剖析电动车充电器

乱刀乱舞

一、工作原理分析（参阅原理图）：           


UC3842工作原理：

    该电路的电源部分使用单端式脉宽调制型开关电源，脉宽调制IC使用的是UC3842。UC3842是一种电流型脉宽控制器，它可以直接驱动MOS管、IGBT等，适合于制作单端电路。


220V整流滤波后的约300V直流电压经电阻R1降压后加到UC3842的供电端（7端），为UC3842提供启动电压，UC3842内部设有欠压锁定电路，其开启和关闭阈值分别为16V和10V。在开启之前，UC3842消耗的电流在1mA以内。启动正常工作后，它的消耗电流约为15mA。反馈绕组为其提供维持正常工作电压。由于漏感等原因，开关电源在每个开关周期有很大的开关尖峰，即使在占空比很小时，辅助电压也不能降到足够低，所以辅助电源的整流二极管上串一个电阻（R3），它和C9形成RC滤波，滤掉开通瞬间的尖峰。 接在4脚的R5、C6决定了开关电源的工作频率。计算公式为：Fosc (kHz) = 1.72 / (RT (k) × CT (uf))，此电路的工作频率为40KHz。

   过载和短路保护，通过在开关管的源极串一个电阻（R12），把电流信号经R10、R11送到3842的第3脚来实现保护。当电源过载时，3842保护动作，使占空比减小，输出电压降低，3842的供电电压也跟着降低，当低到3842不能工作时，整个电路关闭，然后靠R1开始下一次启动过程。在这种保护状态下，电源只工作几个开关周期，然后进入很长时间（约

500ms）的启动过程，平均功率很低，即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏。

   稳压过程：


UC3842的2脚是电压检测端。输出电压经R18、R19、W1分压为U4（TL431）参考端（1脚）提供参考电压。TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在参考端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极（3脚）到阳极（2脚）很宽范围的分流，控制输出电压。若输出电压增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加。线性光耦（U2）的发光二极管亮度增加，输出电阻减小。UC3842的2脚电压升高，驱动脉宽减小。最终使电压稳定下来。

   充电过程：

   当BATT＋、BATT－接上畜电池时，畜电池正端经R13、D10使K1吸合。充电回路闭合，畜电池开始充电。当畜电池接反时，由于D10反向截止，K1不会吸合，充电回路处于断开状态。不会烧坏R14、D7、D8、C11等元件。

    刚充电时，畜电池电压很低，充电电流会很大。R14两端的压降大于U3A的2脚R23、R24的分压电压，U3A输出高电平，D13（红色，充电指示灯）亮。当充电电流达到1.8A时，R14两端的压降等于U5A的3脚R30、R31的分压电压，U5A开始起控。只要输出电流有一点增加，U5A的1脚随即输出低电平，U2的1、2脚电流增加，4、5脚电阻减小，U1的2脚电压升高，输出电压下降，最终使电流恒定在1.8A。

    随着充电时间的增加，畜电池的电压也渐渐上升，当充电电压达到最高充电电压（44V）时。U4的参考端电压将达到2.5V，U4开始起控，使电压稳定下来。调节W1可以微调电压值。此时电流不再恒定，而是渐渐减小。U5A也不再起控，一直处于高电平输出状态，由于D17的反向截止，不会影响输出电压。

    当充电电流小于0.4A时,R14两端的压降小于U3A的2脚R23、R24的分压电压，U3A输出低电平，D13灭。此时U3B的5脚电压高于6脚电压，7脚输出高电平，D14（绿色，电源/浮充指示灯）亮，表示已充满，进入浮充状态。同时经R27限流，D15稳压，通过R28、D9、W2使U4的参考端电压增加，从而使最大充电电压降为浮充电压。调节W2可微调浮充电压。

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二、常见故障及维修：

    指示灯不亮，无电压输出：

    1、出现此现象先测量U1的7脚对地阻值（1K档，红表笔接地），应有100K左右的阻值。否则U1已烧坏。此故障一般是次级滤波电容C11、开关变压器T1的次级脱焊所致。由于C11、T1比较重，有些车主常把充电器随车带上。极易造成C11、T1等比较重的元件脱焊。C11、T1脱焊后，U4的取样电压减小或无，最终导致U1供电绕组电压升高而烧坏U1。维修时，更换U1的同时还应补焊C11、T1等才能通电。不然在很短时间再次烧坏U1。

    2、Q1击穿，一般是接在开关管Q1栅极的电阻R6阻值变大，驱动不足，Q1工作在放大状态，导致Q1过热而击穿。Q1击穿后，R12在瞬间就会被烧断，300V电压经过R10、R11到U1的3脚，导致U1烧坏。

    3、保险管FUSE烧断，由于220V市电整流后直接给C3充电，在接通电源的瞬间电流非常大。所以FUSE易烧断。

    指示灯不亮，有电压输出：

    1、D11或C12击穿、R20断路造成U3的8脚对地无12V电压。

    2、U3损坏，若U3的8脚对地有12V电压，短路3、8脚，此时1脚应有12V电压，否则U3A损坏。同样，短路5、8脚，7脚应有12电压。

    3、D13或D14本身损坏，R25、R26断路。

    畜电池不能充满，充电电压偏低：

    1、W1接触不良或R19阻值变大，使U4取样电压偏高，导致输出电压偏低。

    2、C13漏电，也会导致U4取样电压偏高，输出电压偏低。

    3、TL431不良。