电动车充电器电路图集（电瓶车充电器电路图）

电瓶车充电器电路图根据电动自行车铅酸电池的特点，在36V/12AH时，采用限压恒流充电方式，最大初始充电电流不得超过3A。也就是说充电器最大输出43V/3A/129W，已经可以满足了。在充电过程中，充电电流会逐渐减小。根据目前开关电源的技术和开关管的生产水平，单端开关稳压器输出功率的极限值已经提高到180W，甚至更多。输出功率低于150W的单端他激式开关稳压器的可靠性已经达到了很高的水平。MOS场效应管开关管的应用成功地解决了开关管的二次击穿问题，使开关电源的可靠性上了一层楼。目前应用最广泛、最早的可以直接驱动MOS场效应管的单端驱动器是MC3842。MC3842不仅能稳定输出电压，还具有负载电流控制的功能，所以常被称为电流控制型开关电源驱动器。毫无疑问，这个功能用在充电器上有独特的优势。只需要很少的外围元件就可以实现恒压输出和控制充电电流。特别是MC3842可以直接驱动MOS FET，可以大大提高充电器的可靠性。由于MC3842应用广泛，本文只介绍其特点。MC3842是一款双列8引脚单端输出他激式开关电源驱动IC，内部功能包括：基准电压调节器、误差放大器、脉宽比较器、锁存器、振荡器、脉宽调制器(PWM)、脉冲输出驱动级等。MC3842的同类产品很多，其中可互换的有UC3842、IR3842N、SG3842、CM3842(国产)、LM3842等。MC3842的内部框图见图1。其特点是：单端PWM脉冲输出，输出驱动电流为200mA，峰值电流可达1A。启动电压大于16V，启动电流只有1mA，可以进入工作状态。进入工作状态后，工作电压在10-34v之间，负载电流为15mA。当电压超过正常工作电压时，开关电源进入欠压或过压保护状态，此时集成电路没有驱动脉冲输出。内部有一个5V/50mA的参考电压源，按2:1分压作为采样参考电压。输出驱动脉冲可以驱动双极晶体管和MOS场效应晶体管。如果驱动双极晶体管，建议在开关管的基极连接RC截止加速电路，并将振荡器的频率限制在40kHz以下。如果驱动MOSFET，振荡频率由外部RC电路设定，工作频率最高可达500kHz。有两个脉冲调制(PWM)控制端子：过流保护输入(第3引脚)和误差放大输入(第1引脚)。误差放大器的输入构成主脉宽调制(PWM)控制系统，过流检测输入可以逐个控制脉冲，直接控制每个周期的脉宽，使输出电压调整率达到0.01%/V，如果第三个管脚电压大于1V或第一个管脚电压小于1V，脉宽调制比较器输出高电平复位锁存器，直到下一个脉冲到来。如果利用第一、第三引脚之间的电平关系来控制外部电路中锁存器的开/关，使锁存器在每个周期只输出一个触发脉冲，无疑会增强电路的抗干扰性，不会误触发开关管，提高可靠性。内部振荡器的频率由引脚4和8上的外部电阻和电容设置。同时，内部基准电压通过第4引脚引入外部同步。第4和第8脚与电阻和电容连接形成定时电路，电容的充放电过程形成一个振荡周期。当电阻的设定值大于5k时，电容的充电时间远大于放电时间，其振荡频率可根据公式近似得出：f=1/TC=1/0.55rc=1.8/rc。由MC3842构成的输出功率为120W的铅酸电池充电器如图2所示。只有充电器的开关频率部分是热接地，驱动控制系统组成

市电输入经桥式整流形成约300V的DC电压，因此对这种整流滤波电路的要求与通常不同。对于电池充电器，不需要滤除桥式整流器的100Hz脉动电流。严格来说，100Hz的脉动电流对电池充电不仅无害，反而有益。一定程度上可以达到脉冲充电的效果，可以缓冲电池在充电过程中的化学反应，防止持续大电流充电造成的极板硫化。虽然1.8A的初始充电电流大于电池额定容量C的1/10，但间歇性的大电流也缓解了电池的温升。所以滤波电路的C905选用47F/400V电解电容，不足以滤除整流器120W负载中的纹波，只是降低了整流器电源的输出阻抗，以减少电源电路中开关电路脉冲的损耗。C905的容量减小，使得整流器的输出电压在满载时降低到280V左右。根据MC3842的典型应用电路，U903用作单端输出驱动器。各引脚的功能和外围器件的选择原则如下(见图1和图2)。第一个引脚是内部误差放大器的输出。误差通过IC中的D1和D2电平转换，由R1和R2分频，然后发送到电流控制比较器的反相输入端，以控制PWM锁存器。当引脚1为低电平时，锁存器复位，关闭驱动脉冲输出，直到下一个振荡周期开始才会复位，从而恢复脉冲输出。外部电路连接到R913(10k)和C913(0.1F)，以校正放大器的频率和相位特性。第二个内部误差放大器的反相输入。充电器正常充电时，最大输出电压为43V。经外部电路R934(16k)、VR 902(470)、R904(1k)分压后，得到2.5V的采样电压，与误差放大器同相输入端的参考电压进行比较，检测其差值。通过控制输出脉冲的占空比，输出电压被限制在43V。当该电压被调节时，充电器可以被卸载。调节VR902，使正负输出端的电压为43V。第三个引脚是充电电流控制端。在第二引脚设定的输出电压范围内，充电电流由R902控制，第三引脚的动作阈值为1V，R902的压降小于1V。内部比较器控制输出电压，实现恒流充电。恒流值为1.8A，R902为0.56/3W。当充电电压限制在43V时，充电电流可以通过输出电压调节到恒定的1.75A~1.8A。电池充满电，端电压43V，隔离二极管D908关断，R902无电流，第三脚电压为0V，恒流控制无效，第二脚采样电压控制的充电电压不超过43V。此时如果电池充满电，在不停电的情况下会形成43V电压的涓流充电，电池电压会保持在43V。为防止过充，36V铅酸电池的电压上限不应使电池电压超过2.38V虽然电路对电池进行采样，但实际上限制了输出电压。如果输出电压超过电池电压0.6V，电池电压也会升高，会送到电压采样电路降低。第4个引脚连接一个振荡器定时元件，CT为2200pF，RT为27 k，R911为10 。在这个例子中，考虑到购买高频磁芯的难度，频率设置为30kHz左右。R911用于外部同步，但在本电路中不需要。第五只脚是共同点。第六个引脚是驱动脉冲输出端。为了实现与市电的隔离，T902驱动开关管。T902可采用55mm磁芯，初级绕组用0.21mm漆包线缠绕20匝，绕组用20.05mm聚酯薄膜绝缘。R909是100，R907是10k。如果Q901的内部栅极-源极没有保护二极管，可以在外部电路中加入一个10 ~ 15 V的电压调节器。第7个引脚是电源端子。为了省去独立的供电电路，在这个电路中电池的电压降低到18V。当电池要充电时

初级绕组用0.64mm高强度漆包线绕制82匝，次级绕组用0.64mm高强度漆包线绕制50匝。第一级之间应垫上三层聚酯薄膜。充电器的控制驱动系统和二次充电系统与市电隔离，MC3842由待充电电池的电压供电，不存在过压过流的可能。只要选择T901二次的几个元器件合格，发生故障的可能性几乎为零，因此其可靠性极高。这部分二极管D911可以选择共阴极或共阳极，肖特基二极管并联应用。D908可以是额定电流为5A的普通二极管。二次回路的滤波电容选择220F就足够了，这样在初始充电电流较大时，会有一定的纹波，起到脉冲充电的作用。充电器电路极其简单，但其可靠性很高。原因如下：MC3842是一个按周期控制的振荡器，控制开关管每个导通周期的电压和电流。一旦负载过流，D911漏电击穿；如果电池端子短路，第三管脚的电压会高于1V，驱动脉冲的输出会立即停止；如果第二引脚的采样电压由于输出电压而增加超过2.5V，则第一引脚的电压将低于1V，并且驱动脉冲将被关闭。多年来，MC3942广泛应用于电脑显示器的开关电源驱动器中。无论在任何情况下(自身损坏或外围元件故障)，都不会导致输出电压上升，但没有输出或输出电压下降。这个特点使得开关电源的负载电路极其安全。在这个充电器中，MC3842及其外部电路与电源输入部分无关。再加上电池电压降低稳定供电，使其故障率几乎为零。该充电器中与电源输入相关的唯一电路是T901初级和T902次级之间的开关电路。开关管损坏的常见原因有两种：一是使用双极型开关管时，温度升高导致热击穿。这一点对于Q901的负温度系数特性来说是不存在的，FET本身漏源导通的电阻特性具有平衡其导通电流的能力。另外，由于开关管的背压过高，当开关管关断时，反向脉冲的峰值很容易突破开关管。因此，在该电路中，C905的电容减小，从而在开关管导通的大电流状态下适当减小整流电压。其次，采用中心柱为圆形的铁氧体磁芯，漏感相对矩形截面磁芯要小，气隙留在中心柱而不是两侧柱，进一步降低了漏感。在这种情况下，选择VDS较高的开关管较为安全。图2中，Q901为2SK1539，其VDS为900V，IDS为10A，功率为150W。也可以替代使用具有类似规格的其他类型的MOS FET管。如果担心尖峰击穿开关管，可以在T901的初级连接常见的C、D、R吸收回路。由于充电器的初始充电电流和最大充电电压都设计在低值，充满电后涓流充电电流极小，基本可以视为定时充电。比如12年的铅酸电池，7个小时就能充满，充满后是否断电对电池和充电器影响不大。试用过程中，晚上8点接通电池电源充电，早上7点断电，用手摸电池和充电器外壳温度不超过室温。