鉛酸蓄電池智能充電器的工作原理與維修方案分析

根據(jù)鉛酸蓄電池的特點(diǎn)，當(dāng)鉛酸蓄電池的容量放出70％以上時(shí)就應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行充電。并且按如下三階段進(jìn)行：第—階段為恒流充電，第二階段為恒壓充電，第三階段為涓流充電。否則，會(huì)嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命。

目前廣泛用于鉛酸電池充電器的UC3842集成電路可直接驅(qū)動(dòng)MOS開關(guān)管，在穩(wěn)定輸出電壓的同時(shí)，具有負(fù)載電流控制能力（稱其為電流控制型開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)器），無疑具有獨(dú)特的優(yōu)勢；只要用極少的外圍元件即可實(shí)現(xiàn)恒壓輸出和控制充電電流的目的。使充電器能夠按照鉛酸蓄電池性能要求，達(dá)到按步驟地實(shí)現(xiàn)智能充電的目的。

根據(jù)某一智能充電器（42V/2A）畫出鉛酸電池智能充電器的方框圖（見圖1）和電路圖（見圖2），并介紹其工作原理和維修方法。

圖1 鉛酸電池智能充電器的方框圖

圖2鉛酸電池智能充電器的電路圖

一、工作原理

1.交流輸入電路

由BX1、T1、C3、C4組成，它具有輸人保護(hù)和抗干擾的功能。BX1為延遲式保險(xiǎn)絲（在電源啟動(dòng)時(shí)允許流過3A以上的電流，而正常工作時(shí)電流不超過2A），可使用彩電的3.15A延遲式保險(xiǎn)絲替代。

2.整流電路

Dl～D4、C3、C4、C5為整流電路，C5電容應(yīng)選用耐溫85℃以上、耐壓450V的電解電容代替。Dl～D4為通用的整流二極管。

3.開關(guān)電路

它是開關(guān)電源的核心部分，由T2、V1等元件組成。工作方式為它激式開關(guān)電路，在T2的初、次級(jí)形成交變矩形脈沖。

V1最好使用耐壓大于600V／6A的場效應(yīng)管代替。如屢燒V1，要檢查、更換RI、C6、D6。

4.輸出電路

由二極管D8、D9、C14、D10等元件組成（D8、D9可使用肖特基或高頻特性好的二極管代替），D10為防止蓄電池反接而使用的保護(hù)二極管（可用普通的整流二極管代替）。

5.PWM脈寬調(diào)制電PWM

脈寬調(diào)制器由UC3842（內(nèi)部框圖見圖3）集成電路和周圍的元件組成。UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8個(gè)引腳，各腳功能如下：①腳是誤差放大器的輸出端，外接R7、C11用于改善誤差放大器的增益和頻率特性；②腳是反饋電壓輸人端，此腳電壓由IC2光耦合器產(chǎn)生的電壓控制脈沖寬度，通過V1改變T2的交變矩形脈沖寬度，改變T2的輸出電壓和輸出電流，以滿足鉛酸蓄電池按三階段進(jìn)行充電的目的；③腳為電流檢測輸人端，當(dāng)充電電流過大或負(fù)載短路等故障時(shí)通過R4、R6檢測到的電壓（③腳的電壓）超過1V時(shí)，縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài)；④腳為定時(shí)端，內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的C13、R8決定時(shí)間常數(shù)，f＝l.8/（R8×C13）；⑤腳為公共地端；⑥腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時(shí)間僅為50ns，直接驅(qū)動(dòng)V1；⑦腳是直流電源供電端，通電開始時(shí)C5的300V電壓經(jīng)過R2，達(dá)到腳⑦強(qiáng)迫IC1啟動(dòng)，V1工作。同時(shí)T2副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng)D7、R10給⑦腳提供可靠的電源。它具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW；⑧腳為5V基準(zhǔn)電壓輸出端，為④腳提供穩(wěn)定的電壓從而穩(wěn)定內(nèi)部振蕩器的工作頻率，它有50mA的負(fù)載能力。

6.控制電路

由DW1、IC4、IC3、IC2等組成，通電開始后300V電壓經(jīng)過R2，達(dá)到⑦腳強(qiáng)迫IC1啟動(dòng)后，T2線圈的次級(jí)電壓經(jīng)D8、D9、C14整流濾波的穩(wěn)定電壓，一路通過D10給蓄電池充電；另—路經(jīng)R20、DW1、C16為IC4提供12V工作電壓，D11為IC4的②、⑤腳提供基準(zhǔn)電壓。正常充電時(shí)R13上有0.3V～0.4V的電壓，此電壓經(jīng)R29加到IC4的③腳，①腳輸出高電平，此電壓一路經(jīng)R26點(diǎn)亮D13（紅燈）；另一路輸人⑥腳，使⑦腳輸出低電平，D14（綠燈）滅。充電器進(jìn)入恒流充電階段。當(dāng)蓄電池電壓上升至44.2V左右時(shí)，充電器進(jìn)入恒壓充電階段，輸出電壓維持在仍44.2V左右，這時(shí)充電電流逐漸減小。當(dāng)充電電流減小到200mA時(shí)，R13上的電壓下降；當(dāng)IC4的③腳電壓低于②腳時(shí)，①腳輸出低電平，D13（紅燈）熄滅，同時(shí)⑦腳輸出高電平，通過R25點(diǎn)亮D14（綠燈）。此時(shí)⑦腳的電壓經(jīng)D12、R24、IC3、IC2等反饋電路，縮小IC1的脈沖寬度，使D8、D9、C14的電壓降低。充電器進(jìn)入涓流階段。再經(jīng)過1小時(shí)以上的涓流充電階段，充電完成。

二、維修實(shí)例

此類充電器維修方法是以ICl的③腳為分界點(diǎn)。（1）如③腳無電或低于1V，應(yīng)進(jìn)—步檢查IC1的⑦腳是否有10V～18V的電壓。如沒有，就是R2和整流電路故障，低于10V檢查IC1和C9、CIO；如有，就檢查IC1和T2周圍的元件。（2）如④腳的電壓高于1V，檢查D8、D9、負(fù)載和控制電路。

［例1］一臺(tái)充電器有時(shí)充電有時(shí)不充電。

檢修：開機(jī)，在故障時(shí)測量IC1的③腳電壓為0.2V，⑦腳電壓為18V，可見應(yīng)為IC1和T2周圍的元件故障。檢查④腳的外圍元件C13嚴(yán)重漏電，更換后該充電器恢復(fù)正常。

［例2］一臺(tái)充電器開機(jī)20分鐘后，機(jī)器不充電。

檢修：停機(jī)檢查時(shí)充電器正常，帶負(fù)載20分鐘后，檢查IC1的③腳電壓大于1V，判斷是負(fù)載和控制電路或D8、D9故障。仔細(xì)觀察D9發(fā)熱嚴(yán)重，更換D9后充電器恢復(fù)正常。