电动车充电器原理及结构

电动车充电器工作原理及常见故障维修(总8页)

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电动车充电器工作原理及常见故障维修

电动车如今已进入我们的生活，方便了我们的出行，而且还环保，正是我国目前提倡的“低碳生活”；但它的充电器故障率较高，很是一件令人头疼的事。出于这个缘故，根据本人多年的维修经验，写了这篇文章，希望对电子电器维修人员和广大的电子爱好者，提供维修资料，供维修参考用。为了方便说明，本文还是从原理开始说起。

一．工作原理

我们目前用的电动车充电器大部分都是脉冲式充电器。就目前来说，以UC3842为主控芯片的充电器还是占绝大多数，当然也有不少是以TL494为主控芯片的充电器，对于采用这种芯片的充电器本文不做阐述（因这两种充电器的维修基本上是大同小异的）。这类充电器的原理与开关电源的原理是基本相同的220V的交流电经交流滤波电路滤除外来的杂波信号(同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网的干扰),再经二极管桥式整流电路和滤波电路，整流滤波后得到约300V的直流电，送给功率变换电路进行功率转换。功率变换电路中的开关功率管（IGBT）就在脉冲宽度调制控制器（UC3842）输出的脉冲控制信号驱动下，工作在“开”“关”状态，从而将300V直流电切换成宽度可调的高频脉冲电压。把高频脉冲电压送给高频脉冲变压器，其次级就会感应出一定的高频脉冲交流电，并送给高频整流滤波电路进行整流，滤波；最后输出一个很平滑的直流电，供给蓄电池充电。由于蓄电池刚开始充电时和充过一段时间后，蓄电池的容量和端电压均不一样，这就由充电器内部取样电路将取样信号通过光电耦合器（PC817）送入控制电路，经过脉宽调制芯片（UC3842）内部调制，由控制电路的输出端将变宽或变窄的驱动脉冲送到开关功率管的栅极，使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或变窄，使蓄电池的充电分别进入：恒流充电，恒压充电和浮充充电这三个充电阶段。

电动车（48v）充电原理图解说

充电器．一插上电源，充电器一点反应都没有．但储能电容还有电，如果不及时在这里放电的话，还会让你心惊肉跳一下，很难受。

首先确定13007是否好，测二个管子的中点电压是否是150V，是150V就是电容68UF/400V到大变压器电路之间有问题。不是150V就是二只240K启动电阻有一只坏了。大部分是后一种情况。如果是3842的电路一般是启动电阻变的无穷大，那两个2.2欧姆的电阻也要检查。 TL494充电器原理与维修 电动自行车充电器多采用开关 电源，型号虽多，但电路结构大同小异，主要区别在于所选的脉宽调制（PWM）芯片不同如（UC3845、UC3842、SG3524、TL494）。常用电动车充电器根据电路结构可大致分为两种。第一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。还有一种是以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。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。 1.PWM产生和推动电路 PWM产生电路由IC1TL494和外围元件构成。TL494是PWM开关电源集成电路。引脚功能和内 部框图如图2所示。 IC1的第5、6脚外接的C10、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，除芯片内部使用外，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 ，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脚为死区电压控制端，该脚电压决定死区时间。电位升高 ，死区时间延长，输出脉宽变窄，当电压大于锯齿波电压时，输出脉宽将变得很窄，甚至停振。凡输出端采用全桥或半桥式的开关电路，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。第1 、2脚和第16、15脚是IC1内部的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脚电压越高，输出脉宽越窄，充电电压越低； 反之脉宽增宽，充电电压升高。从而实现+44V充电电压的目的。Ra是充电电压调试电阻，Ra和R26并联值越小，充电电压越高。R29是脚充电电 流取样电阻，由该电阻上取得的电压变化，经R13送入IC1的第15脚。充电电流越大，第15脚电位越低。当第15脚电位低于第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8、10脚输出一对大小相等，相位相差180 度，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，轮流导通和截止，将+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+→V1ce→T2的2、4端→T3的2、1端→ C6→C5-。V2导通时，C5+→C4→T3的1、2端→T2的4、2端→V2ce→C5-。T3次级输出电压经D15、C17全波整流滤波，输出+44V供蓄电池充电。T3 次级另一绕组经D、D10、C18整流滤波，输出+24V向IC1和IC2供电。 R7、R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、R11）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的第2脚。充电初期，充电电流较大，R29上电压增大（注意：R2上的电压对 地为负电压），第2脚电位低于第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上的电压也降 低，当第2脚电位高于第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，选用适当的阻值接入，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，若加电检修，应加隔离变压器，以防触电。多数情况下，使用万用表的电阻档就能找到故障元件。检修PWM 电路用外接电源（即在+24V滤波电容C18两端外接15-20V稳压电源）最为安全有效。 加电试机，正常情况下，LED1应 点亮。+44V端不接负载时，充电指示LED2-B应亮（绿色），+44V略有下降，实测为+44V不要误为故障。接入假负载时（可用1000W电炉丝代）充 电指示LEED2-A应亮。 1.保险烧断、玻璃管内壁发黑或 炸裂 此现象说明电路有严重短路之处 ，以滤波电容C5、市电整流管D1-D4、开关管V1-V2、整流管D15等多个元件同时击穿多见。用万用表电阻档在路即可找出故障元件。 2.电源指示灯LED1不亮，无+44V 电压输出 此现象说明电路没有工作，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。 外接电源，用示波器测IC1第5脚 ，应有正常的锯齿波形，若定时元件R19、C10正常而无波形，可判定IC1损坏。IC1的8脚和11脚应测得正常方波，当测其无波形或波形不正常时 ，若各脚电压正常，应更换IC1。若V3、V4波形不正常，查R12、V3、V4和外围元件。 表1、表2和图4、图5列出在外接 +15V稳压电源、+44V输出端空载条件下IC1、IC2各脚对地电压值和关键点波形图，供检修参考。IC1第14脚（+5V基准电压）若不正常，IC1第13 、2、4、脚电压都会不正常，IC2有关引脚电压也会不正常。断开IC1第14脚外电路后，若各脚电压仍不正常，则可判定IC1损坏UC3842充电器原理与维修 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。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(TL431)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）。 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

电动车充电器原理及维修

全波整流器采用四个二极管和一个变压器来实现整流。交流电经变压器降压后，通过四个二极管将电流导通的方向限制在单方向上，以得到一个正弦波的全波整流电路。而半波整流器只使用两个二极管，将电流导通的方向限制在单方向上，即得到一个半波正弦电路。

整流后的电流是固定的直流电流，但它仍然具有很高的纹波。为了去除这些纹波，需要使用滤波器。滤波器是一种电容器，用于储存电荷并平滑输出电流。通过选择适当的电容值，可以滤波并获得平稳的直流输出电压。

调节是电动车充电器中最重要的步骤之一、调节器可以控制输出的电流和电压，以满足电动车电池的需要。常见的调节器包括线性稳压器和开关稳压器。

线性稳压器通过调节器件的导通和关断来调节电压。当电流过大时，稳压器会降低输出的电压，从而保持电流恒定。这种调节器的缺点是效率较低，因为它会将多余的电能以热量的形式消耗掉。

开关稳压器利用反馈回路和开关元件的开关操作来调节电压。它通过以高频开关的方式来控制电流，从而降低能量损耗并提高转换效率。开关稳压器通常有两种类型，即开关模式和开关流模式。开关模式稳压器效率高，但电磁干扰较大，开关流模式稳压器的电磁干扰较小，但效率低。

维修电动车充电器可能涉及以下几个方面：检查输入电源、检查输出电压和电流、更换损坏的元件等。首先，检查输入电源的稳定性和电压是否正常。如果电源不稳定或电压过低，则可能导致充电器无法正常工作。其次，检查输出电压和电流是否在规定范围内。如果输出电压或电流不正确，可能是调节器件故障或滤波器电容损坏的原因。此外，还需要检查充电器电路中的元件是否损坏，如二极管、电容器和稳压器等。如果发现元件损坏，应及时更换。

总之，电动车充电器的原理和维修，主要是通过整流、滤波和调节这三个步骤来将交流电转换为直流电，并通过控制电流和电压为电动车电池充电。在维修方面，需要检查输入电源、输出电压和电流以及元件的损坏情况，并及时更换损坏的元件来保证充电器的正常工作。

电动车充电器原理

随着环保意识的增强和汽车工业的发展，电动车在日常生活中的使用越来越普遍。而电动车的充电器作为电能传输的重要设备，其原理和工作方式备受关注。本文将介绍电动车充电器的原理和工作原理，并讨论其在电能转换和保护电池方面的作用。

一、电动车充电器的原理

电动车充电器是将电压输入设备（如电源插座）转换为适用于电动车充电的电压的关键设备。其主要原理是利用变压器和电子元器件来转换输入电压和电流，以满足电动车电池的充电需求。充电器的主要组成部分包括整流器、滤波器、开关器件和控制电路。

整流器是将输入交流电转换为直流电的装置，常用的整流器包括整流桥等。它将电源输入的交流电转换为直流电，以提供给电动车电池进行充电。

滤波器用于滤除整流器输出直流电中的波动成分，以确保电动车电池获得稳定的直流电供电。

开关器件是充电器中最重要的部分，它通过高频开关的工作原理实现电源输入和电动车电池之间的转换，并控制充电器的输出电压和电流。

控制电路是充电器的智能部分，通过监测电动车电池的电量和充电状态，控制充电器的工作状态，并保证充电的安全性和高效性。 二、电动车充电器的工作原理

当电动车充电器连接到电动车电池时，它首先会对电池进行检测和识别，确定电池的类型和充电需求。然后充电器会根据控制电路的指令，通过开关器件将输入的交流电转换为适当的直流电输出，供电给电动车电池进行充电。

充电过程中，充电器会实时监测电动车电池的电量和充电状态。一般来说，充电过程可以分为三个阶段：恒流充电、恒压充电和浮充充电。

恒流充电阶段：充电器会以恒定的电流输出给电动车电池，直到电池的电压达到一定阈值为止。在这个阶段，充电器会持续提供最大充电电流，以迅速补充电动车电池的内部能量。

恒压充电阶段：当电池的电压达到设定值后，充电器会切换为恒定的输出电压状态。在这个阶段，电动车电池内部的化学反应逐渐减弱，电池内部电压稳定在给定值。

浮充充电阶段：当电动车电池的电压达到恒定的浮充电压时，充电器将维持一个较低的充电电流，以保持电池的满电状态。这个阶段主要是为了防止电池自然放电，保持其充足的电量。