电瓶车充电器原理图及维修方法

电瓶车充电器原理图及维修 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 电瓶车充电器原理图及维修方法 电动车充电器原理及维修技巧 常见故障 1:电源不启动:插电源，大电容有300V电压、拔掉电源再次测量大电容2端还是300V电压不 下降。给电容放电后，将启动电阻换掉即可。启动电阻在电源输入部分， 阻值150K，功率2W， 2: 电源不启动:插电，大电容2端有300V电压，拔掉电源，大电容电压慢慢下降，将电路板 全部检查是否有脱焊的现象，补焊完成后，将3842换成新的，通电试机即 可， 3:闪灯:先将电路板补焊一遍，再次试机，如果还是闪灯，请检查输出端取样电阻。0.1 欧。3W功率。接在输出线的负极端，将此电阻换新即可， 4:输出电压高，通电，电压高于70多V，充电不转灯，先将电路板补焊一遍，再次试机， 如果还是电压高，请更换光电耦合器、再次试机、还是输出高，更换431 基准稳压器，再次试机 5:吱吱叫，发热，充电不足:通电测量大电容电压，只要低于300V，一般电容失效，更换即可， 6:严重发热，请将风扇换新即可， 7:输出电压不稳定，先将电路板补焊一遍，后试机，然后将输出端电容63V470UF电容换新试机即 可， —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 8:充电不转灯，用检测仪测试各项数据，然后将358或者324换新试机， 9:充电不稳定，有时候能充，有时候不能冲，用测试仪检测各项数据，然后将输入输出电源线， 全部换新，补焊线路板试机 10:通电烧保险:先检测功率管击穿没有，没有的话将4个整流二极管全部换新，试机， 11:通电无输出，通电试机，大电容2端有300V电压，且慢慢下降，首先检测输出端大二极管击 穿没有，补焊，再次试机 12:通电亮2个红灯:通电试机，空载电压是否正常，然后将358或324换新试机， 13:通电无输出，能正常启动，指示灯正常，先将输出线换新，对于有继电器的充电器直接短路 继电器试机， 14:通电闪灯，请补焊变压器各引脚，然后试机，如果依旧，请检查431、光电耦合器、输出部分 各二极管是否短路，变压器磁芯是否松动，电源输入部分10欧小电阻是否开路。 或代换3842再次试机 15:充电不转灯，先用测试仪检测各项数据，一般充新电池电压不高于59.5，充半年左右电池不高 于58.8，为正常，高于此电压可能不转灯 16:输出电压低:补焊线路板。试机，然后将输入输出大电容换新再次试机 17:输出低，发烫，如果输出电压低于40多V，且功率管，变压器发烫，一般为变压器有问， —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 18:启动困难，有时候能起到有时候不能启动，补焊线路板，后试机，如果依旧请将输入部分小电 容换新再次试机，50V47UF 19:烧3842,3842换新后试机插电听到一声喀的一声响，这是测量大电容2端电压300V慢慢将， 充电器原理 根据电动自行车铅酸蓄电池的特点，当其为36V/12AH时，采用限压恒流充电方式，初始充电电流最大不宜超过3A。也就是说，充电器输出最大达到43V/3A/129W，已经可满足。在充电过程中，充电电流还将逐渐降低。以目前开关电源技术和开关管生产水平而言，单端开关稳压器输出功率的极限值已提高到180W，甚至更大。输出功率 为150W以下的单端它激式开关稳压器，其可靠性已达到极高的程度。MOS FET开关管的应用，成功地解决了开关管二次击穿的难题，使开关电源的可靠性更上一层楼。 目前，应用最广的、也是最早的可直接驱动MOS FET开关管的单端驱动器为MC3842。MC3842在稳定输出电压的同时，还具有负载电流控制功能，因而常称其为电流控制型开关电源驱动器，无疑用于充电器此功能具有独特的优势，只用极少的外围元件即可实现恒压输出，同时还能控制充电电流。尤其是MC3842可直接驱动MOS FET管的特点，可以使充电器的可靠性大幅提高。由于MC3842的应用极广，本文只 介绍其特点。 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ MC3842为双列8脚单端输出的它激式开关电源驱动集成电路，其内部功能包括:基准电压稳压器、误差放大器、脉冲宽度比较器、锁存器、振荡器、脉宽调制器(PWM)、脉冲输出驱动级等等。MC3842的同类产品较多，其中可互换的有UC3842、IR3842N、SG3842、CM3842(国产)、LM3842等。MC3842内部方框图见图1。其特点如下: 单端PWM脉冲输出，输出驱动电流为200mA，峰值电流可达1A。 启动电压大于16V，启动电流仅1mA即可进入工作状态。进入工作状态后，工作电压在10,34V之间，负载电流为15mA。超过正常工作电压，开关电源进入欠电压或过电压保护状态，此时集成电路无驱动脉冲输出。 内设5V/50mA基准电压源，经 2:1分压作为取样基准电压。 输出的驱动脉冲既可驱动双极型晶体管，也可驱动MOS场效应管。若驱动双极型晶体管，宜在开关管的基极接入RC截止加速电路，同时将振荡器的频率限制在40kHz以下。若驱动MOS场效应管，振荡频率由外接RC电路设定，工作频率最高可达 500kHz。 内设过流保护输入(第3脚)和误差放大输入(第1脚)两个脉冲调制(PWM)控制端。误差放大器输入端构成主脉宽调制(PWM)控制系统，过流检测输入可对脉冲进行逐个控制，直接控制每个周期的脉宽，使输出电压调整率达到0.01%/V。如果第3脚电压大于1V或第1脚电压小于1V，脉宽调制比较器输出高电平使锁存器复位，直到下一个脉冲到来时才重新置位。如果利用第1、3脚的电平关系，在外电路—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 控制锁存器的开/闭，使锁存器每个周期只输出一次触发脉冲，无疑使电路的抗干扰性增强，开关管不 会误触发，可靠性将得以提高。 内部振荡器的频率由第4、8脚外接电阻和电容器设定。同时，内部基准电压通过第4脚引入外同步。第4、8脚外接电阻、电容器构成定时电路，电容器的充/放电过程构成一个振荡周期。当电阻的设定值大于5kΩ时，电容器的充电时间远大于放电 时间，其振荡频率可根据公式近似得出:,,1/Tc,1/0.55RC,1.8/RC。 由MC3842组成的输出功率可达120W的铅酸蓄电池充电器如图2所示。该充电器中只有开关频率部分为热地，MC3842组成的驱动控制系统和开关电源输出充电部分均为冷地，两种接地电路由输入、输出变压器进行隔离，变压器不仅结构简单，而且很容易实现初次级交流2000V的抗电强度。该充电器输出端电压设定为43V/1.8A，如有需要可将电流调定为3A，用于对容量较大的铅酸蓄电池充电(如用于对容量为30AH 的蓄电池充电)。 市电输入经桥式整流后，形成约300V直流电压，因而对此整流滤波电路的要求与通常有所不同。对蓄电池充电器来说，桥式整流的100Hz脉动电流没必要滤除干净，严格说100Hz的脉动电流对蓄电池充电不仅无害，反而有利，在一定程度上可起到脉冲充电的效果，使充电过程中蓄电池的化学反应有缓冲的机会，防止连续大电流充电形—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 成的极板硫化现象。虽然1.8A的初始充电电流大于蓄电池额定容量C的1/10，间歇的大电流也使蓄电池的温升得以缓解。因此，该滤波电路的C905选用47μF/400V的电解电容器，其作用不足以使整流器120W的负载中纹波滤除干净，而只降低整流电源的输出阻抗，以减小开关电路脉冲在供电电路中的损耗。C905的容量减小，使得该 整流器在满负载时输出电压降低为280V左右。 U903按MC3842的典型应用电路作为单端输出驱动器，其各引脚作用及外围元 件选择原则如下(参见图1、图2)。 第1脚为内部误差放大器输出端。误差电压在IC内部经D1、D2电平移位，R1、R2分压后，送入电流控制比较器的反向输入端，控制PWM锁存器。当1脚为低电平时，锁存器复位，关闭驱动脉冲输出，直到下一个振荡周期开始才重新置位，恢复脉冲输出。外电路接入R913(10kΩ)、C913(0.1μF)，用以校正放大器频率和相位特性。 第2脚内部误差放大器反相输入端。充电器正常充电时，最高输出电压为43V。外电路由R934(16kΩ)、VR902(470Ω)、R904(1kΩ)分压后，得到2.5V的取样电压，与误差放大器同相输入端的2.5V基准电压比较，检出差值，通过输出脉冲占空比的控制使输出电压限定在43V。在调整此电压时，可使充电器空载。调整VR902，可使正负 输出端电压为43V。 第3脚为充电电流控制端。在第2脚设定的输出电压范围内，通过R902对充电电流进行控制，第3脚的动作阈值为1V，在R902压—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 降1V以内，通过内部比较器控制输出电压变化，实现恒流充电。恒流值为1.8A，R902选用0.56Ω/3W。在充电电压被限定为43V时，可通过输出电压调整充电电流为恒定的1.75A,1.8A。蓄电池充满电，端电压?43V，隔离二极管D908截止，R902中无电流，第3脚电压为0V，恒流控制无效，由第2脚取样电压控制充电电压不超过43V。此时若充满电，在未断电的情况下，将形成43V电压的涓流充电，使蓄电池电压保持在43V。为了防止过充电，36V铅酸蓄电池的此电压上限不宜使电池单元电压超过2.38V。该电路虽为蓄电池取样，实际上也限制了输出电压，如输出电压超过蓄电池电压0.6V，蓄电池电压也随之 升高，送入电压取样电路使之降低。 第4脚外接振荡器定时元件，CT为2200pF，RT为27kΩ，R911为10Ω。该例中考虑到高频磁芯购买困难，将频率设定为30kHz左右。R911用于外同步，该电路中 可不用。 第5脚为共地端。 第6脚为驱动脉冲输出端。为了实现与市电隔离，由T902驱动开关管。T902可用5×5mm磁芯，初次级绕组各用0.21mm漆包线绕20匝，绕组间用2×0.05mm聚脂薄膜绝缘。R909为100Ω，R907为10kΩ。如果Q901内部栅源极无保护二极管，可在 外电路并入一只10,15V稳压管。 第7脚为供电端。为了省去独立供电电路，该电路中由蓄电池端—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 电压降压供电，供电电压为18V。当待充蓄电池接入时，最低电压在32.4V,35V之间，接入18V稳 压管均可得到18V的稳定电压。滤波电容器C909为100μF。 第8脚为5V基准电压输出端，同时在IC内部经R3、R4分压为2.5V，作为误 差检测基准电压。 充电器的脉冲变压器T901可用市售芯柱圆形、直径 12mm的磁芯(芯柱对接处已设有1mm的气隙)。初级绕组用0.64mm高强度漆包线绕82匝，次级绕组用0.64m m高强度漆包线双线并绕50匝。初次级之间需垫入3层聚脂薄膜。 该充电器的控制驱动系统和次级充电系统均与市电隔离，且MC3842由待充蓄电池电压供电，无产生超压、过流的可能，而T901次级仅有的几只元器件，只要选择合格，击穿的可能性也几乎为零，因此其可靠性极高。此部分的二极管D911可选择共阴或共阳极，将肖特基二极管并联应用。D908可选用额定电流5A的普通二极管。次级整流电路滤波电容器选用220μF已足够，以使初始充电电流较大时具有一定的纹波， 而起到脉冲充电的作用。 该充电器电路极为简单，然而可靠性却较高，其原因是:MC3842属逐周控制振荡器，在开关管的每个导通周期进行电压和电流的控制，一旦负载过流，D911漏电击穿;若蓄电池端子短路，第3脚电压必—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 将高于1V，驱动脉冲将立即停止输出;若第2脚取样电压由于输出电压升高超过2.5V，则使第1脚电压低于1V，驱动脉冲也将被关断。多年来，MC3942被广泛用于电脑显示器开关电源驱动器，无论任何情况下(其 本身损坏或外围元件故障)，都不会引起输出电压升高，只是无输出或输出电压降低，此特点使开关电源的负载电路极其安全。在该充电器中MC3842及其外电路都与市电输入部分无关，加之用蓄电池电压经降压、稳压后对其供电，使其故障率几乎为零。 该充电器中唯一与市电输入有关的电路是T901初级和T902次级之间的开关电路，常见开关管损坏的原因无非两方面:一是采用双极型开关管时，由于温度升高导致热击穿。这点对Q901的负温度系数特性来说是不存在的，场效应管的漏源极导通的电阻特性本身具有平衡其导通电流的能力。此外，由于开关管的反压过高，当开关管截止时，反向脉冲的尖峰极易击穿开关管。为此，该电路中通过减小C905的容量，以在开关管导通的大电流状态下适当降低整流电压。二是采用中心柱为圆型的铁氧体磁芯，其漏感相对小于矩形截面磁芯，而且气隙预留于中心柱，而不在两侧旁柱上，进一步减小了漏感。在此条件下选用VDS较高的开关管是比较安全的。图2中Q901为2SK1539，其VDS为900V，IDS为10A，功率为150W。也可以用规格近似的其它型号MOS FET管代用。如果担心尖峰脉冲击穿开关管，可以在T901的初级接入通常的C、D、R吸收回路。由于该充电器的初始充电电流、最高充电电压均在较低值，且充满电后涓流充电电流极小，—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 基本可以认为是定时充电。如一只12A时的铅酸蓄电池，7小时即可充满电，且充满电后，是否断电对蓄电池、充电器影响均极小。试用中，晚上8点接入电源充电，第二天早7点断电，手摸蓄电池、充电器的外壳温度均 未超过室温。 核心提示: 一般情况下，保险丝管熔断说明充电器的内部电路存在短路或过流的故障。这是由于充电器长时间工作在高电压、大电流的状态下，内部器件的故障率较高所致。另外，电网电压的波动，浪涌都会引起充电器内电流瞬间增大而使保险丝熔断。 1.保险丝管熔断 一般情况下，保险丝管熔断说明充电器的内部电路存在短路或过流的故障。这是由于充电器长时间工作在高电压、大电流的状态下，内部器件的故障率较高所致。另外，电网电压的波动，浪涌都会引起充电器内电流瞬间增大而使保险丝熔断。 维修方法?首先仔细查看电路板上面的各个元件，看这些元件的外表是否被烧糊或有电解液溢出，闻—闻有无异昧。再测量电源输入端的电阻值，若小于20OkΩ ，则说明后端有局部短路现象，然后分别测量4只整流二极管正，反电阻值和两个限流电阻的阻值，看有无短路或烧坏的;最后再测量电源滤波电容是否能进行正常充放电、开关功率管是否击穿损坏、UC3842及周围元件是否击穿，烧坏等。需要说明的是，因是在路测量，有可能会使测量结果有误或造成误判，因此必要时可把元器件焊下来测量。如果仍然没有上述情况，则测量—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 一下输入电源线及输出电源线是否内部短 路。一般情况上，在熔断器熔断故障中，整流二极管，电源滤波电容、开关功率管、UC3842是易损件，损坏的概率可达95%以上，要着重检查这些元器件，就很容易排除故障。 2.无直流电压输出或电压输出不稳定 如果保险丝是完好的，在有负载的惰况下。这类故障要原因有:过压、过流保护电路出现开路，短路现象;振痨电路没有工作;电源负载过重，高频整流滤波电路中整流二极管被击穿:滤波电容漏电等。 维修方法:首先，用万用表测量高频脉冲变压器的各个元器件是否有损坏:排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情况后，再测量各输出端的直流电压，如果这时输出仍为零，则可以肯定是电源的控制电路出了故障，最后用万用表静态测量高频滤波电路中整流二极管及低压滤波电容是否损坏，如果上述元器件有损坏，更换好新元器件，一般故障即可排除。但要注意:输出线断线或开焊、虚焊也会造成这种故障，在维修时应注意这种情况。 3.无直流电压输出，但保险丝完好 这种现象说明充电器未工作，或是工作后进入了保护状态。 维修方法:首先应判断一下充电器的变控芯片UC3842是否处在王作状态或已经损坏。具体判断方法是:加电测UC3842的7脚对地电压，若7脚电压正常并且8脚有+5?电压，1、2、4、6脚也会有不同的电压，则说明电路已启振，UC3842基本正常。若7脚电压低，其余管脚无电压，则说明UC3842已损坏。最常见的损坏是7脚对地—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 击穿，6、7脚对地击穿和1、7脚对地击穿。如果这几只脚都未击穿，而充电器还是不能正常启动，也说明UC3842已损坏，应直接更换。若判断芯片没有坏，则着检查开关这栅极的限流电阻是否开焊、虚焊或变值以及开关功率管本身是否性能不良。除此之处，电源输出线断线或接触不良也会造成这种故障，因此在维修时也应注意。 4.直流电压输出过高 这种故障往往是由稳压取样和稳压控制电路异常所至，在充电器中，直流输出、取样电阻、误差取样放大器、光耦合器、电源控制芯片等共同构成了一个闭合的控制环路，任何一处出问题会导致电压升高。 维修方法:由于充电器有过压保护电路，输出电压过高首先会使过压保护电路动作。因此遇到这种故障，我们可以断开过压保护电路，使这压保护电路不起作用，然后测量开机瞬间的电源主电压。如果测量值比正常值高出1V以上，说明输出电压过高的原因确实在控制环路中。此时应着重检查取样电阻是否变值或损坏，精密基准电压源(TL431)或光耦器(PC817)是否性能不良、变质或损坏。其中精密基准电压源(TL431)极易损坏，我们可用下述方法对精密稳压放大器进行判别:将TL431 的参考端(Ref)与它的阴极(Cathode)相连，串1OkΩ的电阻，接入5?电压。若阳极(Anode)与阴极之间为2.5V，并且等侍片刻还仍为2.5?，则为好管，否则为坏管。 5.直流电压输出过低 根据维修经验，除稳压控制电路会引起输出电压过低外，还有以—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 下几点原因: (1)输出电压端整流三极莒、滤波电容失效，可以通过代换法进行判断。 (2)开关功率管的性能下降，导致开关管不能正常导通，使电源的内阻增加，带负载能力下降。 (3)开关功率管的源极通常接一个阻值很小但功率很大的电阻，作为过流吴护检测电阻。该电阻的阻值—般在0.2,O.8Ω。如该电阻变值或开焊、接触不良也会造成输出电压过低。 (4)高频脉冲变压器不良，不但造成输出黾压下降，还会造成开关功率管激励不足从而屡损开关管。 (5)高压直流滤波电容不良，造成电源带负载能力差。 (6)电源输出线接触不良，有—定的接触电阻，造成输出电压过低。 维修方法?首先用万用表检查—下高压直流滤波电容是否变质、容量是否下降、能否正常充放电。如无以上问题，则测量一下开关功率管的电极的限流电阻以及源极的过流保护殓测电阻是否变值、变质或开焊、接触不良。若无问题，再检查—下高频变压器的铁芯是否完好无损。除此z外还有可能就是输出滤波电容容量降低，或开焊、虚接;电源输出限流电阻变值或虚接;电源输出线虚接等。 困素都不要放过，都应仔细检查，确保万无—失。 6、热风扇不转 故障原困主要是控制风扇的三极管(一般为8550或8050)损坏，或者风扇本身损坏或风叶被杂物卡住。但有些充电器申采用的是智能—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 散热，对于采用这种方式散热的充电器，热敏电阻损坏的概率是很大的。 方法:首先用万用表测量—下控制风扇的三极管是否损坏，若测得此管未损坏，那就有可能是风扇本身损坏，可以把风扇从电路板上拔下来，另外接上一个12V的直流电(注意正、负极)，看是否转动，还要看有无异物卡住。若摆动凡下风扇的电线，风扇就转动，则说明电线内部有断线或接头接触不良。若仍不转动，则风扇必坏。对于采用智能散热的充电器来说，除按上述检查外，还应检查一下热敏电阻是否接触不良或损坏、开焊等。但要注意此热敏电阻为负温度系数，更换时应注意。 (7)电网电压过低。虽然充电器在低玉下仍然可以输出额定的充咆电压，但当电网电压低于充电器的最低电压限定值时，也会使输出电压过低。 ——————————————————————————————————————