详解常见三种电动车充电器电路图及结构和工作原理 KIA MO

电动车充电器电路图 一、电动车充电器的作用

充电器是电动自行车的附件，是给蓄电池补充电能的装置。它可以满足电动自行车用电的需要，并对蓄电池产生保护，有效的延长蓄电池的使用寿命。

电动自行车的充电器一般采用开关电源充电器，分为二阶段充电模式和三阶段充电模式两种。

二阶段充电模式即恒压充电，它是将充电过程分为恒流、恒压两个充电阶段，充电电流随蓄电池电压上升而逐渐减少。当蓄电池电量上升到一定程度时，再转为恒压充电，使蓄电池内的电压缓慢上升，当蓄电池的电压达到充电器的充电终止电压（不同的充电方式，电压不一样，多段式充电方式的终止电压一般为41.4V，恒压式充电方式一般为43.8~44.4V）时，再转为涓流充电，即浮充，这样可以有效的保护蓄电池，延长蓄电池的使用寿命。电动车普遍采用三阶段式充电。

电动自行车充电器是从电动自行车中独立出来的。充电器是给蓄电池补充电能的装置。充电器的好坏对蓄电池的使用寿命及电动自行车的正常行驶有着直接的影响。电动自行车使用的蓄电池有多种类型，各种类型的充电方式不尽相同，但工作原理大同小异。

充电器充电就是在蓄电池放电后，按与放电电流相反的方向用直流电通过蓄电池，使电能在蓄电池内转化为化学能储存起来，恢复其工作能力，这个过程叫做蓄电池充电。蓄电池的充电方式有恒流充电和恒压充电两种方式。蓄电池的充电电压必须高于蓄电池的总电动势。其充电方法是：将蓄电池负极与电源负极相连，蓄电池正极与电源正极相连。

二、电动车充电器的工作原理

充电器主要由塑料外壳、输出插头、输入插头等组成。充电器上有指示灯，同时作为电源指示和充电指示使用，使用时先插上充电的输出插头，再插上输入插头即可进行充电。蓄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，电压和电流的大小不适当不能充，不能过充电等，这些都需要充电器来完成。

充电器的结构形式有两种：一种是变压器式普通充电器，另一种是开关电源式充电器，两种充电器各具有不同的特点。目前的电动自行车一般采用开关电源式充电器，其内部主要由开关变压器、晶体管、控制集成电路等构成。采用开关电源技术的充电器，其适用范围广，既适合铅酸蓄电池充电，又适合锂蓄电池充电，且具有输入电压范围宽（交流100~240V）、输出过电压保护、只能防反接、可长时间短路、采用智能三段式充电等特点。

常见电动车充电器电路图有三种

如图所示，电源内部的大致流程为：高压市频交流输入→ 一、二级emi滤波电路（滤波→全桥电路整流整流+大容量高压滤波电容滤波→高压直流→开关三极管 → 高频率的脉动直流电 → 开关变压器（变压→低压高频交流→低压滤波电路（整流、滤波）→输出稳定的低压直流pc电源的工作流程atx电源是标准的开关稳压电源（switch voltage regulator），传统的线性稳压电路（linear voltage regulator）相比，它具有体积小、重量轻，功耗小、转换效率高等优点，但也有其缺点，就是电路较复杂，电源输出的纹波系数也较大，对周围电路的干扰也比较强。本实用新型的主体分为rc降压整流滤波和三极管恒流两大部分，其工作原理下体给以分别说明(如图1所示)urc降压整流滤波部分在市电接入处用电容co (滤除高频杂波)和压敏电阻rvl (滤除高压波)滤波后，得到220v正常交流电压波进入经ro检流电阻(过流保护后续电路)，再经过rlcl阻容电路动态降压，进入二极管电桥即硅桥整流后变成直流电压波，再经过电容c2 (储能放电)和电容c3 (滤除剩余高频杂波)滤波后，电压vc波形趋于平整，此处大约300v 。图1 uc3842 内部原理框图2 uc3842 组成的开关电源电路图2 是由uc3842 构成的开关电源电路，220v 市电由c1、l1 滤除电磁干扰，负温度系数的热敏电阻rt1 限流，再经vc 整流、c2 滤波，电阻r1、电位器rp1 降压后加到uc3842 的供电端（⑦脚），为uc3842 提供启动电压，电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为uc3842 提供正常工作电压，另一方面经r3、r4 分压加到误差放大器的反相输入端②脚，为uc3842 提供负反馈电压，其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小，以此稳定输出电压。

由于22k开关信号或diseqc控制信号是由高低变化的方波所组成，频率不高，能 够适用于本电路，22k开关信号为高电平时，三极管q14进入导通饱和状态，三极管q9也进 入导通饱和状态，二极管d5被旁路，c点的电压与b点电压接近，当极化控制为水平时，c 点电压为18. 8v 。太阳能板产生的电压用第一个ＤＣＤＣ模块稳定在１０Ｖ左右，第二个ＤＣＤＣ模块将电压稳定在５Ｖ，调节负载中的可调电阻将手机电池两端电流稳定在１８０ｍＡ．这样产生的多余的电能存储在超级电容中，超级电容克服了一般蓄电池使用寿命不长，充放电速度慢，不能迅速对光伏输出电压变化做出反应，有一定的延时性的缺点．在白天光照充足的情况下，太阳能电池给负载（手机电池）充电，当光照不足时或者夜晚时，可以利用超级电容给负载供电。直流制动的控制原理如下：由变频器直流回路电压检测电路将检测信号送入cpu，当cpu判断直流回路的电压高于制动动作阀值时(如660v)，输出脉冲式制动动作信号，加到驱动ic的输入侧，pc19的输出信号，再经t13、t20功率放大后，由cn23端子直接驱动制动开关模块(ibgt功率管)，使直流回路电压回落到允许值内（如620v以下），避免了负载电动机的再生发电能量危及输出模块及储能电容器的安全。

第二种：图1：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 图表2

图表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。12v电动车充电器电路图 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。第二路经R5,C8,C3, 达到U1的第7脚。强迫U1启动。12v电动车充电器电路图U1的6脚输出方波脉冲，Q1工作，电流经R25到地。同时T1副线圈产生感应电压，经D3,R12给U1提供可靠电源。T1输出线圈的电压经D4,C10整流滤波得到稳定的电压。此电压一路经D7（D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用）给电池充电。第二路经R14,D5,C9, 为LM358(双运算放大器，1脚为电源地，8脚为电源正)及其电路提供12V工作电源。D9为LM358提供基准电压，经R26,R4分压达到LM358的第二脚和第5脚。正常充电时，R27上端有0.15－0.18V左右电压，此电压经R17加到LM358第三脚，从1脚送出高电压。此电压一路经R18,强迫Q2导通，D6（红灯）点亮，第二路注入LM358的6脚，7脚输出低电压，迫使Q3关断，D10(绿灯)熄灭，充电器进入恒流充电阶段。当电池电压上升到44.2V左右时,充电器进入恒压充电阶段，输出电压维持在44.2V左右，充电器进入恒压充电阶段，电流逐渐减小。当充电电流减小到200mA—300mA时，R27上端的电压下降，LM358的3脚电压低于2脚，1脚输出低电压，Q2关断，D6熄灭。同时7脚输出高电压，此电压一路使Q3导通，D10点亮。另一路经D8，W1到达反馈电路，使电压降低。充电器进入涓流充电阶段。1－2小时后充电结束。

第三种: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324（4运算放大器），实现三阶段充电。见图表4

220V交流电经D1-D4整流，C5滤波得到300V左右直流电。此电压给充电，经TF1高压绕组，TF2主绕组,V2等形成启动电流。TF2反馈绕组产生感应电压，使V1，V2轮流导通。因此在TF1低压供电绕组产生电压，经D9,D10整流，C8滤波，给TL494,LM324,V3,V4等供电。此时输出电压较低。TL494启动后其8脚，11脚轮流输出脉冲，推动V3,V4，经TF2反馈绕组激励V1,V2。使V1,V2,由自激状态转入受控状态。TF2输出绕组电压上升，此电压经R29,R26,R27分压后反馈给TL494的1脚（电压反馈）使输出电压稳定在41.2V上。R30是电流取样电阻，充电时R30产生压降。此电压经R11,R12反馈给TL494的15脚（电流反馈）使充电电流恒定在1.8A左右。另外充电电流在D20上产生压降，经R42到达LM324的3脚。使2脚输出高电压点亮充电灯，同时7脚输出低电压，浮充灯熄灭。充电器进入恒流充电阶段。而且7脚低电压拉低D19阳极的电压。使TL494的1脚电压降低，这将导致充电器最高输出电压达到44.8V。当电池电压上升至44.8V时，进入恒压阶段。当充电电流降低到0.3A—0.4A时LM324的3脚电压降低，1脚输出低电压，充电灯熄灭。同时7脚输出高电压，浮充灯点亮。而且7脚高电压抬高D19阳极的电压。使TL494的1脚电压上升，这将导致充电器输出电压降低到41.2V上。充电器进入浮充。

充电器常见的故障有三大类

1：高压故障

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,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。

2：低压故障

第一种故障：空载时,电鱼机指示灯正常,输出电压也正常.但一插上负载就会听到叫声或红灯亮.出现负载不工作这种问题,主要原因是你使用的电池电量不够,所以一接上负载,由于负载功率大于电池输出功率,所以电池电压会降到低压保护电路的电压下,所以逆变器的低压报警与低压保护电路都工作了.这种现像出现一般表现为:叫声是瞬间的(有些机的保护电路是自锁的,这样可以保证电池,电鱼机,负载不损坏),红灯亮.有些逆变器叫声一开一关,不断地叫,直到你把负载拉开为主.红灯一开一关(这种功能保护电路是自恢复的,由于负载,电鱼机,电池都处于非正常情况下,所以很容易损坏电池,负载或电鱼机，所以我还是建议大家买自动保护的电鱼机。接到一个笔记本,型号如题,起始的故障是不能用电源开机,电源用的是hp6515b上的电源,后来在基地看到有同志发的帖子说此款笔记本要用原装适配器才能开机,但是也有改电源头的方法,由于手头上没有原装的电源(客户的适配器丢了)于是就改了适配器头使中间针电压在8v左右,按照图纸查找到ec的66脚为3.4v的电压,之前发现pd4击穿了,导致ec66脚一直没有电压,后来更换了一个稳压管试机的时候发现用电池开机的话电源灯闪了几下就灭了(应该是没有电了),如果适配器和电池同时使用发现能开机,而且不充电,电流在不插电池时是0.023但是插上电池后变成了0.011但是此时按下开机按钮发现能开机,电流还是0.011,请问这样的问题是不是还是因为我没有用原装适配器造成的呢。第二种故障：电鱼机指示正常,输出电压也正常.但一插上负载就会听叫声不断,负载正常工作.这种情况是使用不当引起的. 主要有以下两种原因1.是你使用的电池电量不够,引起低压报警,但电压还未达到低压保护的电压.所以你会听到长叫,但逆变器能正常工作.要处理这种问题的方法是两种:加大电池或减小你的负载.2.会出现电鱼机指示正常,输出电压也正常.但一插上负载就会听叫声不断这种情况,有可能是你使用的输入线过小引起.这种情况一般出现在对电鱼器进行改装过的用户多.解决问题方法就是加大输入线.如果是300w到500w的用6平方线,1000w的要用到10平方线以上,还有线的大小还与你的输入线长短有关,比如1000w用10平方线,不能长于50cm,如果要拉长线,哪就要用到16平方以上的线.最长能主能是1米.。

3：高压、低压均有故障

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作，充电器无电压输出。还有一部分充电器也具有防反接，防短路的功能，其原理与前面介绍的不同，其低压电路的启动电压由被充电池提供，且接有一个二极管（防反接）。待电源正常启动后，就由充电器提供低压工作电源。

：邹先生

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