L494设计的电动自行车充电器原理与检修

TL494设计的电动自行车充电器原理与检修

电动自行车充电器多采用开关 电源，型号虽多，但电路结构大同小异，主要区别在于所选的脉宽调制（PWM）芯片不同如（UC3845、UC3842、SG3524、TL494）。现以佳腾牌 充电器为例，介绍其原理和故障检修方法。

一、电路原理
根据实物测绘的佳腾牌充电器电路原理如图1所示。整机可分为PWM产生和推动电路、功 率开关变换电路、充电状态指示电路和交流输入电路四个部分。

                              图1

1.PWM产生和推动电路
PWM产生电路由IC1TL494和外围元件构成。TL494是PWM开关电源集成电路。引脚功能和内 部框图如图2所示。
IC1的第5、6脚外接的C10、R19是定时元件，决定锯齿波振荡器的振荡频率，F=1.1/RC， 按图中数值为50KHz。第14脚是+5V基准电压输出端，除芯片内部使用外，还直接或分压后供第2、4、13脚和IC2使用。第13脚为输出方式控制端 ，该脚接低电平时为单端输出方式，图中接第14脚+5V高电平，为双端输出方式。第4脚为死区电压控制端，该脚电压决定死区时间。电位升高 ，死区时间延长，输出脉宽变窄，当电压大于锯齿波电压时，输出脉宽将变得很窄，甚至停振。凡输出端采用全桥或半桥式的开关电路，都要 正确设置死区时间，以免两个开关管同时导通，发生电源短路的危险。图中该脚电位由基准电压经R24和R20分压取得，实测电压为0.46V。第1 、2脚和第16、15脚是IC1内部的两个电压比较器的正、反相输入端，分别用作充电电压取样和充电电流取样。+44V充电电压经R28、R27和R26分 压反馈至第1脚。C15是软启动电容。第2脚电位由基准电压经R23和R3分压取得，实测为3.2V。第1脚电压越高，输出脉宽越窄，充电电压越低；

反之脉宽增宽，充电电压升高。从而实现+44V充电电压的目的。Ra是充电电压调试电阻，Ra和R26并联值越小，充电电压越高。R29是脚充电电 流取样电阻，由该电阻上取得的电压变化，经R13送入IC1的第15脚。充电电流越大，第15脚电位越低。当第15脚电位低于第16脚（接地）电位 时，IC输出端将被封闭，从而实现过流保护。Rb是过流保护调试电阻，本机予设为1.8A。

外部输入信号的变化，经片内电路处理后，由8、10脚输出一对大小相等，相位相差180 度，脉宽可变的方波，经V3、V4推挽放大后，由变压器T2耦合至功率开关变换电路。

                                        图2 2.功率开关变换电路
V1、V2两个开关管串联接在+300V供电电压和地之间，组成半桥式开关电路，在调宽脉冲 的作用下，轮流导通和截止，将+300V直流转换为高频交流电。电流流向示意图如图3所示。V1导通时，C5+→V1ce→T2的2、4端→T3的2、1端→ C6→C5-。V2导通时，C5+→C4→T3的1、2端→T2的4、2端→V2ce→C5-。T3次级输出电压经D15、C17全波整流滤波，输出+44V供蓄电池充电。T3 次级另一绕组经D、D10、C18整流滤波，输出+24V向IC1和IC2供电。
R7、R是启动电阻，在开机瞬间向V1、V2基极提供激励电流，使电路自激启动。
C7、D5、R4或C8、D8、R11）是加速网络。D6、D7为保护二极管。C3、R1为尖峰吸收网络 。

                                             图3

3.交流输入电路
220V市电经D1-D4桥式整流、C5滤波，取得+300V电压，向功率开关变换电路供电。

4.充电状态指示电路
由IC2（HA17358）和双色发光管LED2构成。IC2是双运放集成电路，这里接成两个电压比 较器。由充电电流取样电阻R29取得的电压变化信号，经R31送入IC2的第2脚。充电初期，充电电流较大，R29上电压增大（注意：R2上的电压对 地为负电压），第2脚电位低于第3脚电位，第1脚输出高电平，充电指示灯LED2-A点亮。当电池接近充满时，充电电流减小，R29上的电压也降 低，当第2脚电位高于第3脚电位时，第1、6脚变为低电平，第7脚输出高电平，充满指示灯LED2-B点亮。
Rc是充电状态指示调整电阻，选用适当的阻值接入，使之达到设定的指示状态（200mA） 。

二、检修方法

本机有热地和冷地之分,测量时 不要选错参考点。热地和市电相通，若加电检修，应加隔离变压器，以防触电。多数情况下，使用万用表的电阻档就能找到故障元件。检修PWM 电路用外接电源（即在+24V滤波电容C18两端外接15-20V稳压电源）最为安全有效。

加电试机，正常情况下，LED1应 点亮。+44V端不接负载时，充电指示LED2-B应亮（绿色），+44V略有下降，实测为+44V不要误为故障。接入假负载时（可用1000W电炉丝代）充 电指示LEED2-A应亮。

1.保险烧断、玻璃管内壁发黑或 炸裂

此现象说明电路有严重短路之处 ，以滤波电容C5、市电整流管D1-D4、开关管V1-V2、整流管D15等多个元件同时击穿多见。用万用表电阻档在路即可找出故障元件。

2.电源指示灯LED1不亮，无+44V 电压输出

此现象说明电路没有工作，在 +300V电压输出正常的情况下，应重点检查启动电阻R7、R9有无断路，V1、V2基极回路元件D5、R4、R6、D8、R11、R8损坏，IC1、V3、V4损坏而 无调宽脉冲输出。

外接电源，用示波器测IC1第5脚 ，应有正常的锯齿波形，若定时元件R19、C10正常而无波形，可判定IC1损坏。IC1的8脚和11脚应测得正常方波，当测其无波形或波形不正常时 ，若各脚电压正常，应更换IC1。若V3、V4波形不正常，查R12、V3、V4和外围元件。

表1、表2和图4、图5列出在外接 +15V稳压电源、+44V输出端空载条件下IC1、IC2各脚对地电压值和关键点波形图，供检修参考。IC1第14脚（+5V基准电压）若不正常，IC1第13 、2、4、脚电压都会不正常，IC2有关引脚电压也会不正常。断开IC1第14脚外电路后，若各脚电压仍不正常，则可判定IC1损坏。

表1

表2

图4

图5