常见电动车充电器的原理及维修

常见电动车充电器的原理及维修
常见电动车充电器的原理及维修

常见电动车充电器的原理及维修

首先我们把充电器内部的电路基本结构部件进行了分割和注解

电动车充电器其实还有另外的电路结构,大致可以分成2个大的板块,TL494芯片组成的半桥电路,UC3842芯片组成反激式电路,各自都有自己的特点。目前市场上面绝大部分的充电器都是3842电路,我们就用3842作为我们主要讲解例子。

1.输入线

2.NTC

3.输入保险丝

4.整流管×4

5.400V滤波电容

6.PWM芯片3842

7.3842供电部分

8.启动电阻

9.MOS管

10.开关变压器

11.光耦

12.输出整流管

13.输出滤波电容

14.控制部分供电

15.运放LM324/358

16.电流采样电阻

17.输出保险丝

18.输出线

补充:19.输出电压控制部件(431)

三、充电器工作基本原理

基本的工作方框图

注:图片里面的电流基准其实和电流检测存在比较关系,为了画的方便和直观,连到了一起!

下面就这个基本工作方框图我们简单的说一下,怎么和维修的思路结合在一起。

充电器工作原理是一个比较复杂的过程,而维修讲究的是把把复杂的东西简单化,理清思路,剔除一些不必要的障碍,是一个高级维修技工必备的要素,所以我们一般会说:会维修的人不会设计,会设计的人不会维修。因为维修的人容易把复杂的东西去简单化,他去搞设计往往会出现一些致命的错误,而设计师去搞维修,我们会看到一幅比较搞笑的画面,设计师会把产品从头到脚分析一遍,甚至画出电路图,否则他会感觉无从下手。

还是简单的说说由3842芯片构成的充电器工作原理:首先AC220电压经由保险丝,NTC和EMI滤波整流滤波变换至300V左右的直流电压,经启动电阻提供给3842(7脚)初始工作电压,驱动MOS管开关动作,开关变压器在MOS管的开关作用下,会不断的储存->释放,而使输出绕组感应到的电能经过整流滤波输出的直流电压,通过采样到431或运放控制光耦把信号反馈至3842的1脚或2脚,控制3842的输出(6脚)的占空比,以

达到稳定的输出电压值。

详细的工作原理,大家可以搜索一下,网上有很多这方面的资料。

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。

下面我们看一下西普尔充电器原边的电路原理图:

3842的供电脚7,和8脚5v基准都是固定的稳定电压值。3脚,4脚,6脚的电压值一般来说没有多少参靠价值,除非使用示波器去看波形!,1和2脚,属于控制脚。除7脚和5脚外其他脚一般不要用万用表去带电测量,可能会引起干扰而炸机!而5脚是接地的。

接下来说一下副边输出部分的稳压原理:

输出稳压的器件主要是由图片中的下部分电路组成,由R14-16采样到的输出电压,送入IC2 TL431内部做基准比较,从而作用于光耦继而控制原边的3842输出占空比。这里

TL431有一个计算公式,大家可以找到431的PDF研究一下,了解一下如何通过431外围的分压器,得到相应的输出电压,掌握到调整输出电压的基本手法。

根据上图的计算公式,我们知道并联在R13电阻上面的R57,R57的电阻变大输出电压降低,变小则输出电压升高。

下面的图是电流控制和转灯控制电路:

输出电流和转灯电流的计算:

上图等效电路图中,Vref即稳压二极管的电压值,我们称为基准。V2为转灯电流值,V1为最大电流值

我们先忽略R58和R59的存在:

V2=[R23/(R17+R21+R23+R24)]*Vref

V2/采样电阻值=转灯电流值(A)

V1=[(R23+R24)/(R17+R21+R23+R24)]*Vref

V1/采样电阻值=最大电流值(A)

电动车充电器原理与维修

一、概述

(一)控制器、充电器与车用电池

控制器和充电器对车用电池的使用寿命是至关重要的。控制器在从电池取用电能的同时,要防止过放电;充电器在向电池充电的同时要防止过充电。否则,电池极板不是因为过充就是因为过放而受到损坏,电池寿命很快终结。因此,充电器和控制器就像电池的监护人一样,在充电和放电的过程中对它加以保护,过放不行,过充不行。同样,欠充仍然不行。欠充结果是活性物质变得顽固而不再容易产生还原反应,出现钝化现象,这部分极板则只占空间和重量,而不再贮存能量。这部分无效物质越多、电池容量越低。过充、过放、欠放是危害电池寿命的三大因素。

(二)脉冲充电

脉冲充电是以不连续的、固定电压的方波形向电池充电,充电电流较大。充电初期由于正负极板都处于硫酸铅状态,有较大的接受能力,又由于方波的不连续性,每个波形间又有停止间歇,给极板活性物质以充分的反应、调整、内外物质均衡的机会,所以初期充电较快。随着极板物质不断得到还原,电压不断升高,充电速度不断减慢,活性物质反应速度逐渐降低,极板周围也逐渐积聚大量带电离子,包围住极板,使极板被隔离,阻止后续带电离子到达活性物质。当极板电位达到极限时(接近充电终止电压),电化作用几乎停止进行。到极化点,转而对极板周围的水分进行分解,表现为大量冒泡和水分蒸发,正极表面吸附大量氧气,负极表面吸附大量氢气,这时的电压称为“产气点”。

解决和消除这种妨碍充电的极化现象,方法是先短暂地停充,然后用较大的、反方向的、时间极短的电流——负脉冲,对正负极板施加反方向电压,清除极板周围聚集的大量正负离子和气体,扫清道路。反脉冲实际就是一种放电措施。将正负极短暂短路的方法也能消除极化,或停顿一段时间极化现象也能自行消除,但负脉冲更有力、更快、更节省时间。

(三)开关电路充电器

当前的车用充电器和过去传统充电器完全不同,充电器都采用了开关电路,并设置自动调整、控制和保护功能,在充电期间,不需有人看守。开关电路的优点是

充电快、质量好、效率高、不损及电池的寿命。

开关电路是当前常用的能够稳压稳流、自动调节的装置,并且采用脉冲装置的电路。充电器电路和控制器电路与家用音响、彩电等同属一个类型。只要稍加改造、增加或减少一些元器件,几乎可以代用。

二、对充电器的要求

这里所要讲的充电器,以铅酸电池为主,其他电池品种可以参考。

充电器品质的高低,对电动自行车的续驶里程能否保持最佳状态,是否会损坏电池和减少电池寿命,使用者能否得到经济和实惠,有着极密切的关系。

(一)电动车充电社会化保障是必然趋势

按照电动车的发展,未来电池的充电,在路边充电站进行的次数会越来越多,充电站要同时对多种电池充电,而这些电池,品类繁多、状态各异,这使充电工作复杂化。为此,充电站必须对电池进行系统管理,管理的关键在预测和充电,充电器性能必须完善。充电站接到放了电的电池,继而定制快充、常规及涓流各阶段充电方案。在进行充电过程中应当具备各种显示和指示,如电压、电流、时间、已经充入的电量、充电已经进行到什么阶段等。

每个电池厂家都应当对自己生产的电池作充分的试验,确定并掌握充电过程的特点。主要是各个转折点:快充到什么时候最为适宜、什么时候开始极化,发热产生的时间、电流大小对极化和发热的线性关系、单格电池的放电和充电终止电压、脉冲的幅度和占空比、反脉冲的强度以及涓流时刻和延续时间、电池内温的测定和传送等。

根据这些特点和数据,计算和设计充电电路,使电路最适合自己的产品,成为配套专用充电器。如若不是经过测定和试验确定的充电电路,而是从市场任意选购来的,不可能完全适合产品特性,多少存在一些不利因素,最好不这样做。

对电池来讲,充电器就像一个负责的仓库管理组合体,它可以将杂乱无章的货物——电能,经过精心的整理,存入仓库——电池的各单元格内。搬运工们均匀一致地码放货物,每个格子不多不少,不偏不倚,机会相等,永远保持均衡状态,直到装满为止,不能将库中的格子挤坏,也不能因码放不整造成倒塌损坏库房,还应当能够充分利用库容。

(二)对未来充电站的要求

未来充电站应当能够根据电池特点,按照电池的要求,达到如下几点:

(1)对已经完全放电的电池,充电初期应当以大电流充电,以达到快速的目的。快速充电的前15min内,可充入总容量的50%~80%。

(2)为达到快速和高效率,充电器应采用脉冲电路。

(3)充电到一定程度,即电池充到某转折点时,应当适时地减小电流。

(4)为了在充电过程中防止极板发生极化和产气,而降低充电效率、分解和浓化电解液、极板发热和硫化,应适时地加入负脉冲消除极化。当去极化完成、经测定产生预定效果,且电池的极板已经恢复到原来良好的充电状态时,应自动停止放电并再次自动转入充电状态。

(5)负脉冲的产生不仅要及时,而且要强度适中,不过分、不过弱。为此,电路又应当有检测功能。当去极化不彻底时,还应当补充放电,直至极化现象完全消除为止。

(6)充电器电路应当具有自动检测和控制充电电压的功能,其最终电压不能超过电池规定的充电终止电压。

(7)恒流是相对的,恒压是绝对的。这不仅描述充电过程,也是充电最后阶段的绝对要求。电压必须以电池的充放电终止电压为准。充电的最后阶段,由于充电器电压和电池电压之间差距越来越小,最后充电电流终止。所以,充电器的最高电压限,应当十分准确,只有在最高限以下,才可以使电流逐渐降低。当充至该种类电池的转折点,电流必须立即调整。在最后的转折点,充电器应能自动转入极小电流充电,也就是通常讲的涓流方式。涓流仍然是脉宽调制,只是占空比小得多。铅酸电池的涓流应在C/16以下。

(8)充电达到规定的充终,并完成涓流细充之后,电池组中各电池极板完全还原,每个单搁互相间达到彼此均衡,充电器能自动切断电源停止充电。

(9)在显示方面:有电源、充电、各阶段状态显示、充入电量显示等。

(10)有反接、短路保护。

(11)温度漂移小,器件的电压温度系数要低,电压不因环境温度变化而不稳,这是保证最终电压准确的条件。

(12)充电器电路杂波、谐波要符合要求,不允许杂、谐波回馈电网。

三、充电器基本知识

电池的充电并不是随意接上电源就能充的,如:交流电不变成直流电不能充,电压不对不能充,电流大小应当适时,充电时间长短根据状态而定等。

有人说现在充电要脉冲电流,我将交流电半波整流后也是脉冲电流,充电不是一样吗!道理对也能充,但效果不佳。交流电的频率是50HZ,并且波形软、间歇不能完全回零,而真正的脉冲需要20~50kHZ,频率相差了一千倍,脉冲的方形间有间歇,从有到无都是突变的,所以性质不同。

(一)如何整流

如图4-36所示,图中最左侧是变压器,只画出铁芯和次级线圈,没有初级线圈,为了简化,以后在没有必要时均不加初级线圈。

电源经变压器将市电变压至充电要求的电压值,变压后在电路上串接一个只允许电流单方向流动的二极管。当交流电正方向流动时,电流通过,电路有电流并对电池充电;当交流电反方向流动时,二极管截止电流通过,电路没有电流,等交流电再次变为正方向时,又有电流。它得出来的实际整流电路的波形如图的右侧,横线上部的有效波是间隔的,并不连续,下侧波被二极管截止不能流过,只有上半部波形是有效的,称之为“半波整流”。

这种整流电路的充电效果不佳且效率很低,约为45%以下,是最简陋的充电器。(二)全波整流电路

为了克服半波电路的缺点,采用全波整流。图4-37是全波整流电路的典型画法,还有其他画法,作用和意义是相同的。本电路经变压后的电流,在正方向流动时,竟二极管1进入充电电路,给电池充电后,经3点返回变压器形成反方向的回路。这样,不管电流是什么方向,充电电路都有电流通过。由于正反方向电流都被有效利用,它的波形变成本图右侧的形状,波形是密集的,已经不再是间隔的,全波整流效率接近90%,比半波整流效率提高了一倍。但这种电路仍有缺点,效率仍低。电压波动不能控制。

(三)滤波

半波、全波整流出来的波形波动较大,而且还带有一定比例的交流成分。这给充电造成一定麻烦,它的脉动并不是脉冲,它的交流成分也不是反脉冲,影响充电效果,应当改进。经过计算,给电路加一个大容量的滤波电容和小阻值的电阻构成的阻容滤波器(图4-38)。本图已将全波整流简化,这个滤波器使经过整流

输出的直流电更加平稳,其电压波形如右边图中实线所示,波峰被削掉了、波谷被填平了

(四)稳压

由于市电经常有波动,电压不稳;电路的负载也有变化,造成充电电路电压不稳。这对负载是有害的,尤其是最后阶段超过电池的充终值,电池一定因受损而影响其寿命。在图4-39中,加入一个稳压管,相当于把超过部分——“波顶”削掉,电路的电压则保持在设定点上,保护了电池和向负载提供稳定的电源,但这个电压是固定的,不能随情况的变化和需要而调整电压。

(五)自动调压电路

稳压管虽然可以保持电路电压不超过规定值,但它并不能满足今天的要求。市电由于用电不均衡,电网电压上下波动较大,就暴露了稳压管的不足。当电路电压超过要求时,它能将超过部分削掉,然而电路电压低于要求值时,却不能补足,结果电路工作仍然会出现不正常;另一方面,电路在设计时,一般比要求电压高出30%~50%,这样市电电压降低时虽然可以保证,但在市电经常保持在平稳值期间,超出的部分势必经常流过稳压管,稳压管经常有电流通过不仅是不经济的,稳压管本身也不允许。实际上,电路稳压并不使用稳压管,而是采用由分离元器件组成的稳压电路,或选用现成的稳压集成块,随时调整因外界电压不稳造成的电路工作不稳定。不管电压升高还是降低,电路始终工作在理想状态。而稳压管只用在充电电路的某个单元部分内,满足单元稳定工作的需要。

集成电路的稳压工作实际是调压,高了可以调低、低了又可以调高,使电压总稳定在设定值范围内。图4-40中采用的是可调式三端稳压集成电路W317(LM317),1脚为输入端Vin、3脚为输出端Vout、2脚为控制端ADJ。稳压电路W317右边有一个并联电路,其中电阻R可以为发光管VD2提供分流电压。图4-40a,电路是固定不可调,当电压达到预定值时,稳压电路停止输出。4-40b是可调典型局部电路,按照这个电路的原理,可以运用到开关电路和充电器等电路中,以达到稳压的目的。图4-40b中,R为取样电阻,1.25V为虚拟电源,实际是W317的基准电压,W317的ADJ和Vout间电压大于或小于此值,内部电路都要做相应的调整,使之稳定在1.25V。这是输出电流Io稳定的关键。输出电流值Io=(1.25-Uab)/R,式中Uab是a、b两点间的压差。

调整方法和原理:当RP滑点移向a点时,Uab降低,输出电流Io增大;当向下移动时,Uab增大,相应地Io变小。若因某种原因造成电流不稳,Io增大或减小,则取样电阻R上的电压也随之增大或减小。这时,Vout和ADJ间的变化促使电路内部做相应调整,使输出电流稳定。

(六)如何显示充电状态

充电电路工作在什么状态,电路是否有电,是否在进行充电,充满了没有,凭眼睛在电路上是看不出来的。为此,只有在电路中设置显示功能,发光管就是最好的元件。在图4-41中最左侧的发光管亮,表示插上电源后市电有通过变压器。但变压器次级有没有电?如果接入电池后,图中最上侧的发光管亮,表示电路有电流通过,充电正在进行。电池充满后,由于电压升高,导致图中最右侧发光管亮,说明充电达到终止点,应当停止充电。

(七)自动调整电流的电路

1、电路组成及原理电路由整流、充电通路3CT和C1、R1、BT33A等组成的张弛震荡器、稳压管导通自动关断电路和电池接口等组成(图4-42)。当电池接入电路后,电路才能接通并开始工作,其顺序是:电池电压通过D1、R1到单结晶体管BT33A控制极,单结晶体管导通;电流通过震荡变压器触发可控管3CT,使之导通;电路形成充电通路,对电池充电。

2、可调整电流功能调整图中可变电阻R1,通过改变晶闸管3CT没有导通,电路不能通过电流。

3、自动保护当电阻没有电池接入,即使接通电源,由于可控管3CT没有导通,电路不能通过电流。

4、自动断电当被充电电池已经充满,达到充电终止电压时,电流即通过二极管D1、R1,击穿稳压管2DW,电流被旁路,小环路失电,单结晶体管BT33A 因控制极失去电压而停振。通过BT33A控制的晶闸管3CT失去出发电压而电流倒流。

四、充电器电路实例

下面介绍的是利用三极管、集成电路为开关器件组成的开关充电电路。

(一)恒流部分整个充电通路是:电流从整流校正极出发首先经r3,然后经3DG4、VD、被充电池、R1,最后回到整流桥负极形成回路。

由于电流的流通,在电阻R1两端形成压差,三极管3DG2的基极电位高于发射极到一定值时,3DG2导通;若电池初充电时电压较低,充电电流就大,R1两端压差也大,基极电位提高,3DG2进一步导通,拉低了三极管3DG3基极电位,继而又导致了三极管3DG4导通降低,通过3DG4的电流被控而减少,达到恒流的目的。

2、保护部分三极管3DG1原处于截止状态,经充电后电池电压升高,3DG1基极电压跟随升高,直至3DG1导通,造成3DG3基极电压被拉低,相继使3DG4被截止,电路被关断而停止充电。电路停止充电电压值由调节RP2设定。设定时应带负荷(即电池充电状态),当达到该电池充电终止电压时,调节RP2使电路关闭,设定即完成,使关闭电压固定在该品种电池的充电终止电压上,防止过充。(二)可调电流、自动关断、自动保护充电器电路

图4-44和图4-42相似,也只有将电池接入电路之后,才能使晶闸管导通进行充电。电池接入后,电流经R2使单结晶体管BT35D的e极得到电压,BT35开始振荡,射极b2电流流入变压器,次极得到耦合电压,触发晶闸管3CT导通,进入充电状态。

1、自动停止充电经过一定时间充电,电池电压逐渐升高。当电压达到充电终止电压值时,稳压管WD被击穿,单结晶体管BT35因e极失压而停振,变压器无震荡信号,次极无输出,晶闸管3CT截止,电路被关闭而停止充电。

2、充电电流的调节图中有两个电位器RP1、RP2。

(1)调节RP1可改变3DD基极控制电压,改变三极管的放大倍数,调整充电电压和电流,以适应不同类型电池的要求。由于整个电路及充电电流都通过3DD,它流过的电流较大,开始时可达3~5A,容易发热,为了防止过热烧毁,应为该管设大面积散热片。

(2)调节RP2可改变晶闸管3CT的导通角,控制充电电流的大小。

3、自动保护电源无电时,3DD基极无电压,自动截止或不能导通,即使3CT 仍然处于导通状态,电路也是关闭的,电池的电流不能倒流,只能在张弛振荡器范围内小量消耗。

4、电路优点当已经被充满的电池接入电路,电路不会起动也不充电,这是因为稳压管处于击穿状态,单结晶体管不能导通,晶闸管3CT得不到触发电压的缘故。

(三)适合于铅酸电池、镍系列电池使用的充电电路

根据车用电池电压和电路结构,调整电路元器件型号即可改变成适合的电路。1、电路工作原理开关稳压电路:整流后的电源,经开关稳压电路稳压在预定点上,也就是电池的充电终止电压。电路由三极管、二极管、电阻、电容和电位器W1组成自激振荡式开关稳压电路,电路工作频率为12kHz,频率大小由1000P 电容决定,容量减小,频率就会提高,但以不超过16 kHz为宜,频率高则损耗大。电路也可用稳压管代替,三端式稳压器件效果更好。稳压电路的稳压上限W1调定,调定是在充电电路带负荷状态,50V电压表跨接在电路上。

电压检测:电路采用施密特电路检测电压,对电路的要求是:在电池放电终止电压点上,继电器KM闭合接通电源:在电池充电终止电压点之下,继电器KM释放,切断电路。交流电源电路的开关由KM控制。它的调定与上述方法相同,但要调整的是W2。

2、电路工作状态

(1)充电起始电流较大,达4.6A,对饥饿电池快速充电,短时间内即可充入容量的30%~50%。

(2)很快即转入3.5A电流,约相当于0.4C速率,并自动维持相当一段时间。(3)随着充电电池电压不断上升,电流强度也不断减低。

(4)当电池电压达到充电终止电压前,电流在750mA上逐渐再降低。

(5)达到充电终止电压时,继电器KM释放,切断交流电输入电路,停止充电。(四)脉冲反脉冲充电电路

用散件组成的电路繁琐复杂,调制费时、漂移较大不稳定,故障率高不易查找。采用集成电路不仅电路简单,周边散件少,调试简单,性能稳定,还具有各种保护功能、自动调节和控制功能。

图4-46是用两个时基电路555及周边器件组成的脉冲反脉冲充电电路。电路中的555-1是充电脉冲发生IC、555-2是放电反脉冲发生IC。充电脉冲占空比决定于555-1的2、6脚R2和C3,输出脚为3,输出脉冲通过R5、C7给3DD1基极偏压,当555-1的3脚输出高压电平时,触发3DD1导通,充电电池由全波整流电路出发,经过R7、3DD1给电池充电,电流又经R9返回整流器;输出低电平时,3DD1被截止。555-1的3脚输出信号经C5耦合从555-2的2脚输入,触发555-2

的3脚发出短暂的间歇阶段。3DD2基极电位被触发而导通,造成电池通过3DD2D、R8、R9形成的小回路放电。反脉冲占空比由555-2的6脚电容C6、电阻R4决定。反脉冲过后有一个小间隙,之后又开始充电脉冲,如此反复,脉冲反脉冲直至充电结束。

时基电路555是充电器经常使用的,另外还有TL494也是常用的集成电路

集成电路的稳压工作实际是调压,高了可以调低、低了又可以调高,使电压总稳定在设定值范围内。图4-40中采用的是可调式三端稳压集成电路W317(LM317),1脚为输入端Vin、3脚为输出端Vout、2脚为控制端ADJ。稳压电路W317右边有一个并联电路,其中电阻R可以为发光管VD2提供分流电压。图4-40a,电路是固定不可调,当电压达到预定值时,稳压电路停止输出。4-40b是可调典型局部电路,按照这个电路的原理,可以运用到开关电路和充电器等电路中,以达到稳压的目的。图4-40b中,R为取样电阻,1.25V为虚拟电源,实际是W317的基准电压,W317的ADJ和Vout间电压大于或小于此值,内部电路都要做相应的调整,使之稳定在1.25V。这是输出电流Io稳定的关键。输出电流值Io=(1.25-Uab)R,式中Uab是a、b两点间的压差。

调整方法和原理:当RP滑点移向a点时,Uab降低,输出电流Io增大;当向下移动时,Uab增大,相应地Io变小。若因某种原因造成电流不稳,Io增大或减小,则取样电阻R上的电压也随之增大或减小。这时,Vout和ADJ间的变化促使电路内部做相应调整,使输出电流稳定。

(六)如何显示充电状态

充电电路工作在什么状态,电路是否有电,是否在进行充电,充满了没有,凭眼睛在电路上是看不出来的。为此,只有在电路中设置显示功能,发光管就是最好的元件。在图4-41中最左侧的发光管亮,表示插上电源后市电有通过变压器。但变压器次级有没有电?如果接入电池后,图中最上侧的发光管亮,表示电路有电流通过,充电正在进行。电池充满后,由于电压升高,导致图中最右侧发光管亮,说明充电达到终止点,应当停止充电。

(七)自动调整电流的电路

1、电路组成及原理电路由整流、充电通路3CT和C1、R1、BT33A等组成的张弛震荡器、稳压管导通自动关断电路和电池接口等组成(图4-42)。当电池

接入电路后,电路才能接通并开始工作,其顺序是:电池电压通过D1、R1到单结晶体管BT33A控制极,单结晶体管导通;电流通过震荡变压器触发可控管3CT,使之导通;电路形成充电通路,对电池充电。

2、可调整电流功能调整图中可变电阻R1,通过改变晶闸管3CT没有导通,电路不能通过电流。

3、自动保护当电阻没有电池接入,即使接通电源,由于可控管3CT没有导通,电路不能通过电流。

4、自动断电当被充电电池已经充满,达到充电终止电压时,电流即通过二极管D1、R1,击穿稳压管2DW,电流被旁路,小环路失电,单结晶体管BT33A 因控制极失去电压而停振。通过BT33A控制的晶闸管3CT失去出发电压而电流倒流。

四、充电器电路实例

下面介绍的是利用三极管、集成电路为开关器件组成的开关充电电路。

(一)恒流部分整个充电通路是:电流从整流校正极出发首先经R3,然后经3DG4、VD、被充电池、R1,最后回到整流桥负极形成回路。

由于电流的流通,在电阻R1两端形成压差,三极管3DG2的基极电位高于发射极到一定值时,3DG2导通;若电池初充电时电压较低,充电电流就大,R1两端压差也大,基极电位提高,3DG2进一步导通,拉低了三极管3DG3基极电位,继而又导致了三极管3DG4导通降低,通过3DG4的电流被控而减少,达到恒流的目的。

2、保护部分三极管3DG1原处于截止状态,经充电后电池电压升高,3DG1基极电压跟随升高,直至3DG1导通,造成3DG3基极电压被拉低,相继使3DG4被截止,电路被关断而停止充电。电路停止充电电压值由调节RP2设定。设定时应带负荷(即电池充电状态),当达到该电池充电终止电压时,调节RP2使电路关闭,设定即完成,使关闭电压固定在该品种电池的充电终止电压上,防止过充。(二)可调电流、自动关断、自动保护充电器电路

图4-44和图4-42相似,也只有将电池接入电路之后,才能使晶闸管导通进行充电。电池接入后,电流经R2使单结晶体管BT35D的e极得到电压,BT35开始振荡,射极b2电流流入变压器,次极得到耦合电压,触发晶闸管3CT导通,进入充电状态。

1、自动停止充电经过一定时间充电,电池电压逐渐升高。当电压达到充电终止电压值时,稳压管WD被击穿,单结晶体管BT35因e极失压而停振,变压器无震荡信号,次极无输出,晶闸管3CT截止,电路被关闭而停止充电。

2、充电电流的调节图中有两个电位器RP1、RP2。

(1)调节RP1可改变3DD基极控制电压,改变三极管的放大倍数,调整充电电压和电流,以适应不同类型电池的要求。由于整个电路及充电电流都通过3DD,它流过的电流较大,开始时可达3~5A,容易发热,为了防止过热烧毁,应为该管设大面积散热片。

(2)调节RP2可改变晶闸管3CT的导通角,控制充电电流的大小。

3、自动保护电源无电时,3DD基极无电压,自动截止或不能导通,即使3CT 仍然处于导通状态,电路也是关闭的,电池的电流不能倒流,只能在张弛振荡器范围内小量消耗。

4、电路优点当已经被充满的电池接入电路,电路不会起动也不充电,这是因为稳压管处于击穿状态,单结晶体管不能导通,晶闸管3CT得不到触发电压的缘故。

(三)适合于铅酸电池、镍系列电池使用的充电电路

根据车用电池电压和电路结构,调整电路元器件型号即可改变成适合的电路。1、电路工作原理开关稳压电路:整流后的电源,经开关稳压电路稳压在预定点上,也就是电池的充电终止电压。电路由三极管、二极管、电阻、电容和电位器W1组成自激振荡式开关稳压电路,电路工作频率为12kHz,频率大小由1000P 电容决定,容量减小,频率就会提高,但以不超过16 kHz为宜,频率高则损耗大。电路也可用稳压管代替,三端式稳压器件效果更好。稳压电路的稳压上限W1调定,调定是在充电电路带负荷状态,50V电压表跨接在电路上。

电压检测:电路采用施密特电路检测电压,对电路的要求是:在电池放电终止电压点上,继电器KM闭合接通电源:在电池充电终止电压点之下,继电器KM释放,切断电路。交流电源电路的开关由KM控制。它的调定与上述方法相同,但要调整的是W2。

2、电路工作状态

(1)充电起始电流较大,达4.6A,对饥饿电池快速充电,短时间内即可充入容

量的30%~50%。

(2)很快即转入3.5A电流,约相当于0.4C速率,并自动维持相当一段时间。(3)随着充电电池电压不断上升,电流强度也不断减低。

(4)当电池电压达到充电终止电压前,电流在750mA上逐渐再降低。

(5)达到充电终止电压时,继电器KM释放,切断交流电输入电路,停止充电。(四)脉冲反脉冲充电电路

用散件组成的电路繁琐复杂,调制费时、漂移较大不稳定,故障率高不易查找。采用集成电路不仅电路简单,周边散件少,调试简单,性能稳定,还具有各种保护功能、自动调节和控制功能。

图4-46是用两个时基电路555及周边器件组成的脉冲反脉冲充电电路。电路中的555-1是充电脉冲发生IC、555-2是放电反脉冲发生IC。充电脉冲占空比决定于555-1的2、6脚R2和C3,输出脚为3,输出脉冲通过R5、C7给3DD1基极偏压,当555-1的3脚输出高压电平时,触发3DD1导通,充电电池由全波整流电路出发,经过R7、3DD1给电池充电,电流又经R9返回整流器;输出低电平时,3DD1被截止。555-1的3脚输出信号经C5耦合从555-2的2脚输入,触发555-2的3脚发出短暂的间歇阶段。3DD2基极电位被触发而导通,造成电池通过3DD2D、R8、R9形成的小回路放电。反脉冲占空比由555-2的6脚电容C6、电阻R4决定。反脉冲过后有一个小间隙,之后又开始充电脉冲,如此反复,脉冲反脉冲直至充电结束。

下面简单介绍两种集成电路的工作原理:

时基电路555有很多厂家型号,如MC555、CA555、XR555、LM555等;国产型号有SL555、FX555、5G1555等,典型的、也是最常用的是NE555。555前的字母只表示生产厂家。凡是时基电路555,电路内部结构相同,性能都是相同的。

时基电路555是一种用途较广的精密定时器,可用来发生脉冲、作方波发生器、自激振荡器、定时电路、延时电路、脉宽调制电路、脉宽缺少指示电路、监视电路等。其工作电压为5~18V,常用10~15V,最大输出电流200mA,可驱动功率开关管、继电器、发光管、指示灯、,做振荡器时,最高频率可达300kHz。

时基电路555比较简单,内部集成了21个晶体三极管、4个晶体二极管和16个电阻组成了两个电压比较器、一个R-S触发器、一个放电晶体管和一个由3只电

相关主题
相关文档
最新文档