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详解四种电瓶车充电器改可调电源的方法及电路图分析

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发表于 2021-11-17 12:45:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 whmks 于 2021-11-18 09:01 编辑

淘汰下来的电瓶车充电器相当多,用它来学习电路,改制功能等是一个很不错的选择,改好后干一些粗活相当实用。

一、改后的效果。

改后外观
1.jpg

最大恒流,因整流管是5A的,最大电流不能太高,并要加强整流管散热。
2最大恒流.jpg

最小10mA恒流,恒流指示灯亮。
3最小恒流.jpg

最大功率,最高电压和最高功率,绝大部分充电器都有最大功率保护,保护方式是降压。如电流增加到2A,电压自动降到55V左右,确保不超功率运行。
4恒功率.jpg

54.6V时最大电流。
5恒功率充.jpg

带个电机,因有最大功率降压保护,所以带大电流的电机也不会停机,这些粗活让这种电源去干挺合适的。
6.jpg

给一串多并电池组充电
7.jpg

电源效率,因内部有1.5W的风扇功率,实际效率在88%多,10V时的效率是74.5%,5V时的效率是61%。
8.jpg


二、第一台电源

芯片和控制组合是UC3842+LM358+LT431+S8050
该板元件最少,防反接二极管都没有。

先测一下原来电压和抬高电压,低档的电瓶充电器一般都是二段式充电,先抬高电压充,达到一定电压后转入恒压充。
测一下转灯前电压55.5V,(偏高了一点),减小电路图中红色方框内电阻就能降低电压。
9.jpg

转灯后的电压58V,转灯电流在580mA。拆除正面元件图的黄框内电阻就能解除电压抬高,再微调一下电路图中方框内任何一个电阻,使电压在54.6-55V就可直接用于48V的锂电充电。
10.jpg

如只要改成锂电充电器,拆除图中打叉的电阻,也就是实物图中黄框内电阻就可以。

电路图
11LM358 8050-1.JPG

1、 电路图说明
为了便于分析电路,把图中的各种不同功能的元件画成不同颜色和形状的框,方便新手理解和入门。
图中同一形状的框为一组。方框为输出电压调整电阻,园框为电压抬高电路,半圆框为检流电路,多边形框为转灯电流大小设定电阻,五角框是整机最大功率保护设定电阻。
凡是红色框为上拉电阻,绿色框为下拉电阻,减小上拉电阻的阻值,电压或电流降低,反则增加,下拉电阻与上拉电阻的作用相反。
褐色框为检流电阻,紫红框为检流输入电阻(可不用)。其他几种充电器与此说明相同。

2、主要元件的作用
UC3842采用最大功率限制设计,限制整机功耗在140W左右,限制方式是降低电压。因此,输出电流是自动可变,即电压低时电流高,电压高时电流低,使输出功率不超过限制功率,以确保电源安全,低档充电器大部分都采用这种方式。
LM358负责转灯电流检测、转灯和风扇控制,LT431负责电压调整,一支S8050负责电压抬高的开与关。电压基准由5.1V稳压管提供。
该板褐色半圆框内的检流取样电阻仅用于转灯和电压补偿,不参与输出电流的管理。

3、工作原理,也啰嗦几句,便于新手了解
转灯和电压抬高原理
这种电瓶充电器是二段式,充电时先抬高电压恒功率充,达到一定电压后转入恒压绢流充。
该板LM358运放的5、6、7脚是用于转灯电流检测。开机后没接电瓶时,由基准5.1V经82K和1K电阻分压后约有0.06V电压送入正相的5脚,使7脚输出高电平,一路经1K电阻点亮绿灯,另一路送入另一组运放负相的2脚,使1脚输出低电平,此时二支8050都截止。
当接入电瓶充电达到转灯电流时,在0.1R采样电阻上产生大于0.06V的压降,此时运放负相的6脚电压大于正相5脚的电压,使7脚输出反转为低电平,绿灯熄灭 ,运放正相的3脚高于2脚,使1脚输出反转为高电平,与此相关的红灯亮、风扇转、蓝圈内的8050导通,33K电阻等同于接地,LT431的R极电压降低,输出电压升高。

4、输出功率保护原理
该充电器没有输出电流设定,输出是以原边的五角框内电阻设定最大输出功率。
其中:褐色框内的0.51R是检流取样电阻,阻值减小是功率加大,反则减小,一般不调这个电阻。另外二个是分压电阻,红色是上拉电阻,减小阻值会降低功率,绿色是下拉电阻,减小阻值会增加功率。按图中所标的值,整机功耗在140W左右,最大输出功率约在120W左右。因此,充电器输出电流和电压是跟随功率,输出电压低时电流大,高时电流小,以确保不超过充电器的设定功率。

下图刚充电时电压低,电流高,输出功率116.5W
12.jpg

下图是充了一段时间电压升高,电流变低,但输出功率仍在116.6W左右。
13.jpg

5、改制方法
上面所说都是未改前的原理,下面说改成可调的方法。
改后的电路图,看红框内元件的改动,二个蓝色框是风扇的二种供电方案。
14LM358 8050-2.JPG

正面改动图,拆除蓝色框和黄框内元件,更换整流管和滤波电容等。
15.jpg

背面改动图
16电位器接线.jpg

图中只用了一路运放,另一路不用。改后的风扇供电有多种方法,在这里提供二种方案,一是利用原副边绕组串一电阻直供,优点是简单,缺点是低压时风扇不转。
二是用电容法直接用220V直供,优点时开机即转,缺点要增加元件。
这个电路是负相控制(下一台是正相控制),就是电流检测输入是在6脚负相端。负相与正相的控制区别仅在于输出二极管极性和接法不一样,具体见第二块板的正相控制电路图。

6、实物改动的地方
A、 增加二路供电,其中UC3842供电要在16.5V以上,LM358供电15V左右,如电流够大可为风扇同时供电。
17.jpg

B、 拆除不用元件,按图装上一支二极管和二支电阻加可调电位器,另外整流管有TO220的安装位也换了,滤波电容肯定也换了,不然等听爆竹声。
18.jpg

C、 根据原理图在板上改接CC灯走线,如另有外壳就引线出来就是了,二个可调电位器的接线位。
19.jpg

E、改后测试
最高恒流
20最大恒流.jpg

这台能改成最高电压90V(能到100V,因电容耐压只有100V)
21最高电压.jpg

恒流红灯亮
22恒流红灯亮.jpg


三、第二台电源

该板的芯片是UC3842+LM358+LT431,
电压抬高是利用运放输出端加二极管组成,这台的电压抬高方式与上一台不同,采用了预降式,上一台是后抬式,就是一个是电阻接上拉预降,一个是电阻接下拉后抬。
改前电路图
23LM358 LT431.JPG

改后电路图
24.JPG

这台是正相控制,并用LM358的另一组运放作为转灯,优点是当CC灯亮时CV灯灭,第一台是同时亮。
缺点是改动多一点。

也可用第一台一样的CV、CC灯电路的正相控制图
25LM358 431.JPG

这台风扇供电采用220V加电容直供和利用原辅助加7812稳压二路都有。
26.jpg


四、第三台电源

采用UC3842+LM358+LT431+无字模块
28.JPG

电压控制方式与上二台不同,LT431仅作为基准电压用,LM358的一路为电压调整,另一路为转灯电流检测,无字模块作为转灯、风扇和电压抬高开关。
改后电路图
29.JPG

要改可调也很方便,利用LM358的1-3脚一组运放作正相控制,CC灯也由此控制,无字模块可不用。


五、第四台电源

采用TOP271+LM358+LT431+SP130
这台电源原边没有最大功耗保护,试过76v近3A也不动作,所以有副边调流保护功能。
30.jpg

改前电路图
31.JPG

其中:LM358的一路作为恒流控制,另一路作为转灯电流检测,LT431作为电压调整,SP130作为转灯、风扇和电压抬高开关。
这台电源可以不加辅助电源改成36-60V的宽电压锂电充电器。
改后电路图
32.JPG

改后最低电压18V,原恒流1.75A。
33.jpg

最高电压76V。
34.jpg

上述各款低档电源的开关噪声相当大,而且大部分都没有热冷地的Y电容,而反激电源没有此电容的噪声更大,改时可加上。
以上电源对电压电流的控制各不相同,但都能达到同一目标,也就是说只要掌握原理,各种不同的电路都能灵活应用,改成需要电源。
有不到的地方请坛友补充,不明的地方请提出共同探讨。

另外,在充电器上装一个电压电流表,能大致看出电池的性能质量。
一是电池平衡性,如充不到额定电压就停充,说明已有电池组不平衡,电压差距越大,不平衡也越大。
二是能初估电池容量。
三是凭经验能判断内阻是否增大。


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