恒流+恒压+浮充的PC电源充电器
电动汽车的充电模式
电动汽车的充电模式热度：223日期:13-02-19, 11:23 AM 来源:电动汽车电源系统的充电模式分为常规充电模式和快速充电模式两种。
1．常规充电模式电动汽车电池类型不同，其适应的充电模式不同。
对于Ni／MH电池，其根本的充电制度是恒流模式或多阶段恒流模式充电，对于锂离子电池，根本的充电制度是恒压限流模式充电。
(1)恒流充电模式恒流充电模式是最常用的充电模式，控制简单，设备简单。
但仅能适应于局部电池〔如Ni／MH〕，不能将系统完全充满电，充电效率低。
(2)分级恒流充电模式分级恒流充电方式是在普通恒流充电方式的根底上开展而来的，在初期用较大的电流进展充电，充电一定时间或充电电压到达一定值后改用用较小电流，再充电一定时间或充电电压到达另一更高值后改用更小的电流。
这种充电方式的效率较高，所需充电时间较短，充电效果也比拟好，并且对延长电池组使用寿命有利，但对充电机系统有较高的要求。
分级恒流充电模式适用于Ni／MH电池和锂离子电池的前期充电。
一般在充电时，首先以小电流先预充一段时间，主要是对电池状况及BMS状况进展判断。
在前期荷电量较低的情况下，电池充电承受能力好，可是适应较大电流充电，随着荷电量的增加，充电承受能力逐渐下降，此时充电电流下降，在充电后期．副反响速度增大，根本变为涓流充电。
(3)低压恒压浮充模式低压恒压浮充模式不同于通常的将均充和浮充分开进展的方式，充电电源一直按照稳压限流的方式工作，蓄电池在浮充状态下渐渐补足失去的能量，直到充电至终止电压。
这种充电方式具有原理简单、实现方便的特点，但有可能会导致电池欠充，而且长时间充电会损害电池组，加速电池自放电。
这种方式适应于锂离子电池。
(4)梯度恒压充电模式综合了恒流充电方式和恒压充电方式的优点，在充电时根据电流衰减情况逐步提供充电电压，电流呈阶梯方式下降。
这样，在充电初期(l~3h)电池电压呈直线上升；充电中期(3~7h)，充电电流接近指数衰减；充电后期(8~12h)当充电电流小于设定值时终止充电或者转入涓流充电阶段。
蓄电池正常充电曲线
蓄电池正常充电曲线
蓄电池正常充电曲线可以大致分为三个阶段：恒流充电阶段、恒压充电阶段和浮充阶段。
1. 恒流充电阶段：
在刚开始充电时，电池电压较低，充电器输出的电流较大，保持一个较高的电流恒定注入到电池中。
此阶段主要是用来快速充电，将电池的电量迅速补充到一定水平。
2. 恒压充电阶段：
当电池充电至一定电压后，充电器会自动降低输出电流，将电压保持在一定上限。
此阶段电池电压逐渐上升，电流逐渐减小，直至电流减小至一定程度时进入下一阶段。
3. 浮充阶段：
当电池电量接近充满时，充电器会进入浮充阶段。
此阶段电池电压得到稳定，充电器输出电压和电池电压相等，输出电流极小。
充电器会以非常低的充电电流维持电池的充电状态，防止电池的过充和自放电。
总体来说，正常充电曲线是一个逐渐充满电池的过程，将电流控制在一定范围内，保证电池充电的稳定性和安全性。
恒压恒流充电器原理分析
恒压恒流充电器原理分析充电器的电路主要由电源变压器、整流电路、滤波电路、功率管、反馈控制电路等组成。
电源变压器是将市电的交流电转变为充电器所需的低电压交流电，一般为主变压器和副变压器组成。
主变压器将220V交流电转换成较低电压的交流电，而副变压器将主变压器输出的交流电进一步降压，使电压达到充电器所需要的低电压。
整流电路将变压器输出的交流电转换为直流电，常见的整流方式包括单相桥式整流器和三相桥式整流器。
整流电路可以通过整流管或整流二极管实现，将交流电转化为带有波动的直流电。
滤波电路是为了减小充电器输出的直流电中的纹波成分，提供相对稳定的输出电压。
滤波电路的主要元件是电容器，它能将直流电中的纹波成分滤去，得到相对平滑的直流电。
功率管是充电器输出电流和电压的关键控制元件。
充电器根据需要可以装备一个或多个功率管，功率管能够调节输出电流和电压的大小。
当充电电流较小时，功率管处于导通状态，通过功率管和输出电阻连接负载，实现恒压输出。
当充电电流较大时，功率管处于关断状态，通过反馈控制电路和功率管的控制信号，控制功率管的导通和关断，实现恒流输出。
反馈控制电路是恒压恒流充电器的核心部分。
它通过检测输出电压和电流的大小，通过比较电压和电流的反馈信号，控制功率管的导通和关断。
当输出电流大于设定值时，控制电路会减小功率管的导通时间，从而控制输出电流恒定。
当输出电压大于设定值时，控制电路会减小功率管的关断时间，从而控制输出电压恒定。
总结一下，恒压恒流充电器通过控制充电电流和电压来实现恒定输出。
它的工作原理是通过电源变压器将交流电转换为充电器所需的低电压交流电，然后通过整流电路将交流电转换为直流电，再通过滤波电路提供稳定的输出电压。
功率管和反馈控制电路控制输出电流和电压的恒定。
这样就可以实现对电池等设备的稳定充电。
TP4057 600mA 锂电池充电器 V2.1 产品说明书
概述TP4057 是一款单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器，简单的外部应用电路非常适合便携式设备应用，适合 USB 电源和适配器电源工作，内部采用防倒充电路，不需要外部隔离二极管。
热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。
TP4057充电截止电压为 4.2V ，充电电流可通过外部电阻进行设置。
当充电电流降至设定值的 1/10 时，TP4057 将自动结束充电过程。
当输入电压被移掉后，TP4057 自动进入低电流待机状态，将待机电流降至 3uA 。
特点∙ 最大充电电流：600mA∙ 无需MOSFET 、检测电阻器和隔离二极管 ∙ 智能热调节功能可实现充电速率最大化 ∙ 智能再充电功能 ∙ 预充电压：4.2V±1% ∙ C/10充电终止 ∙ 2.9V 涓流充电阈值∙ 单独的充电、结束指示灯控制信号 ∙封装形式：SOT23-6L应用∙ 手机、PDA 、MP3/MP4 ∙ 蓝牙耳机、GPS ∙充电座∙数码相机、Mini 音响等便携式设备典型应用电路管脚SOT23-6L 定购信息极限参数（注1）注1电气参数（注2，3）注3：规格书的最小、最大规范范围由测试保证，典型值由设计、测试或统计分析保证。
内部框图工作原理TP4057是专门为一节锂离子电池或锂聚合物电池而设计的线性充电器，芯片集成功率晶体管，充电电流可以用外部电阻设定，最大持续充电电流可达1A，不需要另加阻流二极管和电流检测电阻。
TP4057包含两个漏极开路输出的状态指示端，充电状态指示输出端CHRG和充电完成指示输出端STDBY 。
充电时管脚CHRG输出低电平，表示充电正在进行。
如果电池电压低于2.9V，TP4057用小电流对电池进行预充电。
当电池电压超过2.9V时，采用恒流模式对电池充电，充电电流由PROG管脚和GND之间的电阻R PROG确定。
当电池电压接近4.2V电压时,充电电流逐渐减小，TP4057进入恒压充电模式。
常见电动车充电器的三种电路图
常见电动车充电器的三种电路图第一种：下图1为充电器的电路原理图，主要由整流滤波、高压开关、电压变换、恒流、恒压及充电控制等几部分组成。
其基本原理是充电器将输入的220V市电电压经整流滤波后转变为直流300V左右的电压，通过开关管的接通和关断，使300V直流电压变成受控制的交流电压，交流电压通过开关变压器耦合后在其二次侧产生低压交流电，低压交流电再通过二极管整流后输出直流充电电压。
图1开关管受电源厚模块的控制，4N35光耦合器将二次电压波动信号反馈给电源厚模块，从而达到稳定输出电压的目的。
使用开关电源作为充电器的好处是能有效的根据负载的大小控制输出，保护负载并节约能源。
第二种：以3842驱动场效应管的单管开关电源，配合358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2。
图2工作原理：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3842脉宽调制集成电路。
其5脚为电源负极，7脚为电源正极，6脚为脉冲输出直接驱动场效应管Q1(K1358) 3脚为最大电流限制，调整R25(2.5欧姆)的阻值可以调整充电器的最大电流。
2脚为电压反馈，可以调节充电器的输出电压。
4脚外接振荡电阻R1,和振荡电容C1。
T1为高频脉冲变压器，其作用有三个；第一是把高压脉冲将压为低压脉冲。
第二是起到隔离高压的作用，以防触电；第三是为uc3842提供工作电源。
D4为高频整流管（16A60V）C10为低压滤波电容,D5为12V稳压二极管，U3(431)为精密基准电压源，配合U2(光耦合器4N35) 起到自动调节充电器电压的作用。
调整w2(微调电阻)可以细调充电器的电压。
D10是电源指示灯。
D6为充电指示灯。
R27是电流取样电阻（0.1欧姆，5w）改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流（200－300 mA）通电开始时，C11上有300v左右电压。
此电压一路经T1加载到Q1。
电动车充电器三段式充电原理和维修技巧
恒流，恒压和浮充是三段式充电的三个必须阶段，它的充电曲线见图2，对48V蓄电池而言，可以这样来描述其充电过程，在充电开始时保持一个充电电流1.8-2.5A，直到时间t1，此时充电电压逐渐上升---即恒流充电阶段；当充电电压上升到58.5-59.5V时，立即保持这个充电电压不变直到时间t2，此时充电电流逐渐下降---即恒压充电阶段；当充电电流下降到400-500mA的转换电流时，充电器立即转为55.5-56.5V的小电流充电---即浮充阶段。
三段式充电是一个自动充电的过程，要实现对充电电流和电压的自动控制，在电路的输入和输出之间必须有一个闭环的反馈回路，通过对输出电流和电压的反馈取样，再经过控制电路对信号的处理输出控制信号去调整输入端的工作状态，从而达到自动控制的目的。
下面以TL494为中心组成的一款充电器为列来比较详细的解说一下三段式充电的控制和转换过程（见图1）。
充电器空载
当充电器不接蓄电池处于空载时，输出电压因空载而升高，输出电流为0，R29上的压降为0；电流检测A点的引入电压和由R14引入的正电压使IC1的（15）脚的叠加电压为正，AMP2输出低电平，对输出脉宽无限制作用；电流检测C点引入电压和由R35引入的正压叠加使IC2的（2）脚电压为正，IC2比较器1输出低电平，使LED2充电灯（橙色）灭，U5截止，散热风扇停转，使IC2（6）脚电压降低，比较器2输出高电平，使LED2的充满灯（黄色）亮，同时D17因IC2的（7）脚电压升高而截止，D18导通向IC1（1）脚提供一个正电压，另一方面，电压检测B点电压因输出空载而升高，这两路电压的叠加使IC1（1）脚电压大于（2）脚，于是AMP1输出高电平使输出脉宽减小，振荡减弱，输出电压降低，之后，又通过电压检测B点引入使IC1（1）脚电压降低，当（1）脚电压低于（2）脚3.25V时，AMP1又输出低电平，对输出脉宽无限制作用，振荡加强，又使输出电压升高，如此反复，使空载电压保持在55.5-56.5V(与设计有关）上。
自动充电器使用说明书
Ver 1.50.0003KCG2自动充电器使用说明书青岛北洋电气厂电话：＋86-532-85775581 传真：＋86-532-85973847网址： Email：info@地址：中国．青岛市江西路66号邮编：266071一. 系统概述KCG2系列自动充电器是应用高频PWM 脉宽调制技术，以IGBT 、场效应功率管和脉宽调制集成控制器为主要部件而构成的开关电源式自动充电器。
原理框图如图（一）所示。
与传统的可控硅充电器相比，本充电器无笨重的工频变压器和滤波电抗器，体积和重量都显著减小。
性能更优越，功能更完善。
本充电器为三阶段自动充电器（恒流均衡充电-恒压均衡充电-浮充电）如图(二)所示。
对电瓶充电的全过程是先进入均衡充电，自动完成先恒流，后恒压，待电流降到接进零时均衡充电完成，令其（手动或自动）转入“浮充”，以涓流维持电瓶在满充状态。
图（一） KCG-2自动充电器原理框图二. 技术条件 1. 电源：AC 220V ，3φ380V ，3φ440V 等各种交流电源，允许偏差±10％，50/60HZ. 2. 输出：充电器的输出额定容量=均充恒压值×恒流值。
充电器的输出对均充恒压值、恒流值、以及浮充恒压值，根据电瓶种类的不同都有相应规定 以标称电压24VDC 电瓶为例铅酸电瓶，浮充恒压值：26.7VDC ；均充恒压值：28.2VDC碱性电瓶，浮充恒压值：27.2VDC ；均充恒压值：31VDC~36 VDC恒流值：根据电瓶所需要的最大充电电流来规定。
我厂可以提供单机输出容量10KW 以上产品。
所以可以是几安培到几百安培不等。
有关输出功率、均充电压、浮充电压、充电电流选定请参见附录一、3. 三阶段充电过程曲线：图（二）充电全过程电流、电压曲线A：均充恒流；B：均充恒压；C：浮充电4. 充电方式转换：面板设有“均充”、“浮充”充电方式转换开关，由人工完成手动转换。
另设有选用“附件”，自动完成充电方式周期转换，转换时间人为设定（详见五－6）。
电动车充电原理讲解
时间 8 ～10 小时 LED2是电源指示灯。
42V A
8另4第L8TA8EV1一三V线D)左和12路 是圈右2是拐4A经为输时8充电｛点hVDK电出,充源电电AＣ11池的632指电流电，电8A=电4示器（1Rh流2池压2灯进45提电=X=09经容1。入供0送0池.0D8量.恒.工到1mA1=57压｝作A1电C,2）C充电压1X。1电源控整0阶。制.流1段回5滤，路波1输，电得.出使8到流电A输稳压出定维电的C持压电在降压5低。8.。充电红指色D示灯图 1
充电指示灯 绿色
时间
48V电池 13.7V X 4=54.8V
电池失水造 成热失控
当电池电压上升到58.
1.2A
2-8小时（视电池使用状态而定）
8V左右时,充恒电定器电进流入充恒电压充电阶段，输出电压维持在58.
8A)和拐点电流（400 mA）。
0.4A
当电池电压上升到58.
恒流阶段
F
恒压阶段 降压浮充阶段
时间
强制转入浮充 阶段
时间 8 ～10 小时 定时3小时
经验值 12Ah电池0.4A
图2
转灯电流点
工程技术中心
脉冲式充电曲线
恒流阶段充入 90%的电量
工程技术中心
• 铅酸电池充电曲线
220V
工程技术中心 充电器原理图
高频变压器
电源芯片
开关管
光耦
定时芯片
运放
取样电 阻
工程技术中心
电动车充电器的使用 • 工作电压:
电压
恒流 恒压 降压浮充充电曲线
8V左右时,充电电器池进欠入恒压压值充电阶段，5输8出.8电V压维持在58.
B
E
18V左右的电压，此电压经R38加到LM324第13脚，从14脚送出高电平。
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恒流+恒压+浮充PC电源充电器
PC电源有AT、ATX两种，结构大同小异。
它都是基于PWM开关电源的原理，标称功率都在200W以上，都有12V8A的稳压输出。
所以，用它来改造12V电瓶的充电器，是比较容易的。
ATX电源将输出排线(接电脑主板的那个插头)上的“蓝”线和“黑”线短接(使开关电源工作).
大部分的PC电源都是基于TL494＋LM339芯片的。
本文就以此结构为例。
下面先认识一下TL494，下图就是它的内部结构图。
（此图内部有几个小差错，但基本不影响对TL494的认识。
）
TL494是一种定频PWM电路，它包含了开关电源所需的全部功能，广泛应用于各式开关电源之中。
主要特征：
集成了全部的脉宽调制电路。
内置锯齿波振荡器，外置振荡元件仅阻容各一。
内置两组误差放大器。
内置5V基准电压源。
可调整死区时间。
内置双功率晶体管可提供双500mA的驱动能力。
推挽或单端两种输出方式。
下面开始改造。
改造时，改动越少，越容易成功。
下面是“改动最少”的方案。
首先，旧PC电源应当是无故障的。
一般风扇转动正常，电源就基本正常。
如果能以12V的汽车灯泡（常见的是21W）测试，就更加准确。
TL494的12＃（表示12脚，以下同）是电源端，7－40V都是正常的。
7＃是“地”端。
14＃是5V基准电压端。
5＃、6＃是外接振荡阻容端。
8＃、9＃、10＃、11＃、13＃是输出部分。
所以，5＃－14＃各司其职，功能明确，接法相对固定，一般不用改动。
2＃、3＃一般也不用改动。
4＃一般是接“保护电路”的。
保护电路一旦工作，电源就会处于“故障”状态。
所以，最简单的方法就是“除去保护电路”，将4＃直接“接地”。
如果调整输出电压至13V6－13V8时保护电路不动作，或如果你能确认4＃没有与“保护电路”相“勾结”，就可以不动4＃。
15＃、16＃一般是分别接14＃、地，此时就不用改动。
15＃、16＃也有接“保护电路”的，一般也不用改动。
为防止“保护电路捣乱”，“分别接14＃、地”就可“去掉保护电路”。
1＃是取样输入端，原电路一般是比较复杂的。
改造时，保留1＃接地的“下取样电阻”R35.。
1＃与12V输出之间连接“上取样电阻”R68,1＃上的与5V的电阻断开。
“上取样电阻”增大时，输出电压应当增高。
一般情况下，“上取样电阻”的初始值以“原1＃与12V输出之间连接“上取样电阻””的2倍为宜。
可用原取样电阻R68串可
调电阻进行调整输出电压。
仔细调整“可调电阻”，使输出电压调整到13V6－13V8。
测量其电阻换阻值相近的固定电阻(RX1)更换。
一个“恒压＋浮充”的12V电瓶充电器就算完成了。
此充电器的内阻很低，负载性能很好。
它的充电电流可达到机箱上额定值。
LM339是个四比较器，它的任务是产生与计算机有关的几个信号，及参与“保护电路”的工作。
改造充电器时，完全可以不考虑它的存在。
主要应注意，别让它“参与的保护电路”，干扰TL494的工作。
其它几路电压输出，也完全可以不理睬它。
如果你能明白相应的“保护电路”，并加以保留，则改造后的电源将更加完善。
下面是恒流充电改造：
选一可调电阻串原R68并RX1两端，并调整输出电压为9V，选一与其阻值接近的电阻(RX2)。
“恒压＋浮充”充电，当电瓶电量不足、严重亏电时，电瓶初始充电电流很大，会影响电瓶寿命，“恒流”其原理如图，当充电电流流过R1和R2时，产生电压降，当电流超过1.3A时，R1压降为0.65V,三极管（9012）导通，通过RX2接入TL494的1#脚使输出电压13.6降低(最低至9V，再低就可能电源保护了),使充电电流减少，达到恒流的目的，调整R1和R2的电阻值可改变恒流值（约2*0.65/R1）A。
当蓄电池充电一段时间后，充电电流少于1.3A时，三极管（9012）不导通，此时电源处于“恒压＋浮充”状态。
至此一个恒流+恒压+浮充的12V充电电源改造完成，另由于电源输出增高使电源风扇的输出噪音增大，可在风扇接线端串接3个IN4007，降风扇电压，降低噪音。