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文檔簡介

1、電動車充電器原理及維修技巧(圖少)常見故障1 :電源不啟動:插電源,大電容有 300V電壓、拔掉電源再次測量大電容2端還是300V電壓不下降。給電容放電后,將啟動電阻換掉即可。啟動電阻在電源輸入部分,阻值150K ,功率2W,2:電源不啟動:插電,大電容2端有300V電壓,拔掉電源,大電容電壓慢慢下降,將電路板全部檢查是否有脫焊的現象,補焊完成后,將 3842換成新的,通電試機即 可,3:閃燈:先將電路板補焊一遍,再次試機,如果還是閃燈,請檢查輸出端取樣電阻。0.1歐。3W功率。接在輸出線的負極端,將此電阻換新即可,4:輸出電壓高,通電,電壓高于 70多V,充電不轉燈,先將電路板補焊一遍,再次

2、試機, 如果還是電壓高,請更換光電耦合器、再次試機、還是輸出高,更換 431 基準穩(wěn)壓器,再次試機5:吱吱叫,發(fā)熱,充電不足:通電測量大電容電壓,只要低于300V , 一般電容失效,更換即可,6:嚴重發(fā)熱,請將風扇換新即可,7:輸出電壓不穩(wěn)定,先將電路板補焊一遍,后試機,然后將輸出端電容63V470UF電容換新試機即可,8:充電不轉燈,用檢測儀測試各項數據,然后將 358或者324換新試機,9:充電不穩(wěn)定,有時候能充,有時候不能沖,用測試儀檢測各項數據,然后將輸入輸出電源線, 全部換新,補焊線路板試機10:通電燒保險:先檢測功率管擊穿沒有,沒有的話將4個整流二極管全部換新,試機,11 :通電無

3、輸出,通電試機,大電容2端有300V電壓,且慢慢下降,首先檢測輸出端大二極管擊 穿沒有,補焊,再次試機12 :通電亮2個紅燈:通電試機,空載電壓是否正常,然后將 358或324換新試機,13:通電無輸出,能正常啟動,指示燈正常,先將輸出線換新,對于有繼電器的充電器直 接短路 繼電器試機,14:通電閃燈,請補焊變壓器各引腳,然后試機,如果依舊,請檢查 431、光電耦合器、輸出部分各二極管是否短路, 變壓器磁芯是否松動, 電源輸入部分10歐小電阻是否開路。或代換3842再次試機15 :充電不轉燈,先用測試儀檢測各項數據,一般充新電池電壓不高于59.5,充半年左右電池不高于58.8 ,為正常,高于此

4、電壓可能不轉燈16:輸出電壓低:補焊線路板。試機,然后將輸入輸出大電容換新再次試機17 :輸出低,發(fā)燙,如果輸出電壓低于40多V,且功率管,變壓器發(fā)燙,一般為變壓器有問題,18:啟動困難,有時候能起到有時候不能啟動,補焊線路板,后試機,如果依舊請將輸入部分小電容換新再次試機,50V47UF19 :燒3842,3842換新后試機插電聽到一聲喀的一聲響,這是測量大電容2端電壓300V慢慢將,說明3842又擊穿了,先補焊線路板,檢查變壓器引腳是否松動或者引線是否斷開,輸出部分大二極管是否開路,線路板是否斷裂,120:以上故障適合于市場上大部分單管電路充電器常見故障,操作過程中可隨時咨詢技術 人員。充

5、電器電壓參數表如下充電器型號36 V充電器48 V充電器60 V充電器64 V充電器標準浮充低壓41.455.269.373.6最高電壓44.258.873.578.4充電器實際電流如下充電器型號36V-64V12/14A36V-64V17/20A36V-64V24/28A36V-64V20A 標準最大電流1.5-1.8A2.12.6A2.4-3.2A2.6A常規(guī)判斷充電器性能好壞如48V充電器,最高電壓不大于 59.6V ,大于此電壓,充電可能不轉燈,低電壓不低于55V , 低于此電壓造成充電不足,長時間容易對電池虧電,電流,如48V20A充電器,最大電流不大于3A。大于3A可能造成電池失水

6、較早,最低不低于2.1A。低壓此電流造成充電不足。注意事項:: 48V新電池要求充電器參數,最高電壓 58.5-59.7 ,不低于58V ,低于58V造成充電 不足,高 于59.7V可能造成充電不轉燈。轉燈電流約0.4-0.7A ,實際電壓 約 55.5V,低于50V造成充電不足,長時間充電電池虧電: 4820電池要求充電最大電流 2.4-3.3A,低于2.2A充電慢,充電效果差,:市場上低于30元的充電器實際功率小,參數設計不精確,請注意區(qū)分4:充電器穩(wěn)壓電路失效會造成輸出電壓75-130V ,充電電池滾燙不轉燈。5:當新電池出現,續(xù)航里程20A電池低于30公里 12A電池低于25公里請檢查

7、充電器各項 參數,如果無法判斷是,請更換優(yōu)質充電器再次使用,即可解決問題:新電池遇到不轉燈時,請更換另外一個優(yōu)質充電器試機,7:正常情況下。4820新電池充電時間約 10小時左右,續(xù)航里程 40-60公里,4812新 電池充電 時間約10小時內,里程達到 25-40公里,如果正常充電時間超過以上,請更 換優(yōu)質充電器再次使用,反饋信息:有很多充電器內部電路、輸入輸出連線老化,造成,有時候能充、有時候不能沖。嚴重影 響電池,或者充電過程中電路失效,造成充鼓包,如果出現這種情況,請直接更換優(yōu) 質充電器再次使用。反饋信息充電器原理根據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

8、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 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動 MOS FET開關管的單端驅動器為 M C3842。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動器

9、,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 元件即可實現恒壓輸出,同時還能控制充電電流。尤其是 MC3842可直接驅動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。2.5V5V基推VCC電壓發(fā)生器火電壓限制基準電壓欠電壓限制PWM鎖存器Q2ZD130V八電流感應DI D2 RIZD2誤差 放大輯 6MC3842為雙列8腳單端輸出的它激式開關電源驅動集成電路, 其內部功能包括: 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、脈寬調制器(PWM)、脈沖輸出驅動級等等。MC3842的同類產品較多,其中可互換的有 UC3

10、842、IR3 842N、SG3842 CM3842(國產)、LM3842等。MC3842內部方框圖見圖1。其特點如 下: 單端PWM脈沖輸出,輸出驅動電流為 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1034V之間,負載電流為15mAo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),此時集成電路無驅動脈沖輸出。內設5V/50mA基準電壓源,經2:1分壓作為取樣基準電壓。輸出的驅動脈沖既可驅動雙極型晶體管,也可驅動MOS場效應管。若驅動雙極型晶體管,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

11、40 kHz以下。若驅動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500kHz0內設過流保護輸入(第3腳)和誤差放大輸入(第1腳)兩個脈沖調制(PWM)控制端。 誤差放大器輸入端構成主脈寬調制(PWM)控制系統,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,使輸出電壓調整率達到0.01%/Vo如果第3腳電壓大于1V或第1腳電壓小于1V,脈寬調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

12、提高。內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、電容器構成定時電路,電容器的充 /放電 過程構成一個振蕩周期。當電阻的設定值大于 5kQ時,電容器的充電時間遠大于放電 時間,其振蕩頻率可根據公式近似得出:f= 1/Tc=1/0.55RC= 1.8/RCo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組成的驅動控制系統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,變壓器不僅結構簡單,而且很 容易實現初次級交流2000V的抗電強度

13、。該充電器輸出端電壓設定為43V/1.8A,如有 需要可將電流調定為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C9

14、05選用47F/400Vl勺電解電容器,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動器,具各引腳作用及外圍元 件選擇原則如下(參見圖1、圖2)。第1腳為內部誤差放大器輸出端。 誤差電壓在IC內部經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R

15、913(10kQ C913(0.1小后)用以校正放大器頻率和相位特性。第2腳內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(16kQ VR902(470Q )、R904(1kQ加壓后,得至U 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。在調整此電壓時,可使充電器空載。調整 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,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PI1V以內,通過內部比較器控 制輸出

16、電壓變化,實現恒流充電。恒流值為1.8A, R902選用0.56 Q/3W在充電電壓被限定為43V時,可通過輸出電壓調整充電電流為恒定的1.75A1.8A。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0.6V,蓄電池電壓也隨之樣,實際上也限制了輸出電壓,如輸出電壓超過蓄電池電壓 升高,送入電壓取樣電路使之降低第4

17、腳外接振蕩器定時元件,CT為2200pF, RT為27k Q, R911為10Q。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腳為驅動脈沖輸出端。為了實現與市電隔離,由 T902驅動開關管。T902可 用5聲mm磁芯,初次級繞組各用0.21mm漆包線繞20匝,繞組間用2X0.05mm聚脂 薄膜絕緣。R909為100Q, R907為10kQ。如果Q901內部柵源極無保護二極管,可在 外電路并入一只1015V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

18、低電壓在 32.4V35V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100第8腳為5V基準電壓輸出端,同時在IC內部經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0.64m m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。該充電器的控制驅動系統和次級充電系統均與市電隔離,且MC3842由待充蓄電池電壓供電,無產生超壓、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

19、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220F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

20、源驅動器,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。止匕外,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

21、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。

22、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。核心提示:一般情況下,保險絲管熔斷說明充電器的內部電路存在短路或過流的故障。這是由于 充電器長時間工作在高電壓、大電流的狀態(tài)下,內部器件的故障率較高所致。另外, 電網電壓的波動,浪涌都會引起充電器內電流瞬間增大而使保險絲熔斷。.保險絲管熔斷一般情況下,保險絲管熔斷說明充電器的內部電路存在短路或過流的故障。這是由于充電器長時間工作在高電壓、 大電流的狀態(tài)下,內部器件的故障率較高所致。 另外,電網電壓的波動,浪涌

23、都會引起充電器內電流瞬間增大而使保險絲熔斷。維修方法:首先仔細查看電路板上面的各個元件,看這些元件的外表是否被 燒糊或有電解液溢出,聞一聞有無異味。再測量電源輸入端的電阻值,若小于 20Ok Q ,則說明后端有局部短路現象,然后分別測量 4只整流二極管正,反電阻值和兩個 限流電阻的阻值,看有無短路或燒壞的;最后再測量電源濾波電容是否能進行正常充放 電、開關功率管是否擊穿損壞、UC3842及周圍元件是否擊穿,燒壞等。需要說明的 是,因是在路測量,有可能會使測量結果有誤或造成誤判,因此必要時可把元器件焊 下來測量。如果仍然沒有上述情況,則測量一下輸入電源線及輸出電源線是否內部短 路。一般情況上,在

24、熔斷器熔斷故障中,整流二極管,電源濾波電容、開關功率管、 UC3842是易損件,損壞的概率可達 95%以上,要著重檢查這些元器件,就很容易 排除故障。.無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定如果保險絲是完好的,在有負載的惰況下。這類故障要原因有:過壓、過流 保護電路出現開路,短路現象;振跨電路沒有工作;電源負載過重,高頻整流濾波電路 中整流二極管被擊穿:濾波電容漏電等。維修方法:首先,用萬用表測量高頻脈沖變壓器的各個元器件是否有損壞: 排除了高頻整流二極管擊穿、負載短路的情況后,再測量各輸出端的直流電壓,如果 這時輸出仍為零,則可以肯定是電源的控制電路出了故障,最后用萬用表靜態(tài)測量高 頻濾波電路中整流

25、二極管及低壓濾波電容是否損壞,如果上述元器件有損壞,更換好 新元器件,一般故障即可排除。但要注意:輸出線斷線或開焊、虛焊也會造成這種故 障,在維修時應注意這種情況。.無直流電壓輸出,但保險絲完好這種現象說明充電器未工作,或是工作后進入了保護狀態(tài)。維修方法:首先應判斷一下充電器的變控芯片 UC3842是否處在王作狀態(tài)或 已經損壞。具體判斷方法是:加電測 UC3842的7腳對地電壓,若7腳電壓正常并 且8腳有+5 V電壓,1、2、4、6腳也會有不同的電壓,則說明電路已啟振,UC3842基本正常。若7腳電壓低,其余管腳無電壓,則說明 UC3842已損壞。最常見的 損壞是7腳對地擊穿,6、7腳對地擊穿

26、和1、7腳對地擊穿。如果這幾只腳都未擊穿, 而充電器還是不能正常啟動,也說明 UC3842已損壞,應直接更換。若判斷芯片沒有 壞,則著檢查開關這柵極的限流電阻是否開焊、虛焊或變值以及開關功率管本身是否 性能不良。除此之處,電源輸出線斷線或接觸不良也會造成這種故障,因此在維修時 也應注意。.直流電壓輸出過高這種故障往往是由穩(wěn)壓取樣和穩(wěn)壓控制電路異常所至,在充電器中,直流輸 出、取樣電阻、誤差取樣放大器、光耦合器、電源控制芯片等共同構成了一個閉合的 控制環(huán)路,任何一處出問題會導致電壓升高。維修方法:由于充電器有過壓保護電路,輸出電壓過高首先會使過壓保護電 路動作。因此遇到這種故障,我們可以斷開過壓保護電路,使這壓保護電路不起作用, 然后測量開機瞬間的電源主電壓。如果測量值比正常值高出1V以上,說明輸出電壓過高的原因確實在控制環(huán)路中。此時應著重檢查取樣電阻是否變值或損壞,精密基準 電壓源(TL431)或光耦器(PC817)是否性能不良、變質或損壞。其中精密基準電壓源(T L431)極易損壞,我們可用下述方法對精密穩(wěn)壓放大器進行判別:將 TL431的參考 端(Ref)與它的陰極(Cathode)相連,用1OkQ 的電阻,接入5 V電壓。若陽極(Ano de)與陰極之間為2.5V ,并且等侍片刻還仍為2.5 V,則為好管,否則為壞管。.直流電

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