电动车充电器
电动车充电器
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电动车充电器是专门为电动自行车的电瓶配置的一个充电设备！充电器的分类： 用有、无工频（50赫兹）变压器区分，可分为两大类。货运三轮充电器一般使用带工频变压器的充电机，体积大、重量大、费电，但是可靠，便宜；电动自行车和电摩则使用所谓开关电源式充电器，省电，效率高，但是易坏。
开关电源式充电器的正确操作是：充电时，先插电池，后加市电；充足后，先切断市电，后拔电池插头。如果在充电时先拔电池插头，特别是充电电流大（红灯）时，非常容易损坏充电器。
常用的开关电源式充电器又分半桥式和单激式两大类，单激类又分为正激式和反激式两类。半桥式成本高，性能好，常用于带负脉冲的充电器；单激式成本低，市场占有率高。
工作原理
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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。
第一是把高压脉冲降压为低压脉冲。
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）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。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)及其外围电路提供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。
基本分类
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负脉冲充电器
铅酸电池已经有100多年的历史了，开始全球普遍沿引老的观点和操作规程：充、放电率为0.1C(C是电池容量)寿命较长。美国人麦斯先生为解决快速充电问题，1967年向全世界公布了他的研究成果，用大于1C率脉冲电流充电，充电间歇时对电池放电。放电有利于消除极化、降低电解液温度、提高极板接受电荷的能力。
我国一些科技工作者在1969年前后，根据麦斯先生的三定律制作成功了多种品牌的快速充电机。充电循环过程是：大电流脉冲充电→切断充电通路→对电池短暂放电→停止放电→接通充电通路→大电流脉冲充电……
2000年前后，有人将这一原理用到了电动车充电器中，充电过程中，不切断充电通路，用小电阻将电池短路瞬间，进行放电。短路时由于不切断充电通路，在充电通路中串连了电感。一般在1秒内短路3－5毫秒（1秒=1000毫秒），由于电感里的电流不能跳变，短路时间短促，可以保护充电器的电源转换部分。如果把充电电流方向叫正，放电自然为负了，电动车业就出现了名词“负脉冲充电器”，而且称可以延长电池寿命等等。
三段式充电器
近几年，电动车普遍使用了所谓三段式充电器，第一个阶段叫恒流阶段，第二个阶段叫恒压阶段，第三个阶段叫涓流阶段。从电子技术角度针对电池而言：第一个阶段叫充电限流阶段，第二个阶段叫高恒压阶段，第三个阶段叫低恒压阶段比较贴切。第二阶段和第三阶段转换时，面板指示灯相应变换，大多数充电器第一、二阶段是红灯，第三阶段变绿灯。第二阶段和第三阶段的相互转换是由充电电流决定的，
大于某电流进入第一第二阶段，小于某电流进入第三阶段。这个电流叫转换电流，也叫转折电流。
早期充电器，包括名牌车配套的充电器，虽然也变灯，但实际是恒压限流充电器，并不是三阶段充电器。一般这类就一个稳定电压值，44.2V左右，对当时的高比重硫酸的电池还凑合。
关于三段式充电器的三个关键参数
第一个重要参数是涓流阶段的低恒压值，第二个重要参数是第二阶段的高恒压值，第三个重要参数是转换电流。这三个重要参数与电池数目有关，与电池的容量Ah有关，与温度有关，与电池种类有关。为了方便大家记忆，下面以最常见的电动自行车（三块12V串联的10Ah电池）所用的三段式充电器为例简单介绍一下：
首先讨论涓流阶段的低恒压值，参考电压为42.5V左右。此值高将使电池失水，容易使电池发热变形；此值低不利于电池充足电。此值在南方要低于41.5V；胶体电池要低于41.5V，如在南方还要低一点儿。这个参数是相对严格的，不可以大于参考值。
其次讨论第二阶段的高恒压值，参考电压为44.5V左右。此值高有利于快速充足电，但是容易使电池失水，充电后期电流下不来，结果使电池发热变形；此值低不利于电池快速充足电，有利于向涓流阶段转换。这个值虽然没有第一个值那样严格，但是也不要过高。
最后讨论转换电流，参考电流为300毫安左右。此值高有利于电池寿命，不容易发热变形，但不利于电池快速充足电；此值低（对外行）有利于充足电，但是由于较长时间高电压充电，容易使电池失水，使电池发热变形。特别个别电池出现问题时，充电电流降不到转折电流以下时，会连累好电池也被充坏。给出的参考值有一定范围，正负50毫安甚至100毫安都是允许的，但是不允许小于200毫安。
市场上出现了很多高恒压值为46.5V、低恒压值为41.5V、转折电流大于500毫安的反激式廉价充电器。
如果是四块12V电池的充电器即48V充电器，前两个参数为前述电压参考值除以三乘以四。高恒压值为59.5V左右、低恒压值为56.5V左右。
电池如果比10Ah大，将第三个参数电流值适当增大，例如17Ah电池可大到500毫安。
买新充电器要检查三段式充电器的三个重要参数，用户一般可以自己测得第三阶段的低恒压值。方法是，不接电池，给充电器加市电，用数字万用表的200V直流电压档测充电器的输出电压。另两个参数高恒压值和转折电流一般需要专用工具才能测得。
再补充一些正确的充电方法：1，变绿灯后再接着充2－3小时。2，原则是浅放（电）勤充（电），每次用到50%以后再充电，不要充电太频繁这样会缩短电池寿命 3，长期不骑，要定期（1个月）充电一次。4，长期浅放的电池，3个月左右，作一次深放电，就是所谓放光再充电，有利于电池深部的长期不动的物质的活化。放光的意思是，骑到控制器电池欠压保护动作为止。
需要提醒客户几点：1，一般新电池投入使用8－10个月后，要对电池进行检查和维护。2，一般名牌车配套的充电器是经过筛选的，通常不用测试，但是单独到市场上采购的非配套充电器，一定要进行前述三个参数的测试。3，有一种不带工频变压器的可控硅充电机，直接整流市电为电池充电，电流可到30A，电压12V－80V可调，未彻底切断市电前，千万不要摸电池，货运三轮使用这类充电机的客户特别要注意安全。
故障解析
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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是否处在工作状态或已经损坏。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。但有些充电器中采用的是智能散热，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。若摆动几下风扇的电线，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。虽然充电器在低压下仍然可以输出额定的充电电压，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。
维修方法
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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，一般为变压器有问题，
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，说明3842 又击穿了，先补焊线路板，检查变压器引脚是否松动或者引线是否断开，输出部分大二极管是否开路，线路板是否断裂，
20：以上故障适合于市场上大部分单管电路充电器常见故障，操作过程中可随时咨询技术人员。
提问者：科纳王电子
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