電動車充電器工作原理及常見故障維修

1、電動車充電器工作原理及常見故障維修電動車如今已進入我們的生活，方便了我們的出行，而且還環(huán)保，正是我國目前提倡的“低碳生活”；但它的充電器故障率較高，很是一件令人頭疼的事。出于這個緣故，根據(jù)本人多年的維修經(jīng)驗，寫了這篇文章，希望對電子電器維修人員和廣大的電子愛好者，提供維修資料，供維修參考用。為了方便說明，本文還是從原理開始說起。一工作原理我們目前用的電動車充電器大部分都是脈沖式充電器。就目前來說，以UC3842為主控芯片的充電器還是占絕大多數(shù)，當然也有不少是以TL494為主控芯片的充電器，對于采用這種芯片的充電器本文不做闡述（因這兩種充電器的維修基本上是大同小異的）。這類充電器的原理與開關電源

2、的原理是基本相同的220V的交流電經(jīng)交流濾波電路濾除外來的雜波信號(同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網(wǎng)的干擾),再經(jīng)二極管橋式整流電路和濾波電路，整流濾波后得到約300V的直流電，送給功率變換電路進行功率轉換。功率變換電路中的開關功率管（IGBT）就在脈沖寬度調制控制器（UC3842）輸出的脈沖控制信號驅動下，工作在“開”“關”狀態(tài)，從而將300V直流電切換成寬度可調的高頻脈沖電壓。把高頻脈沖電壓送給高頻脈沖變壓器，其次級就會感應出一定的高頻脈沖交流電，并送給高頻整流濾波電路進行整流，濾波；最后輸出一個很平滑的直流電，供給蓄電池充電。由于蓄電池剛開始充電時和充過一段時間后，蓄電池的容量和端

3、電壓均不一樣，這就由充電器內部取樣電路將取樣信號通過光電耦合器（PC817）送入控制電路，經(jīng)過脈寬調制芯片（UC3842）內部調制，由控制電路的輸出端將變寬或變窄的驅動脈沖送到開關功率管的柵極，使變換電路產生的高頻脈沖方波也隨之變寬或變窄，使蓄電池的充電分別進入：恒流充電，恒壓充電和浮充充電這三個充電階段。二常見故障分析及維修由于電動車充電器的輸入部分工作在高壓，大電流的狀態(tài)下，故障率最高，如高壓大電流整流二極管，濾波電容，開關功率管等較易損壞。其次就是輸出整流部分的整流二極管，保護二極管，濾波電容，限流電阻等；再就是脈寬調制控制器的反饋部分和保護部分。2.1保險絲熔斷一般情況下，保險絲熔斷說

4、明充電器的內部電路存在短路或過流的故障。由于充電器工作在高電壓，大電流的狀態(tài)下，直流濾波和振蕩電路在高壓狀態(tài)工作時間太長，電壓變化相對大。另外電網(wǎng)電壓的波動，浪涌都會引起充電器內電流瞬間增大而使保險絲熔斷。維修方法：首先仔細查看電路板上面的各個元件，看這些元件的外表是否被燒糊或有電解液溢出，聞一聞有沒有異味。再用萬用表進行檢查。首先測量一下電源輸入端的電阻值，若小于200K，則說明后端有局部短路現(xiàn)象，然后分別測量四只整流二極管正，反向電阻和兩個限流電阻的阻值，看其有無短路或燒壞；然后再測量一下電源濾波電容是否能進行正常充放電，再就測量一下開關功率管是否擊穿損壞，以及UC3842本身，及周圍元件

5、是否擊穿，燒壞等。需要說明的一點是：因是在路測量，有可能會使測量結果有誤，造成誤判。因此必要時可把元器件焊下來再進行測量。如果仍然沒有上述情況則測量一下輸入電源線及輸出電源線是否內部短路。一般情況下，熔斷器熔斷故障中，整流二極管，電源濾波電容，開關功率管，UC3842是易損件，損壞的概率可達95%以上，一般著重檢查一下這些元器件，就可很容易排除此類故障。2.2無直流電壓輸出或電壓輸出不穩(wěn)定如果保險絲是完好的，在有負載的情況下，各級直流電壓無輸出。這種情況主要是以下原因造成的：電源中出現(xiàn)開路，短路現(xiàn)象；過壓，過流保護電路出現(xiàn)故障；振蕩電路沒有工作；電源負載過重；高頻整流濾波電路中整流二極管被擊穿

6、；濾波電容漏電等。維修方法：首先，用萬用表測量一下高頻脈沖變壓器次級的各個元器件是否有損壞。排除了高頻整流二極管擊穿、負載短路的情況后，再測量各輸出端的直流電壓，如果這時輸出仍為零，則可以肯定是電源的控制電路出了故障。最后用萬用表靜態(tài)測量高頻濾波電路中整流二極管及低壓濾波電容是否損壞。如果確實是相關的元件損壞，在更換好新元件后，開機測試，一般故障即可排除。需要說明的是：電源輸出線斷線或開焊、虛焊也會造成這種故障。在維修時應注意這種情況。2.3無直流電壓輸出，但保險絲完好這種現(xiàn)象說明充電器未工作，或者工作后進入了保護狀態(tài)。維修方法：首先應判斷一下充電器的主控芯片UC3842是否處在工作狀態(tài)或已經(jīng)

7、損壞。判斷方法是這樣的：加電測UC3842的第7腳對地電壓，若測第8腳有+5V電壓，1，2，4，6腳也有不同的電壓，則說明電路已起振，UC3842基本正常；若7腳電壓低，其余管腳無電壓或不波動，則UC3842已損壞。UC3842芯片損壞最常見的是7腳對地擊穿，6，7腳對地擊穿和1，7腳對地擊穿。如果這幾只腳都未擊穿，而充電器還是不能正常啟動，則UC3842必壞，應直接更換。若判斷芯片未壞，則著重檢查開關功率管柵極的限流電阻是否開焊、虛焊或變值以及開關功率管本身是否性能不良。除此之外，電源輸出線斷線或接觸不良也會造成這種故障。因此在維修時也應注意檢查一下。UC3842的各管腳功能及正常工作時的對

8、地電位表管腳號功能對地電位1誤差放大器的輸出端2.5V左右2反饋電壓輸入端2.51V左右3電流檢測輸入端小于1V4定時端f=1.8/(RTCT)2V左右5公共地端0V6推挽輸出端15V（方波）7電源端15V85V 基準電壓輸出端5V2.4有直流電壓輸出，但輸出電壓過高這種故障往往是由穩(wěn)壓取樣和穩(wěn)壓控制電路出現(xiàn)故障所致。在充電器中，直流輸出、取樣電阻、誤差取樣放大器、光耦合器、電源控制芯片等電路共同構成了一個閉合的控制環(huán)路，任何一處出問題都會導致輸出電壓升高。維修方法：由于充電器中有過壓保護電路，輸出電壓過高首先會使過壓保護電路動作。因此對于這種故障的維修，我們可以斷開過壓保護電路，使過壓保護電

9、路不起作用，在這時，測量開機瞬間的電源主電壓。如果測量值比正常值高出1V以上，說明輸出電壓過高。我們應著重檢查取樣電阻是否變值或損壞，精密基準電壓源(TL431)或光耦合器（PC817）是否性能不良，變質或損壞；其中精密基準電壓源(TL431)極易損壞，我們可用下述方法對精密穩(wěn)壓放大器作出好壞的判別：將TL431的參考端(Ref)與它的陰極（Cathode）相連，串10k的電阻，接入5V電壓，若陽極（Anode）與陰極之間為2.5V，并且等待片刻還仍然為2.5V，則為好管，否則為壞管。2.5有直流電壓輸出，但輸出直流電壓過低2.6散熱風扇不轉這種故障原因主要是控制風扇的三極管（一般為8550或

10、8050）損壞，或者風扇本身損壞或風葉被雜物卡住。但有些充電器中采用的是智能散熱，對于采用這種方式散熱的充電器，熱敏電阻損壞的概率是很大的。維修方法：首先用萬用表測量一下控制風扇的三極管是否損壞，若測得此管未損壞那就有可能是風扇本身損壞?？梢园扬L扇從電路板上拔下來，另外接上一個12V的直流電（注意正負極），看是否轉動，并看有無異物卡住。若擺動幾下風扇的電線，風扇就轉動，則說明電線內部有斷線或接頭接觸不良。若仍不轉動，則風扇必壞。對于采用智能散熱的充電器來說，除按上述檢查外，還應檢查一下熱敏電阻是否不良或損壞，開焊等。但要注意此熱敏電阻為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，更換時應注意。三檢修實例實例一.YG

11、-WY-H型電動三輪車智能充電器有電壓輸出，但充不進去電根據(jù)此故障現(xiàn)象，初步判斷電源輸入整流電路部分可能有故障，也有可能是輸出電源插頭與充電插座接觸不良所致。用十字旋具將充電器的四顆緊固螺釘拆下，打開上蓋。首先看到輸入整流電路中的電源濾波電容已炸裂，漏液（C5 82Uf/400V）。然后用萬用表的“RX1”歐檔測量一下輸出電源插頭和充電插座，發(fā)現(xiàn)阻值很小，幾乎為0歐，這說明它們接觸良好。為了萬無一失，再用萬用表測量其它易損壞的元件及充電保險，經(jīng)測量均未損壞。最后換上一個與原來電壓(耐壓可大于原來的值，但絕對不能小于原來的值)和容量相同的電解電容（82uf/400V），焊好，插上電源插頭和充電插

12、頭。經(jīng)數(shù)小時的充電，充電器上的“充滿”指示燈亮，表明蓄電池已充滿，故障排除。部分電路圖及故障點見圖1所示： 圖1 實例一的部分電路圖及故障點實例二.FTC-2001型充電器無電壓輸出，但保險絲完好此故障屬于本文中的第四類。經(jīng)拆開后，先檢查一下有無開焊，聞一聞有無燒焦等明顯故障現(xiàn)狀。然后用萬用表的“RX1”K擋測量一下UC3842的限流電阻R2，此電阻為2W/150K歐的碳膜色環(huán)電阻。經(jīng)測量其阻值與標稱值相接近，此電阻未壞。然后插上電源插頭，對UC3842進行加電檢測，將萬用表撥至“直流電壓50V”擋，測得第7腳的對地電壓為15V左右，第8腳對地有+5V的電壓，1，2，4，6腳對地也有不同的電壓

13、，這說明UC3842在正常工作，未損壞。下一步就應著重檢查開關功率管Q1本身及其漏極的限流電阻R11了。為了不影響測量的準確性，將開關功率管Q1及漏極限流電阻R11用烙鐵拆下。稍等片刻，帶元件冷卻到室溫后，便用萬用表“RX1”歐擋，對漏極限流電阻R11進行測量。此電阻為一個2W/6.2歐的碳膜色環(huán)電阻。經(jīng)測量其阻值與標稱值相接近，此電阻未壞。再將萬用表的電阻擋撥至“RX1”K擋，對開關功率管Q1進行測量。此開關功率管的型號為“10N60”（10A600V）IGBT型功率管。在測量前要對IGBT管的三個引腳短路放電，以避免影響測量的準確度。然后用萬用表的紅，黑表筆正，反測量一下G極與D極，G及與

14、S極，均有幾十千歐的電阻。（正常時，G極與D極，G及與S極，之間的電阻均為無窮大），這說明此開關功率管的性能已經(jīng)不好了。于是換了一個新的10N60型的開關功率管。將拆下的漏極限流電阻R11及其新的10N60焊好，通電試驗，電源指示燈亮了，這時用萬用表的“直流電壓50V”擋，測量了一下輸出電壓，為44V。電路恢復正常工作，故障排除。部分電路圖及故障點見圖2所示：圖2 實例二的部分電路圖及故障點實例三.青鳥牌電動車充電器無直流電壓輸出，且保險絲熔斷此故障現(xiàn)象屬于本文中的第一類。打開上蓋，頓時聞到了一股燒焦的味道，看到燒糊并炸開的UC3842，燒的發(fā)黑的保險絲，以及兩個限流電阻R1和R5。（一個是U

15、C3842的限流電阻R1，另一個是開關功率管的柵極限流電阻R5）。根據(jù)維修經(jīng)驗可知，開關功率管V1肯定在劫難逃，必壞。先將損壞明顯的元件焊下，再將萬用表的電阻擋撥至“RX1”K擋，對開關功率管進行測量。經(jīng)測量，開關功率管V1的三個電極全部擊穿；然后將其焊下。然后接著用萬用表測一下四個整流二極管D1D4及電源濾波電容C3，經(jīng)測量四個整流二極管D1D4及電源濾波電容C3均未損壞。然后把損壞的元件處理干凈后，根據(jù)上面元件所標的型號，電阻的阻值等，換上了新的元器件，焊好，通電試驗。不料，保險絲又爆了。馬上拔下電源插頭，將電源濾波電容作放電處理后用萬用表分別對前面所換元件進行檢查測量。經(jīng)測量，所換元件，

16、全部都燒壞了。把損壞的元件全部焊下；將萬用表的電阻擋撥至“RX1”K擋，對其余易損元件進行一一檢查測量，排查。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)R4燒壞，阻值為無窮大。換上一個新的0.25W/100歐的碳膜色環(huán)電阻和前面所換元器件，焊好，通電試驗。不料，保險絲又爆了。如此反復燒保險，故障點肯定還是沒有真正找到，沒有被根除。那么故障點到底在哪呢？經(jīng)過進一步深入的分析可知：最初的故障現(xiàn)象是很嚴重的，有好幾個電子元器件都被燒糊甚至炸裂，這一方面說明電路確實存在短路和過流的故障。但從另一方面則說明，電子元器件被燒糊甚至炸裂的瞬間會產生大量的熱，致使PCB板上的某些細小的覆銅板會因瞬間高溫而被融化，因其十分細小，且被燒處已發(fā)黑，不容易被發(fā)現(xiàn)，因此即使元器件都是完好無損的，但因某些細小的，使電路無法連接完整，使某些電路殘缺不全，無法完成某項特定的功能，從而導致保險絲履燒。根據(jù)以上分析，仔細的對燒焦處進行清理，檢查有無覆銅板被燒化后留下的痕跡。發(fā)現(xiàn)在連接光電耦合器（4N35）的第4腳與UC3842第2腳之間的覆銅板燒化了。于是用一段電線將其焊接，連接好，同時也把其它損壞的元器件全部換上新的，焊好。然后用萬用表重新檢查一遍。無誤后，通電試驗，保險絲安然無恙，電源指示燈亮了，用萬用表測量一下輸出電壓為55V。電路恢復正常工作，故障被徹底排除。部分電路圖及故障點見圖3所示：圖3 實例三的部分電路圖及故障點總的