電動(dòng)自行車電路和充電電路原理圖

電動(dòng)自行車電路和充電電路原理圖

　電動(dòng)自行車充電器多采用開關(guān)型電源，型號(hào)雖多，但電路結(jié)構(gòu)大同小異，主要區(qū)別在所選用的脈寬調(diào)制(PWM)芯片不同(如UC3845、UC3842、SG3524, TL494)?，F(xiàn)以佳騰牌充電器為例，介紹其原理和故障檢修方法。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　電動(dòng)自行車電路

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　充電器電源電路
一、電路原理
　　根據(jù)實(shí)物測(cè)繪的佳騰牌充電器電路原理如圖1所示。整機(jī)可分為PWM產(chǎn)生和推動(dòng)電路、功率開關(guān)變換電路、充電狀態(tài)指示電路和交流輸入電路四個(gè)部分。

　　I.PWM產(chǎn)生和推動(dòng)電路
　　PWM產(chǎn)生電路由IC1( TL494)和外圍元件構(gòu)成。TL494是PWM開關(guān)電源集成電路。引腳功能和內(nèi)部方框圖如圖2所示。

　　IC1第⑤、⑥腳外接的C1O、 R19是定時(shí)元件，決定鋸齒波振蕩器的振蕩頻率，f=1.1/RC，按圖中數(shù)值為50kHz。第(14)腳是+5V基準(zhǔn)電壓輸出端，除片內(nèi)使用外，還直接或分壓后供第②、④、(13)腳和IC2使用。第(13)腳為輸出方式控制端，在該腳接低電平時(shí)為單端輸出方式，圖中接第(14)腳+5V高電平，為雙端輸出方式。第④腳為死區(qū)時(shí)間控制端，該腳電位決定死區(qū)時(shí)間。電位升高，死區(qū)時(shí)間延長，輸出脈寬變窄，當(dāng)電位大于鋸齒波電壓時(shí)，輸出脈寬將變得很窄，甚至停振。凡輸出端采用半橋式或全橋式開關(guān)電路，都要正確設(shè)置死區(qū)時(shí)間，以免兩個(gè)開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，發(fā)生電源短路的危險(xiǎn)。圖中該腳電位由基準(zhǔn)電壓經(jīng)R24和R20分壓取得，實(shí)測(cè)電壓為0.46V。C15是軟啟動(dòng)電容。第①、②腳和第(16)、(15)腳是IC1內(nèi)部兩個(gè)電壓比較器的正、反相輸入端，分別用作充電電壓取樣和充電電流取樣。+44V充電電壓經(jīng)R28、R27和R26分壓反饋至第①腳。C15是軟啟動(dòng)電容。第②腳電位由基準(zhǔn)電壓經(jīng)R23和R3分壓取得，實(shí)測(cè)為3. 2V,第①腳電位愈高，輸出脈寬愈窄，充電電壓愈低;反之脈寬增寬，充電電壓升高。從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定+44V充電電壓的目的。Ra是充電壓調(diào)試電阻，Ra和R26的并聯(lián)阻值愈小，充電電壓愈高。R29是充電電流取樣電阻，由該電阻上取得的電壓變化，經(jīng)R13送入IC1第(15)腳。充電電流愈大，第(15)腳電位愈低。當(dāng)?shù)?15)腳電位小于第(16)腳(接地)電位時(shí)，IC輸出端將被封閉，從而實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。Rb是過流保護(hù)調(diào)試電阻，本機(jī)予設(shè)為1.8A。
　　外部輸入信號(hào)的變化，經(jīng)片內(nèi)電路處理后，由第⑧、(11)腳輸一對(duì)大小相等，相位相差180°，脈寬可變的方波，經(jīng)V3、V4推挽放大后，由變壓器T2耦合至功率開關(guān)變換電路。
　　2.功率開關(guān)變換電路
V1、V2兩個(gè)開關(guān)管串聯(lián)接在+300V供電電壓和地之間，組成半橋式開關(guān)電路，在調(diào)寬脈沖的作用下，輪換導(dǎo)通和截止，將十300V直流轉(zhuǎn)換為高頻交流電。電流流向示意圖如圖3所示。V1導(dǎo)通時(shí)，C5十→V1 ce→T2的②、④端→T3的②、①端→C6→C5-。V2導(dǎo)通時(shí)，C5十→C4→T3的①、②端→T2的④、②端→V2 ce→C5-。T3次級(jí)輸出電壓經(jīng)D15、C17全波整流濾波，輸出十44V供蓄電池充電。T3次級(jí)另一繞組經(jīng)D9、D10、C18整流濾波，輸出十24V向IC1和IC2供電。

　　R7、R9是啟動(dòng)電阻，在開機(jī)瞬間向V1、V2基極提供激勵(lì)電流，使電路自激啟動(dòng)。C7、D5、R4(或C8、D8、Rl1)是加速網(wǎng)絡(luò)。D6、D7為保護(hù)二極管。C3、R1為尖峰吸收網(wǎng)絡(luò)。
　　3.交流輸入電路
　　220V市電經(jīng)D1 -D4橋式整流、C5濾波，取得+300V電壓，向功率開關(guān)變換電路供電。
　　4.充電狀態(tài)指示電路
　　由IC2 (HA17358)和雙色發(fā)光管LED2構(gòu)成。IC2是雙運(yùn)放集成電路，這里接成兩個(gè)電壓比較器。由充電電流取樣電阻R29取得的電壓變化信號(hào)，經(jīng)R31送入IC2第②腳。充電初期，充電電流較大，R29上降壓增大(注意:R29上的電壓對(duì)地為負(fù)電壓).第②腳電位小于第③腳電位，第①腳輸出高電平，充電指示燈LED2-A點(diǎn)亮。當(dāng)電池接近充滿時(shí)，充電電流減小，R29上的電壓也減低，當(dāng)?shù)冖谀_電位大于第③腳電位時(shí)，第①、⑥腳變?yōu)榈碗娖?，第⑦腳輸出高電平，充滿指示燈LED2-B點(diǎn)亮。
　　Rc是充電狀態(tài)指示調(diào)整電阻，選用適當(dāng)阻值接入，使之達(dá)到設(shè)定的指示狀態(tài)(200mA )。
二、檢修方法
　　本機(jī)有熱地和冷地之分，測(cè)量時(shí)不要選錯(cuò)參考點(diǎn)。熱地和市電相通，若需加電檢修，應(yīng)加用隔離變壓器，以防觸電。多數(shù)情況下，使用萬用表電阻檔，在線檢查，就能找到故障元件。檢修PWM電路用外接電源(即在+24V濾波電容C18兩端外接15一20V穩(wěn)壓電源)最為安全有效。 加電試機(jī)，正常情況下，LED1應(yīng)點(diǎn)亮。十44V端不接負(fù)載時(shí)，充滿指示LED2-B應(yīng)亮(綠色)，+44V電壓略有下降，實(shí)測(cè)為+42V，不要誤為故障。續(xù)入假負(fù)載時(shí)(可用1 000W電爐絲代)充電指示LED2-A應(yīng)亮。
　　1.保險(xiǎn)燒斷、玻管內(nèi)壁發(fā)黑或炸裂。
　　此現(xiàn)象表明電路有嚴(yán)重短路之處，以濾波C5、市電整流D1 - D4開關(guān)管V1、V2、整流D15等多個(gè)元件同時(shí)擊穿多見。用萬用表Rx1檔在路即可找出故障元件。
　　2.電源指示LED1不亮，無十44V電壓輸出。
　　故障說明電路沒有工作，在+300V電壓輸出正常的情況下，應(yīng)重點(diǎn)檢查啟動(dòng)電阻R7、R9有無斷路，V1、V2基極回路元件D5、R4、R6、D8、R11、R8損壞，IC1、V3、V4損壞而無調(diào)寬脈沖輸出。
　　外加電源，用示波器測(cè)IC1第⑤腳，應(yīng)有正常的鋸齒狀振蕩波形，若定時(shí)元件R19、C10正常而無波形，可判定IC1壞。IC1第⑧、(11)腳應(yīng)測(cè)得正常的方波，當(dāng)測(cè)其無波形或不正常時(shí)，若各引腳電壓正常，應(yīng)更換IC1。若V3、V4波形不正常，查Rl2、V3、V4和外圍元件。
附表和圖4列出在外接十15V穩(wěn)壓電源、十44V輸出端空載條件下IC1、IC2各管腳對(duì)地電壓值和關(guān)鍵點(diǎn)波形圖，供檢修參考。


　　ICl第(14)腳電壓(+5V基準(zhǔn)電壓)若不正常，ICl第(13)、②、④腳電壓都會(huì)不正常，IC2有關(guān)引腳電壓也會(huì)不正常。斷開IC1第(14)腳外電路后，若各引腳電壓仍不正常，則可判定IC1損壞。