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鉛酸蓄電池智能充電器原理與維修方法

放大字體??縮小字體 發布日期:2016-06-15 08:13:04 ??來源:新能源汽車網??編輯:全球新能源汽車網??瀏覽次數:6009
核心提示:  根據鉛酸蓄電池的特點,當鉛酸蓄電池的容量放出70%以上時就應及時對其進行充電。并且按如下三階段進行: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,會嚴重影響蓄電池的使用壽命。  目
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  根據鉛酸蓄電池的特點,當鉛酸蓄電池的容量放出70%以上時就應及時對其進行充電。并且按如下三階段進行: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,會嚴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集成電路可直接驅動MOS開關管,在穩定輸出電壓的同時,具有負載電流控制能力(稱其為電流控制型開關電源驅動器),無疑具有獨特的優勢;只要用極少的外圍元件即可實現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,達到按步驟地實現智能充電的目的。

  筆者根據某一智能充電器(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

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,它具有輸人保護和抗干擾的功能。BX1為延遲式保險絲(在電源啟動時允許流過3A以上的電流,而正常工作時電流不超過2A),可使用彩電的3.15A延遲式保險絲替代。

  2.整流電路

  Dl~D4、C3、C4、C5為整流電路,C5電容應選用耐溫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.開關電路

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

  V1最好使用耐壓大于600V/6A的場效應管代替。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二極管(可用普通的整流二極管代替)。

  5.PWM脈寬調制電PWM

  脈寬調制器由UC3842(內部框圖見圖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制方式,共有8個引腳,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行充電的目的;③腳為電流檢測輸人端,當充電電流過大或負載短路等故障時通過R4、R6檢測到的電壓(③腳的電壓)超過1V時,縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態;④腳為定時端,內部振蕩器的工作頻率由外接的C13、R8決定時間常數,f=l.8/(R8×C13);⑤腳為公共地端;⑥腳為推挽輸出端,內部為圖騰柱式,上升、下降時間僅為50ns,直接驅動V1;⑦腳是直流電源供電端,通電開始時C5的300V電壓經過R2,達到腳⑦強迫IC1啟動,V1工作。同時T2副線圈產生感應電壓,經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基準電壓輸出端,為④腳提供穩定的電壓從而穩定內部振蕩器的工作頻率,它有50mA的負載能力。

  6.控制電路

  由DW1、IC4、IC3、IC2等組成,通電開始后300V電壓經過R2,達到⑦腳強迫IC1啟動后,T2線圈的次級電壓經D8、D9、C14整流濾波的穩定電壓,一路通過D10給蓄電池充電;另—路經R20、DW1、C16為IC4提供12V工作電壓,D11為IC4的②、⑤腳提供基準電壓。正常充電時R13上有0.3V~0.4V的電壓,此電壓經R29加到IC4的③腳,①腳輸出高電平,此電壓一路經R26點亮D13(紅燈);另一路輸人⑥腳,使⑦腳輸出低電平,D14(綠燈)滅。充電器進入恒流充電階段。當蓄電池電壓上升至44.2V左右時,充電器進入恒壓充電階段,輸出電壓維持在仍44.2V左右,這時充電電流逐漸減小。當充電電流減小到200mA時,R13上的電壓下降;當IC4的③腳電壓低于②腳時,①腳輸出低電平,D13(紅燈)熄滅,同時⑦腳輸出高電平,通過R25點亮D14(綠燈)。此時⑦腳的電壓經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。充電器進入涓流階段。再經過1小時以上的涓流充電階段,充電完成。

  二、維修實例

  此類充電器維修方法是以ICl的③腳為分界點。(1)如③腳無電或低于1V,應進—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、負載和控制電路。

  [例1]一臺充電器有時充電有時不充電。

  檢修:開機,在故障時測量IC1的③腳電壓為0.2V,⑦腳電壓為18V,可見應為IC1和T2周圍的元件故障。檢查④腳的外圍元件C13嚴重漏電,更換后該充電器恢復正常。

  [例2]一臺充電器開機20分鐘后,機器不充電。

  檢修:停機檢查時充電器正常,帶負載20分鐘后,檢查IC1的③腳電壓大于1V,判斷是負載和控制電路或D8、D9故障。仔細觀察D9發熱嚴重,更換D9后充電器恢復正常。

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關鍵詞: 充電器 原理 智能


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