电动自行车电路和充电电路原理图
电动自行车电路和充电电路原理图
电动自行车充电器多采用开关型电源，型号虽多，但电路结构大同小异，主要区别在所选用的脉宽调制(pwm)芯片不同(如uc3845、uc3842、sg3524, tl494)。现以佳腾牌充电器为例，介绍其原理和故障检修方法。
电动自行车电路
充电器电源电路
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。
i.pwm产生和推动电路
pwm产生电路由ic1( tl494)和外围元件构成。tl494是pwm开关电源集成电路。引脚功能和内部方框图如图2所示。
ic1第⑤、⑥脚外接的c1o、 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，除片内使用外，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，在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脚为死区时间控制端，该脚电位决定死区时间。电位升高，死区时间延长，输出脉宽变窄，当电位大于锯齿波电压时，输出脉宽将变得很窄，甚至停振。凡输出端采用半桥式或全桥式开关电路，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。c15是软启动电容。第①、②脚和第(16)、(15)脚是ic1内部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脚电位愈高，输出脉宽愈窄，充电电压愈低;反之脉宽增宽，充电电压升高。从而实现稳定+44v充电电压的目的。ra是充电压调试电阻，ra和r26的并联阻值愈小，充电电压愈高。r29是充电电流取样电阻，由该电阻上取得的电压变化，经r13送入ic1第(15)脚。充电电流愈大，第(15)脚电位愈低。当第(15)脚电位小于第(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，由第⑧、(11)脚输一对大小相等，相位相差180°，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，轮换导通和截止，将十300v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，c5十→v1 ce→t2的②、④端→t3的②、①端→c6→c5-。v2导通时，c5十→c4→t3的①、②端→t2的④、②端→v2 ce→c5-。t3次级输出电压经d15、c17全波整流滤波，输出十44v供蓄电池充电。t3次级另一绕组经d9、d10、c18整流滤波，输出十24v向ic1和ic2供电。
r7、r9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、rl1)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第②脚。充电初期，充电电流较大，r29上降压增大(注意:r29上的电压对地为负电压).第②脚电位小于第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上的电压也减低，当第②脚电位大于第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，若需加电检修，应加用隔离变压器，以防触电。多数情况下，使用万用表电阻档，在线检查，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15一20v稳压电源)最为安全有效。 加电试机，正常情况下，led1应点亮。十44v端不接负载时，充满指示led2-b应亮(绿色)，+44v电压略有下降，实测为+42v，不要误为故障。续入假负载时(可用1 000w电炉丝代)充电指示led2-a应亮。
1.保险烧断、玻管内壁发黑或炸裂。
此现象表明电路有严重短路之处，以滤波c5、市电整流d1 - d4开关管v1、v2、整流d15等多个元件同时击穿多见。用万用表rx1档在路即可找出故障元件。
2.电源指示led1不亮，无十44v电压输出。
故障说明电路没有工作，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。
外加电源，用示波器测ic1第⑤脚，应有正常的锯齿状振荡波形，若定时元件r19、c10正常而无波形，可判定ic1坏。ic1第⑧、(11)脚应测得正常的方波，当测其无波形或不正常时，若各引脚电压正常，应更换ic1。若v3、v4波形不正常，查rl2、v3、v4和外围元件。
附表和图4列出在外接十15v稳压电源、十44v输出端空载条件下ic1、ic2各管脚对地电压值和关键点波形图，供检修参考。
icl第(14)脚电压(+5v基准电压)若不正常，icl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，若各引脚电压仍不正常，则可判定ic1损坏。
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ic1第⑤、⑥脚外接的c1o、 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，除片内使用外，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，在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脚为死区时间控制端，该脚电位决定死区时间。电位升高，死区时间延长，输出脉宽变窄，当电位大于锯齿波电压时，输出脉宽将变得很窄，甚至停振。凡输出端采用半桥式或全桥式开关电路，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。c15是软启动电容。第①、②脚和第(16)、(15)脚是ic1内部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脚电位愈高，输出脉宽愈窄，充电电压愈低;反之脉宽增宽，充电电压升高。从而实现稳定+44v充电电压的目的。ra是充电压调试电阻，ra和r26的并联阻值愈小，充电电压愈高。r29是充电电流取样电阻，由该电阻上取得的电压变化，经r13送入ic1第(15)脚。充电电流愈大，第(15)脚电位愈低。当第(15)脚电位小于第(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，由第⑧、(11)脚输一对大小相等，相位相差180°，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，轮换导通和截止，将十300v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，c5十→v1 ce→t2的②、④端→t3的②、①端→c6→c5-。v2导通时，c5十→c4→t3的①、②端→t2的④、②端→v2 ce→c5-。t3次级输出电压经d15、c17全波整流滤波，输出十44v供蓄电池充电。t3次级另一绕组经d9、d10、c18整流滤波，输出十24v向ic1和ic2供电。
r7、r9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、rl1)是加速网络。d6、d7为保护二极管。c3、r1为尖峰吸收网络。
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