GP88S對講機(jī)充電器電路分析

GP88S 對講機(jī)是目前使用的主力機(jī)型之一,它的充電器設(shè)計(jì)獨(dú)特,具有開關(guān)電源的特性,使用脈沖涌動(dòng)充電提高電池的使用壽命,降低鎳鎘電池和鎳氫電池常出現(xiàn)的“記憶”效應(yīng),安全穩(wěn)定且保護(hù)功能強(qiáng)大,可以識(shí)別電池類型,而且提供合適的充電電流,其指示燈的顯示狀態(tài)明確,給人以耳目一新之感。
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GP88S 對講機(jī)的充電器座是由MOTOROLA公司設(shè)計(jì)制造,主要以電壓驅(qū)動(dòng)型脈寬調(diào)制控制集成電路TL494 為核心元件, 外加EPROM 5180539Y02 和一些外圍元件。要弄懂此充電器座的工作原理,須先弄清TL494 的管腳的配置及其功能以及電池的電路結(jié)構(gòu)。
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TL494 管腳配置及其功能

TL494 的內(nèi)部電路由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、振蕩電路、間歇期調(diào)整電路、兩個(gè)誤差放大器、脈寬調(diào)制比較器以及輸出電路等組成。圖1 是它的管腳示意,其中1 、2 腳是誤差放大器Ⅰ的同相和反相輸入端;3 腳是相位校正和增益控制;4 腳為間歇期調(diào)理,給它加0～3.3V 電壓時(shí)可使截止時(shí)間從2 %線性變化到100 %;5 、6 腳分別用于外接振蕩電阻和振蕩電容;7 腳為接地端;8 、9 腳和11 、10 腳分別為TL494內(nèi)部兩個(gè)末級輸出三極管集電極和發(fā)射極;12 腳為電源供電端;13 腳為輸出控制端,該腳接地時(shí)為并聯(lián)單端輸出方式,接14 腳時(shí)為推挽輸出方式;14 腳為5V 基準(zhǔn)電壓輸出端,最大輸出電流為10mA ;15 、16 腳是誤差放大器Ⅱ的反相和同相輸入端。






電池電路結(jié)構(gòu)圖

從電池的電路結(jié)構(gòu)(見圖2) 可以看出,電池之間用了多個(gè)防止電池短路的開關(guān);并在充電2 腳設(shè)置了編碼寄存器,用于識(shí)別電池類型并提供合適的充電電流。從這里還可看出,如果電池是仿冒產(chǎn)品,則不能進(jìn)行充電。





圖3 是GP88S 對講機(jī)的充電器座電路簡圖,充電器座的充電電壓的大小是根據(jù)電池類型及其需求來進(jìn)行調(diào)整的,采用脈沖調(diào)寬式進(jìn)行調(diào)制,隨著充電電池電量的不斷增高, TL494 16 腳的電位也隨之不斷上升,而TL494 8 腳、11 腳的脈寬占空比則不斷減小,而調(diào)整管的導(dǎo)通或關(guān)閉是由TL 494的8腳、11 腳輸出的脈沖的占空比來進(jìn)行調(diào)整輸出的(輸出為脈沖涌動(dòng)的充電電壓) ,占空比的不斷減小使充電電壓也不斷降低,充電電流就越來越小,當(dāng)電池充電達(dá)到預(yù)定值時(shí),則無輸出電壓,顯示為綠燈常亮,表示此電池已充滿。






充電器的工作原理

　當(dāng)一個(gè)需充電的電池插入充電器座后,首先EPROM 組件的6 腳接收一個(gè)編碼信號(hào),接著可能出現(xiàn)兩種情況:

1) 編號(hào)不正確時(shí)(即該電池不是正規(guī)的MOTOROLA 產(chǎn)品) ,EPROM 2 腳輸出一個(gè)高電平,輸入到TL494 2 腳的電平為高電平,使TL494 的8 腳、11 腳不能輸出方波信號(hào),即無輸出充電電壓,紅燈閃爍,這表示不能充電;

2) 編號(hào)正確時(shí),7 腳接收一個(gè)信號(hào),2 腳輸出低電平,輸入到TL494 2 腳,即差分放大器Ⅰ的反相輸入端IN - 。然后EPROM 1 腳和TL494 3 腳均輸入低電平, TL494 16 腳進(jìn)行分壓,電位低于4V ,這就使TL494 8 腳、11 腳輸出寬度一定的方波信號(hào),對調(diào)整管進(jìn)行調(diào)制,此時(shí)紅燈常亮,表示可以充電。


面臨的問題及解決方案

雖說GP88S 對講機(jī)充電器座具有上述的諸多優(yōu)點(diǎn),但在我們實(shí)際工作中,發(fā)現(xiàn)它的損壞率非常大,這與我們的工作環(huán)境和使用方法有關(guān)。該充電器要求輸入電壓在16 ±20 %V ,而且還專門配置了一個(gè)交流輸入經(jīng)整流的充電頭。然而,在野外工作時(shí),因經(jīng)常不能回到營地,沒有220V 交流電壓,因而,往往不用充電頭,而將充電器直接接到電瓶上進(jìn)行充電,顯然,電瓶電壓會(huì)超出其規(guī)定的范圍。另外,若操作人員稍有不慎,將電源接反,就會(huì)燒壞其電路及元件,因?yàn)樵摮潆娖魇怯少N片式元件組成的,所以,常常大部分組件被燒壞到不可修復(fù)的程度,因而造成缺件,特別是EPROM 組件。

針對這種情況,我們不得不根據(jù)野外工作的環(huán)境特點(diǎn),利用原電路板和充電座,對其不能修復(fù)的充電器進(jìn)行改造。

1. 改造方案一

第一種方案簡單易行,只需增加三個(gè)電阻,這時(shí),充電電壓是根據(jù)充電電流的大小由電阻( 5W 50Ω) 調(diào)節(jié)的。但此方案輸入電壓比較大時(shí),給電池

的充電電流相應(yīng)也比較大,對電池的壽命有較大影響,而且電瓶的耗電量大。圖4 是改造后的充電器座電路圖。





2. 改造方案二

此方案是第一種方案的改進(jìn)型。安裝時(shí)將原充電器中的PNP 調(diào)整管換成NPN 的三極管(2M6121) 。由于用了調(diào)整三極管,因此,此方案中,無論輸入電壓如何變化,給電池的充電電壓都恒定,輸出電壓總在9～10V ,對電池壽命影響比第一方案小,耗電量也比第一方案要小。圖5 是按方案二改造后的充電器電路圖。






結(jié)束語

雖然以上介紹的這兩個(gè)應(yīng)急改造方案犧牲了原充電器的獨(dú)特優(yōu)異特性,但是,作為在野外應(yīng)急是行之有效的辦法。