該充電器用于電動自行車電瓶充電。其電路結(jié)構(gòu)的核心器件是IC1(TL494CN),該器件具有推或拉兩種輸出方式。所謂全智能都是依賴TL494CN內(nèi)在功能實現(xiàn)的,電路還采用運算放大器IC2(LM358)作充電與飽和狀態(tài)指示控制。根據(jù)充電器實物,繪制出工作原理圖如附圖所示,并對其工作原理簡析如下。
1.自激振蕩工作原理
電路由三極管V3、V4;電阻R6、R8、R3、R9、R4、R10;二極管D4、D8;電解電容C9、CIO、Cll和振蕩變壓器Tl與T2的Nl繞組等組成。
當(dāng)接通市電電網(wǎng)電壓時,經(jīng)整流濾波后的300V直流電壓,先是經(jīng)電容C9-T2的Nl→Tl的N3→V3的c極與R6→R3→V3基極,使V3正偏導(dǎo)通,這時C9被迅速充電。由于變壓器繞組的互感作用,流經(jīng)Tl的N3繞組的電流使N1感生上正下負(fù)的電動勢,而N2繞組卻感生上負(fù)下正的電動勢,使V3截止、V4導(dǎo)通。這時C9充得左正右負(fù)的電荷就放電,其放電回路是:
C9左端(正極)→V4ce極→Tl的N3→T2的Nl→C9右端(負(fù)極)形成回路。在放電的過程中,流經(jīng)TlN3繞組的電流方向與上述相反,那么Tl的Nl、N2所感生的電動勢極性也與上述相反.從而使V4截止而V3導(dǎo)通。那么300V電壓對C9又開始充電,如此周而復(fù)始自激振蕩就形成了。
2.輔助電源電壓產(chǎn)生
電路由T的Nl、N2、N3繞組;整流管D9、Dl0和濾波電容C13等元件組成。
當(dāng)電路自激振蕩一發(fā)生,就有交變電流流經(jīng)T2的Nl繞組,在變壓器繞組的互感作用下,N2、N3繞組感應(yīng)出交變電壓,經(jīng)D9、Dl0全波整流,C13濾波,獲得約20V(待充時實測為21.5V)輔助電源電壓,為ICl(TL494CN)的(12)腳提供工作電源;同時經(jīng)150Ω電阻限流為散熱風(fēng)扇供電;又經(jīng)R36限流點亮LED1作電源正常工作指示。
3.他激振蕩工作過程
電路由IC1、Tl、Vl、V2;電阻Rl、R2、R13、R14;二極管D1、D2等元器件構(gòu)成。
當(dāng)輔助電源電壓一產(chǎn)生,IC1供電端(12)腳得電,由于死區(qū)控制端④腳電位通過電阻R28對地下拉為低電平。所以內(nèi)部電路立即振蕩工作,則⑧、(11)腳就有相位相差180°的脈寬信號輸出,此信號分別加至激勵管V1、V2基極:另外輔助電源由電阻Rll(限流)流經(jīng)Tl的N4、N5繞組,分別加至Vl、V2集電極:同時輔助電源又經(jīng)過R13、R14分別為Vl、V2基極提供偏置電壓,那么Vl、V2工作條件具備而產(chǎn)生交替導(dǎo)通與截止(工作在推挽開關(guān)狀態(tài)),形成強烈的激勵振蕩,經(jīng)推動變壓器耦合使功率變換開關(guān)管V3、V4基極分別得到相位相差1800的推動信號而轉(zhuǎn)為強烈的他激振蕩。
4.主充電電壓的產(chǎn)生
電路由T2、V5、T3、CL和二極管6A10等元件構(gòu)成。
當(dāng)電路正常振蕩工作時,T2的M、N5繞組就有交變電壓產(chǎn)生,經(jīng)肖特基二極管v5整流,又經(jīng)T3和CL組成的倒“L”型濾波網(wǎng)絡(luò)的濾波,輸出48V主充電電壓(空載實測為56.9V),對電動車電瓶充電。二極管6A10可防止電池極性接反,起到隔離作用。
5.充電自動控制原理
該電路主要由R37和IC1①腳與(16)腳內(nèi)部比較器組成。
在充電飽和前,IC1(16)腳直接從電池負(fù)極檢測信號,IC1①腳經(jīng)電阻R21、R22降壓從電池正極檢測信號(IC1①、(16)腳是內(nèi)部比較器同相輸入端),使IC1內(nèi)部比較器檢測電壓隨電池充電電壓逐漸升高而升高。
通過誤差比較器比較放大,其⑧、(11)腳輸出的脈沖寬度就逐漸變窄,使開關(guān)管振蕩逐漸變?nèi)?,那么功率變換電壓就漸漸降低。
當(dāng)電池飽和時,R37兩端電壓降增大到設(shè)定值,R37反饋給IC1的信號經(jīng)內(nèi)部比較器比較放大,那么⑧、(11)腳輸出的脈沖變得很寬,繼而功率變換電路振蕩變得很弱,停止對電池充電或轉(zhuǎn)為浮充狀態(tài)。
另一方面,R37的電壓降增大經(jīng)電阻R28的反饋,IC1死區(qū)控制端④腳電位上升為高電平,IC1進入保護狀態(tài),從而封鎖了正負(fù)脈沖信號輸出,使功率變換電路回到自激振蕩而停止充電,達到保護電池的自動控制功能。
6.指示燈狀態(tài)顯示原理
電路主要由運放IC2(LM358);發(fā)光二極管LED2、LED1和部分阻容等元件構(gòu)成。
只要接通市電,輔助電源就會經(jīng)電阻R36限流,使LED1自始至終亮著。
在電池飽和之前,IC2的A比較器同相輸入端③腳從R37右邊取信號,其②腳經(jīng)并聯(lián)電阻R30、R31從R37左邊取信號,那么③腳電平高②腳電平低,其①腳輸出高電平,LED2紅燈亮;這時,B比較器反相端⑥腳被①腳高電平制約,其⑤腳從IC1(14)腳獲得基準(zhǔn)5V電壓(還是低于⑥腳),即⑥腳電平高⑤腳電平低,那么⑦腳輸出低電平。
此低電平使Dll導(dǎo)通,經(jīng)R33又把⑤腳電位拉低,鉗?、吣_輸出的低電平,使LED2綠燈不亮,表示正在充電。
當(dāng)電池飽和時,R37兩端電壓降上升到設(shè)定值,經(jīng)IC1④腳死區(qū)控制,IC1停止脈寬信號輸出,則功率變換電路就保持自激振蕩。這時B比較器⑤腳電位為IC1(14)腳的基準(zhǔn)電壓5V,此5V電壓經(jīng)R32與并聯(lián)電阻R30、R31分壓,使A比較器②腳電位高于③腳,其①腳輸出低電平,①腳低電平又制約了⑥腳為低電平。那么⑦腳輸出高電平,使雙色LED1綠燈亮、紅燈滅,表示充電完成。
注:附表是充電器在待機狀態(tài)下,對IC1、IC2實測的電壓值,測試萬用表型號為TU55,其參考端為二次地。