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1、电动车充电器三段式充电原理和维修技巧恒流，恒压和浮充是三段式充电的三个必须阶段，它的充电曲线见图2，对 48V 蓄电池而言，可以这样来描述其充电过程，在充电开始时保持一个充电电流1.8-2.5A ，直到时间 t1 ，此时充电电压逐渐上升- 即恒流充电阶段；当充电电压上升到58.5-59.5V时，立即保持这个充电电压不变直到时间t2 ，此时充电电流逐渐下降- 即恒压充电阶段；当充电电流下降到400-500mA的转换电流时，充电器立即转为55.5-56.5V的小电流充电 - 即浮充阶段。三段式充电是一个自动充电的过程，要实现对充电电流和电压的自动控制，在电路的输入和输出之间必须有一个闭环的反馈回路
2、，通过对输出电流和电压的反馈取样，再经过控制电路对信号的处理输出控制信号去调整输入端的工作状态，从而达到自动控制的目的。下面以TL494 为中心组成的一款充电器为列来比较详细的解说一下三段式充电的控制和转换过程（见图1） 。 TL494是美国德州仪器公司生产的一种电压驱动型脉宽调制控制集成电路，主要应用在各种开关电源中,TL494的内部电路由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整电路、AMP1和 AMP2误差放大器、死区比较器，PWM 比较器以及输出电路等组成，其中1、2 脚是 AMP1 的同相和反相输入端；3 脚是 AMP1 和 AMP2的公共输出端， 4 脚外接 C4使电源软启动，5、6
3、脚分别用于外接振荡电阻和振荡电容，7 脚为接地端；8、9 脚和 11、10 脚分别为TL494 内部两个末级输出三极管集电极和发射极；12 脚为电源供电端；13 脚为输出控制端，该脚接地时为并联单端输出方式，接 14 脚时为推挽输出方式;14 脚为 5V基准电压输出端,15 、 16 脚是AMP2的反相和同相输入端。 TL494的内部资料见图3. 图 1 中的电流检测A和 C 点分别通过R13，R31等接至电源地上，利用充电电流流过R29产生的压降为IC1 内 AMP2 电流误差放大器和IC2 内比较器 1 提供充电电流检测的取样电压，因整机地接输出负极，所以从电源地（即C6 负端）取得的电压
4、为负电压，充电电流越大，在R29上产生的压降越大，由电源地取得的负电压就越大；图中 IC1 的 AMP2电流比较器的 （16）脚接地，（15）脚电压由R13引入电流检测负电压和由R14接+5V引入的正电压叠加而成，当（15）脚叠加电压为正时，AMP2输出低电平，对输出脉宽无控制作用，为负时AMP2输出高电平，使输出脉宽受控减小直至为0；在 IC2 的比较器1 中，其（ 3）脚接地，（2）脚电压由R31引入的电流检测负电压和由R35接+5V引入的正电压叠加而成，当IC2 的（ 2）脚电压为正时，比较器1 输出低电平， LED2充电灯（橙色）灭，充满灯（黄色）亮，散热风扇停转；为负时， 比较器 1
5、 输出高电平， LED2充电灯亮， 充满灯灭， 散热风扇转动； 在设计时由于R35（100K）比 R14（24K）大很多，只有当充电电流下降到400-500mA 时才能使IC2 的（ 2）脚叠加电压为正，这时IC2 的比较器 1 输出低电平，使充满灯亮，散热风扇停转，预示充电即将完成。图 1 中的电压检测B点通过 R29，C15，R27直接接于输出正极上，输出端的电压变化通过这3 个元件反馈到IC1 的（1） 脚，AMP1电压误差放大器的 （2） 脚外接固定电压3.25V，（1）脚电压由电压检测B 点引入的输出端取样电压和由D18提供的电压叠加而成，当（1）脚电压大于 （2）脚的 3.25V
6、时，AMP1电压误差放大器输出高电平，使输出脉宽减小直至为0，反之对输出脉宽无限制作用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 充电器空载当充电器不接蓄电池处于空载时，输出电压因空载而升高，输出电流为0，R29上的压降为0；电流检测A点的引入电压和由R14引入的正电压使IC1 的（15）脚的叠加电压为正，AMP2输出低电平， 对输出脉宽无限制作用；电流检测C点引入电压和由R35引入的正压叠加使IC2的（ 2）脚电压为正，
7、IC2 比较器 1 输出低电平，使LED2充电灯（橙色）灭，U5截止，散热风扇停转，使IC2（6）脚电压降低，比较器2 输出高电平，使LED2的充满灯（黄色）亮，同时 D17 因 IC2 的（7）脚电压升高而截止，D18导通向 IC1（1）脚提供一个正电压，另一方面，电压检测B 点电压因输出空载而升高，这两路电压的叠加使IC1（1）脚电压大于（2）脚，于是AMP1输出高电平使输出脉宽减小，振荡减弱，输出电压降低，之后，又通过电压检测 B点引入使IC1（1）脚电压降低，当（1）脚电压低于（ 2）脚 3.25V 时，AMP1 又输出低电平，对输出脉宽无限制作用，振荡加强，又使输出电压升高，如此反复
8、，使空载电压保持在55.5-56.5V(与设计有关）上。在充电器空载中，因输出电流为0，R29上压降为 0V，此时由电流检测A点引入的电压和由R14接+5V引入的正电压在IC1（15）脚上的叠加电压始终为正，AMP2输出低电平， 在空载时对输出脉宽无限制作用。恒流充电当充电器接上蓄电池时，输出电压因接上负载而下降，充电电流经充电器正极流向蓄电池并回到充电器负极，再经过R29 流向电源地，会在R29 上产生一个压降，因而会在C6的负极上（电源地）产生一个负电压，由于在充电前期充电电流远大于400-500MA，而R35（100K） 阻值很大， 所以电流检测C点引入负电压和由R35引入的正电压不足以
9、使IC2 的 （2）脚电压为正，因而在恒流充电阶段，IC2 的比较器 1 始终输出高电平，这个高电平使LED2的充电灯（橙色）亮，U5导通，散热风扇转动，使IC2（ 6）脚电压为高电平，IC2 比较器 2 输出低电平，使ED2充满灯（黄色）灭，同时D17因 IC2（7）脚电压降低而导通，D18截止，停止向 IC1 的（1）脚提供一个正电压，另一方面， 电压检测B点的引入电压因输出电压下降而降低，这两组电压的下降使IC1（1）脚电压在恒流充电阶段始终低于（2）脚 , 因而在恒流充电阶段AMP1始终输出低电平，对输出脉宽无控制作用。电流检测A点引入的负电压随着充电电流的增加而越来越大，和在IC1（
10、 15）脚 R14的引入正电压叠加，当叠加的结果使IC1（15）脚电压变为负时，因IC1（16）脚接地， AMP2输出高电平，使输出脉宽减小，振荡减弱，充电电流减小，之后，电流检测A 点的引入负压也减小，当减小到使IC1（15）脚电压为正时， AMP2又输出低电平，对输出脉宽无控制作用，振荡加强，充电电流又增大，如此反复，使充电电流保持在1.8-2.5A上（与设计有关） ，可以看出恒流充电实际上是一个动态恒流的过程。恒压充电在图 2 的电压电流时间曲线图中可以看出，随着恒流充电的进行，充电电压逐渐上升，当到时间 T1，即充电电压上升至58.5-59.5V （与设计有关） 时，由于电压检测B 点
11、的引入电压上升，最终使IC1 的（ 1）脚电压大于（ 2）脚的 3.25V ，AMP1 输出高电平，使输出脉宽减小，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 振荡减弱，输出电压降低，之后，电压检测B点的引入电压也降低，当 IC1 的（1）脚电压低于（ 2）脚后， AMP1又输出低电平，对输出脉宽无控制作用，振荡加强，输出电压上升，如此反复，使输出电压稳定在58.5-59.5V （与设计有关）上，这实际上也是一个动态恒压的过
12、程。此过程中因充电电流仍高于400-500MA，所以 IC2（2）脚叠加电压仍维持负电压，IC2 内比较器1 输出高电平，LED2的充电灯维持点亮，U5导通而散热风扇维持转动，IC2 内比较器 2 输出低电平维持LED2的充满灯灭， D17导通， D18截止， 降低了 IC1（1）脚的电压，使输出脉宽的受控时间变短而使输出电压维持在58.5-59.5V的较高水平上。在恒压充电阶段，充电电流下降得比较快，电流检测A点的引入负电压因充电电流下降而减小它与R14 的引入正电压在IC1（15）脚上的叠加电压始终为正，因而在恒压充电阶段 AMP2始终输出低电平，失去对输出脉冲的控制作用。浮充电随着恒压充
13、电接近尾声，充电电流逐渐减小，R29上的压降也逐渐减小，到400-500MA（与设计有关）即时间T2 时，电流检测C 点的引入负电压和由R35引入的正电压在IC2（2）脚的叠加电压已经不能维持负电压，从而使IC2 的（ 2）脚电压大于（3）脚， IC2 内比较器1输出低电平，使LED2的充电灯（橙色）灭,U5 截止，散热风扇停转，同时使IC2（6）脚电压下降，使IC2（5）脚电压大于（6）脚， IC2 内比较器 2 输出高电平，使LED2的充满灯（黄色）亮， D17 因 IC2（7）脚电压升高而截止，D18导通，从而抬高IC1（1）脚电压，使电压检测点 B 的引入电压在较短的时间内就可以使IC
14、1（1）脚电压大于（ 2）脚, 也就是使输出脉宽受控的时间变长了，此时输出电压略低于59.5 而稳定在55.5-56.5V上（与设计有关） 。在浮充电阶段， 因充电电流小于400-500MA，R29上的压降已经变得很小了，因而电流检测A 点的引入负电压和由R14引入的正电压在IC1（ 15）脚上的叠加电压始终为正，所以在浮充电阶段， IC1 内的 AMP2始终输出低电平，失去对输出脉宽的控制作用。浮充电阶段和空载时的工作状态是基本相同的，不同的是，浮充电阶段它不仅要向蓄电池提供一个浮充电压，还提供一个400-500MA 的浮充电流。下面列举了一些厂家设计的电动车充电器参数供大家参考： 24V1
15、2AH 36V12AH 48V12AH 48V20AH 48V24AH 恒流电流值 1.8A 1.8A 1.8A 2.25A 2.5A 恒压电压值 29.5V 44.4V 58.5V 59.5V 59.5V 转换电流值 300MA 400MA 400MA 450MA 500MA 浮充电压值 27.5V 41.4V 55.5V 55.5V 56.5V 检修技巧首先要排除短路故障，特别是主振荡电路的短路故障，遇到电流和电压检测电路上的电阻损坏时一定要用阻值和误差精度相同的电阻替换，否则可能改变恒流，恒压，转换电流或浮名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
16、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 充参数，使蓄电池充不满电或黄色灯不亮进不了浮充电阶段。外接 12V 电压检查充电器电压，电流检测及控制电路好坏。不接 220V和蓄电池，先用一支高亮度LED跨接在 C7，C8的两个正端上，用外接12V直流电压加在C6两端， 如果控制电路IC1， U3，U4及磁芯变压器T1 工作正常， 可以看见此时LED发出明亮的光；然后先检查IC1 内 AMP1 电压误差放大器的好坏，用镊子端接IC1 的（ 1）和（14）脚，人为使IC1（1）脚电压高于（2）脚，这时AMP1输
17、出高电平，使输出脉宽减小直至为 0，此时可以看见LED熄灭，说明IC1 内的电压误差放大器AMP1正常；再来检查IC1 内AMP2电流误差放大器的好坏，因IC1（16）脚接地，要使AMP2输出高电平，必须在IC1（5）脚上加上负电压，怎么办呢， 用一个很简单的方法，即用机械表的100 欧姆挡， 黑表笔接地，或数字表的二极管测试挡，红表笔接地，再用机械表的红表笔或数字表的黑表笔去碰IC1 的（15）脚，因接上表笔时（15）脚为负电压，AMP2输出高电平，使输出脉宽减小直至为0，此时可以看见LED由亮变灭，说明IC1 内电流误差放大器AMP2正常。接上 220V 输入而不接蓄电池去解除充电器空载状
18、态的方法。所测得的不接蓄电池充电器空载时的输出电压实际上就是充电器的浮充电压，此值一般为56.5V ，说明浮充电压正常，怎样不接蓄电池而解除充电器的空载状态呢，还是用如前所述的万用表方法，当用机械表的红表笔或用数字表的黑表笔去碰IC2 的（2）脚时， 就相当于在 IC2 的（ 2）脚上加了一个负电压，此时IC2 内的比较器1 输出高电平，使LED2的充电灯（橙色）亮，U5导通，散热风扇转动，使IC2（6）脚电压升高，IC2 内的比较器2 输出低电平使LED2的充满灯（黄色）灭，同时D17因 IC2（7）脚电压下降而导通，D18截止，降低了 IC1（1）脚电压，此过程实际上就是人为进入了恒压充电
19、状态，正常的话，此时输出电压应由空载时的55.5-56.5V上升到 58.5-59.5V 。接 220V 测试 IC1 内电流误差放大器AMP2 的好坏。用前面的方法人为使IC1（15）脚电压为负电压，此时AMP2输出高电平，使输出脉宽减小直至为 0，这时的输出电压由55.5-56.5V变为 53.5V。经过上面的简单测试，可以证明电路的电流，电压检测和控制电路基本正常。在购买电动车充电器时，最好的方法是对比它给出的充电参数，对充电器进行参数测试，但在购买时经销商是不可能给你很多的时间去测试的，实际上用上面的方法就可以测试充电器的浮充电压和恒压充电阶段的充电电压了，要测试恒流阶段的充电电流和浮充电的转换电流必须要借助专门的仪器，不过对于在购买充电器或维修时的简单测试已经足够了。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -