电动车充电器

三、开关电源在电动车充电器中的应用（一）、充电器分类：按充电器工作频率工频充电器高频充电器（开关电源式）按功率转换方式全桥式半桥式r单激式普通分段半桥式 带负脉冲半桥式 带其它功能半桥式正激式反激式一般脉冲式专用芯片控制脉冲式按充电方式恒压充电恒流充电三段式（智能型充电）（二）、充电模式的简单分析:1、恒流充电:I LJII需定时管理，避免过充。2、恒压充电:UVRs当电瓶亏电时，充电起始电流大。3、三段式充电:充电起始阶段：用限流充电，也称为恒流充电； 充电中期：改为定压充电；充电后期：也是定压充电，但定压值比中期降低了一些,称为涓流充电，也称为浮充。此阶段，还可以采用脉冲模式。共同作用3电流基淮2 （限涼值1电流反馈电淀基准1 一 基本电压基准（滑流充电菠态轮换电流值）电压反馈1充电状态轮换电流检测比较器+电瓶2充电电流限流检测反馈放大器 3电池电压检测反馈放大器（基本基准电压为第三阶段涓流充电恒压值）三段工作状态的转换条件:、充电电流基准电流1,进入第一阶段电流:充电电流=基准电流2基准电流1,进入第一阶段基准电流1V充电电流V基准电流2,进入第二阶段（2）、充电电流V基准电流1,进入第三阶段1T电瓶P恥几点说明:、各控制信号共同作用的结果，控制开关电源振荡脉冲的宽度即开关管的通断比，通断比越大，输出电压高，充电电流就大、阶段的确定，是预先设定，赋值给电压比较器，充电电流或充电电压 都是通过取样，并与电压比较器的赋值进行比较，通过电压比较器的 输出改变电压负反馈量的大小，去控制输出电压。不同的电压负反馈 比例和电流负反馈量结合形成不同的充电阶段。第一阶段电流反馈起主导作用，实质是限流（恒流）；第二阶段电压负反馈和电流负反馈共同作用，主导作用由电流负反馈 转向电压负反馈第三阶段电压反馈起主导作用后两个阶段实质上均是恒压阶段，差别是第三段的恒压值低于第二阶段的恒压值。4、全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换:为提高电路效率，PWM频率高达几十千赫兹，因此，需要将直流电转换为频率为几 十千赫兹的开关脉冲，再将开关脉冲进行高频整流后向被充电的电瓶提供直流电压（电 流）。这一过程的实现依靠高频变压器进行能量的转换和传递，也称为功率转换器。根据转换形式的不同，又分为全桥式、半桥式功率转换和单管激励功率转换。、全桥式功率转换器（图中K是开关，实际电路中是功率开关管）Kh K4导通K2、K3导通、半桥式功率转换器全桥式转换效率高，但成本也高。实际电路中大都釆用半桥式电路。 通常配用的集成电路为TL494 o、单管激励开关由一个功率开关管构成。也称为单激型。通常配用的集成电路为pc3842。5、单激型反激式功率转换在功率转换中，不改变变压器初级绕组电流方向，而通过开关控制单方向电流导通和切断的时间（仍属于PWM）,显然，开关管由单管即可完成。开关管导通时储能，开关截止时，储能释放给负载，称为单激型反激式功率转换。开关管导通时间长，传输电能多，变压器次级绕组输出电压、电 流高、大。用PWM控制功率开关管，就可以改变次级绕组输出的电压和电 流，同时，使用闭环反馈可以稳定电压、电流或限制功率。单激型反激式功率转换的电路结构及工作原理:Co +jBJLUoD1：续流二极管C：滤波电容0O -Vft止时L储能释放V导通时，电流I通过L1,电流逐渐增加，产生变化磁场，L1中自感电动 势上正下负，在次级绕组L2产生感应电压为上负下正，截止“储中厂V截止时L1中电流不能突变，产生自感电动势下正上负，经电磁耦合，在L2中产生感应电压为上正下负，D1导通，感生电流从DI、RL构成闭合回路，L1储能得到释放。6、单激型正激式功率转换称为单激型正激式在单激型功率转换中，若不经过储能阶段，当开关管导通时，初级绕组 电流增长，形成变化的磁场感应到次级绕组给负载供电，功率转换。单激型正激式功率转换的电路结构及工作原理:L3：后续电感D3： L3续流二极管D1：续流二极管L4：新增变压器绕组V导通时为负载供电，同时后续电感L3储能D3截止，L4中电能经D1回馈给UiV导通时为负载供电，同时后续电感L3储能D3截止，L4中电能经D1回馈给山V导通时，L1中自感电动势上正下负，L2中感应电动势上正下负，D3导通 形成的电流经D3、L3供给负载，形成闭合回路。后续电感L3同时储能；V截止时，L1中的电流不能突变，L1产生上负下正的自感电动势，经电磁 耦合到L4, L4上产生上正下负电势，感生电流经续流二极管D1将能量回馈电 源UI,与此同时，D3反偏截止，后续电感L3的储能在L3上形成左负右正电动 势，感生电流流经RL和续流二极管D2,构成闭合回路。总之，V导通时，不经储能就将能量传到负载，故为正激式。7、负脉冲充电器充电过程中，每秒(1000ms)使电瓶放电12ms采用负脉冲充电，可以去极化，增加极板承受能力，降低充电温度,延长蓄电池寿命。8、单片机控制的充电器单片机控制可用于两个方面:、对开关电源的控制;(2)、对三段式阶段的控制。单极反激式智能型充电器oici |1C3842TR20a-i-丄2348765T R231t=lR25R21CZh'厂 D4 1660CrT1玄 D4 1660CTR14D7Q吉 C12K1358_II'C9w LD6R13DIC4a R1°LM358R31=1lTTD8W1C13 LHIIC2 4N35IC3TL431L|-I63+52102 QS7ICMbLM358R19C7R28R7W2o-Rll+ 12VD7脚为电源正极5脚为电源负极 6脚为脉冲输出直接驱动场效应管 3脚为最大电流限制，调整输出最大电流 2、4脚为电压反馈，可调节输出电压 4、8脚外接振荡电阻和振荡电容1脚误差放大器输出经RC网络反馈到2脚，起频率补偿作用D1：整流 IC1：TO：双向滤波抑制干扰，C11：滤波M c3842脉宽调制集成电路。 其5脚为电源负极， 7脚为电源正极，6脚为脉冲输出直接驱动场 效应管QKK1358）3脚为最大电流限制，调整 R25（2. 5欧姆）的阻值可以调 整充电器的最大电流。2脚为电压反馈，可以调节 充电器的输出电压。4脚外接振荡电阻R1,和振荡 电容C1。T1为高频脉冲变压器，其作用有三个: 第一是把高压脉冲降压为低压脉冲。第二是起到隔离高压的作用，以防触电。第三是为p C3842提供工作电源。D4：高频整流管（16A60V）CIO：低压滤波电容，D5： 12V稳压二极管，IC3： （TL431）为精密基准电压源，配合IC2（光电耦合器4N35） 起到自动调节充电器电压的作用。调整w2 （微调电阻）可以细调充电器的电压。D6：充电指示灯，D10：电池浮充（充满）指示灯。R27：电流取样电阻（0. 1欧姆，5w）改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流（200-300 mA）。通电开始时，Cll±有300v左右电压。此电压一路经T1加载到Q1。第二路经 R5, C8, C3,达到IC1的第7脚。强迫IC1启动。IC1的6脚输出方波脉冲，Q1工作， 电流经R25到地。同时T1副线圈产生感应电压，经D3、R12给IC1提供可靠电源。 T1输出线圈的电压经D4、CIO整流滤波得到稳定的电压。D9为LM358提供基准电压，经R26、R4分压达到此电压一路经D7 （D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用）给电池充电。 第二路经R14、D5、C9,为LM358（双运算放大器，4脚为电源地，8脚为电源正）及 其外围电路提供12 V工作电源。LM358的第2脚和第5脚。正常充电时，R27±端有0.150.18V左右电压，此电压经R17加到LM358第3 脚，从1脚送出高电压。此电压一路经R18,强迫Q2导通，D6 （红灯）点亮，第二路注入LM358的6脚，7脚输出低电压，迫使Q3关断，D10（绿灯）熄灭，充电器进入恒流充电阶段。当电池电压上升到44.2V左右时，充电器进入恒压充电阶 段，输出电压维持在44.2V左右。充电器进入恒压充电阶段，电流逐渐减小。当充电电流减小到200mA300mA时，R27上端的电压下降，LM358的3脚电压 低于2脚，1脚输出低电压，Q2关断，D6熄灭。同时7脚输出高电压，此电压一 路使Q3导通，D10点亮。另一路经D8、W1到达反馈电路，使电压降低。充电器 进入涓流充电阶段。1一2小时后充电结束。1、3842的基本工作原理？9 T1的徃申？3、三段式充电是怎样实现的?其它勉动车克电春（一）、半桥式智能型电动车充电器it!山东GD36舷1R13QQI VJE13£07IK 町EI3CC7DL5畑6弐CT32 EE2233歆芟5T1630VS30VJ31-D13 LSKKiT 55D8 LW37 31-D4 LM5399 WIO FR2O7 D6页 FR25TC7C±3Ka 【三一63CvJ|C& 丁F1ClC3荒电电孟崔别比较悬HALVES登比电瀕8fiH25W50VDll241：TL494CT 5I&-LN2C2 L I3 DPCCT27VIHIO 2fi?RIBEl &HIM一CI8I5LI1FIN21IL3H12E2 L0CL &530.11IZDLg 12DEM 1RT 61 笛阻cl3 v3X9 13X9i：L5 T KBr<=H! jDK 322xcu cji G r血：R2DRL&C38L5EQ衣样电阻电用51反滾下取样电R1电三奂阪谱 上取样电曰:DLS1N55IX121空载（二）、负脉冲式智能型电动车充电器天能TN-1（二）、负脉冲式智能型电动车充电器天能TN-1CZ810019RM100K电开关青/红军拆：电电足充电转折电涎认整50）IO anonC23L 12V电Id<8V84ZU25V K36 5 2K2lGQy 450VO1昨形CD<01112v1W-U 1KSTO* 亠3H»V125QTTM.R33jC2ilt470n!>42RM廿IKKU73:K2C5la2KV3tL0 330RL!RS1)16ClOKtaMlRI2R2851L2KC19 土社压下駅悴电阻2A F150VISFRI07ia艾 w11 a3 cwrr2-INIHIMClt空SL4IV614 f13 COML5-EX2LmfJio?iiy50VKC 12L£W I5TT 6CT 5 <2 LIE2 10 ci a03K90丈;R20.11充电电憑样电飢82&IICL815CL6-ilil50VDUT3充电芝 电 lX54flO（三）、单极反激式智能型电动车充电器小飞哥QSC4213（三）、单极反激式智能型电动车充电器小飞哥QSC42132n2 in 2SB 2n2 叫="电mnevi电m 5oi wkini2 M f E 4«SKI2«卄4电 IU3 «T2CHHE 电GE” CIT11QU2SViHAit电卄*R24LOKm 5iiits ay?F取'Jr1591bOKmtT 鬥KII.l£M| /»1.< <G 6110血監trwt«#<uiIFMI毎i負應金电 MAS / ttaBImEIUIwi.IJ324Mzl471hIo-|K»IOK(U!）、单极正激式智能型电动车充电器威昌F DX36(U!）、单极正激式智能型电动车充电器威昌F DX36先魁主电州繼淹总电电FhH赛I1rmaJ<321】wrLIC HIO na-WH:KI1兄电电iWfr段转棧ir»s上甲卅世*I"I»1W 1川0电韵470t21、T 山 ix JyrC'IIIkj 2S<w n r45A驯Kt «nICIU'OKKIH1品r iiHM 1 0 NiQ n 1 /.1J-L二收fitt m11 1 jrInOHSHO7反氓咏竹編iffli la h弓-H贯b>42aa*咆 ttrtU Lt KB（五）、专用单片控制的智能型电动车充电器（五）、专用单片控制的智能型电动车充电器05-41-irK? I MW5ViOranuru!taxLHCLKUiiixii、grasSWwera«rii j JX?lTU94CNDM ri*Rll®VR0 2R rrtrtoe*1aJ；DE(k> VBXTltT7ISJ禺b 1IUJCJ X RrxMMCPWKHcw:口弼IK.mjdtxnI >4JFf vw -is f<) u m EZ3CMC3tT r rF°-<wironUbZX11*ci mM3U4j?口 r»迄wiriRTDt*皿（六）、单片机控制的智能型电动车充电器D1Q59014KBUZZERPS03 9012<b J9012 KHR3JR5Mik1 U IkPl.yP1 乡Ipi/+5V±2019181716 山1312ErsiQ：oIId Olsvmrrddddp+R85.1kR6 3kR7|2 kU2TLP521AT89C2O51II+ C2220p1152厂一Cl25C3 _C4rnd d10c1 c2C3 HRA dP-dp+0bcdJ f91 C（:八 C 济 dp） dp 再A'pT20LT20p+5VR9 IR10IR11IRI2IR13IR14IR15电动自行车充电器可以在充满时 动转入浮充，但不能自动结束浮充。 “动车采用铅酸电池，浮充时间以2小'左右为 宜，充电不足或过充都对电 I不利。如果接近或超过8小时仍未AT89C2051 g =c1 c2 c3 HRA dp- dp+o b IIc d e f 99 R10|R1R12(R13|R14|R15|；满，就应该进行加液维护。要是；知道转入浮充的大概时间，则不知 $什么时间为充电器断电及何时进行I液维护。故制作了本控制器以解决f述不便。以AT89C2051单片机佣1051也可以）为核心.用三极管驱动数码管.用 复合管驱动继电器，蜂鸣器釆用FOE直接驱动。数码管中间的两个点dp与按 钮s用同一个m位。不影响其他显示.在S按下时dp常亮，可以作为输入有效 的显示。 Mn=i由充电到浮充的反转信号的检测有多种方法。因为此时电流变化较大. 可利用小型交流继电器，重绕其线圈后制成电流继电器.再经一个光耦输 入单片机。也可以用红外接收二极管或光电管固定在充电器的红色指示灯 处，直接取得转浮充信号或从充电器的电路板内取信号.加光耦输入单片 机。因为在充电器的电源输出侧用电阻、二极管、光耦直接取电流信号的 方法。这样容易因元件损坏而使充电器电源输出侧出现直流电流.烧坏充 电器内的变压器，所以该方法不可取。将一个小型电流互感器一次侧绕了 15圈后.通过光耦接入AT89C2051的比较器（P10口）。所用互感器没有 标型号。但在卖磁性材料的地方见过。取得充电到浮充的反转信号.无论 方案如何，关键是要充分地测试、实验.以保证可靠性。软件方面.首先检测充电电流是否存在并确认，此动作伴有蜂鸣器两 次鸣叫。然后开始计时并输出显示。如8小时未转入浮充（即电流跳变至很 小）。继电器释放，停止充电，并锁定显示.则提示该进行加液维护了。 如8小时内转人浮充，则保存充电时间值。并重新开始计时.同时将最大 计时值改为2小时。此后随时按下按钮S,均可显示充电时间。dp点状态: 浮充前正常闪烁，浮充时快速闪烁.按钮S按下时常亮。