【正文】 K 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 全橋和半橋式開關(guān)電源的 DC/AC 功率轉(zhuǎn)換 167。跟單管傳輸型變流電路不同是采用雙管用中心引線連接， V1 和V2 兩管交替導(dǎo)通和關(guān)斷來產(chǎn)生交流電壓，由對(duì)變壓器 TR 的二次電壓進(jìn)行全波整流獲得直流電壓。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。 167。天津冠宇充電器采用了圖 39 所示的防電池反接裝置。 工作過程：電池和充電主電源之間串聯(lián)繼電器 J1 的常開觸點(diǎn) J1，它閉合才能接通充電通路。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]。 上 頁圖中 BG D0 R6 D03 組成 +12V 輔助電源，屬于典型 的穩(wěn)壓二極管 D05 的擴(kuò)流電路，還擔(dān)負(fù)著其他低壓控制電路的供電。 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，以后簡稱主電源；把其他控制電路的直流電源叫做輔助電源。半橋式充電器 PWM芯片和控制電路都與市電隔離，因此輔助電源可能簡化為一個(gè)，而且可取自主電源，或者由功率輸出變壓器的獨(dú)立繞組供電，輔助電源地和主電源地相連。 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。 這一過程叫啟動(dòng)。但是相當(dāng)多的不經(jīng)穩(wěn)壓直接供應(yīng) TL494。 大部分半橋式充電器的電源 PWM 芯片的啟動(dòng)電壓，靠前面講的功率經(jīng)自激振蕩提供，啟動(dòng)后工作電壓靠輔助電源提供。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 167。 * 充電電路接入被充電池時(shí)，發(fā)光二極管 LED2 點(diǎn)亮，表示充電進(jìn)行中。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 第 4章 充電器的原 理 167。 TL494 簡介 TL494 是一種固定頻率脈寬調(diào)制電路，它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。 集成了全部的脈寬調(diào)制電路。 內(nèi)置誤差放大器。 可調(diào)整死區(qū)時(shí)間。 167。功率輸出管 Q1 和 Q2 受控于或非門。當(dāng)控制信號(hào)增大，輸出脈沖的寬度將減小 。 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 5 腳說明 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 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。當(dāng)該腳接地時(shí)，內(nèi)部第二個(gè)輸出晶體管并聯(lián)工作，輸出電流可達(dá) 400mA 大占空比為 96% 14 +5 +5V 基準(zhǔn)電源輸出端，可輸出 5V 的基準(zhǔn)參考電壓 15 V2（ ） 誤差放大器 2 誤差信號(hào)輸入端（反相信號(hào)端） 16 V2（ +） 誤差放大器 2 誤差信號(hào)輸入端（同信號(hào)端） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 167。換句話，開關(guān)管導(dǎo)通比高，充電電流就大，開關(guān)管導(dǎo)通比低，充電電流就小。（ 3）閉環(huán)控制，穩(wěn)定充電電壓和限定充電電流。這 樣一個(gè)閉環(huán)控制，限制了輸出電壓的上升。關(guān)于預(yù)設(shè)電壓，限流充電階段，由于充電電流比較大并且參與負(fù)反饋，沒經(jīng)驗(yàn)的僅憑測(cè)量輸出電壓，觀測(cè)不到，但可以通過本書后面的檢測(cè)儀檢測(cè)到，一般3 塊電池的大約 左右；涓流階段，憑測(cè)量空載輸出電壓比較容易觀測(cè)到，一般 3 塊電池的約 42V 左右。 167。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 圖 42 GD36 半橋式充電器框圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 圖 43 GD36 半橋式充電器電路原理圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 167。 （ 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，作為開關(guān)變壓器的電源。 該電路的特點(diǎn)是自激啟動(dòng)，控制電路所需輔助電源由輔助繞組供電。 接通電源， C C6 上的 150V 電壓經(jīng) R5 、 R R R10 給開關(guān)管Q Q2 提供基極偏壓。這是一個(gè)十分強(qiáng)烈的正反饋過程， Q1 迅速飽和導(dǎo)通。 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。這又是一個(gè)強(qiáng)烈的正反饋過程，結(jié)果 Q1截止、 Q2 飽和導(dǎo)通。 自激振蕩過程中， 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。PWM 脈沖驅(qū)動(dòng)下輪流導(dǎo)通。 D D7 是兩只位二極管，保護(hù)開關(guān)管 Q Q2。當(dāng) Q1 由導(dǎo)通變?yōu)榻刂苟?Q2 又尚未導(dǎo)通時(shí)， D7 導(dǎo)通，把反激能量再生給 C6 充電；當(dāng) Q2 由導(dǎo)通變?yōu)榻刂苟鳴1 又尚未導(dǎo)通時(shí)， D6 導(dǎo)通，把反激能量再生給 C5 充電。 （ 3） PWM 控制 以脈寬調(diào)制器 TL494 為核心組成。 ⒀ 腳接 +5V，脈沖輸出方式被設(shè)置為推挽輸出， ⑧ 、腳輸出的推挽調(diào)寬脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大后送半橋輸出級(jí)，控 制 Q Q2 輪流導(dǎo)通 [6]。 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。 （ 4）電壓控制、電流控制 R26 和 R27 是電壓負(fù)反饋取樣電阻， R26 與 R27 分壓，對(duì)輸出電壓進(jìn)行取樣，加到 TL494 的 ① 進(jìn)行電壓控制。電流控制的實(shí)質(zhì)也是控制輸出電壓 。這是一種典型的變壓器推挽式功率放大電路。 （ 6）充電狀態(tài)指示 主要由運(yùn)放 LM35 LED LED2 等元件組成。充電過程中的某一期間存在 LED LED2 同時(shí)點(diǎn)亮的過渡狀態(tài)。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。 這些充電器有些類同故障。多數(shù)是 TL494 損壞，或者輔助電源有故障。 對(duì)于空載無任何輸出的半橋式充電器，在保險(xiǎn)管損壞的情況下，首先懷疑兩只開關(guān)管是否擊穿，在更換好 NPN 管的同時(shí)，檢查 電阻及周邊元件是否損壞。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 有一類開關(guān)管的損壞原因是， TL494 完好，正向通道往后直到開關(guān)管正常。因此，有示波器的，在換開關(guān)管后，用穩(wěn)壓電源給集成電路供電，模擬改變穩(wěn)壓反饋系統(tǒng)反饋電壓，用示波器觀察占空比是否有相應(yīng)變化。用萬用表測(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。以 12V 電瓶為例，浮充電壓 可長期進(jìn)行，一般充電不要超過 ，否則失水嚴(yán)重。（ 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]?；蛘叻催^來，減小取樣電阻下半部 分電阻值，輸出電壓升高；增大取樣電阻下半部分電阻值，輸出電壓降低的方法。 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。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 結(jié) 論 環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約問題己成為新世紀(jì)最為突出的兩大主題， 電動(dòng)自行車以其安全、節(jié)能、方便快捷等優(yōu)點(diǎn)受到越來越多人的關(guān)注。 本文重點(diǎn)討論了電動(dòng)自行車鉛蓄電池以及基于 TL494 三段式充電器。鉛蓄電池以其使用成本低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)一直受人們的喜愛，但其容量小、污染環(huán)境等弊端也受到人們的關(guān)注。 目前電動(dòng)自行車充電器采用 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)。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有些許的不足之處，在充電所能達(dá)到電池電量的百分比方面不能得以準(zhǔn)確得計(jì)算，但總體理論已經(jīng)達(dá)到得所要求的預(yù)期目標(biāo)，可以說已經(jīng)完成《基于 TL494 的電動(dòng)自行車充電器電路分析》這一課題得任務(wù)要求 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年專業(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。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)四年的知識(shí)又有了一次系統(tǒng)的回顧。論文期間王老師總是認(rèn)真給我找資料，鼓勵(lì)我。懇請(qǐng)閱讀此文的老師多予指正，不勝感激！ 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 38 外文資料譯文 Overseas Electric Car Development History And Present Situation Overseas development electrically operated bicycle early European countries and so on the factor Japan as well as Germany, US develops in recent years is also overseas electrically operated bicycle main function is relaxed riding instead of walking and the leisure fitness tool, may in the largescale parking lot, the supermarket and tourist area speaking, the electrically operated bicycle is very big in the global potential market, and assumes the expanded tendency. Japan Light electric car place of origin Japan is the electrically operated bicycle develops the earliest country, the production and the market all has the suitable 1993 has developed first since elegant Ma Hayu, on 1994 April 1 promotes the world first electrically operated bicycle officially, the Japanese electrically operated bicycle market expands according to Japanese Bicycle Association, in 1994 the electrically operated bicycle sale still was insufficient 50,000, in 1998 the manufacturer achieved 20, delivered goods the quantity was 216,000. The Japanese electrically operated bicycle market mainly supplies goods by the local supplier, imports the vehicle quantity not to be local main manufacturer is elegant Ma Ha, this field, NATIONAL BICYCLE INDUSTRIAL, Suzuki and so same with the mon bicycle, the Japanese electrically operated bicycle import implements the zero tax rate, only then 5% excise tax【 14】 . The hill climbing driving license merits and so on reduces effort, not to use is the consumer purchases the electrically operated bicycle the main now, the advanced age woman is the Japanese electrically operated bicycle biggest expense enter the advanced age society and the reduced autom