电动自行车智能充电器.doc

用的电动自行车智能充电器 是一种高性能、单端输出的电流型控制电路，最大优点是外接元件少，不用独立辅助电源，外电路装配简单，成本低廉。用它作反激式控制的电动自行车智能充电器，在市场上极具竞争力。 全电路原理如图所示，图是的内部框图，各引脚的功能见附表。本电路的新颖之处为打破常规地将内部的误差放大器空着不用（照理应将脚即反相端接地），而直接用二次侧的精密稳压 调控，下面试分析之。 市电经简单的交流滤波、一次整流并滤波得到约的直流高压后，分成二路：一路经启动电阻向的电解充电，当电容上的电压高于时，的脚得电，内部的振荡器工作，并通过脚送到管的栅极，同时的高压直流经过变压器的原边送到的漏极，脚的振荡信号控制的导通与关断。这时，的副边、均感应到高频电压，的电压经整流后给供电；的电压经快恢复二极管整流、滤波后，所得到的直流电压可给蓄电池组供电。 为确保此充电器具有恒流恒压特性，必须根据蓄电池的充放电曲线作闭环控制： 恒压（限压）控制：充电器输出端得到的电压必须严格控制在蓄电池组标称电压的倍左右，本例为。这部分主要由精密可调稳压 承担。比如当充电器的输出电压偏高时，的控制端电压也偏高，当高到某一点时，根据的特性可知，会使它的输出端控制的信号幅度下降光耦中的发光二极管增亮光敏三极管集电极控制信号下降，即脚的电位降低。根据的工作特性可知，脚的电位下降意味着脚的调制脉宽变窄，最终使输出电压回落到原来的数值（即相对恒压）。 恒流控制：蓄电池组放电完毕，此时处于欠压状态，再充电时，初充电流会很大，如不加限制，对电池组及充电器均不利。本充电器的恒流控制巧妙地利用管源极电阻上的压降控制的脚（电流敏感端），当输出端的电流过大时，源极限流电阻压降增大，送给脚的电压也增大，当脚的电压达到时，会迫使脚的脉宽变窄，最终使输出电流降下来，达到原先设定值，也即达到恒流目的。必须指出，当输出端短路或极性反接时，源极的限流电阻压降会远超过，这时脚的输出脉宽会变得极窄，最终会使输出电压、电流均处在最小值，保护了充电器本身。 本电路的精华部分是精心设计了一小模块，用它实施智能化（恒流转恒压）的控制，并用一廉价的双色发光管显示充电和充满状态，直观而实用。其原理为：正常充电时，亮，的红灯亮，绿灯不亮，当蓄电池充电基本完成时，电压已基本达到设定值，但如果充电电流只有原来初始值的弱，这时可调整脚的精密多圈电位器，使的绿灯亮，红灯灭，以显示蓄电池基本充满，同时的脚再发出一个低电平信号到（光耦），控制光电三极管导通，根据的工作原理可知，这时的脚电位拉低，脚脉宽变窄，输出端电压处于恒定状态，此时的数值比最高限压值（本例为）稍低，电路处于浮充状态，具体充电曲线见图。UC3842 内部工作原理简介 图1 示出了UC3842 内部框图和引脚图，UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有8 个引脚，各脚功能如下：脚是误差放大器的输出端，外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性；脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的2.5V 基准电压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度；脚为电流检测输入端， 当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态；脚为定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定，f=1.8/(RTCT)；脚为公共地端；脚为推挽输出端，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为1A ；脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为15mW；脚为5V 基准电压输出端，有50mA 的负载能力。 图1 UC3842 内部原理框图 2 UC3842 组成的开关电源电路 图2 是由UC3842 构成的开关电源电路，220V 市电由C1、L1 滤除电磁干扰，负温度系数的热敏电阻Rt1 限流，再经VC 整流、C2 滤波，电阻R1、电位器RP1 降压后加到UC3842 的供电端（脚），为UC3842 提供启动电压，电路启动后变压器的付绕组的整流滤波电压一方面为UC3842 提供正常工作电压，另一方面经R3、R4 分压加到误差放大器的反相输入端脚，为UC3842 提供负反馈电压，其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小，以此稳定输出电压。脚和脚外接的R6、C8 决定了振荡频率，其振荡频率的最大值可达500KHz。R5、C6用于改善增益和频率特性。脚输出的方波信号经R7、R8 分压后驱动MOSFEF 功率管，变压器原边绕组的能量传递到付边各绕组，经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻R10 用于电流检测，经R9、C9 滤滤后送入UC3842 的脚形成电流反馈环. 所以由UC3842 构成的电源是双闭环控制系统，电压稳定度非常高，当UC3842 的脚电压高于1V 时振荡器停振，保护功率管不至于过流而损坏。图2 UC3842 构成的开关电源 3 电路的调试 此电路的调试需要注意：一是调节电位器RP1使电路起振，起振电流在1mA左右；二是起振后变压器绕组提供的直流电压应能使电路正常工作，此电压的范围大约为1117V 之间；三是根据输出电压的数值大小来改变R4，以确定其反馈量的大小；四是根据保护要求来确定检测电阻R10 的大小，通常R10 是2W、1以下的电阻。