L494设计的电动自行车充电器原理与检修

tl494设计的电动自行车充电器原理与检修
电动自行车充电器多采用开关电源，型号虽多，但电路结构大同小异，主要区别在于所选的脉宽调制（pwm）芯片不同如（uc3845、uc3842、sg3524、tl494）。现以佳腾牌充电器为例，介绍其原理和故障检修方法。
一、电路原理
根据实物测绘的佳腾牌充电器电路原理如图1所示。整机可分为pwm产生和推动电路、功率开关变换电路、充电状态指示电路和交流输入电路四个部分。
图1
1.pwm产生和推动电路
pwm产生电路由ic1tl494和外围元件构成。tl494是pwm开关电源集成电路。引脚功能和内部框图如图2所示。
ic1的第5、6脚外接的c10、r19是定时元件，决定锯齿波振荡器的振荡频率，f=1.1/rc，按图中数值为50khz。第14脚是+5v基准电压输出端，除芯片内部使用外，还直接或分压后供第2、4、13脚和ic2使用。第13脚为输出方式控制端，该脚接低电平时为单端输出方式，图中接第14脚+5v高电平，为双端输出方式。第4脚为死区电压控制端，该脚电压决定死区时间。电位升高，死区时间延长，输出脉宽变窄，当电压大于锯齿波电压时，输出脉宽将变得很窄，甚至停振。凡输出端采用全桥或半桥式的开关电路，都要正确设置死区时间，以免两个开关管同时导通，发生电源短路的危险。图中该脚电位由基准电压经r24和r20分压取得，实测电压为0.46v。第1 、2脚和第16、15脚是ic1内部的两个电压比较器的正、反相输入端，分别用作充电电压取样和充电电流取样。+44v充电电压经r28、r27和r26分压反馈至第1脚。c15是软启动电容。第2脚电位由基准电压经r23和r3分压取得，实测为3.2v。第1脚电压越高，输出脉宽越窄，充电电压越低；
反之脉宽增宽，充电电压升高。从而实现+44v充电电压的目的。ra是充电电压调试电阻，ra和r26并联值越小，充电电压越高。r29是脚充电电流取样电阻，由该电阻上取得的电压变化，经r13送入ic1的第15脚。充电电流越大，第15脚电位越低。当第15脚电位低于第16脚（接地）电位时，ic输出端将被封闭，从而实现过流保护。rb是过流保护调试电阻，本机予设为1.8a。
外部输入信号的变化，经片内电路处理后，由8、10脚输出一对大小相等，相位相差180 度，脉宽可变的方波，经v3、v4推挽放大后，由变压器t2耦合至功率开关变换电路。
图2 2.功率开关变换电路
v1、v2两个开关管串联接在+300v供电电压和地之间，组成半桥式开关电路，在调宽脉冲的作用下，轮流导通和截止，将+300v直流转换为高频交流电。电流流向示意图如图3所示。v1导通时，c5+→v1ce→t2的2、4端→t3的2、1端→ c6→c5-。v2导通时，c5+→c4→t3的1、2端→t2的4、2端→v2ce→c5-。t3次级输出电压经d15、c17全波整流滤波，输出+44v供蓄电池充电。t3 次级另一绕组经d、d10、c18整流滤波，输出+24v向ic1和ic2供电。
r7、r是启动电阻，在开机瞬间向v1、v2基极提供激励电流，使电路自激启动。
c7、d5、r4或c8、d8、r11）是加速网络。d6、d7为保护二极管。c3、r1为尖峰吸收网络。
图3
3.交流输入电路
220v市电经d1-d4桥式整流、c5滤波，取得+300v电压，向功率开关变换电路供电。
4.充电状态指示电路
由ic2（ha17358）和双色发光管led2构成。ic2是双运放集成电路，这里接成两个电压比较器。由充电电流取样电阻r29取得的电压变化信号，经r31送入ic2的第2脚。充电初期，充电电流较大，r29上电压增大（注意：r2上的电压对地为负电压），第2脚电位低于第3脚电位，第1脚输出高电平，充电指示灯led2-a点亮。当电池接近充满时，充电电流减小，r29上的电压也降低，当第2脚电位高于第3脚电位时，第1、6脚变为低电平，第7脚输出高电平，充满指示灯led2-b点亮。
rc是充电状态指示调整电阻，选用适当的阻值接入，使之达到设定的指示状态（200ma）。
二、检修方法
本机有热地和冷地之分,测量时不要选错参考点。热地和市电相通，若加电检修，应加隔离变压器，以防触电。多数情况下，使用万用表的电阻档就能找到故障元件。检修pwm 电路用外接电源（即在+24v滤波电容c18两端外接15-20v稳压电源）最为安全有效。
加电试机，正常情况下，led1应点亮。+44v端不接负载时，充电指示led2-b应亮（绿色），+44v略有下降，实测为+44v不要误为故障。接入假负载时（可用1000w电炉丝代）充电指示leed2-a应亮。
1.保险烧断、玻璃管内壁发黑或炸裂
此现象说明电路有严重短路之处，以滤波电容c5、市电整流管d1-d4、开关管v1-v2、整流管d15等多个元件同时击穿多见。用万用表电阻档在路即可找出故障元件。
2.电源指示灯led1不亮，无+44v 电压输出
此现象说明电路没有工作，在 +300v电压输出正常的情况下，应重点检查启动电阻r7、r9有无断路，v1、v2基极回路元件d5、r4、r6、d8、r11、r8损坏，ic1、v3、v4损坏而无调宽脉冲输出。
外接电源，用示波器测ic1第5脚，应有正常的锯齿波形，若定时元件r19、c10正常而无波形，可判定ic1损坏。ic1的8脚和11脚应测得正常方波，当测其无波形或波形不正常时，若各脚电压正常，应更换ic1。若v3、v4波形不正常，查r12、v3、v4和外围元件。
表1、表2和图4、图5列出在外接 +15v稳压电源、+44v输出端空载条件下ic1、ic2各脚对地电压值和关键点波形图，供检修参考。ic1第14脚（+5v基准电压）若不正常，ic1第13 、2、4、脚电压都会不正常，ic2有关引脚电压也会不正常。断开ic1第14脚外电路后，若各脚电压仍不正常，则可判定ic1损坏。
表1
表2
图4
图5