充电器电容坏了怎么办
电动车充电器是电动车电气系统中不可或缺的重要组成部分之一,其主要功能是为蓄电池补充电能。它的重要性和复杂性不容忽视,其性能的好坏不仅影响着充电时间的长短,更直接关系到蓄电池的使用寿命。
一种常见的电动车充电器由电源控制芯片UC3842和四运算放大器LM324构成。以南京西普尔SP362型充电器为例,其工作原理如下:
充电器通过市电滤波及变换电路,将市电电压滤除高频干扰脉冲后,通过桥式整流堆整流,建立直流电压。该电压不仅为开关管供电,还通过启动电阻对电源控制芯片IC1(UC3842)进行供电。
当充电器的电源控制芯片IC1内部的启动电路开始工作时,会产生一个矩形振荡脉冲作为触发信号控制PWM调制器产生矩形激励脉冲。这些脉冲经过放大后得到开关管激励脉冲信号,驱动开关管导通和截止。在导通和截止的过程中,开关变压器存储和释放能量,产生脉冲电压。这些电压经过整流和滤波后,产生直流电压为负载供电。
充电器的稳压控制电路由电源控制芯片、光电耦合器、三端误差放大器和误差取样电路构成。当市电电压或负载变化导致输出电压变化时,取样电路会将取样电压与参考电压进行比较,通过调整激励脉冲的占空比,使输出电压稳定在设定值。
充电器的充电和显示控制电路由运算放大器LM324、取样电阻和发光管等元件构成。充电期间,电流取样电阻R20会检测充电回路的电流,产生的压降会被送到运算放大器进行处理,控制充电过程和显示。
电动车充电器的构成和工作原理相当复杂,涉及到电力电子、控制理论等多个领域的知识。为了确保充电器的正常工作,不仅需要各个元件的正常工作,还需要它们之间的协同合作。对于电动车充电器的故障分析和检修也需要专业知识和技能。
电力在这条路径中舞动,首先通过R28和R29传递到A点,5V电压也经过R42的限流来到A点。A点的电压再次跃动,通过R32抵达IC3D的反相输入端[13]脚。
使用过的蓄电池因释放能量而电压不足,这就像耗尽电力的电池在呼唤充电。这时,开关电源的负载较重,开关管V1为了快速充电而长时间导通,充电电流较大。较大的电流在R20两端建立了较高的压降,使得A点电压呈现负压状态。这个负压通过R32为IC3D的[13]脚提供负电压。由于IC3D的同相输入端[12]脚接地,为0V,所以IC3D的输出端[14]脚输出高电平电压。这一电压一路通过R34限流,使得LED2内的红色发光管发出明亮的光芒,表明充电器正在快速充电;另一路则使得IC3A[2]脚电位高于它[3]脚输入的参考电压,于是IC3A的输出端[1]脚输出低电平控制电压。这种控制电压一方面使D14停止工作,不影响开关电源的工作状态;另一方面则使LED2内的绿色发光管因无供电而不能发光。
进入恒流充电阶段后,随着蓄电池两端电压不断升高,充电电流逐渐减小。开关电源在稳压控制电路的作用下,为蓄电池提供稳定的44.5V充电电压。虽然此时充电电流较小,但在R20两端产生的压降仍然影响着IC3D的[13]脚电位,确保红色发光管持续发光。
随着蓄电池两端电压的进一步增加,充电电流减小到转折电流后,在R20两端产生的压降减小,使得A点电压变为正压。这种变化使得IC3D的[13]脚电位变为正电压,于是IC3D的[14]脚输出低电平电压。这个低电平电压一路通过R34使得LED2内的红色发光管熄灭;另一路则使得IC3A的[2]脚电位低于它[3]脚输入的参考电压,于是IC3A的[1]脚输出高电平控制电压。这个电压不仅通过R35限流使得LED2内的绿色发光管开始发光,表明蓄电池已进入涓流充电状态,而且使D15停止工作。接着,5V电压通过R40、R41加到三端误差放大器IC2的取样电压输入端,提高IC2输入的取样电压。这个电压经过IC2内的误差放大器放大后,使得PC1的[2]脚电位下降,PC1内的发光管因导通电流增大而发光更强。PC1内的光敏管导通加强,PC1的[4]脚输出电压升高。这个电压通过R11加到电源控制芯片IC1的[2]脚后,经过IC1内的误差放大器、PWM调制器处理,缩短开关管V1的导通时间,降低开关电源输出电压,C16两端电压下降到42.5V,为蓄电池提供涓流充电的低电压。
关于保护机制:
1. 尖峰脉冲吸收:为了防止开关管V1被过高电压击穿,特别设置了由C15、R21、C4、D5、R1组成的尖峰脉冲吸收回路,确保V1安全无虞。
2. 开关管过流保护:一旦蓄电池或其他相关元件导致开关管V1过流,R6两端产生的取样电压会升高。这个升高的电压通过R7为IC1的[3]脚提供超过1V的电压后,会切断IC1的激励脉冲,使V1停止工作,从而避免V1损坏。
3. 欠压保护:当控制芯片的供电电压过低时可能引发各种问题。因此当启动电阻R5或IC1的[7]脚电路异常时,会导致欠压保护启动;同样地,如果D6、R2、C10出现问题导致工作电压低于设定值时也会触发此保护机制。
4. 软启动控制:为了防止开机瞬间开关管V1过激励损坏设置了由误差放大器IC2、C1.等元件构成的软启动控制电路来实现平稳启动。而C1则是这一功能的关键元件确保了开机时的平稳过渡。当充电器出现无电压输出故障时检修流程如图示所示。
图13-3揭示了充电器无电压输出故障的检修流程。当电源控制芯片IC1的供电端出现异常电压时,我们需要对其展开深入检修。我们可以检测IC1的某个特定引脚对地的电阻值。如果这个电阻值过小,那么可能是C10、D5或IC1的内部电路出现了短路或漏电的问题。而如果这个引脚对地的电阻值正常,那么我们就需要检查启动电阻R5是否出现了开路或阻值增大的情况。如果IC1的供电端达到了32V的电压,或者其某个引脚有16V的启动电压但却没有5V的电压输出,那么基本上可以判断IC1已经损坏。
我们还需要注意,在检修开关电源时,由于滤波电容C3在切断电源后仍然会存储一段时间的高电压,因此我们必须对其进行放电,以避免发生危险。当开关管V1损坏后,我们还需要检查R6、R7、R4是否也被损坏。为了防止更换的开关管被击穿,我们需要仔细检查三个方面的电路:一是尖峰脉冲吸收回路;二是电源控制芯片;三是稳压控制电路。
接下来,我们还将充电器输出电压过高和过低的问题。当充电器输出电压过高时,说明稳压控制电路出现了问题,这可能会导致蓄电池的使用寿命缩短,甚至导致充电器内部的开关管V1或滤波电容被击穿。而充电器输出电压低,则说明稳压控制电路、负载电路、自馈电电路、充电控制电路都可能出现异常。
由TL494和双运算放大器HA17358构成的普通型充电器也是我们需要关注的重点。其中,TL494和相关元件构成了功率变换器部分,HA17358和相关元件则构成了电压检测和控制部分。以路邦电动自行车采用的BMCH-36型智能充电器为例,其电路结构复杂,包括市电滤波及变换、功率变换器等多个部分。
在市电滤波及变换部分,当充电器接入市电后,市电首先经过保险管FU和线路滤波器滤除高频干扰脉冲,然后经过整流桥式整流和滤波电容C15的滤波,形成约310V的直流电压。市电输入回路的PT热敏电阻在开机瞬间限制C15的充电冲击大电流。
在功率变换器部分,该变换器采用了自激启动、他激工作方式。自激式启动电路由开关管V1、V2和相关电阻、变压器等元件组成,他激工作方式则由PWM控制芯片TL494及相关元件控制。在接通电源的瞬间,由市电变换电路产生的310V电压不仅加到V1的c极,同时还会通过启动电阻R32和限流电阻R33限流后加到V1的b极使其导通,进而启动整个充电过程。
当该电源进入自激状态,T3的次级绕组输出的脉冲电压经历全波整流和C17滤波后,产生了直流电压。这个直流电压不仅为电源控制芯片TL494(IC1)提供动力,而且还为充电、显示控制电路提供参考电压。
振荡器得到供电后,与定时元件C10、R20共同产生锯齿波脉冲电压。这个脉冲电压作为触发信号,促使PWM比较器产生矩形激励脉冲。随后,RS触发器将这些脉冲转化为两个极性相反、对称的激励信号。这些信号经过驱动电路的放大后,从IC1的[8]脚和[11]脚输出。
这些激励脉冲通过V4和V3放大后,再经T2耦合,使开关管V1和V2交替导通,从而使开关电源进入他激式工作状态。在他激式工作状态下,T3次级绕组输出的脉冲电压经过全波整流后,在C1和C17两端分别产生稳定的直流电压。其中,44.5V的直流电压不仅为蓄电池充电,还为误差放大器提供取样电压。而24V的电压则供给TL494、充电显示控制电路以及其他部分电路。
图13-6展示了BMCH-36型智能充电器电路的结构。在这个电路中,V1至V4的c、e极两端并联的阻尼二极管D19、D18、D14、D13起到保护作用,防止过高的反向电压击穿开关管。D11和D12组成的温度补偿电路则确保在高温度下,V3、V4的工作状态不受影响。T3初级绕组上并联的C3和R1起到阻尼作用,防止T3进入自激振荡状态。
关于稳压控制,该开关电源采用误差放大器1和误差取样电路来实现稳压。当市电电压降低或负载较重导致D16负极电压下降时,误差取样电路会检测到这一变化,并通过一系列的处理过程,使开关电源输出电压升高到正常值。这个过程是通过调整开关管V1和V2的导通时间来实现的。开关电源的输出电压还受到温度开关ANb的控制,以适应不同季节的需求。
充电和显示控制电路是通过对TL494芯片内部元件以及外部元件的协同作用来实现的。在充电过程中,电流取样电阻R29会产生压降,这个压降不仅用于控制充电电流,还用于显示充电状态。
电力巨流在R29两端形成的压降,宛如舞台上的灯光聚焦,点亮了电子世界的秘密。这压降犹如神秘的电压使者,一方面在IC1的[15]脚上轻轻施压,使得微弱的负电压如同晨曦初露,唤醒了IC1内部的误差放大器2,它立刻响应,输出高电平的控制信号。这个信号通过PWM电路,巧妙地将IC1的[8]脚和[11]脚输出的激励脉冲占空比限制在安全的范围内,宛如舞者在舞台上控制节奏,避免开关管因电流过大而受损。
另一方面,IC2的[5]脚接地,仿佛与大地紧密相连,其电压恒定如静止的湖水,保持在0V。而[6]脚电压则为负压,如同低气压区域吸引气流,使得IC2的[7]脚输出高电平控制电压。这个电压不仅通过R1限流,使得双色发光管LED1的红色发光管犹如璀璨繁星,闪烁出光芒,表明充电器正在恒流充电状态。这个电压通过R6使V5导通,使得LED1内的绿色发光管因等待供电而暂时沉默。
随着恒流充电的持续进行,蓄电池两端的电压逐渐升高,如同舞台上的剧情逐渐推向高潮。充电电流逐渐减小,R29两端的压降也随之下降。这种变化使得IC1[15]脚电位从负压变为平静的湖水般平静湖面般宁静的电压状态。IC1内部的误差放大器虽然不再紧张工作,但压降依然让充电指示灯LED1保持红色警示状态。此刻,开关电源输出的电压在稳压控制电路的作用下逐渐升高并保持稳定。就像乐曲达到了高潮之后回归平静一样,充电器也进入了恒压充电阶段。
在恒压充电阶段中,随着蓄电池两端电压的不断增加和充电电流的进一步减小。当电流减小到转折电流之后如同退潮的海洋般回落下来后后以后终于进入平静的海洋状态当电流减小到一定程度时再次经过R29两端的压降也相应减小下来此时的IC犹如一个温柔的指挥家引导着电池与LED的关系当LED内部的红色发光管因为无导通电压而熄灭时表明快速充电结束;而当绿色发光管开始发光时则表明蓄电池已经充满电力达到峰值正如天空中的彩虹随着云朵消散展现出美丽画卷一般展现出其最佳状态标志着完整的充电过程已经结束并且代表整个系统已经安全稳定地完成了任务。同时整个系统还配备了一系列保护措施包括过流保护软启动电路欠压保护等这些保护措施像坚固的城堡保护着整个系统免受损害或意外事故的影响同时也大大增强了产品的稳定性和可靠性也为检修人员提供了方便的检修流程帮助人们快速定位和解决问题从而保证整个系统的稳定运行和用户的使用体验因此无论是充电过程还是保护机制或是检修流程电动车控制器都在为我们日常的出行和生活提供极大的便利和舒适体验它不仅是驱动我们前行的力量更是我们享受科技魅力的见证者让我们对科技的未来充满期待和想象吧!在深入理解和充分原始文章的基础上,下面为您转写的内容更加生动丰富,文体清晰连贯,保持了原文的风格特点:
一、电源处理与电压分配
此控制器的电源经过C7滤波后分为两路输出。其中一路为IC2供电,为其稳定运行提供能量;另一路通过VD1为三端稳压器78L05(IC4)供电,经过其精密稳压后输出稳定的5V电压。此电压经过C1滤波后,为IC1、IC3以及转把内的霍尔IC等电路提供稳定的电力支持。
二、激励脉冲电路
当IC1(ST926401Y)的[2]脚获得5V供电后,其[15]脚内的振荡器与R9等元件协同工作,产生锯齿波脉冲。此脉冲作为触发信号,控制IC1内部的RS触发器等电路产生激励脉冲(PWM脉冲)。此脉冲经过缓冲放大后从[14]脚输出,为电机驱动电路提供动力源泉。
三、电机驱动电路详述
电机驱动电路由驱动电路和功率放大电路两部分构成。驱动电路以IC2(NE555)为核心,而功率放大电路则运用大功率场效应管VT1(6HY413)作为功率管。IC1[14]脚输出的矩形脉冲经过IC2的放大后从[3]脚输出,通过R15使VT1工作在开关状态。当VT1导通时,蓄电池组提供的电压通过电机绕组、VT1的DS极、R13到地构成回路,驱动电机旋转。当VT1截止时,电动势通过泄放二极管VD3泄放到蓄电池,既避免了VT1过压损坏,也为蓄电池补充了一定的能量。
四、调速控制电路
调速控制电路由IC1和相关部件构成。旋转转把时,内部的圆弧形永久磁铁开始转动,霍尔IC在磁场作用下输出控制电压。此电压通过R6加到IC1[5]脚,对IC1内的相关电路进行控制,调整IC1[14]脚输出的激励脉冲占空比。占空比增大,VT1导通时间延长,电机转速加快;占空比减小,则电机转速减慢,实现了电机转速的调节。
五、刹车控制电路阐释
该控制器的刹车控制由IC1(ST926401Y)[4]脚内部电路和刹把共同完成。刹把内的机械开关闭合时,IC1[4]脚电位变低电平,被IC1内部电路识别后切断激励脉冲,使电机停止转动,实现刹车控制。
六、限速巡行电路剖析
限速巡行电路由IC1(ST926401Y)和限速巡行开关等元件构成。当限速巡行开关未接通时,IC1[16]脚提供高电平电压,控制器正常工作;当限速巡行开关接通后,[16]脚电位变低,限制了矩形脉冲占空比,使控制器为电机提供的激励电流受限,电动自行车在限速范围内行驶。
七、保护电路详解
(一)过流保护:
为防止场效应管VT1因过流而损坏,该控制器设置了过流保护电路。此保护电路由IC1、IC3内的比较器B(IC3B)和取样电路构成。当电机运转异常导致VT1过流时,取样电阻R13两端的压降增大,使IC3[7]脚输出低电平电压。此电压被IC1[9]脚内部电路检测后,使IC1[14]脚输出低电平电压,使IC2无法输出激励电压,从而实现过流保护。
(二)欠压保护:
常见故障检修指南
一、电机不旋转问题
当电动车的电机拒绝启动时,可能意味着转把、刹把、直流电机或控制器出现了异常。这种故障检修流程如图13-12所示,是维修人员的“导航图”。
二、电机转速异常介绍
电机的转速不按预期变化?这可能是转把或控制器的问题。解决这个问题的流程如图13-13所示。
无刷电机控制器:核心部件详解
无刷电机控制器,这一在电动自行车中广泛应用的部件,由PWM控制芯片MC33033DW、半桥式驱动器IR2103和双电压运算放大器LM358构成。以奥文WML36-180G型无刷控制器为例,我们来深入其工作原理。
1. 15V供电电路介绍
当锁开关接通后,36V蓄电池盒输出的电压经过滤波后,分为几路进行供电。其中,一路为功率管供电;另一路为蓄电池欠压保护电路供电;再有一路经过滤波和限流后,为控制器的主要芯片和其他电路提供稳定的15V电压。
2. 激励脉冲电路详解
该机的激励脉冲电路以MC33033DW(IC1)为核心。此芯片产生的基准电压不仅为电机和转把内的霍尔IC供电,还触发PWM脉冲形成电路产生高端和低端驱动脉冲。这些脉冲是电机运行的关键。
3. 驱动电路:功率放大的核心
以三块半桥式放大器IR2103为核心的驱动电路,是控制电机三相绕组的关键。当激励信号从IC1输出后,经过放大和功率放大,控制功率管V1和V2的导通与截止,从而为电机绕组提供不同方向的驱动,使其产生磁场,驱动转子旋转。
4. 相序控制和功率放大介绍
为了确保电机正常运行,无刷控制器通过MC33033DW内的转子定位解码器和电机内部的霍尔IC实现相序控制。而功率放大则依靠六只大功率场效应管V1~V6来完成。当控制器工作时,它产生的激励信号驱动电机旋转,同时监测电机的位置传感脉冲信号,以确保输出的激励信号相位准确。这些信号经过放大后,为电机绕组提供激励电流,产生旋转磁场,驱动电机旋转。
这张“电路版图”的背后是无数工程师的心血和技术智慧,了解它的工作原理不仅能帮助我们解决故障,更能让我们对现代科技有更深的了解。调控与保护:调速控制电路
调速控制电路是电动车的核心组成部分,它关乎车辆的速度调整和性能表现。该电路主要由IC1(MC33033DW)、转把及相关元件构成。当旋转转把时,内部的圆弧形永久磁铁开始转动,引发霍尔IC输出的直流控制电压产生变化。这一变化如何影响车速呢?让我们深入。
调速控制电压的变化是关键。当电压逐渐升高时,IC1内部电路处理后的高端激励脉冲占空比会增大。这意味着高端功率管的导通时间延长,为电机绕组提供的电流增大,进而使电机的旋转速度加快,车速也随之提升。相反,当电压降低时,高端功率管的导通时间缩短,电机绕组的电流减小,车速减缓。这样,我们就实现了通过转把控制电动车的加速和减速。
接下来是限速巡行电路。这一功能同样通过IC1的[9]脚内部电路和限速巡行开关(短接线)完成。当短接线接通后,转把输出的控制电压被分压,使得IC1[9]脚输入的电压减小,进而限制IC1输出的矩形脉冲宽度。这样,控制器为电机提供的激励电流减小,使电动自行车在限速范围内行驶。如果不接该短接线,电动车则工作在正常的调速状态。
刹车控制电路是保障安全的关键。它由刹把、运算放大器IC5(LM358)和IC1为核心组成。当刹车开关被激活时,IC5的[3]脚电位被钳位到低电平,导致IC1[9]脚和[19]脚电位变为低电平。这一变化导致IC1无激励脉冲输出,场效应管全部截止,电机停转,实现了刹车控制。
除了这些基本功能外,该控制器还配备了保护电路。首先是功率管过流保护。R0是取样电阻,它监测场效应管的电流。一旦电流过大,R0两端的压降增大,触发过流保护电路动作,使场效应管截止,电机停转。为了防止蓄电池过放电,控制器还设置了欠压保护电路。当蓄电池电压降到设定的终止电压时,欠压保护电路会启动,使电机停转。
在实际使用中,若遇到电机不旋转的故障,可能是刹把、转把、控制器或直流电机出现异常。控制器的滤波电容C1、C2或功率管V1~V6的击穿也可能导致蓄电池盒内的保险管过流熔断,产生整车无电故障。在检修时,应按照流程图和说明逐步排查问题,确保车辆恢复正常运行。
调速控制电路是电动车的“大脑”,它根据用户的操作调整车速,并在必要时启动保护机制,确保车辆的安全运行。在电子设备的世界里,控制器与蓄电池的连线显得尤为重要。当我们断开这个连线后,对控制器端的供电线和接地线进行阻值测试,结果若是阻值过小,那就意味着控制器内部的功率管或者滤波电容可能出现了问题,如击穿现象。对于V1至V6的击穿问题,我们不仅要检查驱动电路和供电电路,还要注意到电机本身,以免进一步损坏。
接下来,让我们关注一种情况:电机能启动,却无法正常旋转。这就像是一辆即将启动的汽车,引擎轰鸣,却停滞不前。这种情况表明控制器和电机出现了异常。关于此问题的检修流程,如图13-16所示,我们需要逐步排查,寻找问题的根源。
再来说说电机转速异常。当电机的转速不按预期工作时,可能是由于转把异常或控制器异常导致的。这种情况下,我们需要按照图13-17的检修流程进行排查。想象一下,一个原本平稳运行的机器突然变得速度不稳定,这其中一定隐藏着某种故障,而我们的任务就是找出这个故障并解决它。
对于每一个电子设备维修人员来说,理解并熟练掌握这些故障的检修流程至关重要。面对这些问题时,我们要像侦探一样,通过一步步的排查和推理,找到问题的根源并解决它。在这个过程中,丰富的经验和扎实的技术是必不可少的。希望每一位读者都能从这篇文章中收获知识,更好地应对这些常见的电子故障。
(附注:文中提到的图13-15、图13-16、图13-17未在此处展示,实际文章中应有相应的检修流程图以便于更直观地理解检修步骤。)无论是控制器、电机还是整个电子设备,都需要我们用心去维护,保证它们始终保持良好的运行状态。