电动车充电器 原理与检修

电动自行车充电器多采用开关型电源，型号虽多，但电路结构大同小异，主要区别在所选用的脉宽调制(PWM)芯片不同(如UC3845、UC3842、SG3524, TL494)。现以佳腾牌充电器为例，介绍其原理和故障检修方法。
一、电路原理
根据实物测绘的佳腾牌充电器电路原理如图1所示。整机可分为PWM产生和推动电路、功率开关变换电路、充电状态指示电路和交流输入电路四个部分。




I.PWM产生和推动电路
PWM产生电路由IC1( TL494)和外围元件构成。TL494是PWM开关电源集成电路。引脚功能和内部方框图如图2所示。




IC1第⑤、⑥脚外接的C1O、 R19是定时元件，决定锯齿波振荡器的振荡频率，f=1.1/RC，按图中数值为50kHz。第(14)脚是+5V基准电压输出端，除片内使用外，还直接或分压后供第②、④、(13)脚和IC2使用。第(13)脚为输出方式控制端，在该脚接低电平时为单端输出方式，图中接第(14)脚+5V高电平，为双端输出方式。第④脚为死区时间控制端，该脚电位决定死区时间。电位升高，死区时间延长，输出脉宽变窄，当电位大于锯齿波电压时，输出脉宽将变得很窄，甚至停振。凡输出端采用半桥式或全桥式开关电路，都要正确设置死区时间，以免两个开关管同时导通，发生电源短路的危险。图中该脚电位由基准电压经R24和R20分压取得，实测电压为0.46V。C15是软启动电容。第①、②脚和第(16)、(15)脚是IC1内部两个电压比较器的正、反相输入端，分别用作充电电压取样和充电电流取样。+44V充电电压经R28、R27和R26分压反馈至第①脚。C15是软启动电容。第②脚电位由基准电压经R23和R3分压取得，实测为3. 2V,第①脚电位愈高，输出脉宽愈窄，充电电压愈低;反之脉宽增宽，充电电压升高。从而实现稳定+44V充电电压的目的。Ra是充电压调试电阻，Ra和R26的并联阻值愈小，充电电压愈高。R29是充电电流取样电阻，由该电阻上取得的电压变化，经R13送入IC1第(15)脚。充电电流愈大，第(15)脚电位愈低。当第(15)脚电位小于第(16)脚(接地)电位时，IC输出端将被封闭，从而实现过流保护。Rb是过流保护调试电阻，本机予设为1.8A。
外部输入信号的变化，经片内电路处理后，由第⑧、(11)脚输一对大小相等，相位相差180°，脉宽可变的方波，经V3、V4推挽放大后，由变压器T2耦合至功率开关变换电路。
2.功率开关变换电路
V1、V2两个开关管串联接在+300V供电电压和地之间，组成半桥式开关电路，在调宽脉冲的作用下，轮换导通和截止，将十300V直流转换为高频交流电。电流流向示意图如图3所示。V1导通时，C5十→V1 ce→T2的②、④端→T3的②、①端→C6→C5-。V2导通时，C5十→C4→T3的①、②端→T2的④、②端→V2 ce→C5-。T3次级输出电压经D15、C17全波整流滤波，输出十44V供蓄电池充电。T3次级另一绕组经D9、D10、C18整流滤波，输出十24V向IC1和IC2供电。




R7、R9是启动电阻，在开机瞬间向V1、V2基极提供激励电流，使电路自激启动。C7、D5、R4(或C8、D8、Rl1)是加速网络。D6、D7为保护二极管。C3、R1为尖峰吸收网络。
3.交流输入电路
220V市电经D1 -D4桥式整流、C5滤波，取得+300V电压，向功率开关变换电路供电。
4.充电状态指示电路
由IC2 (HA17358)和双色发光管LED2构成。IC2是双运放集成电路，这里接成两个电压比较器。由充电电流取样电阻R29取得的电压变化信号，经R31送入IC2第②脚。充电初期，充电电流较大，R29上降压增大(注意:R29上的电压对地为负电压).第②脚电位小于第③脚电位，第①脚输出高电平，充电指示灯LED2-A点亮。当电池接近充满时，充电电流减小，R29上的电压也减低，当第②脚电位大于第③脚电位时，第①、⑥脚变为低电平，第⑦脚输出高电平，充满指示灯LED2-B点亮。
Rc是充电状态指示调整电阻，选用适当阻值接入，使之达到设定的指示状态(200mA )。



二、检修方法
本机有热地和冷地之分，测量时不要选错参考点。热地和市电相通，若需加电检修，应加用隔离变压器，以防触电。多数情况下，使用万用表电阻档，在线检查，就能找到故障元件。检修PWM电路用外接电源(即在+24V滤波电容C18两端外接15一20V稳压电源)最为安全有效。 加电试机，正常情况下，LED1应点亮。十44V端不接负载时，充满指示LED2-B应亮(绿色)，+44V电压略有下降，实测为+42V，不要误为故障。续入假负载时(可用1 000W电炉丝代)充电指示LED2-A应亮。
1.保险烧断、玻管内壁发黑或炸裂。
此现象表明电路有严重短路之处，以滤波C5、市电整流D1 - D4开关管V1、V2、整流D15等多个元件同时击穿多见。用万用表Rx1档在路即可找出故障元件。
2.电源指示LED1不亮，无十44V电压输出。
故障说明电路没有工作，在+300V电压输出正常的情况下，应重点检查启动电阻R7、R9有无断路，V1、V2基极回路元件D5、R4、R6、D8、R11、R8损坏，IC1、V3、V4损坏而无调宽脉冲输出。
外加电源，用示波器测IC1第⑤脚，应有正常的锯齿状振荡波形，若定时元件R19、C10正常而无波形，可判定IC1坏。IC1第⑧、(11)脚应测得正常的方波，当测其无波形或不正常时，若各引脚电压正常，应更换IC1。若V3、V4波形不正常，查Rl2、V3、V4和外围元件。
附表和图4列出在外接十15V稳压电源、十44V输出端空载条件下IC1、IC2各管脚对地电压值和关键点波形图，供检修参考。