【正文】 VK 1K 2L 1L 2K 3K 4 （ a）全橋式結(jié)構(gòu) K K2 導(dǎo)通 K K3 導(dǎo)通 V / 2K 1K 2L 1L 2V / 2K 1K 2L 1L 2K 1K 2L 1L 2 V / 2V / 2V / 2V / 2 （ b）半橋式結(jié)構(gòu) K1 導(dǎo)通 K2 導(dǎo)通 圖 36 全橋和半橋式開(kāi)關(guān)電源的 DC/AC 功率轉(zhuǎn)換 167。天津冠宇充電器采用了圖 39 所示的防電池反接裝置。 半橋式充電器輔助電路 一般把充電器為電池充電的那路直流電流叫充電主電源，以后簡(jiǎn)稱主電源；把其他控制電路的直流電源叫做輔助電源。但是相當(dāng)多的不經(jīng)穩(wěn)壓直接供應(yīng) TL494。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 第 4章 充電器的原 理 167。 可調(diào)整死區(qū)時(shí)間。 表 41 TL494 芯片的引腳功能 引腳 符號(hào) 功能 1 V1（ +） 誤差放大器誤差信號(hào)輸入端（同向信號(hào)端） 2 V1（ ） 誤差放大器誤差信號(hào)輸入端（反向信號(hào)端） 3 OPOUT 誤差放大器 1 和 2 輸出信號(hào)補(bǔ)償原件連接段 4 DEAD 死區(qū)控制信號(hào)輸入端，所加控制電壓可調(diào)輸出脈沖寬度 5 CT 振蕩器外接震蕩電容連接端，與 6腳外接的電阻一起可產(chǎn)生頻率 f=的鋸齒波信號(hào) 6 RT 振蕩器外接振蕩電阻連接端，見(jiàn) 5 腳說(shuō)明 7 GND 基準(zhǔn)電源電接地線端 8 CA 推挽電路輸出信號(hào)端 A,出電壓可達(dá) 40V,流為 200mA,反相輸出） 9 EA 推挽電路輸出信號(hào)端 A，屬同向信號(hào)輸出端 10 電動(dòng)車(chē) 推挽電路輸出信號(hào)端 B，屬同向信號(hào)輸出端 11 CB 推挽電路輸出信號(hào)端 B，輸出電壓可達(dá) 40V，電流為 200Ma(反相輸出 ) 12 VccIN 工作電源電壓輸入端 13 CONT 輸出方式設(shè)定信號(hào)輸入端。這 樣一個(gè)閉環(huán)控制，限制了輸出電壓的上升。 （ 1）市電整流濾波 市電 220V/50Hz 經(jīng)二極管 DID4 橋式整流、電容 C5C7 濾波，得到 310V左右的直流電壓，作為開(kāi)關(guān)變壓器的電源。 Q1 飽和導(dǎo)通后， 150V 電壓 ① ② 主繞組充電儲(chǔ)能，線圈中的電流和由它產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線性增加。 D D7 是兩只位二極管，保護(hù)開(kāi)關(guān)管 Q Q2。 C18 是緩啟動(dòng)電容，接通電源后， C18 兩端電壓為零， ④ 腳的電位近似為 +5V，輸出脈沖占空比為零。 （ 6）充電狀態(tài)指示 主要由運(yùn)放 LM35 LED LED2 等元件組成。多數(shù)是 TL494 損壞，或者輔助電源有故障。用萬(wàn)用表測(cè)試電路前，要拔掉蓄電池和市電插 頭，對(duì)電容放電后再進(jìn)行，對(duì)濾波電容放電可用普通白熾燈泡進(jìn)行。 參考地電位的概念，在分析電流檢測(cè)比較器電路時(shí)十分重要。 目前電動(dòng)自行車(chē)充電器采用 最多的是三段式充電器，因?yàn)槠渚哂?充電效果好、失水輕、節(jié)省電能、全程智能等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)又有一些缺點(diǎn)。論文期間王老師總是認(rèn)真給我找資料，鼓勵(lì)我。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次綜合應(yīng)用、擴(kuò)充和深化，也是對(duì)我們理論運(yùn)用于實(shí)際設(shè)計(jì)的一次鍛煉。 本文重點(diǎn)討論了電動(dòng)自行車(chē)鉛蓄電池以及基于 TL494 三段式充電器。（ 2）夏天電壓要低一些，降低幅度為每格（ 12V 電瓶為 6 格）每（攝氏）度 4mV[17]。請(qǐng)注意區(qū)別，啟動(dòng)電壓取自被充電電池的，空載不啟動(dòng)是正常的 有一類(lèi)開(kāi)關(guān)管的損壞原因是， TL494 完好，正向通道往后直到開(kāi)關(guān)管正常。另以一塊電壓比較器集成電路為輔助，進(jìn)行電流分段控制。電流控制的實(shí)質(zhì)也是控制輸出電壓 。 （ 3） PWM 控制 以脈寬調(diào)制器 TL494 為核心組成。 自激振蕩過(guò)程中， B3 的次級(jí)輸出電壓經(jīng) D D10 全波整流、 C19 濾波，建立起 PWM 控制電路芯片 TL494 所需的工作電源。 接通電源， C C6 上的 150V 電壓經(jīng) R5 、 R R R10 給開(kāi)關(guān)管Q Q2 提供基極偏壓。 167。換句話，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通比高，充電電流就大，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通比低，充電電流就小。功率輸出管 Q1 和 Q2 受控于或非門(mén)。 集成了全部的脈寬調(diào)制電路。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 167。 大多數(shù)半橋式充電器的輔助電源是采用功率輸出變壓器的獨(dú)立繞組經(jīng)全波整流供電。圖中 D66 是 J1 吸合線圈的續(xù)流二極管，保護(hù) BG3 不被擊穿 [4]。輸出濾波器采用全波整流，降低了對(duì)濾波器的要求，因而可實(shí)現(xiàn)小型化。圖 36（ b）是充電器中半橋式開(kāi)關(guān)電源主流電路，我們介紹的半橋式充電器就是屬于這類(lèi)。壓敏電阻并聯(lián)在充電器的市電輸入短路中，在市電低于 240250V 時(shí)，它的阻值接近無(wú)窮大，當(dāng)市電高于保護(hù)值時(shí)，其電阻值接近 0Ω，將市電輸入短路，造成保險(xiǎn)管熔斷，從而切斷電源，起到過(guò)壓保護(hù)作用。 在充電器里 廣泛使用的是負(fù)溫度系數(shù)電阻其特性見(jiàn) 34（ a）所示。圖 33（ c）中右邊圖是左邊圖的改進(jìn)，電容變成了四只 C C C C4。圖中 C1 是容量大的分解電容，具有一定的寄生電感，其感抗的存在造成對(duì)高頻成分旁路效果差些。一般最常見(jiàn)的就是電源濾波電路和電源噪聲濾波電路。波形見(jiàn)圖 32（ b）所示。 檢測(cè)蓄電池溫度 蓄電池在充電末期，會(huì)因其負(fù)極發(fā)生氧復(fù)合反應(yīng)產(chǎn)生熱量，使蓄電池溫度升高。充電時(shí)間也 不能過(guò)長(zhǎng)，充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅拉長(zhǎng)充電監(jiān)測(cè)時(shí)間，浪費(fèi)電能，而且也限制了蓄電池的循環(huán)使用次數(shù)，增大了維護(hù)工作量。 充電器對(duì)蓄電池產(chǎn)生影響的是充電電壓、充電電流和充電波形及頻率。） A,充電電壓逐漸上升至,充電時(shí)間為 46h。 D CG B負(fù) 載R 2S A 1 圖 26 分階段充電的原理示意圖 常用的分階段充電法有二階段充電法和三階段充電法。 涓充法 涓流充電是指蓄電池與負(fù)載并聯(lián)后，與直流電源（充電器）相 連。若在采用恒壓充電，通過(guò)蓄電池的充電電流將是蓄電池的安全接受電流的幾十倍，當(dāng)充電器的容量不夠大時(shí)，則充電器因過(guò)載而燒毀。 167。 恒流充電法 顧名思義，恒流充電方法就是對(duì)蓄電池進(jìn)行充電時(shí)，自始至終保持充電電流恒定不變。充電器的充放電時(shí)間、充放電電流大小、電壓高低以及充電方法必須預(yù)先設(shè)定適宜。目前市場(chǎng)上 65%的電動(dòng)自行車(chē)選擇的是鉛酸電池（本文所設(shè)計(jì)的充電器就是屬于鉛酸電池這一類(lèi) ）， 30%選擇的是鎘鎳電池， 5%選擇的是氫鎳電池或其他電池 [13]。虧電 電池 使用過(guò)后請(qǐng)盡快充電。使用充電器對(duì)蓄 電池 充電時(shí)，請(qǐng)先插上充電器的輸出插頭，后插輸入插頭。 圖 12 幾種常見(jiàn)的電動(dòng)車(chē)充電器外形 167。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 167?？刂破鞲鶕?jù)助力傳感器信號(hào)的大小，分配給電機(jī)不同的電驅(qū)動(dòng)功率，以達(dá)到人力與電力自動(dòng)匹配，共同驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)車(chē) 旋轉(zhuǎn)。智能型控制器還具有多種騎行模式和整車(chē)電氣部件自檢功能。 電動(dòng)車(chē)各部件的主要作用 充電器 充電器是給電池補(bǔ)充電能的裝置，一般分二 階段充電模式與三階段充電模式兩種。 本設(shè)計(jì)主要針對(duì)一款基于 TL494 芯片的充電器，對(duì)其電路與工作原理做出分析，文中詳細(xì)敘述了硬件電路的工作原理、脈寬調(diào)制控制電路、充電方式等。 因此 研制出無(wú)污染、能耗小的交通工具來(lái)代替那些燃油車(chē)輛成為勢(shì)在必行的課題。 充電狀態(tài)顯示電路 ............................................................24 第 4 章 充電器的原理 ...........................................................................25 167。 濾波電路 ............................................................................16 167。 恒流充電法 .................................... 6 167。 常見(jiàn)的電動(dòng)自行車(chē) .............................. 2 167。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 基于 TL494 芯片的充電器電路分析 摘 要 近年來(lái)，電動(dòng)自行車(chē)得到了日益廣泛的應(yīng)用。 電動(dòng)車(chē)各部件的主要作用 ....................... 2 167。 恒壓充電法 .................................... 9 167。 輔助電路 ....................................................................................17 167。 TL494 脈寬調(diào)制電路芯片 ........................................................25 167。近年來(lái)，電動(dòng)自行車(chē)得到了日益廣泛的應(yīng)用。該充電器對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行全面管理，使充電過(guò)程按理想的充電曲線進(jìn)行，充電電流可在一范圍內(nèi)任意設(shè)定，具有完善的聲光保護(hù)裝置，既能快速充電又能對(duì)蓄電池進(jìn)行有效地保護(hù)。二階段充電模式：先恒壓充電，充電電流隨電池電壓的上升逐漸減小，等電池電量補(bǔ)充到一定程度以后，電池電壓會(huì)上升到充電器的設(shè)定值，此時(shí)轉(zhuǎn)換為涓流充電?？刂破魇?電動(dòng)車(chē) 能量管理與各種控制信號(hào)處理的核心部件。 使用提示：使用調(diào)速轉(zhuǎn)把時(shí)，要求輕旋輕放，無(wú)須用力旋轉(zhuǎn)。 充電器的分類(lèi)和結(jié)構(gòu) 167。 充電器的結(jié)構(gòu) 電動(dòng)自行車(chē)充電器主要由整流濾波、高壓開(kāi)關(guān)、電壓變換、恒流、恒壓和充電控制等幾個(gè)部分電路組成。充電時(shí)，充電器的電源指示燈顯示紅色，充電指示燈也顯示為紅色。對(duì)于長(zhǎng)期不使用的 電池 ，應(yīng)每隔 15 天左右對(duì) 電池 充電一次，以 補(bǔ)償 電池 存放時(shí)的自放電電量的損失。 鉛酸電池主要有正極、負(fù)極 和和電解質(zhì)構(gòu)成。 充電器的充電方法、充電電壓和充電后蓄電池應(yīng)達(dá)到的終止的電壓值，均依據(jù)蓄電池的極板結(jié)構(gòu)、材料而定。恒流電源電路如 21 圖示 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 T R 1R 2VD 1 ~ VD 4VT 1GBVT 2 圖 21 恒流電源充電器 恒流充電雖然具有較高的充電效率，能方便地根據(jù)充電時(shí)間來(lái)決定充電是否停止，也可以改變被充蓄電池的數(shù)目，但在開(kāi)始時(shí)充電電流過(guò)小，而充電后期充電電流過(guò)大，不僅充電時(shí)間長(zhǎng)，而且耗氣量大，能量高，充電效率在 65%以下 。 恒壓充電法 恒壓充電法是充電電源的電壓在充電的整個(gè)過(guò)程中保持恒定不變。因此，恒壓充電法不適合放電較深的蓄電 池充電，不適合數(shù)量多的蓄電池充電，因不能使所有的電池均衡。在正常情況下，直流電源是負(fù)載的工作電源并以涓流方式為負(fù)載充電，此時(shí)主要為負(fù)載提供工作電流。 ① 二階段充電法是采用恒電流和恒電壓相結(jié)合的快速充電方法。 第二階段采用恒壓充電，充電電壓為 逐漸上升至（ 177。其中 ,充電電壓與蓄電池是否充滿電有關(guān)，充電電流與蓄電池充得快或慢有關(guān)，而充電的波形與頻率則與蓄電池的容量與壽命 (即充得好壞 )有關(guān)。 快速充電法是用大電流在短時(shí)間內(nèi)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。蓄電池溫度的升高最終將導(dǎo)致充電電流增大，為控制因溫度升高所增大的電流，應(yīng)在蓄電池外殼上設(shè)置溫度傳感器或熱敏電阻等溫度檢測(cè)元件，實(shí)時(shí)地將蓄電池溫度信息傳遞給控制電路。 在開(kāi)關(guān)電源式充電器中，這兩種整流電路都得到了應(yīng)用。 上節(jié)的整流電路之后輸出的是脈動(dòng)直流電。因此，一 般并聯(lián)一只容量不大但寄生電感很小的高頻電容 C2，可以明顯改善對(duì)高頻濾波的效果，彌補(bǔ)電解電容的不足。它們的其中一端都接地，可將差模和共模的高頻干擾通過(guò)電源插頭的保護(hù)地，引入地。在室溫下，通電前，它僅有 510Ω 電阻值，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，溫度會(huì)上升，其電阻會(huì)減小，這種負(fù)溫度系數(shù)電阻串聯(lián)在充電器的市電輸入電路里，加電瞬間，室溫下 510Ω 電阻的串聯(lián)大大降低了浪涌電流，隨通電時(shí)間增加， NTC 溫度升高，其電阻值下降接近 0Ω，但為了維持電阻發(fā)熱，需要保持一個(gè)非常小的電阻，這種小電阻對(duì)電路功率影響很小，因此，這種簡(jiǎn)單有效的防浪涌電路被廣泛應(yīng)用在開(kāi)關(guān)電源式的充電器中。壓敏電阻在原理圖中的代號(hào)是 Rv，在實(shí)際使用中無(wú)正負(fù)極之分，特性和應(yīng)用見(jiàn)下頁(yè)圖 35 所示 [2]。 開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)，傳輸電能多， 次級(jí)繞組的輸出電壓高，電流就相應(yīng)大。 V 2 T R V 1EI C 1 U b 1 U b 2V D 1V D 2I 2LCR 圖 37 推