第一篇:电动车 48V 充电器原理图与维修(高清版)
电动车 48V 充电器原理图与维修
电动车充电器实际上就是一个开关电源加上一个检测电路,目前很多电动车的 48V 充电器都是采用 KA3842 和比较器 LM358 来完成充电工作
理图如图 1 所示
工作原理
220V 交流电经 LF1 双向滤波.VD1-VD4 整流为脉动直流电压,再经 C3 滤波后形成约 300V 的直流电压,300V 直流电压经过启动电阻 R4 为脉宽调制集成电路 IC1 的 7 脚提供启动电压,IC1 的 7 脚得到启动电压后,(7 脚电压高于 14V 时,集成电路开始工作),6 脚输出 PWM 脉冲,驱动电源开关管(场效应管)VT1 工作在开关状态,流通过 VT1 的 S 极-D 极-R7-接地端.此时开关变压器 T1 的 8-9绕产生感应电压,经 VD6,R2 为 IC1 的 7 脚提供稳定的工作电压,4 脚外接振荡阻 R10 和振荡电容 C7 决定 IC1 的振荡频率, IC2(TL431)为精密基准压源,IC4(光耦合器 4N35)配合用来稳定充电压,调整 RP1(510 欧半可调电位器)可以细调充电器的电压,LED1 是电源指示灯.接通电源后该指示灯就会发出红色的光。VT1 开始工作后,变压器的次级 6-5 绕组输出的电压经快速恢复二极管 VD60 整流,C18 滤波得到稳定的电压(约 53V).此电压一路经二极管 VD70(该二极管起防止电池的电流倒灌给充电器的作用)给电池充电,另一路经限流电阻 R38,稳压二极管 VZD1,滤波电容 C60,为比较器 IC3(LM358)提供 12V 工作电源,VD12 为 IC3 提供基准压,经 R25,R26,R27 分压后送到 IC3 的 2 脚和 5 脚。
正常充电时,R33 上端有 0.18-0.2V 的电压,此电压经 R10 加到 IC3 的 3 脚,从 1 脚输出高电平。1 脚输出的高电平信号分三路输出,第一路驱动 VT2 导通,散热风扇得开始工作,第二路经过电阻 R34 点亮双色二极管 LED2 中的红色发光二极管,第三路输入到 IC3 的 6 脚,此时 7 脚输出低电平,双色发光二极管 LED2 中的绿色发光二极管熄灭,充电器进入恒流充电阶段。当电池压升到 44.2V 左右时,充电器进入恒压充电阶段,流逐渐减小。当充电流减小到 200MA-300MA 时,R33 上端的电压下降,IC3 的 3 脚电压低于 2 脚,1 脚输出低电平,双色发光二极管 LED2 中的红色发光二极管熄灭,三极管 VT2 截止,风扇停止运转,同时 IC3 的 7 脚输出高电平,此高电平一路经过电阻 R35 点亮双色发光二极管 LED2 中的绿色发光二极管(指示电已经充满,此时并没有真正充满,实际上还得一两小时才能真正充满),另一路经 R52,VD18,R40,RP2 到达 IC2 的 1 脚,使输出电压降低,充电器进入 200MA-300MA 的涓流充电阶段(浮充),改变 RP2 的电阻值可以调整充电器由恒流充电状态转到涓流充电状态的转折流(200-300MA)。常见故障 这种类型充电器的常见故障有下面几种情况:
1、高压电路故障:该部分路出现问题的主要现象是指示灯不亮。通常还伴有保险丝烧断,此时应检查整流二极管 VD1-VD4 是否击穿,电容 C3 是否炸裂或者鼓包,VT2 是否击穿,R7,R4 是否开路,此时更换损坏的元件即可排除故障,若经常烧 VT1,且 VT1 不烫手,则应重点检查 R1,C4,VD5 等元器件,若 VT1 烫手,则重点检查开关变压器次级路中的元器件有无短路或者漏电。若红色指示灯闪烁,则故障多数是由 R2 或者 VD6 开路,变压器 T1 线脚虚焊引起。
2、低压电路故障: 低压电路中最常见的故障就是电流检测电阻 R33 烧断,此时的故障现象是红灯一直亮,绿灯不亮,输出电压低,电瓶始终充不进电,另外,若 RP2 接触不良或者因振动导致阻值变化(充电器注明不可随车携带就是怕 RP2 因振动而改变阻值),就会导致输出电压移。若输出电压偏高,电瓶会过充,严重时会失水-发烫,最终导致充爆,若输出电压偏低,会导致电瓶欠充,缩短其寿命。
第二篇:电动车充电器工作原理及常见故障维修
电动车充电器工作原理及常见故障维修
电动车如今已进入我们的生活,方便了我们的出行,而且还环保,正是我国目前提倡的“低碳生活”;但它的充电器故障率较高,很是一件令人头疼的事。出于这个缘故,根据本人多年的维修经验,写了这篇文章,希望对电子电器维修人员和广大的电子爱好者,提供维修资料,供维修参考用。为了方便说明,本文还是从原理开始说起。一.工作原理
我们目前用的电动车充电器大部分都是脉冲式充电器。就目前来说,以UC3842为主控芯片的充电器还是占绝大多数,当然也有不少是以TL494为主控芯片的充电器,对于采用这种芯片的充电器本文不做阐述(因这两种充电器的维修基本上是大同小异的)。这类充电器的原理与开关电源的原理是基本相同的220V的交流电经交流滤波电路滤除外来的杂波信号(同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网的干扰),再经二极管桥式整流电路和滤波电路,整流滤波后得到约300V的直流电,送给功率变换电路进行功率转换。功率变换电路中的开关功率管(IGBT)就在脉冲宽度调制控制器(UC3842)输出的脉冲控制信号驱动下,工作在“开”“关”状态,从而将300V直流电切换成宽度可调的高频脉冲电压。把高频脉冲电压送给高频脉冲变压器,其次级就会感应出一定的高频脉冲交流电,并送给高频整流滤波电路进行整流,滤波;最后输出一个很平滑的直流电,供给蓄电池充电。由于蓄电池刚开始充电时和充过一段时间后,蓄电池的容量和端电压均不一样,这就由充电器内部取样电路将取样信号通过光电耦合器(PC817)送入控制电路,经过脉宽调制芯片(UC3842)内部调制,由控制电路的输出端将变宽或变窄的驱动脉冲送到开关功率管的栅极,使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或变窄,使蓄电池的充电分别进入:恒流充电,恒压充电和浮充充电这三个充电阶段。
二.常见故障分析及维修
由于电动车充电器的输入部分工作在高压,大电流的状态下,故障率最高,如高压大电流整流二极管,滤波电容,开关功率管等较易损坏。其次就是输出整流部分的整流二极管,保护二极管,滤波电容,限流电阻等;再就是脉宽调制控制器的反馈部分和保护部分。2.1保险丝熔断
一般情况下,保险丝熔断说明充电器的内部电路存在短路或过流的故障。由于充电器工作在高电压,大电流的状态下,直流滤波和振荡电路在高压状态工作时间太长,电压变化相对大。另外电网电压的波动,浪涌都会引起充电器内电流瞬间增大而使保险丝熔断。
维修方法:首先仔细查看电路板上面的各个元件,看这些元件的外表是否被烧糊或有电解液溢出,闻一闻有没有异味。再用万用表进行检查。首先测量一下电源输入端的电阻值,若小于200KΩ,则说明后端有局部短路现象,然后分别测量四只整流二极管正,反向电阻和两个限流电阻的阻值,看其有无短路或烧坏;然后再测量一下电源滤波电容是否能进行正常充放电,再就测量一下开关功率管是否击穿损坏,以及UC3842本身,及周围元件是否击穿,烧坏等。需要说明的一点是:因是在路测量,有可能会使测量结果有误,造成误判。因此必要时可把元器件焊下来再进行测量。如果仍然没有上述情况则测量一下输入电源线及输出电源线是否内部短路。一般情况下,熔断器熔断故障中,整流二极管,电源滤波电容,开关功率管,UC3842是易损件,损坏的概率可达95%以上,一般着重检查一下这些元器件,就可很容易排除此类故障。
2.2无直流电压输出或电压输出不稳定
如果保险丝是完好的,在有负载的情况下,各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的:电源中出现开路,短路现象;过压,过流保护电路出现故障;振荡电路没有工作;电源负载过重;高频整流滤波电路中整流二极管被击穿;滤波电容漏电等。
维修方法:首先,用万用表测量一下高频脉冲变压器次级的各个元器件是否有损坏。排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情况后,再测量各输出端的直流电压,如果这时输出仍为零,则可以肯定是电源的控制电路出了故障。最后用万用表静态测量高频滤波电路中整流二极管及低压滤波电容是否损坏。如果确实是相关的元件损坏,在更换好新元件后,开机测试,一般故障即可排除。需要说明的是:电源输出线断线或开焊、虚焊也会造成这种故障。在维修时应注意这种情况。
2.3无直流电压输出,但保险丝完好
这种现象说明充电器未工作,或者工作后进入了保护状态。
维修方法:首先应判断一下充电器的主控芯片UC3842是否处在工作状态或已经损坏。判断方法是这样的:加电测UC3842的第7脚对地电压,若测第8脚有+5V电压,1,2,4,6脚也有不同的电压,则说明电路已起振,UC3842基本正常;若7脚电压低,其余管脚无电压或不波动,则UC3842已损坏。UC3842芯片损坏最常见的是7脚对地击穿,6,7脚对地击穿和1,7脚对地击穿。如果这几只脚都未击穿,而充电器还是不能正常启动,则UC3842必坏,应直接更换。若判断芯片未坏,则着重检查开关功率管栅极的限流电阻是否开焊、虚焊或变值以及开关功率管本身是否性能不良。除此之外,电源输出线断线或接触不良也会造成这种故障。因此在维修时也应注意检查一下。
UC3842的各管脚功能及正常工作时的对地电位表 管脚号 功能 对地电位 1 误差放大器的输出端 2.5V左右 2 反馈电压输入端 2.51V左右 3 电流检测输入端 小于1V 4 定时端f=1.8/(RT×CT)2V左右 5 公共地端 0V 6 推挽输出端 15V(方波)7 电源端 15V 8 5V 基准电压输出端 5V
2.4有直流电压输出,但输出电压过高
这种故障往往是由稳压取样和稳压控制电路出现故障所致。在充电器中,直流输出、取样电阻、误差取样放大器、光耦合器、电源控制芯片等电路共同构成了一个闭合的控制环路,任何一处出问题都会导致输出电压升高。
维修方法:由于充电器中有过压保护电路,输出电压过高首先会使过压保护电路动作。因此对于这种故障的维修,我们可以断开过压保护电路,使过压保护电路不起作用,在这时,测量开机瞬间的电源主电压。如果测量值比正常值高出1V以上,说明输出电压过高。我们应着重检查取样电阻是否变值或损坏,精密基准电压源(TL431)或光耦合器(PC817)是否性能不良,变质或损坏;其中精密基准电压源(TL431)极易损坏,我们可用下述方法对精密稳压放大器作出好坏的判别:将TL431的参考端(Ref)与它的阴极(Cathode)相连,串10k的电阻,接入5V电压,若阳极(Anode)与阴极之间为2.5V,并且等待片刻还仍然为2.5V,则为好管,否则为坏管。
2.5有直流电压输出,但输出直流电压过低
对于这种故障现象,根据维修经验可知,除稳压控制电路会引起输出电压过低外,还有以下几点原因:(1)输出电压端整流二极管、滤波电容失效等,可以通过代换法进行判断。
(2)开关功率管的性能下降,必然导致开关管不能正常导通,使电源的内阻增加,带负载能力下降。
(3)开关功率管的源极通常接一个阻值很小,但功率很大的电阻,作为过流保护检测电阻,该电阻的阻值一般在0.2欧到0.8欧之间。该电阻如变值或开焊,接触不良也会造成输出电压过低。
(4)高频脉冲变压器不良,不但造成输出电压下降,还会造成开关功率管激励不足从而屡损开关管。
(5)高压直流滤波电容不良,造成电源带负载能力差。
(6)电源输出线接触不良,有一定的接触电阻,造成输出电压过低。
(7)电网电压过低。虽然充电器在低压下仍然可以输出额定的充电电压,但当电网电压低于充电器的最低电压限定值时,也会使输出电压过低。
维修方法:对于这种故障我们可以根据以上故障原因,来逐一进行排查。但在实际维修时,可根据实际情况来进行排查,不一定要逐一排查。首先用万用表检查一下高压直流滤波电容是否变质,容量是否下降,能否正常充放电。如无以上现象,则测量一下开关功率管的栅极的限流电阻以及源极的过流保护检测电阻是否变值,变质或开焊,接触不良。经判别后,若无问题,再检查一下高频变压器的铁芯是否完好无损。除此之外还有可能就是输出滤波电容容量降低,甚至失容或开焊,虚接;电源输出限流电阻变值或虚接,电源输出线虚接等。在实际维修时,这些因素都不要放过,都应检查一下,以保证万无一失。2.6散热风扇不转
这种故障原因主要是控制风扇的三极管(一般为8550或8050)损坏,或者风扇本身损坏或风叶被杂物卡住。但有些充电器中采用的是智能散热,对于采用这种方式散热的充电器,热敏电阻损坏的概率是很大的。维修方法:首先用万用表测量一下控制风扇的三极管是否损坏,若测得此管未损坏那就有可能是风扇本身损坏。可以把风扇从电路板上拔下来,另外接上一个12V的直流电(注意正负极),看是否转动,并看有无异物卡住。若摆动几下风扇的电线,风扇就转动,则说明电线内部有断线或接头接触不良。若仍不转动,则风扇必坏。对于采用智能散热的充电器来说,除按上述检查外,还应检查一下热敏电阻是否不良或损坏,开焊等。但要注意此热敏电阻为负温度系数的热敏电阻,更换时应注意。三.检修实例
实例一.YG-WY-H型电动三轮车智能充电器有电压输出,但充不进去电
根据此故障现象,初步判断电源输入整流电路部分可能有故障,也有可能是输出电源插头与充电插座接触不良所致。用十字旋具将充电器的四颗紧固螺钉拆下,打开上盖。首先看到输入整流电路中的电源滤波电容已炸裂,漏液(C5 82Uf/400V)。然后用万用表的“RX1”欧档测量一下输出电源插头和充电插座,发现阻值很小,几乎为0欧,这说明它们接触良好。为了万无一失,再用万用表测量其它易损坏的元件及充电保险,经测量均未损坏。最后换上一个与原来电压(耐压可大于原来的值,但绝对不能小于原来的值)和容量相同的电解电容(82uf/400V),焊好,插上电源插头和充电插头。经数小时的充电,充电器上的“充满”指示灯亮,表明蓄电池已充满,故障排除。部分电路图及故障点见图1所示:
第三篇:电动车充电器通用注意事项
电动车充电器通用注意事项
电动车充电器的性能好坏直接关系到充电效果,关系到电池寿命,关系到整车的使用安全。先来说一下常规检测充电器性能好坏的办法:以48V充电器为例,一般最高电压不大于59.6V,大于此电压,充电可能不转灯;正常来说低电压不低于55V,低于此电压会造成充电不足,长时间这样容易对电池亏电。电流方面,还是以48V20A充电器为例,最大电流不大于3A,大于3A可能造成电池失水较早,最低不低于2.1A,低于此电流会造成充电不足。
下面是一些电动车充电器通用的注意事项: 1、48V新电池要求充电器参数,最高电压58.5-59.7,不低于58V,低于58V造成充电不足,高于59.7V可能造成充电不转灯。转灯电流约0.4-0.7A,实际电压约55.5V,低于50V会造成充电不足,长时间这样会造成电池亏电。2、48V20Ah电池要求充电最大电流2.4-3.3A,低于2.2A充电慢,充电效果差,对电池也会有所损伤。
3、市场上只卖40、50元的充电器实际功率要比标出的小,参数设计不精确,且安全隐患较大,高标的就比较可靠。
4、充电器稳压电路失效会造成输出电压75-130V,充电电池滚烫,不转灯。优质充电器会有效缓解这类问题。
5、当新电池出现20A电池续航里程低于30公里12A电池低于25公里请检查充电器各项参数,如果无法判断,请更换优质充电器再次使用,选择高端产品,即可解决问题。
6、新电池遇到不转灯时,更换另外一个优质充电器试机。
7、正常情况下,48V20Ah新电池续航里程40-60公里,48V12Ah新电池充电时间一般在10小时内,里程达到25-40公里,如果正常充电时间超过以上,请更换优质充电器再次使用。
8、有很多充电器内部电路、输入输出连线老化,造成,有时候能充、有时候不能充。严重影响电池,或者充电过程中电路失效,造成充鼓包,如果出现这种情况,请直接更换充电器再次使用。
以上是根据多年维修经验总结的经验贴,希望对广大消费者能够有所帮助。最后要说的是,电动车充电器重要性不容忽视,大家应该选择比较好的高标充电器,一来能够有效延长电池寿命,二来能够有效保障整车行车安全。
第四篇:手机充电器电路原理图分析
专门找了几个例子,让大家看看。自己也一边学习。
分析一个电源,往往从输入开始着手。220V交流输入,一端经过一个4007半波整流,另一端经过一个10欧的电阻后,由10uF电容滤波。这个10欧的电阻用来做保护的,如果后面出现故障等导致过流,那么这个电阻将被烧断,从而避免引起更大的故障。右边的4007、4700pF电容、82KΩ电阻,构成一个高压吸收电路,当开关管13003关断时,负责吸收线圈上的感应电压,从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003为开关管(完整的名应该是MJE13003),耐压400V,集电极最大电流1.5A,最大集电极功耗为14W,用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时,就会在开关变压器中形成变化的磁场,从而在次级绕组中产生感应电压。由于图中没有标明绕组的同名端,所以不能看出是正激式还是反激式。
不过,从这个电路的结构来看,可以推测出来,这个电源应该是反激式的。左端的510KΩ为启动电阻,给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻,电流经取样后变成电压(其值为10*I),这电压经二极管4148后,加至三极管C945的基极上。当取样电压大约大于1.4V,即开关管电流大于0.14A时,三极管C945导通,从而将开关管13003的基极电压拉低,从而集电极电流减小,这样就限制了开关的电流,防止电流过大而烧毁(其实这是一个恒流结构,将开关管的最大电流限制在140mA左右)。
变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经整流二极管4148整流,22uF电容滤波后形成取样电压。为了分析方便,我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的(-4V左右),并且输出电压越高时,采样电压越负。取样电压经过6.2V稳压二极管后,加至开关管13003的基极。前面说了,当输出电压越高时,那么取样电压就越负,当负到一定程度后,6.2V稳压二极管被击穿,从而将开关13003的基极电位拉低,这将导致开关管断开或者推迟开关的导通,从而控制了能量输入到变压器中,也就控制了输出电压的升高,实现了稳压输出的功能。
而下方的1KΩ电阻跟串联的2700pF电容,则是正反馈支路,从取样绕组中取出感应电压,加到开关管的基极上,以维持振荡。右边的次级绕组就没有太多好说的了,经二极管RF93整流,220uF电容滤波后输出6V的电压。没找到二极管RF93的资料,估计是一个快速回复管,例如肖特基二极管等,因为开关电源的工作频率较高,所以需要工作频率的二极管。这里可以用常见的1N5816、1N5817等肖特基二极管代替。
同样因为频率高的原因,变压器也必须使用高频开关变压器,铁心一般为高频铁氧体磁芯,具有高的电阻率,以减小涡流。移动通信手持机锂电池的安全要求和试验方法 1.1 一般要求
本标准对电池的电路和结构设计提出了一些建议,希望生产厂家在电池的设计环节能充分考虑到电池的安全性。
1.1.1 绝缘与配线
常见的电池外壳都是非金属的,但有的电池也采用金属外壳,后种情况下电池的电极终端与电池的金属外壳之间的绝缘电阻在500V直流电压下测量应大于5M&O1527;,除非电池的电极终端与电池的金属外壳有连通。
手机电池并非电池芯的简单组合,电池芯之外还有保护电路和控制电路,其内部配线及绝缘应充分满足预计的最大电流、电压和温度的要求,配线的排布应保证端子之间有足够的间隙和绝缘穿透距离,内部连接的整体性能应充分满足可能发生误操作时的安全要求。
1.1.2 泄放
泄放的含义即电池或电池芯内部的过高压力在安全阀处释放以防止其破裂或爆炸。标准要求电池或电池芯在内部压力过高达到一定限值时能以一定的速率将压力泄放以防止电池的破裂、爆炸和自燃。如果电池的电池芯被封装在外壳内,则该封装的形式和封装的方法在正常操作过程中不应引起电池过热,也不应约束内部压力的泄放。1.1.3 温度/电流管理
电池充电过程中,电池和充电器内部的电路都会产生热量,若散热不佳导致热量聚集会影响电池正常的化学反应过程,造成电池的热失效,因此,电池的设计应能防止电池温度的异常上升。必要时,电池的充电和放电应设定安全限流,防止电流过大而产生过多热量。1.1.4 终端连接
电池外壳应清晰地标明终端的极性。终端的尺寸大小和形状应能确保承载预计的最大电流。外部终端表面应采用机械性能良好并耐腐蚀的导电材料。终端应设计成最不可能发生短路的样式。
1.1.5 电池芯装配成电池
电池芯与所装配电池的容量应紧密匹配,装配在同一电池里的电池芯应结构相同,化学成分相同,并且是同一厂家生产的。不同厂家生产的电池芯在电解液和电极材料等方面均会有所差异,如此规定的目的是为了保证装配在同一电池中电池芯的一致性,防止落后电池芯造成整个电池技术指标和安全性能的下降。
1.2 正常使用时的安全要求
考虑到试验的一致性及各电池试验结果具有可比性,试验所用电池芯或电池的生产日期应在3个月以内,但并不表示电池3个月后安全性能会下降。常态试验在20℃±5℃的环境温度下进行。
1.2.1 连续低倍率充电
完全充电的电池芯以额定的低倍率电流0.01C5 A持续充电28天后,应不起火、不爆炸、不漏液。
1.2.2 振动
用完全充电的电池芯或电池进行X、Y、Z三个方向的振动试验,振动源单振幅0.76mm(双振幅1.52mm), 频率变化率1Hz/min, 频率范围10Hz到55Hz,往返振动90 min±5min后,电池应不起火、不爆炸、不漏液。
1.2.3 高温性能
完全充电的电池置于70℃±2℃恒温箱中,保持7小时,然后取出置于室温条件下,检查其外观,其外壳应无变形或其变形不会导致电池内部元件暴露出来。
1.2.4 温度循环
完全充电的电池或电池芯置于可强制调温的恒温箱中,按下列程序做-20℃ 到 +75℃ 的温度循环:
(1)30min内使恒温箱的温度升到75℃±2℃,并在此温度下保持4h;
(2)30min内使恒温箱的温度降到20℃±5℃,并在此温度下保持2h;
(3)30min内使恒温箱的温度降到-20℃±2℃,并在此温度下保持4h;
(4)30min内使恒温箱的温度升到20℃±5℃,并在此温度下保持2h;
(5)再重复1-4的步骤做4个循环;
(6)第5次循环完成后,电池保存2h再作检查,应符合相关要求。
该试验可以在一个可强制调温的恒温箱中进行,也可以在3个不同温度的恒温箱之间进行。试验后,电池芯或电池应不起火、不爆炸、不漏液。
1.2.5 低压性能
完全充电的电池芯置于温度为20℃±5℃ 的真空干燥箱中,抽真空使气压小于11.6kpa后保持6小时后,应不起火、不爆炸、不漏液。
1.3 可能发生误操作时的安全要求
1.3.1 外部短路
完全充电的电池或电池芯分别在20℃±5℃和55℃±5℃的环境中放置 2h。然后,用连线短接每个电池芯或电池的正负极终端并确保全部外部电阻小于100mΩ。短接后,保持24h,到电池芯或电池外壳的温度下降到电池芯或电池原始温度+电池芯或电池短路后的最大温升×20%。试验后,电池或电池芯应不起火、不爆炸。
1.3.2 自由跌落
完全充电的电池芯或电池以任意方式从1米高处自由跌落到水泥地面3次后,应不起火、不爆炸。
1.3.3 机械碰撞
在20℃±5℃环境中,完全充电的电池承受X、Y、Z三个方向的碰撞。如果电池只有两个对称轴,只作两个方向的碰撞。在最初3ms内的平均加速度应≥75gn,最高加速度应在125gn 和 175gn之间。碰撞1000次±10次后,电池应不起火、不爆炸、不漏液。
1.3.4 热冲击
完全充电的电池芯,置于一个烘箱中加热。烘箱的温度以(5±2)℃/min的速率上升至130℃±2℃,保持10min,电池芯应不起火、不爆炸。
1.3.5 耐挤压性能
完全充电的电池芯置于两平行平板间,施加挤压力为13kN±1kN,一旦达到最大压力或压力突然下降1/3,即可卸压。对圆形或方形电池芯进行挤压试验时,要使电池芯的纵轴与挤压设备扁平表面保持平行。方形电池芯要沿其纵轴旋转90°,以便电池芯的宽边和窄边都能受到挤压的作用,外壳为铝塑复合膜的电池芯只做宽面的挤压。试验后,电池芯应不起火、不爆炸。
1.3.6 冲击
完全充电的电池芯置于一个扁平表面上,将一个半径为8mm、质量为10kg的棒垂直置于样品中心的正上方,从600mm 高度处落下作用到样品上。圆柱形或方形电池芯在接受冲击试验时,其纵轴要平行于扁平表面,垂直于棒的纵轴。方形电池芯要沿其纵轴旋转90°,以便电池芯的宽边和窄边都能受到冲击作用。外壳为铝塑复合膜的电池芯只做宽面的冲击试验。每只样品只能接受一次冲击试验,每次试验只能使用一只样品。试验后,电池芯应不起火、不爆炸。
1.3.7 过充性能
完全放电的电池芯,以≥10V的电压、0.2C5A的电流充电12.5h后,应不起火、不爆炸。
1.3.8 强制放电性能
完全放电的电池芯承受1C5A电流强制放电90min后,应不起火、不爆炸。
外部短路试验、自由跌落试验、热冲击试验、耐挤压性能试验、冲击试验、过充性能试验、强制放电性能试验是破坏性试验,电池或电池芯的外壳均可能发生变化,漏液很难避免,但尚未影响安全性,因此标准中对这些试验没有要求不漏液。
1.4 安全标识
安全标识的作用应引起足够的重视,电池本身应具有安全警示,并且附加适当的警告声明,需检查确认标识的一致性。另外,电池的说明书中应写清合适的使用指导和推荐的充电方法等。移动通信手持机锂电池充电器的安全要求和试验方法
市场上的电池充电器形色各异,有的使用电源线,有的不使用。直接插入式充电器不使用电源线,电源插头和充电器外壳构成一完整部件,其重量靠墙上插座来承载,市场上常见的“坐充”就是这类充电器。使用电源线的充电器,与电源连接的方式又分两种:可拆卸的和不可拆卸的。可拆卸的电源软线利用适当的电器连接器与充电器连接以供电,不可拆卸的电源软线固定在充电器上或与充电器装配在一起来供电。
市场中有的产品称为充电器,但实际上是适配器,我们有必要区分这两种功能。适配器主要是把交流市电转换成直流电,根据电池的规格提供相应的电压电流,一般采用恒压恒流方式,能够隔离主电压和危险电压,对市电波动有一定耐受力,需要时可安全关断。而充电器的主要功能是把充电电流限制在一个安全水平上,主要采用恒流方式,能检测充电的完成,根据某种算法终止充电以延长电池寿命,若发现电池异常可终止充电。这两种功能可分别实现,也可组合在一个物理实体中。GSM手机通常包含充电功能,与手机配套的只需适配器,而CDMA手机往往不包含充电功能,这样减少了手机设计的复杂性和工作状态时产生的热量。理解这些概念有助于更有针对性地使用该标准。
2.1交流输入电压
充电器的额定输入电压为交流220 V,频率为50 Hz,为了保证安全性,充电器应能承受市电一定范围内的波动,标准中要求的电压波动范围是其额定值的85 %~110 %,频率的波动范围是±2 Hz。
2.2 电源线组件
(1)电源线组件应符合GB2099的要求;
(2)电源线组件的额定值应大于充电器电源要求的额定值;
(3)电源软线的导线截面积应不小于0.75mm2;
(4)电源线组件中的电源软线应符合下列要求:
*如果电源软线是橡皮绝缘,则应是合成橡胶,应符合GB5013对通用橡胶护套软电缆的要求;
*如果电源软线是聚氯乙烯绝缘的,应符合GB5023对轻型聚氯乙烯护套软线的要求。
2.3 隔离变压器
安全隔离变压器在构造上应保证在出现单一绝缘故障和由此引起的其他故障时,不会使安全特低电压绕组上出现危险电压。隔离变压器应按照GB4943中附录C的有关规定进行试验。
2.4 说明和标牌的要求
2.4.1 一般要求
厂家应向用户提供足够的资料,以确保用户在按厂家的规定使用时,不会引起本标准范围内的危险。应使用标准简体中文书写。标记应是耐久和醒目的,能承受标记耐久性试验。首先用一块蘸有水的棉布擦拭15s,然后再用一块蘸有汽油的棉布擦拭15s,标牌应清晰,不应轻易被揭掉,不应出现卷边。2.4.2 说明书
厂家应提供必要的使用说明书,对充电器在操作、维修、运输或储存时有可能引起危险的情况提醒用户特别注意。2.5 结构设计要求 2.5.1 稳定性
直接插在墙壁插座上、靠插脚来承载其重量的充电器,不应使墙壁插座承受过大的应力。可通过插座应力试验检验其是否合格。充电器应按正常使用情况,插入到一个已固定好的没有接地接触件的插座上,该插座可以围绕位于插座啮合面后面8mm的距离处,与管件接触件中心线相交的水平轴线转动。为保持啮合面垂直而必须加到插座上的附加力矩不应超过0.25Nm。
2.5.2 结构细节
电池极性接反以及强制充电或放电可能导致危险,所以在设计上应有防止极性接反以及防止强制充放电的措施。将起保护作用的任何元件一次一个地短路或开路,并强迫充放电各2小时,充电器应不起火、不爆炸。
2.5.3 防触及性(电击及能量危险)
充电器正常使用时应具有防触及性,防止电击及能量危险。
如果特低电压电路的外部配线的绝缘是操作人员可触及的,则该配线应: *不会受到损坏或承受应力; *不需要操作人员接触。2.5.4 连接布线
(1)对使用不可拆卸的电源软线的充电器应装有紧固装置:
*导线在连接点不承受应力;
*导线的外套不受磨损;
*电源软线应能承受拉力试验,电源软线应承受30N的稳定拉力25次,拉力沿最不利的方向施加,每次施加时间为1s,电源软线应不被拉断;
*电源软线紧固装置应由绝缘材料制成,或由具有符合附加绝缘要求的绝缘材料的衬套制成。
(2)电源软线入口开孔处应装有软线入口护套,或者软线入口或衬套应具有光滑圆形的喇叭口,喇叭口的曲率半径至少等于所连接最大截面积的软线外径的1.5倍。
软线入口护套应:
*设计成防止软线在进入充电器入口处过分弯曲;
*用绝缘材料制成;
*采用可靠的方法固定;
*伸出充电器外超过入口开孔的距离至少为该软线外径的5倍,或者对扁平软线,至少为该软线截面长边尺寸的5倍。
2.6 外壳表面
当用户碰触到电池外壳时,其温度不应造成用户的突然反应使他受伤,人对温度的反应不仅是度数的高低,还取决于外壳材料的传导特性和热容量,60℃的金属外壳比70℃的塑料外壳感觉要烫,UL和IEC的相关标准中对非金属外壳温升的规定不超过50℃,而手机电池的外壳绝大部分是非金属材料,因此本标准借鉴了该规定,要求如下:充电器额定工作2小时后,测量其外壳表面温度变化小于1℃/h即认为温度稳定,此时测量其外壳表面温升应小于50℃。
2.7 输出短路保护
充电器应有短路的自动保护功能。将充电器输出短路,充电器应能自动保护,故障排除后应能自动恢复工作。
2.8 绝缘电阻
在常温条件下,用绝缘电阻测试仪直流500 V电压,对充电器主回路的一次电路对外壳、二次电路对外壳及一次电路对二次电路进行测试,充电器的绝缘电阻应不低于2 MΩ。2.9 绝缘强度
用耐压测试仪对充电器进行绝缘强度试验,且充电器必须是在进行完绝缘电阻试验并符合要求后才能进行绝缘强度的试验。一次电路对外壳、一次电路对二次电路应能承受50 Hz、有效值为1500 V的交流电压(漏电流≤10 mA),二次电路对外壳应能承受50 Hz、有效值为500 V的交流电压(漏电流≤10 mA),应无击穿与无飞弧现象。试验电压应从小于一半规定电压值处逐步升高,达到规定电压值时持续1 min。
2.10 异常工作及故障条件下的要求
充电器的设计应能尽可能限制因机械、电气过载或故障、异常工作或使用不当而造成起火或电击危险。变压器过载试验按照GB4943中附录C1的要求进行。可模拟下列故障条件: *一次电路中任何元器件的失效; *二次电路中任何元器件的失效。2.11 材料的可燃性要求
充电器外壳和印制板及元器件所用的材料应能使引燃危险和火焰蔓延减小到最低限度,为V-2级或更优等级。在进行耐热及防火试验时,V-0级材料可以燃烧或灼热,但其持续时间平均不超过5s,在燃烧时所释放的灼热微粒或燃烧滴落物不会使脱脂棉引燃。V-1级材料可以燃烧或灼热,但其持续时间平均不超过25s,在燃烧时所释放的灼热微粒或燃烧滴落物不会使脱脂棉引燃。V-2级材料可以燃烧或灼热,但其持续时间平均不超过25s,在燃烧时所释放的灼热微粒或燃烧滴落物会使脱脂棉引燃。进行本试验时可能会冒出有毒的烟雾,在适用的情况下,试验可以在通风柜中进行,或者在通风良好的房间内进行,但是不能出现可能使试验结果无效的气流。
试验火焰应利用本生灯获得,本生灯灯管内径为9.5mm±0.5mm,灯管长度从空气主进口处向上约为100mm。本生灯要使用热值约为37MJ/m3的燃气。应调节本生灯的火焰,使本生灯处于垂直位置,同时空气进气口关闭时,火焰的总高度约为20mm。火焰顶端应与样品接触,烧30s,然后移动火焰停烧60s,再在同一部位烧30s。
在试验期间,当试验火焰第二次撤离后,样品延续燃烧不应超过1min,且样品不应完全烧尽。
2.12 自由跌落试验
充电器从1m高度处自由跌落到硬木表面3次,其表面应无裂痕等损坏。
2.13 湿热试验
试验方法按GB/T 2423.9 – 2001 中“试验 Cb” 的要求进行。产品无包装,试验严酷等级为:温度 40 ℃±2 ℃,相对湿度(93±3)%RH,试验持续时间为2 d。试验后应符合4.7.2的要求。3 小结
本标准在制订过程中借鉴了国际相关标准,如IEC62133、IEC61960、UL1642、UL2045等,参考了GB 4943 – 2001《信息技术设备的安全》等标准,力求标准条款适合我国国情,试验方法具有可操作性。本标准在编制过程中遵循了《ISO技术工作导则》中的可证实原则:即规定的技术要求能用试验方法加以论证,若暂时没有科学的方法进行试验或检验,以及不能稳定可靠地得出确切检验结果时,就不将这样的条款列进标准。
部分安全试验分别针对锂电池和锂电池芯,因此该标准对锂电池和锂电池芯分别进行了定义。充电器的安全性不能仅仅通过输出特性的检查来确定,因为输出特性良好并不能保障充电器的可靠性,所以该标准规定对充电器的全面性能进行考察,包括对变压器、电源线等元器件的安全要求和结构设计要求。充电器应保证在故障条件下都不对人身安全构成威胁,所以该标准对此做了规定。充电器除应具有电气防护功能外,也应具有防火防护功能,根据同类产品的要求,该标准将其防火材料等级规定为V-2级。
第五篇:电动车充电器改汽车电瓶充电器[范文]
电动车充电器改汽车电瓶充电器
朋友有一12V 60AH汽车电瓶,让我帮忙做个充电器。本打算用旧ATX电源改一个,调整取样电阻,把12V输出改成14.6V,再加个限流就行了。后来一想,用电动车充电器改应该更简单些,而且效果也好的多,功率100W左右也够用了。所以找了个坏的电动车充电器,准备改成汽车电瓶充电器。现已改造完成,主要改造内容供大家参考。
我找的这个电动车充电器输入输出电源线都没有了,也没有标签,不知输出电压、电流,而且两个开关管都炸开了。IC用的是TL494+HA17358,非常熟悉的半桥式开关电源。
一、主变压器改造
主变压器的拆开重绕,是整个改造中难度最大的一步,方法是:
1、确定原电源的输出电压电流,根据输出功率设计新电源的输出电流。根据R23、R41计算TL494 1脚电压为2.5V,根据R26、R27计算输出电压为44V。输出电流按2A计算,输出功率88W,改造后的充电器输出功率不应超过88W。12V电瓶充电限制电压14.7V,88W=6A,对60AH的电瓶充电正合适。14.7V2、用电烙铁将变压器磁芯加热,拆开磁芯(磁芯易碎,温度高时更易碎!),输出电流=完好的拆下磁芯是非常关键的一步,如果磁芯坏了市场上也能买到。
3、半桥式电源主变压器普遍采用三明治绕法,高压绕组分成两部分在最里层和最外层,低压绕组在中间,这样的好处是漏感小。拆掉外层的一次绕组,记清这一绕组的匝数和绕向。接着拆掉所有的二次绕组,只保留最内层的一次绕组,检查内层绝缘材料是否破损,必要时再加一层胶布,注意如果击穿将使次级输出带电,很危险!
4、这个电源变压器的次级主绕组共22匝,辅助绕组在5匝处抽头作为控制部分供电。次级绕组每匝电压2V左右,改造后也要保证每匝2V左右,高电压小电流可取稍高些,低电压大电流可取稍低些。
14.7V本电源=7.35匝。2V原充电器输出电流2A,每匝2V,新充电器输出电流6A,变压器绕组、输出电感和整流元件压降都比原充电器的大,所以主回路取8匝,辅助绕组维持原5匝不变。
5、因为主辅绕组匝数都较少,辅助绕组又没什么电流,可以用很细的导线,所以就没必要采用抽头的绕法了。准备直径0.31的漆包线,绕法是双线并绕5 匝,一定要绕的密实平整,绕好后把一组的头和另一组的尾相接接到原接地端。两个二次绕组之间就不需要层间绝缘了,直接绕主绕组。准备直径1.0的漆包线(可以到电机修理部去找),绕法是双线并绕8 匝,一定要绕的密实平整,绕好后把一组的头和另一组的尾相接做为接地端。再用绝缘材料包好,这一层间是高压一定要包好绝缘材料。
6、最后把拆下的外层一次线圈按原匝数原方向绕回,方向错了相当于一次线圈短路。焊好外引线,二次侧使用原来的引角,外面再包上一层绝缘材料。装好磁芯,用胶粘牢。磁芯与骨架之间不能有缝隙,可以塞纸贴胶布等,否则重负载时变压器会吱吱叫。
改造后主回路电压是14V左右,取消辅助绕组直接用主回路给控制部分供电电压也合适,但此电源是自激启动,主回路带负载时启动将很困难甚至不能启动,因此还保留辅助绕组作为控制部分的电源。
二、输出电感改造
原来的电感是用磁环绕的,输出电流2A,现在输出电流6A,必须更换粗导线重新绕。将原绕组拆下,取直径1.35的漆包线,长度比原线圈短一点,绕在磁环上,绕完为止,匝数就不用数了。导线粗了还绕那么多匝绕不下,而且电流变大了,匝数过多磁环容易饱和。后来试验证明导线选细了,大电流时有些热。大电流时用多根细导线并联是好方法。
三、充电控制部分改造
1、电流控制
原充电器输出电流2A,用的是2W 0.22Ω的电阻,现电流6A,2W的电阻功率肯定不够了,0.22的阻值功率消耗也太大,所以直接用5W 0.1Ω的电阻与其并联作为新的电流取样电阻。阻值是原来的1/3左右,因此恒流值和恒压转浮充的电流值为原值的3倍左右。试了一下,恒流5.7A,恒压转浮充在1.5-2A之间,比较合适,不用调了。在R13上并电阻可降低恒流值,R14上并电阻可增大恒流值。在R30上并电阻可降低转换电流,R36上并电阻可增大转换电流。
2、电压控制
恒流、恒压充电时,D20、R42支路不起作用,R26、R27决定恒压值。为提高取样系数,将R41断开,TL494 1脚电压5V。恒压14.7V,取R26为2.2k,计算R27为4.23k,用4.7k和47k并联。取样回路要有2-5mA电流。浮充电时D20、R42支路起作用,使输出电压降低,改变R42的阻值可改变浮充电压值,将浮充电压设定为13.8V。原电路HA17358运放和TL494都用的是辅助电源供电,调试中发现输出功率变化时,辅助电源电压变化较大,这将直接影响浮充电压的设定值,因此将HA17358改为用主回路供电。浮充时HA17358的电源是稳定的13.8V,控制浮充电压时很准确,调整R42时也要在浮充状态下调整。
四、输出整流管的散热改造 充电器改完接汽车灯泡做负载试验时,过几分钟输出整流管的散热器就烫手,赶快下电。分析原因是:原来整流管输出电流2A,散热是按2A设计的,现在电流变成了6A,产生的热量与电流的平方成正比,是原来的9倍,所以散热器烫手,必须对输出整流管的散热改造。充电器内空间有限,只能在原散热器上加装小的散热器。我用薄铝板把一二次的散热器连接起来了,又加了几个小散热器,这样改造完效果也有限,仍不能满足要求。原整流管用的是30A的快恢复管,如换用肖特基管导通压降可大大降低,因此发热量也会大大降低。本想换30A 100V肖特基管,但市场上不好买,只有60V的,耐压低了点。抱着试试看的心理换上了30A 60V肖特基管,还真行,发热量大大降低。更换的整流管的耐压至少是输出电压的4倍,电流至少是输出电流的3倍。
五、其它部分改造
1、输出滤波电容原来是63V 470u的,现在电流大了,换个25V 2200u的
2、原充电器的输出端还有一个防止电瓶向充电器反送电的二极管,5A的,现在输出电流6A,5A的二极管肯定是不行了,换大的空间又不允许,所以取消了,我换了个旧ATX电源上拆下的小电感。
3、开关电源不能空载,本电路中HA17358由开关电源主回路供电,但负荷较小,为可靠又在输出端并个电阻,两个300Ω 0.5W串联,替换原来的电阻。
4、用13009替换已炸开的两个开关管。原来的两个开关管是全塑封的,因此开关管与散热器间不需绝缘措施,新换的开关管外壳是金属的,必须采取绝缘措施。螺丝与开关管、开关管与散热器间都需加绝缘垫,与散热器绝缘,开关管与散热器之间的绝缘还需涂导热硅脂,以利散热。
六、上电调试
改造完成后配好输入输出线,全面检查一遍,先用稳压电源给控制部分加电,检查控制电路部分正常后再接市电调试。通电时要在220V回路串一个220V 60W的灯泡,防止短路扩大故障。调试时最好用汽车灯泡做负载进行,对恒压、恒流、浮充电压及转换电流都需调试。这个电源没有散热风扇,改造完后散热还是不理想,估计以前损坏的原因就是散热不好,所以要对输出功率限制。
本充电器改造的难点是变压器的拆开重绕和输出整流管的散热改造,需要有一定的开关电源知识,有一定的动手能力,调试时要小心,防止触电。