愛華網(wǎng)電動自行車充電器-杭州伊普
電動自行車充電器電路圖-小飛哥
小羚羊SMA-36C3A電動自行車充電器電路圖
科斯達電動車充電器
多功能充電器
電動車充電器原理及維修
參考鏈接：http://www.picavr.com/news/2008-06/6170.htm
220v交流電經(jīng)T0雙向濾波抑制干擾，D1整流為脈動直流，再經(jīng)C11濾波形成穩(wěn)定的300V左右的直流電。U1 為TL3842脈寬調(diào)制集成電路。其5腳為電源負極，7腳為電源正極，6腳為脈沖輸出直接驅(qū)動場效應管Q1(K1358) 3腳為最大電流限制，調(diào)整R25(2.5歐姆)的阻值可以調(diào)整充電器的最大電流。2腳為電壓反饋，可以調(diào)節(jié)充電器的輸出電壓。4腳外接振蕩電阻R1,和振蕩電容C1。T1為高頻脈沖變壓器，其作用有三個。第一是把高壓脈沖將壓為低壓脈沖。第二是起到隔離高壓的作用，以防觸電。第三是為uc3842提供工作電源。D4為高頻整流管（16A60V）C10為低壓濾波電容,D5為12V穩(wěn)壓二極管， U3(TL431)為精密基準電壓源，配合U2(光耦合器4N35) 起到自動調(diào)節(jié)充電器電壓的作用。調(diào)整w2(微調(diào)電阻)可以細調(diào)充電器的電壓。D10是電源指示燈。D6為充電指示燈。 R27是電流取樣電阻（0.1歐姆，5w）改變W1的阻值可以調(diào)整充電器轉(zhuǎn)浮充的拐點電流（200－300 mA）。
通電開始時，C11上有300v左右電壓。此電壓一路經(jīng)T1加載到Q1。第二路經(jīng)R5,C8,C3, 達到U1的第7腳。強迫U1啟動。U1的6腳輸出方波脈沖，Q1工作，電流經(jīng)R25到地。同時T1副線圈產(chǎn)生感應電壓，經(jīng)D3,R12給U1提供可靠電源。T1輸出線圈的電壓經(jīng)D4,C10整流濾波得到穩(wěn)定的電壓。此電壓一路經(jīng)D7（D7起到防止電池的電流倒灌給充電器的作用）給電池充電。第二路經(jīng)R14,D5,C9, 為LM358(雙運算放大器，1腳為電源地，8腳為電源正)及其外圍電路提供12V工作電源。D9為LM358提供基準電壓，經(jīng)R26,R4分壓達到LM358的第二腳和第5腳。正常充電時，R27上端有0.15－0.18V左右電壓，此電壓經(jīng)R17加到LM358第三腳，從1腳送出高電壓。此電壓一路經(jīng)R18,強迫Q2導通，D6（紅燈）點亮，第二路注入LM358的6腳，7腳輸出低電壓，迫使Q3關斷，D10(綠燈)熄滅，充電器進入恒流充電階段。當電池電壓上升到44.2V左右時,充電器進入恒壓充電階段，輸出電壓維持在44.2V左右，充電器進入恒壓充電階段，電流逐漸減小。當充電電流減小到200mA—300mA時，R27上端的電壓下降，LM358的3腳電壓低于2腳，1腳輸出低電壓，Q2關斷，D6熄滅。同時7腳輸出高電壓，此電壓一路使Q3導通，D10點亮。另一路經(jīng)D8，W1到達反饋電路，使電壓降低。充電器進入涓流充電階段。1－2小時后充電結(jié)束。
充電器常見的故障有三大類:
1：高壓故障
2：低壓故障
3：高壓，低壓均有故障。
高壓故障的主要現(xiàn)象是指示燈不亮，其特征有保險絲熔斷，整流二極管D1擊穿，電容C11鼓包或炸裂。Q1擊穿,R25開路。U1的7腳對地短路。R5開路，U1無啟動電壓。更換以上元件即可修復。若U1的7腳有11V以上電壓，8腳有5V電壓，說明U1基本正常。應重點檢測Q1和T1的引腳是否有虛焊。若連續(xù)擊穿Q1，且Q1不發(fā)燙，一般是D2,C4失效，若是Q1擊穿且發(fā)燙，一般是低壓部分有漏電或短路，過大或UC3842的6腳輸出脈沖波形不正常，Q1的開關損耗和發(fā)熱量大增，導致Q1過熱燒毀。高壓故障的其他現(xiàn)象有指示燈閃爍，輸出電壓偏低且不穩(wěn)定，一般是T1的引腳有虛焊,或者D3,R12開路,TL3842及其外圍電路無工作電源。另有一種罕見的高壓故障是輸出電壓偏高到120V以上，一般是U2失效，R13開路所致或U3擊穿使U1的2腳電壓拉低，6腳送出超寬脈沖。此時不能長時間通電，否則將嚴重燒毀低壓電路。
低壓故障大部分是充電器與電池正負極接反，導致R27燒斷，LM358擊穿。其現(xiàn)象是紅燈一直亮，綠燈不亮，輸出電壓低，或者輸出電壓接近0V，更換以上元件即可修復。另外W2因抖動，輸出電壓漂移，若輸出電壓偏高，電池會過充，嚴重失水，發(fā)燙，最終導致熱失控，充爆電池。若輸出電壓偏低，會導致電池欠充。
高低壓電路均有故障時，通電前應首先全面檢測所有的二極管，三極管，光耦合器4N35，場效應管，電解電容，集成電路，R25,R5,R12,R27，尤其是D4（16A60V,快恢復二極管），C10(63V,470UF)。避免盲目通電使故障范圍進一步擴大。有一部分充電器輸出端具有防反接，防短路等特殊功能。其實就是輸出端多加一個繼電器，在反接，短路的情況下繼電器不工作，充電器無電壓輸出。
還有一部分充電器也具有防反接，防短路的功能，其原理與前面介紹的不同，其低壓電路的啟動電壓由被充電池提供，且接有一個二極管（防反接）。待電源正常啟動后，就由充電器提供低壓工作電源。
這種充電器的控制芯片一般是以TL494為核心，推動2只13007高壓三極管。配合LM324（4運算放大器），實現(xiàn)三階段充電。
220V交流電經(jīng)D1-D4整流，C5濾波得到300V左右直流電。
此電壓給C4充電，經(jīng)TF1高壓繞組，TF2主繞組,V2等形成啟動電流。TF2反饋繞組產(chǎn)生感應電壓，使V1，V2輪流導通。因此在TF1低壓供電繞組產(chǎn)生電壓，經(jīng)D9,D10整流，C8濾波，給TL494,LM324,V3,V4等供電。此時輸出電壓較低。TL494啟動后其8腳，11腳輪流輸出脈沖，推動V3,V4，經(jīng)TF2反饋繞組激勵V1,V2。使V1,V2,由自激狀態(tài)轉(zhuǎn)入受控狀態(tài)。TF2輸出繞組電壓上升，此電壓經(jīng)R29,R26,R27分壓后反饋給TL494的1腳（電壓反饋）使輸出電壓穩(wěn)定在41.2V上。R30是電流取樣電阻，充電時R30產(chǎn)生壓降。此電壓經(jīng)R11,R12反饋給TL494的15腳（電流反饋）使充電電流恒定在1.8A左右。另外充電電流在D20上產(chǎn)生壓降，經(jīng)R42到達LM324的3腳。使2腳輸出高電壓點亮充電燈，同時7腳輸出低電壓，浮充燈熄滅。充電器進入恒流充電階段。而且7腳低電壓拉低D19陽極的電壓。使TL494的1腳電壓降低，這將導致充電器最高輸出電壓達到44.8V。當電池電壓上升至44.8V時，進入恒壓階段。
當充電電流降低到0.3A—0.4A時LM324的3腳電壓降低，1腳輸出低電壓，充電燈熄滅。同時7腳輸出高電壓，浮充燈點亮。而且7腳高電壓抬高D19陽極的電壓。使TL494的1腳電壓上升，這將導致充電器輸出電壓降低到41.2V上。充電器進入浮充。
電動自行車電池快速充電器電路
時間：2012-09-17 20:56:30
自制實用電動自行車電瓶(蓄電池)快速充電器
一、充電電路原理:
AC220V市電經(jīng)變壓器T1降壓，經(jīng)D1-D4全波整流后，供給充電電路工作。當輸出端按正確極性接入設定的被充電瓶后，若整流輸出脈動電壓的每個半波峰值超過電瓶的輸出電壓，則可控硅SCR經(jīng)Q的集電極電流觸發(fā)導通，電流經(jīng)可控硅給電瓶充電。脈動電壓接近電瓶電壓時，可控硅關斷，停止充電。調(diào)節(jié)R4，可調(diào)節(jié)晶體管Q的導通電壓，一般可將R4由大到小調(diào)整到Q導通能觸發(fā)可控硅(導通)即可。圖中發(fā)光管D5用作電源指示，而D6用作充電指示。
二、充電電路特點簡介:
1．輸出電壓設定好后(例如36V)，若被充電瓶極板脫落斷開，造成某組電池不通，或出現(xiàn)短路，則電瓶端電壓即降低或為零，這時充電器將無輸出電流。
2．若被充電瓶電壓偏離設定電壓，如設定電壓為36V，誤接24V、12V、6V電瓶等，充電器也無輸出電流，若設定為24V誤接為36V電瓶，由于充電器輸出電壓低于電瓶電壓，因而也不能向電瓶充電。
3．充電器兩輸出端若短路時，由于充電器中可控硅SCR的觸發(fā)電路不能工作，因而可控硅不導通，輸出電流為零。
4．若使用時誤將電瓶正負極接反，則可控硅觸發(fā)電路反向截止，無觸發(fā)信號，可控硅不導通，輸出電流為零。
5．采用脈沖充電，有利于延長電瓶壽命。由于低壓交流電經(jīng)全波整流后是脈動直流，只有當其波峰電壓大于電瓶電壓時，可控硅才會導通，而當脈動直流電壓處于波谷區(qū)時，可控硅反偏截止，停止向電瓶充電，因而流過電瓶的是脈動直流電。
6．快速充電，充滿自停。由于剛開始充電時電瓶兩端電壓較低，因而充電電流較大。當電瓶即將充足時(36V電瓶端電壓可達44V)，由于充電電壓越來越接近脈動直流輸出電壓的波峰值，則充電電流也會越來越小，自動變?yōu)殇噶鞒潆姟．旊娖績啥穗妷罕怀涞秸鬏敵龅牟ǚ遄畲笾禃r，充電過程停止。經(jīng)試驗，三節(jié)電動車蓄電池36V(12V／12Ah三節(jié)串聯(lián))，用該充電器只需幾個小時即可充滿。
7． 電路簡單、易于制作,幾乎不用維護及維修。
三、元件選擇與制作:
電源變壓器可用BK200型控制變壓器，輸出電壓用36V擋，亦可用4090型200V環(huán)形變壓器，選次級電壓為22Vx2或20V×2擋串聯(lián)使用。筆者使用的4090型環(huán)變，其次級電壓為24Vx2、12Vx2、0－6－23V三組，若將其24Vx2擋串聯(lián)(48V)，則輸出電壓太高，充電電流過大(給 36V電動車蓄電池充電時，串上電流表測量平均充電電流約為1.5－1.8A，此為平均值，這時的峰值電流可達5－7A以上)，為降低變壓器輸出電壓，將其余的12V×2和O－6V兩組線圈順向串接于初級線圈中，使次級輸出電壓降低為空載40V，滿載(平均充電電流為1.2A時)為36V，可滿足使用。由于4090型環(huán)形變壓器市售價格僅為23元左右．可以降低制作成本。愛好者也可自行繞制變壓器。
另外，電路中整流全橋D1－D4可選用8－10A方形全橋，中間有一圓形安裝孔，可安裝在鋁板上以便散熱?？煽毓杩捎?OA／100V金封單向可控硅，將其同整流橋用螺母固定在同一散熱鋁板上。觸發(fā)三極管Q的參數(shù)為Vceo≥60V，IM=1A，可選用2SB536、B564、B1008、B1015或 2SA684、A720等管子。R6用作限流保護作用，若變壓器次級輸出電壓合適，充電電流(平均值)不超過1.5A，該電阻亦可省去不用。
該充電器若用于其他電壓的蓄電池充電(如24V、12V等)，則可選取變壓器的次級輸出電壓分別為22V－26V、12V－14V等類型，同時適當減小R2和R5的阻值，也可用波段開關分別控制次級交流電壓和阻值轉(zhuǎn)換，使該充電器有更大的使用范圍。
電動自行車充電器 http://www.sydzdiy.com/article/power/0593022041976861_81058.html
給電動車輛的鉛酸電瓶、鎳鎘電瓶補充能源，要通過充電器進行。充電器的種類很多.一般以有無工頻變壓器區(qū)分可分為分兩大類。大功率的普遍采用環(huán)牛工頻變壓器.雖然效率低，但是電流大(可到30A)、可靠。貨運電動三輪無一例外地使用它，而30Ah以下的電瓶則大多采用開關電源技術，這樣便提高了效率，甩掉了笨重的工頻變壓器。電動自行車充電器最大充電電流大多在2A左右。
1.采用開關電源技術的電動自行車充電器
(1)山東GD36充電器
電路原理圖見圖12所示。該充電器為半橋式充電器.主要性能指標為：輸入電壓：170-260V；輸出電壓：44 V(可調(diào))；最大充電電流：1.8A；浮充充電電流：200～100mA。
1)電路原理
本充電器電路主要由市電整流濾波、自激加他激半橋轉(zhuǎn)換、PWM控制、電壓控制、電流控制、輸出整流濾波六部分組成。
整流濾波 市電220V/50Hz經(jīng)二極管D1～D4橋式整流、電容C5～C7濾波，得到310V左右的直流電壓，作為開關變換器的電源。
自激加他激半橋輸出電路主要由Q1、Q2、B2、B3等元件組成。
自激啟動該電路的特點是自激啟動，控制電路所需輔助電源由其本身提供，無需另設。自激振蕩是利用磁心飽和特性產(chǎn)生的，具體過程為：接通電源，C5、C6上的150V電壓經(jīng)R5、R7、R9、R10給開關管Q1、Q2提供基極偏壓。設Q1由TR5偏壓而微導通，則推動變壓器B2的②-④繞組感應出極性是②腳正、④腳負的電壓，于是①-②繞組感應出①腳正、②腳負電壓加到Q1的發(fā)射極，加速Q(mào)1的導通。這是一個十分強烈的正反饋過程，Q1迅速飽和導通。與此同時，③-⑤繞組感應出③腳正、⑤腳負的電壓，使Q2截止。
Q1飽和導通后，150電壓給B3①-②主繞組充電儲能，線圈中的電流和由它產(chǎn)生的磁感應強度隨時間線性增加。但當磁感應強度增大到飽和點Bm時，電感量迅速減小，Q1的集電極電流急劇增加，增加的速率遠大于其基極電流的增加，Vce升高，于是Q1退出飽和進入放大區(qū)，推動變壓器B2的②-④、①-②、③-⑤繞組感應電壓將反向。這又是一個強烈的正反饋過程，結(jié)果是Q1截止、Q2飽和導通。此后，這種過程重復進行而形成振蕩。
工作原理如下：
他激振蕩：自激振蕩過程中，B3的次級輸出電壓經(jīng)D9、D10全波整流、C19濾波，建立起PWM控制電路芯片TL494所需的工作電源。TL494開始工作，由Q3、Q4輸出相位差為180°的PWM脈沖，經(jīng)B2⑥-⑦、⑦-⑧繞組感應至①-②或③-⑤繞組。于是Q1、Q2便由自激轉(zhuǎn)為在他激PWM脈沖驅(qū)動下輪流導通。B3的次級⑨-⑦、⑨-⑧繞組輸出電壓經(jīng)D15全波整流、C21濾波得到+44V電壓給蓄電池充電。
D6、D7是兩只鉗位二極管.保護開關管Q1、Q2。保護機理是泄放B3初級的反激能量和漏感儲能，消除反峰電壓。當Q1由導通變?yōu)榻刂苟鳴2又尚未導通時，D7導通，把反激能量再生給C6充電；當Q2由導通變?yōu)榻刂苟鳴1又尚未導通時，D6導通，把反激能量再生給C5充電。這樣，一方面消除了反峰電壓，另一方面因反激能量回送電源而極大地提高了電源的效率。
PWM控制以TL494為核心組成。C12、R19與內(nèi)部電路形成振蕩，當這兩只阻容元件參數(shù)為圖標數(shù)值時，振蕩頻率約為50kHz。(13)腳接+5V，脈沖輸出方式被設置為推挽輸出。⑧、(11)腳輸出的推挽調(diào)寬脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路放大后送半橋輸出級，控制Q1、Q2輪流導通。
R20、R24分壓值設定死區(qū)控制端④腳的電位，限定最大導通占空比小于45％。C18是緩啟動電容，接通電源后，C18兩端電壓為零，④腳的電位近似為+5V，輸出脈沖占空比為零。隨著C18的充電，④腳電壓逐漸降低，導通占空比逐漸增大，輸出電壓逐漸受控。
電壓、電流控制：R26和R27是電壓負反饋取樣電阻，R26與R27分壓，對輸出電壓進行取樣，加到TL494的①腳進行電壓控制。R3是電流取樣電阻，取樣電壓經(jīng)R13加到TL494的(15)腳進行電流控制。電流控制的實質(zhì)也是控制輸出電壓。
推挽驅(qū)動：由Q3、Q4、B2等元件組成。這是一種典型的變壓器推挽式功率放大電路。D11、D14的作用與D5、D7相似，保護Q3、Q4，把B2初級的反激能量回送電源。
充電狀態(tài)指示主要由運放LM358、LED1、LED2等元件組成。當充電電流較大時，電流取樣電阻R3上端電壓大大低于地電位，LM358的②腳電位低于③腳電位，①腳輸出高電平，電池充電指示燈LED1點亮；當充電電流較小(小于200mA)時，+5V經(jīng)R36、R30、R3分壓，R3上端電壓略高于地電位，LM358②腳電位高于③腳，①腳輸出低電平，電池充電指示燈LEDl熄滅，⑦腳輸出高電平.在充滿后指示燈LED2點亮。充電過程中的某一期間存在LEDl、LED2同時點亮的過渡狀態(tài)。
2)調(diào)試
輸出電壓開路輸出電壓為44V，改變R26或R27可校準此值。夏天電壓應比44V低1V，如果是膠體電池電壓還要低，否則可能會充鼓包。
輸出電流短路時輸出電流為1.8A，改變R13可校準此值。
狀態(tài)指示調(diào)試當充電電流為200mA時，蓄電池充滿指示燈LED2應開始點亮。改變R30可校準該狀態(tài)。
3)小結(jié)
很多半橋式充電器，以TL494為核心，結(jié)構(gòu)十分類似，TL494內(nèi)部包含了振蕩、鋸齒波形成、PWM、運放等基本單元電路，穩(wěn)壓和限流反饋都加到運放端。另以一塊比較器集成電路為輔助，進行電流分段控制，這些集成電路工作需要電源、通電起始、啟動電路工作為它們供電，然后由輔助電源逐步建立穩(wěn)定的電源，為這些集成電路工作提供能量。
這些充電器有些故障類同，例如空載有較低輸出電壓，帶負載輸出消失。多數(shù)是TL494損壞，或者供電電路有故障?？蛰d有輸出說明自激正常，但是沒有建立起正常的控制系統(tǒng)，帶負載自激條件被破壞停振，輸出電壓消失。
對于空載無任何輸出的半橋式充電器，在保險管損壞的情況下，首先懷疑兩只開關管是否擊穿，在更換NPN管的同時，檢查2.2Ω等周邊元件是否損壞。更換零件后通電檢查，仍然空載，但要在市電輸入端串聯(lián)一只普通的100W白熾燈泡，當開機時，白熾燈泡閃亮一下變暗，同時半橋式充電器各種發(fā)光管正常發(fā)光，說明基本修好了，可以進行其他項目了；如果白熾燈泡常亮不變暗，說明充電器有其他故障。
有一類開關管的損壞原因是TL494完好，正向通道往后直到開關管正常。但是穩(wěn)壓反饋系統(tǒng)有問題。TL494輸出到開關管的脈沖占空比失控(增加)，造成開關管的損壞。因此，最好在換開關管后，用穩(wěn)壓電源給集成電路供電，模擬改變穩(wěn)壓反饋系統(tǒng)反饋電壓，用示波器觀察占空比是否相應變化。
維修充電器安全問題很重要，一定要搞清楚電路中哪里帶市電，哪里不帶市電再下手，不要帶電觸摸內(nèi)部線路和零件。用萬用表測試時，要拔掉蓄電池和市電插頭，對電容放電后再進行，對濾波電容放電可用普通白熾燈泡進行。
充電器的調(diào)整很重要，直接影響電池使用壽命。以12V電池為例，浮充電壓13.5V~13.9V可長期進行，一般輸出電壓不要超過14.2V，否則易使電池失水。需要提醒的是：在控制充電壓時膠體電池電壓應低一些；夏天電壓應低一些，降低幅度為每格(12V電池為6格)每℃4mV。維修充電器，關鍵是找到電壓負反饋的電壓取樣電阻。熟練掌握減小取樣電阻上半部分電阻值，輸出電壓降低；增大取樣電阻上半部分電阻值，輸出電壓升高?；蛘叻催^來，減小取樣電阻下半部分電阻值，輸出電壓升高；增大取樣電阻下半部分電阻值，輸出電壓降低的方法。其次是找到充電電流取樣電阻，以及電流檢測比較器，掌握改變各階段充電電流的方法。
參考地電位，在分析電流檢測比較器電路時十分重要。這是因為充電器電流檢測比較器的集成電路是單電源供電，比較器的一端接地，比較器的另一端接取樣電阻，而取樣電阻上的電壓一般為負電壓。
(2)石家莊某公司單激式充電器
充電器的原理圖見圖13。單激式充電器啟動電路和半橋式不同，一般直接取自市電整流濾波后的平滑直流電，集成電路也以UC3842、UC3845和UC3844N為主，也有采用電路更加簡潔的三端開關式TOP226集成塊，UC38xx是電流控制PWM單輸出專用芯片。廣泛用于電腦顯示器電源、電動車充電器等電源類產(chǎn)品。
UC38xx和TL494類似，內(nèi)部含有振蕩器(OSC)，誤差放大器、脈寬調(diào)制(PWM)，參考電壓產(chǎn)生等PWM專用芯片必備的內(nèi)電路。還具有三個特點，圖騰柱式輸出電路，輸出電流可達1A，可直接驅(qū)動功率開關VDMOS管：具有內(nèi)部可調(diào)整的參考電源。可以進行欠壓鎖定；這個帶鎖定的PWM，可以進行逐個脈沖的電流限制，也叫逐周(期)限制。
圖13中R18、D5、N5等組成啟動和供電電路。加電瞬間。市電整流濾波后的平滑直流電通過R18給UC3845⑦腳以啟動供電，此時D5反偏截止。UC3845工作后，開關變壓器各繞組有感應電壓，副繞組電壓經(jīng)D4整流供N5進行穩(wěn)壓，D5導通，給UC3845提供穩(wěn)定的工作電壓，完成啟動和供電。圖中LM393是一個變形的施密特電壓比較器，用作市電過壓保護，當市電過壓時，比較器翻轉(zhuǎn)，①腳呈低電平，D3導通將UC3845關閉。輸出穩(wěn)壓的負反饋系統(tǒng)由光電耦合器、基準電源N6、RV1、R27、R26、R23等組成。穩(wěn)壓過程：輸出電壓由于某原因上升時，流經(jīng)光電耦合器發(fā)光二極管電流增加，光強增加，光電耦合器光電三極管加劇導通。內(nèi)阻減小，使UC3845的②腳電壓升高，減小PWM占空比，拉低輸出電壓。反之，增大PWM占空比，使輸出電壓拉高，起到自動穩(wěn)定輸出電壓的作用。
1)過流(過載)保護
開關管過流信號取自電阻R3、R4。一旦開關管過流，UC3845的③腳電壓超過1V，內(nèi)部電路就會關閉輸出，實現(xiàn)過流(也叫過載)保護。增大取樣電阻，就是降低了起控電流的動作點，電源輸出功率也相應減小。
2)過壓保護
電源輸出端的LM339四個電壓比較器A、B、C、D反相端電位均固定在+5V。A和B檢測輸出電壓，當輸出端電壓較低時即充電初始階段，A的②腳為低電平，低壓燈LOW亮，B的①腳也為低電平，高壓燈HI也亮；當充電電壓升高時。A翻轉(zhuǎn)，低壓燈LOW熄滅，高壓燈HI繼續(xù)亮，當電池將充滿時，電池電壓升高，B翻轉(zhuǎn)，①腳為高電平，高壓燈HI熄滅。同時，C的(13)腳為高電平，D的(14)腳也為高電平，N7導通，J1吸合，J1-1(常閉)斷開將取樣電阻R4接入，增大了電流取樣電阻，開始起控使輸出電流下降，進人浮充電階段。N4、W1、R8、R7構(gòu)成12V穩(wěn)壓電源，為12V的繼電器提供電源。
(3)天能TN-1智能負脈沖充電器
圖14是天能TN-1智能負脈沖充電器電路圖。這個充電器主要部分是典型的半橋式兩段充電器，和前面介紹的圖12充電器基本一樣。這里主要介紹負脈沖充電部分的工作原理。這部分電路由放電開關、負脈沖加載控制、脈沖振蕩器三部分組成。
放電開關是三極管Q6、Q6導通，其集電極和發(fā)射極將電瓶短路，電瓶放電。Q6截止，電瓶恢復充電。Q5和Q6是直接耦合，俗稱達林頓管。Q6受加載負脈沖控制和振蕩器聯(lián)合控制。加載負脈沖控制由IC3的C和D構(gòu)成。D接成反相器(電路中，與非門兩個輸入并聯(lián)看作一個非門)，只有C的兩個輸入都為高電平時，③腳為低電平，經(jīng)D反相使Q6導通，給電瓶放電。C的②腳來自多諧振蕩器的每秒1個(脈寬3ms)正脈沖，C的①腳來自兩階段電流檢測電路IC2的①腳，恒流充電時①腳為高電平。此時，負脈沖才起作用。
脈沖振蕩器由IC3的A和B以及C24、C25、兩只100kΩ電阻構(gòu)成典型的多諧波振蕩器，其充放電時間常數(shù)不同，高電平3ms，低電平1250ms。負脈沖充電，可提高充電接受能力，降低充電溫度；國內(nèi)還有可以消除硫化延長電瓶壽命的講法。上述充電器在放電時，并沒有斷開充電電路。
2.具有工頻變壓器的電動自行車充電器
(1)快樂牌KLG智能充電機
快樂牌KLG智能充電機是一款貨運三輪常用的大功率帶環(huán)牛變壓器的充電機。電路原理圖見圖15所示。
變壓器T初級有一個抽頭.次級有兩個獨立繞組.下邊14V是輔助電源繞組.給控制電路供電；上邊充電繞組有個抽頭，供36V電瓶充電使用.上邊是供48V電瓶(未用)。市電通過繼電器常閉觸點J-1接在初級抽頭A上時，是恒流充電位置，輸出43.2V；通過繼電器常開觸點接在初級上端B時，是涓流充電位置，輸出37.5V～43.2V。
U3、G2組成滯后型電瓶電壓檢測電路，電瓶電壓通過電壓取樣電阻W2、R2和R3加到U3B的⑤腳，當電瓶電壓升到43.2v時，U3B翻轉(zhuǎn)，⑦腳輸出高電平，U3A翻轉(zhuǎn)，其①腳輸出高電平，導致G2導通，使U3基準電位下降，產(chǎn)生滯遲閉鎖效應。此時由于U3A的①腳輸出高電平，G1導通，繼電器J得電，繼電器常開觸點接在B點上，進入涓流充電位置，輸出37.5V～43.2V。調(diào)整W2可以改變切換電壓。R6、C6是積分電路，延時一分鐘左右。
該充電器用于48V電瓶充電時，只需做兩處改動：充電主繞組由抽頭改接到上端；增大電壓取樣電阻上半部分。如有必要則更換電壓表頭。 (2)千鶴100Hz脈沖充電器
電路原理圖見圖16。工頻變壓器T1是降壓變壓器，D5～D8組成橋式整流，輸出的脈動直流不經(jīng)濾波供電瓶充電。
上述脈動直流經(jīng)D1、R9、DW2為控制電路供電。 充電開關SCRl是單向可控硅，它導通時為電瓶充電，由于供電電源是饅頭形的100Hz脈動直流電，過零時關斷，所以這個充電器為100Hz脈沖充電器，充電電流波形如圖16中所示。
充電開關控制由DW3、T1、T2組成。在饅頭形的100Hz脈動直流電的每個周期，V+電位上升到DW3反向擊穿時，V+經(jīng)D4、R20、R21、DW3使T2導通，進而使T1導通，V+經(jīng)T1、D2使SCR1導通，在V+電位高于電瓶電壓時，V+對電瓶充電。但是，如果將R20和R21分壓點接地，V+電位再高，DW3、T2、T1、SCR1也不會導通。保護電路和充電停止就是利用將R20和R21分壓點電位拉低實現(xiàn)關閉充電輸出。
電瓶電壓限壓檢測由U1A、R1、W1、R2組成。當電瓶電壓上升到43.5V時，U1A翻轉(zhuǎn)，它的②腳對地導通，通過R17將R20和R21分壓點電位拉低實現(xiàn)關閉充電輸出。
充電電流限流檢測由U1C、R12、R13組成，當充電電流超過限定值時，電流取樣電阻R11左端電位降低到使U1C翻轉(zhuǎn)，它的(14)腳對地導通，同樣將R20和R21分壓點電位拉低實現(xiàn)關閉充電輸出。
充電狀態(tài)檢測由U1B、R10、R13組成，當充電電流超過規(guī)定值時，電流取樣電阻R11左端電位降低到U1B翻轉(zhuǎn)，它的①腳變?yōu)楦唠娢?，促使充電狀態(tài)顯示驅(qū)動U1D翻轉(zhuǎn)，其(13)腳電位變高，充電燈LED2熄滅。在U1B的①腳電位變高時，也升高了U1A的基準電壓，即升高了電瓶限壓的門檻電壓值，充電脈沖電流波形左邊變窄，即使充電電流下降。
3.其他類型充電器簡述
有一種半橋式充電器，也是以TLA94為核心，不同之處：
1.功率開關管不是NPN管而是VDMOS管；
2.沒有自激啟動電路，靠被充電電瓶啟動脈寬調(diào)制芯片TL494。
顯然，被充電電瓶沒電或有故障時，充電器沒法啟動，并不是充電器本身有故障。
采用TOP226之類的充電器，電路雖然簡潔，但TOP226本身和TVS配件目前較貴。
高頻脈沖充電器，控制核心為單片機。這種充電器對已硫化電瓶有修復作用，還具有溫度補償功能，這種充電器價格比較貴。具有代表性的是36121充電器，內(nèi)部有一塊ABT6502芯片，由它測量電瓶電壓和充電電流，控制充放電。充電主體部分是典型的半橋式充電器，充電的周期約513ms。所有的充電電流都是限流(2A)的。第一階段是500ms充電，間隔1ms，放電3ms，10ms測量。在達到電池規(guī)定的開路電壓以后，進入第二階段。在第二階段，充電電流沒有變化，但是通過充電的占空比逐漸減少來維持開路電壓。形成“偽恒壓充電”，該階段的負脈沖放電依然存在。當占空比下降到規(guī)定值的時候，進入浮充狀態(tài)。第三階段，調(diào)整(進一步減少)脈沖占空比，使充電電壓為設定的浮充電壓。
三、其他四種控制器與充電器電路
圖17由PIC16C58B單片機為PWM核心的控制器，同類產(chǎn)品有英克萊TC22418有刷控制器，小羚羊SPMBC有刷控制器等。
圖18是天津中科的PIM6401，9，10KZX無刷控制器。其電路以PIC16C58單片機為核心，完成PWM控制和電極位置識別于一體，使電路更簡潔。
圖19為以LM324四運放為PWM核心的控制器，其原理類同于LM393構(gòu)成的控制器。
圖20為河北KGC36018智能充電器，是一款以SG3524為核心的充電器電路。
電瓶車充電器電路圖
根據(jù)電動自行車鉛酸蓄電池的特點，當其為36V/12AH時，采用限壓恒流充電方式，初始充電電流最大不宜超過3A。也就是說，充電器輸出最大達到43V/3A/129W，已經(jīng)可滿足。在充電過程中，充電電流還將逐漸降低。以目前開關電源技術和開關管生產(chǎn)水平而言，單端開關穩(wěn)壓器輸出功率的極限值已提高到180W，甚至更大。輸出功率為150W以下的單端它激式開關穩(wěn)壓器，其可靠性已達到極高的程度。MOS FET開關管的應用，成功地解決了開關管二次擊穿的難題，使開關電源的可靠性更上一層樓。
目前，應用最廣的、也是最早的可直接驅(qū)動MOS FET開關管的單端驅(qū)動器為MC3842。MC3842在穩(wěn)定輸出電壓的同時，還具有負載電流控制功能，因而常稱其為電流控制型開關電源驅(qū)動器，無疑用于充電器此功能具有獨特的優(yōu)勢，只用極少的外圍元件即可實現(xiàn)恒壓輸出，同時還能控制充電電流。尤其是MC3842可直接驅(qū)動MOS FET管的特點，可以使充電器的可靠性大幅提高。由于MC3842的應用極廣，本文只介紹其特點。
MC3842為雙列8腳單端輸出的它激式開關電源驅(qū)動集成電路，其內(nèi)部功能包括：基準電壓穩(wěn)壓器、誤差放大器、脈沖寬度比較器、鎖存器、振蕩器、脈寬調(diào)制器(PWM)、脈沖輸出驅(qū)動級等等。MC3842的同類產(chǎn)品較多，其中可互換的有UC3842、IR3842N、SG3842、CM3842(國產(chǎn))、LM3842等。MC3842內(nèi)部方框圖見圖1。其特點如下：
單端PWM脈沖輸出，輸出驅(qū)動電流為200mA，峰值電流可達1A。
啟動電壓大于16V，啟動電流僅1mA即可進入工作狀態(tài)。進入工作狀態(tài)后，工作電壓在10～34V之間，負載電流為15mA。超過正常工作電壓，開關電源進入欠電壓或過電壓保護狀態(tài)，此時集成電路無驅(qū)動脈沖輸出。
內(nèi)設5V/50mA基準電壓源，經(jīng)2:1分壓作為取樣基準電壓。
輸出的驅(qū)動脈沖既可驅(qū)動雙極型晶體管，也可驅(qū)動MOS場效應管。若驅(qū)動雙極型晶體管，宜在開關管的基極接入RC截止加速電路，同時將振蕩器的頻率限制在40kHz以下。若驅(qū)動MOS場效應管，振蕩頻率由外接RC電路設定，工作頻率最高可達500kHz。
內(nèi)設過流保護輸入(第3腳)和誤差放大輸入(第1腳)兩個脈沖調(diào)制(PWM)控制端。誤差放大器輸入端構(gòu)成主脈寬調(diào)制(PWM)控制系統(tǒng)，過流檢測輸入可對脈沖進行逐個控制，直接控制每個周期的脈寬，使輸出電壓調(diào)整率達到0.01%/V。如果第3腳電壓大于1V或第1腳電壓小于1V，脈寬調(diào)制比較器輸出高電平使鎖存器復位，直到下一個脈沖到來時才重新置位。如果利用第1、3腳的電平關系，在外電路控制鎖存器的開/閉，使鎖存器每個周期只輸出一次觸發(fā)脈沖，無疑使電路的抗干擾性增強，開關管不會誤觸發(fā)，可靠性將得以提高。
內(nèi)部振蕩器的頻率由第4、8腳外接電阻和電容器設定。同時，內(nèi)部基準電壓通過第4腳引入外同步。第4、8腳外接電阻、電容器構(gòu)成定時電路，電容器的充/放電過程構(gòu)成一個振蕩周期。當電阻的設定值大于5kΩ時，電容器的充電時間遠大于放電時間，其振蕩頻率可根據(jù)公式近似得出：ｆ＝1/Tc＝1/0.55RC＝1.8/RC。
由MC3842組成的輸出功率可達120W的鉛酸蓄電池充電器如圖2所示。該充電器中只有開關頻率部分為熱地，MC3842組成的驅(qū)動控制系統(tǒng)和開關電源輸出充電部分均為冷地，兩種接地電路由輸入、輸出變壓器進行隔離，變壓器不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且很容易實現(xiàn)初次級交流2000V的抗電強度。該充電器輸出端電壓設定為43V/1.8A，如有需要可將電流調(diào)定為3A，用于對容量較大的鉛酸蓄電池充電(如用于對容量為30AH的蓄電池充電)。
市電輸入經(jīng)橋式整流后，形成約300V直流電壓，因而對此整流濾波電路的要求與通常有所不同。對蓄電池充電器來說，橋式整流的100Hz脈動電流沒必要濾除干凈，嚴格說100Hz的脈動電流對蓄電池充電不僅無害，反而有利，在一定程度上可起到脈沖充電的效果，使充電過程中蓄電池的化學反應有緩沖的機會，防止連續(xù)大電流充電形成的極板硫化現(xiàn)象。雖然1.8A的初始充電電流大于蓄電池額定容量C的1/10，間歇的大電流也使蓄電池的溫升得以緩解。因此，該濾波電路的C905選用47μF/400V的電解電容器，其作用不足以使整流器120W的負載中紋波濾除干凈，而只降低整流電源的輸出阻抗，以減小開關電路脈沖在供電電路中的損耗。C905的容量減小，使得該整流器在滿負載時輸出電壓降低為280V左右。
U903按MC3842的典型應用電路作為單端輸出驅(qū)動器，其各引腳作用及外圍元件選擇原則如下(參見圖1、圖2)。
第1腳為內(nèi)部誤差放大器輸出端。誤差電壓在IC內(nèi)部經(jīng)D1、D2電平移位，R1、R2分壓后，送入電流控制比較器的反向輸入端，控制PWM鎖存器。當1腳為低電平時，鎖存器復位，關閉驅(qū)動脈沖輸出，直到下一個振蕩周期開始才重新置位，恢復脈沖輸出。外電路接入R913(10kΩ)、C913(0.1μF)，用以校正放大器頻率和相位特性。
第2腳內(nèi)部誤差放大器反相輸入端。充電器正常充電時，最高輸出電壓為43V。外電路由R934(16kΩ)、VR902(470Ω)、R904(1kΩ)分壓后，得到2.5V的取樣電壓，與誤差放大器同相輸入端的2.5V基準電壓比較，檢出差值，通過輸出脈沖占空比的控制使輸出電壓限定在43V。在調(diào)整此電壓時，可使充電器空載。調(diào)整VR902，可使正負輸出端電壓為43V。
第3腳為充電電流控制端。在第2腳設定的輸出電壓范圍內(nèi)，通過R902對充電電流進行控制，第3腳的動作閾值為1V，在R902壓降1V以內(nèi)，通過內(nèi)部比較器控制輸出電壓變化，實現(xiàn)恒流充電。恒流值為1.8A，R902選用0.56Ω/3W。在充電電壓被限定為43V時，可通過輸出電壓調(diào)整充電電流為恒定的1.75A～1.8A。蓄電池充滿電，端電壓≥43V，隔離二極管D908截止，R902中無電流，第3腳電壓為0V，恒流控制無效，由第2腳取樣電壓控制充電電壓不超過43V。此時若充滿電，在未斷電的情況下，將形成43V電壓的涓流充電，使蓄電池電壓保持在43V。為了防止過充電，36V鉛酸蓄電池的此電壓上限不宜使電池單元電壓超過2.38V。該電路雖為蓄電池取樣，實際上也限制了輸出電壓，如輸出電壓超過蓄電池電壓0.6V，蓄電池電壓也隨之升高，送入電壓取樣電路使之降低。
第4腳外接振蕩器定時元件，CT為2200pF，RT為27kΩ，R911為10Ω。該例中考慮到高頻磁芯購買困難，將頻率設定為30kHz左右。R911用于外同步，該電路中可不用。
第5腳為共地端。
第6腳為驅(qū)動脈沖輸出端。為了實現(xiàn)與市電隔離，由T902驅(qū)動開關管。T902可用5×5mm磁芯，初次級繞組各用0.21mm漆包線繞20匝，繞組間用2×0.05mm聚脂薄膜絕緣。R909為100Ω，R907為10kΩ。如果Q901內(nèi)部柵源極無保護二極管，可在外電路并入一只10～15V穩(wěn)壓管。
第7腳為供電端。為了省去獨立供電電路，該電路中由蓄電池端電壓降壓供電，供電電壓為18V。當待充蓄電池接入時，最低電壓在32.4V～35V之間，接入18V穩(wěn)壓管均可得到18V的穩(wěn)定電壓。濾波電容器C909為100μF。
第8腳為5V基準電壓輸出端，同時在IC內(nèi)部經(jīng)R3、R4分壓為2.5V，作為誤差檢測基準電壓。
充電器的脈沖變壓器T901可用市售芯柱圓形、直徑 12mm的磁芯(芯柱對接處已設有1mm的氣隙)。初級繞組用0.64mm高強度漆包線繞82匝，次級繞組用0.64mm高強度漆包線雙線并繞50匝。初次級之間需墊入3層聚脂薄膜。
該充電器的控制驅(qū)動系統(tǒng)和次級充電系統(tǒng)均與市電隔離，且MC3842由待充蓄電池電壓供電，無產(chǎn)生超壓、過流的可能，而T901次級僅有的幾只元器件，只要選擇合格，擊穿的可能性也幾乎為零，因此其可靠性極高。此部分的二極管D911可選擇共陰或共陽極，將肖特基二極管并聯(lián)應用。D908可選用額定電流5A的普通二極管。次級整流電路濾波電容器選用220μF已足夠，以使初始充電電流較大時具有一定的紋波，而起到脈沖充電的作用。
該充電器電路極為簡單，然而可靠性卻較高，其原因是：MC3842屬逐周控制振蕩器，在開關管的每個導通周期進行電壓和電流的控制，一旦負載過流，D911漏電擊穿；若蓄電池端子短路，第3腳電壓必將高于1V，驅(qū)動脈沖將立即停止輸出；若第2腳取樣電壓由于輸出電壓升高超過2.5V，則使第1腳電壓低于1V，驅(qū)動脈沖也將被關斷。多年來，MC3942被廣泛用于電腦顯示器開關電源驅(qū)動器，無論任何情況下(其本身損壞或外圍元件故障)，都不會引起輸出電壓升高，只是無輸出或輸出電壓降低，此特點使開關電源的負載電路極其安全。在該充電器中MC3842及其外電路都與市電輸入部分無關，加之用蓄電池電壓經(jīng)降壓、穩(wěn)壓后對其供電，使其故障率幾乎為零。
該充電器中唯一與市電輸入有關的電路是T901初級和T902次級之間的開關電路，常見開關管損壞的原因無非兩方面：一是采用雙極型開關管時，由于溫度升高導致熱擊穿。這點對Q901的負溫度系數(shù)特性來說是不存在的，場效應管的漏源極導通的電阻特性本身具有平衡其導通電流的能力。此外，由于開關管的反壓過高，當開關管截止時，反向脈沖的尖峰極易擊穿開關管。為此，該電路中通過減小C905的容量，以在開關管導通的大電流狀態(tài)下適當降低整流電壓。二是采用中心柱為圓型的鐵氧體磁芯，其漏感相對小于矩形截面磁芯，而且氣隙預留于中心柱，而不在兩側(cè)旁柱上，進一步減小了漏感。在此條件下選用VDS較高的開關管是比較安全的。圖2中Q901為2SK1539，其VDS為900V，IDS為10A，功率為150W。也可以用規(guī)格近似的其它型號MOS FET管代用。如果擔心尖峰脈沖擊穿開關管，可以在T901的初級接入通常的C、D、R吸收回路。由于該充電器的初始充電電流、最高充電電壓設計均在較低值，且充滿電后涓流充電電流極小，基本可以認為是定時充電。如一只12A時的鉛酸蓄電池，7小時即可充滿電，且充滿電后，是否斷電對蓄電池、充電器影響均極小。試用中，晚上8點接入電源充電，第二天早7點斷電，手摸蓄電池、充電器的外殼溫度均未超過室溫。
