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铅酸蓄电池智能充电器原理与维修方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-06-15  来源:新能源汽车网  编辑:全球新能源汽车网  浏览次数:462
核心提示:  根据铅酸蓄电池的特点,当铅酸蓄电池的容量放出70%以上时就应及时对其进行充电。并且按如下三阶段进行:第阶段为恒流充电,第二阶段为恒压充电,第三阶段为涓流充电。否则,会严重影响蓄电池的使用寿命。  目

  根据铅酸蓄电池的特点,当铅酸蓄电池的容量放出70%以上时就应及时对其进行充电。并且按如下三阶段进行:第—阶段为恒流充电,第二阶段为恒压充电,第三阶段为涓流充电。否则,会严重影响蓄电池的使用寿命。

  目前广泛用于铅酸电池充电器的UC3842集成电路可直接驱动MOS开关管,在稳定输出电压的同时,具有负载电流控制能力(称其为电流控制型开关电源驱动器),无疑具有独特的优势;只要用极少的外围元件即可实现恒压输出和控制充电电流的目的。使充电器能够按照铅酸蓄电池性能要求,达到按步骤地实现智能充电的目的。

  笔者根据某一智能充电器(42V/2A)画出铅酸电池智能充电器的方框图(见图1)和电路图(见图2),并介绍其工作原理和维修方法。

图1 铅酸电池智能充电器的方框图

图1 铅酸电池智能充电器的方框图

图2  铅酸电池智能充电器的电路图

图2  铅酸电池智能充电器的电路图

  一、工作原理

  1.交流输入电路

  由BX1、T1、C3、C4组成,它具有输人保护和抗干扰的功能。BX1为延迟式保险丝(在电源启动时允许流过3A以上的电流,而正常工作时电流不超过2A),可使用彩电的3.15A延迟式保险丝替代。

  2.整流电路

  Dl~D4、C3、C4、C5为整流电路,C5电容应选用耐温85℃以上、耐压450V的电解电容代替。Dl~D4为通用的整流二极管。

  3.开关电路

  它是开关电源的核心部分,由T2、V1等元件组成。工作方式为它激式开关电路,在T2的初、次级形成交变矩形脉冲。

  V1最好使用耐压大于600V/6A的场效应管代替。如屡烧V1,要检查、更换RI、C6、D6。

  4.输出电路

  由二极管D8、D9、C14、D10等元件组成(D8、D9可使用肖特基或高频特性好的二极管代替),D10为防止蓄电池反接而使用的保护二极管(可用普通的整流二极管代替)。

  5.PWM脉宽调制电PWM

  脉宽调制器由UC3842(内部框图见图3)集成电路和周围的元件组成。UC3842采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,共有8个引脚,各脚功能如下:①脚是误差放大器的输出端,外接R7、C11用于改善误差放大器的增益和频率特性;②脚是反馈电压输人端,此脚电压由IC2光耦合器产生的电压控制脉冲宽度,通过V1改变T2的交变矩形脉冲宽度,改变T2的输出电压和输出电流,以满足铅酸蓄电池按三阶段进行充电的目的;③脚为电流检测输人端,当充电电流过大或负载短路等故障时通过R4、R6检测到的电压(③脚的电压)超过1V时,缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;④脚为定时端,内部振荡器的工作频率由外接的C13、R8决定时间常数,f=l.8/(R8×C13);⑤脚为公共地端;⑥脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns,直接驱动V1;⑦脚是直流电源供电端,通电开始时C5的300V电压经过R2,达到脚⑦强迫IC1启动,V1工作。同时T2副线圈产生感应电压,经D7、R10给⑦脚提供可靠的电源。它具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;⑧脚为5V基准电压输出端,为④脚提供稳定的电压从而稳定内部振荡器的工作频率,它有50mA的负载能力。

  6.控制电路

  由DW1、IC4、IC3、IC2等组成,通电开始后300V电压经过R2,达到⑦脚强迫IC1启动后,T2线圈的次级电压经D8、D9、C14整流滤波的稳定电压,一路通过D10给蓄电池充电;另—路经R20、DW1、C16为IC4提供12V工作电压,D11为IC4的②、⑤脚提供基准电压。正常充电时R13上有0.3V~0.4V的电压,此电压经R29加到IC4的③脚,①脚输出高电平,此电压一路经R26点亮D13(红灯);另一路输人⑥脚,使⑦脚输出低电平,D14(绿灯)灭。充电器进入恒流充电阶段。当蓄电池电压上升至44.2V左右时,充电器进入恒压充电阶段,输出电压维持在仍44.2V左右,这时充电电流逐渐减小。当充电电流减小到200mA时,R13上的电压下降;当IC4的③脚电压低于②脚时,①脚输出低电平,D13(红灯)熄灭,同时⑦脚输出高电平,通过R25点亮D14(绿灯)。此时⑦脚的电压经D12、R24、IC3、IC2等反馈电路,缩小IC1的脉冲宽度,使D8、D9、C14的电压降低。充电器进入涓流阶段。再经过1小时以上的涓流充电阶段,充电完成。

  二、维修实例

  此类充电器维修方法是以ICl的③脚为分界点。(1)如③脚无电或低于1V,应进—步检查IC1的⑦脚是否有10V~18V的电压。如没有,就是R2和整流电路故障,低于10V检查IC1和C9、CIO;如有,就检查IC1和T2周围的元件。(2)如④脚的电压高于1V,检查D8、D9、负载和控制电路。

  [例1]一台充电器有时充电有时不充电。

  检修:开机,在故障时测量IC1的③脚电压为0.2V,⑦脚电压为18V,可见应为IC1和T2周围的元件故障。检查④脚的外围元件C13严重漏电,更换后该充电器恢复正常。

  [例2]一台充电器开机20分钟后,机器不充电。

  检修:停机检查时充电器正常,带负载20分钟后,检查IC1的③脚电压大于1V,判断是负载和控制电路或D8、D9故障。仔细观察D9发热严重,更换D9后充电器恢复正常。

 
关键词: 充电器 原理 智能


 

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