
当电池电压上升至44.8V时,进入恒压阶段。
当充电电流降低到0.3A—0.4A时LM324的3脚电压降低,1脚输出低电压,充电灯熄灭。
同时7脚输出高电压,浮充灯点亮。
而且7脚高电压抬高D19阳极的电压。
使TL494的1脚电压上升,这将导致充电器输出电压降低到41.2V上。
充电器进入浮充。
用UC3842做的开关电源的典型电路见图1。
过载和短路保护,一般是通过在开关管的源极串一个电阻(R4),把电流信号送到3842的第3脚来实现保护。
当电源过载时,3842保护动作,使占空比减小,输出电压降低,3842的供电电压Vaux也跟着降低,当低到3842不能工作时,整个电路关闭,然后靠R1、R2开始下一次启动过程。
这被称为“打嗝”式(hiccup)保护。
在这种保护状态下,电源只工作几个开关周期,然后进入很长时间(几百ms到几s)的启动过程,平均功率很低,即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏。
由于漏感等原因,有的开关电源在每个开关周期有很大的开关尖峰,即使在占空比很小时,辅助电压Vaux也不能降到足够低,所以一般在辅助电源的整流二极管上串一个电阻(R3),它和C1形成RC滤波,滤掉开通瞬间的尖峰。
仔细调整这个电阻的数值,一般都可以达到满意的保护。
使用这个电路,必须注意选取比较低的辅助电压Vaux,对3842一般为13~15V,使电路容易保护。
图2、3、4是常见的电路。
图2采取拉低第1脚的方法关闭电源。
图3采用断开振荡回路的方法。
图4采取抬高第2脚,进而使第1脚降低的方法。
在这3个电路里R3电阻即使不要,仍能很好保护。
注意电路中C4的作用,电源正常启动,光耦是不通的,因此靠C4来使保护电路延迟一段时间动作。
在过载或短路保护时,它也起延时保护的左右。
在灯泡、马达等启动电流大的场合,C4的取值也要大一点。
图1是使用最广泛的电路,然而它的保护电路仍有几个问题:
1.在批量生产时,由于元器件的差异,总会有一些电源不能很好保护,这时需要个别调整R3的数值,给生产造成麻烦;2.在输出电压较低时,如3.3V、5V,由于输出电流大,过载时输出电压下降不大,也很难调整R3到一个理想的数值;3.在正激应用时,辅助电压Vaux虽然也跟随输出变化,但跟输入电压HV的关系更大,也很难调整R3到一个理想的数值。
这时如果采用辅助电路来实现保护关断,会达到更好的效果。
辅助关断电路的实现原理:
在过载或短路时,输出电压降低,电压反馈的光耦不再导通,辅助关断电路当检测到光耦不再导通时,延迟一段时间就动作,关闭电源。
各管脚功能简介如下:
---1脚COMP是内部误差放大器的输出端,通常此脚与2脚之间接有反馈网络,以确定误差放大器的增益和频响。
---2脚FEEDBACK是反馈电压输入端,此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压(一般为+2.5V)进行比较,产生控制电压,控制脉冲的宽度。
---3脚ISENSE是电流传感端。
在外围电路中,在功率开关管(如VMos管)的源极串接一个小阻值的取样电阻,将脉冲变压器的电流转换成电压,此电压送入3脚,控制脉宽。
此外,当电源电压异常时,功率开关管的电流增大,当取样电阻上的电压超过1V时,UC3842就停止输出,有效地保护了功率开关管。
---4脚RT/CT是定时端。
锯齿波振荡器外接定时电容C和定时电阻R的公共端。
---5脚GND是接地。
---6脚OUT是输出端,此脚为图滕柱式输出,驱动能力是±lA。
这种图腾柱结构对被驱动的功率管的关断有利,因为当三极管VTl截止时,VT2导通,为功率管关断时提供了低阻抗的反向抽取电流回路,加速功率管的关断。
---7脚Vcc是电源。
当供电电压低于+16V时,UC3842不工作,此时耗电在1mA以下。
输入电压可以通过一个大阻值电阻从高压降压获得。
芯片工作后,输入电压可在+10~+30V之间波动,低于+10V停止工作。
工作时耗电约为15mA,此电流可通过反馈电阻提供。
---8脚VREF是基准电压输出,可输出精确的+5V基准电压,电流可达50mA。
---UV3842的电压调整率可达0.01%,工作频率为500kHz,启动电流小于1mA,输入电压为10~30V,基准电压为4.9~5.1V,工作温度为0~70℃,输出电流为1A
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