Prinsip dan Penyelenggaraan Pengecas Kenderaan Elektrik

Pengecas kenderaan elektrik biasa boleh dikategorikan kepada dua jenis berdasarkan struktur litar. Jenis pertama menggunakan bekalan kuasa pensuisan transistor tunggal yang dipacu oleh UC3842 untuk mengawal transistor kesan medan, menggunakan penguat operasi dwi LM358 untuk melaksanakan kaedah pengecasan tiga peringkat. Kuasa AC 220V ditapis dan gangguan ditindas melalui penapis dua arah T0, diperbetulkan oleh D1 menjadi DC berdenyut, kemudian ditapis melalui C11 untuk menghasilkan output DC yang stabil kira-kira 300V. U1 ialah litar bersepadu modulasi lebar nadi TL3842. Pin 5 berfungsi sebagai terminal negatif bekalan kuasa, pin 7 sebagai terminal positif, dan pin 6 mengeluarkan denyutan terus memacu transistor kesan medan Q1 (K1358). Pin 3 mengawal pengehadan arus maksimum; melaraskan rintangan R25 (2.5 ohm) mengubah suai arus maksimum pengecas. Pin 2 menyediakan maklum balas voltan, membolehkan pelarasan voltan keluaran pengecas. Pin 4 menyambung kepada perintang ayunan luaran R1 dan kapasitor ayunan C1. T1 ialah pengubah nadi frekuensi tinggi, menjalankan tiga fungsi: pertama, ia mengurangkan denyutan voltan tinggi kepada denyutan voltan rendah; kedua, ia mengasingkan voltan tinggi untuk mengelakkan kejutan elektrik; Ketiga, ia membekalkan kuasa operasi kepada UC3842. D4 ialah diod penerus frekuensi tinggi (16A 60V), C10 ialah kapasitor penapis voltan rendah, D5 ialah diod zener 12V, dan U3 (TL431) ialah sumber voltan rujukan ketepatan. Bersama-sama dengan U2 (optocoupler 4N35), ia membolehkan pengawalseliaan automatik voltan keluaran pengecas. Melaraskan W2 (perintang pemangkasan) membenarkan penalaan halus voltan pengecas. D10 ialah LED penunjuk kuasa. D6 ialah LED penunjuk pengecasan. R27 ialah perintang penderiaan semasa (0.1Ω, 5W). Mengubah nilai rintangan W1 melaraskan arus ambang peralihan caj apungan pengecas (200–300mA).

Apabila dihidupkan, kira-kira 300V hadir di seluruh C11. Satu cabang voltan ini digunakan pada Q1 melalui T1. Cawangan kedua mencapai pin 7 U1 melalui R5, C8, dan C3, memaksa U1 untuk mengaktifkan. Pin 6 daripada U1 mengeluarkan denyutan gelombang persegi, mengaktifkan Q1. Arus mengalir melalui R25 ke tanah. Pada masa yang sama, belitan sekunder T1 menjana voltan teraruh, yang, melalui D3 dan R12, menyediakan bekalan kuasa yang boleh dipercayai kepada U1. Voltan daripada belitan primer T1 diperbetulkan dan ditapis melalui D4 dan C10 untuk menghasilkan voltan yang stabil. Satu cabang voltan ini, melalui D7 (yang menghalang aliran arus terbalik dari bateri kembali ke pengecas), mengecas bateri. Cawangan kedua membekalkan 12V kepada LM358 (penguat operasi dwi, ​​pin 1 sebagai pembumian kuasa, pin 8 sebagai kuasa positif) dan litar persisiannya melalui R14, D5 dan C9. D9 menyediakan voltan rujukan untuk LM358, yang dibahagikan dengan R26 dan R4 untuk mencapai pin 2 dan 5 LM358. Semasa pengecasan biasa, voltan kira-kira 0.15–0.18V muncul merentasi terminal atas R27. Voltan ini digunakan pada pin 3 LM358 melalui R17, menyebabkan voltan tinggi dikeluarkan daripada pin 1. Satu cabang voltan ini melalui R18, memaksa Q2 mengalirkan dan menerangi D6 (LED merah). manakala cawangan lain menyuntik ke dalam pin 6 dan 7 LM358, mengeluarkan voltan rendah yang memaksa Q3 untuk dimatikan. D10 (LED hijau) padam, dan pengecas memasuki fasa pengecasan arus malar. Apabila voltan bateri meningkat kepada kira-kira 44.2V, pengecas beralih kepada fasa pengecasan voltan malar, mengekalkan voltan keluaran sekitar 44.2V manakala arus pengecasan berkurangan secara beransur-ansur. Apabila arus pengecasan berkurangan kepada 200mA–300mA, voltan merentasi R27 berkurangan. Voltan pada pin 3 LM358 jatuh di bawah pada pin 2, menyebabkan pin 1 mengeluarkan voltan rendah. Q2 dimatikan dan D6 padam. Pada masa yang sama, pin 7 mengeluarkan voltan tinggi. Voltan ini mengaktifkan Q3 melalui satu laluan, menyebabkan D10 menyala. Laluan lain bergerak melalui D8 dan W1 ke litar maklum balas, menyebabkan voltan berkurangan. Pengecas kemudian memasuki fasa pengecasan titisan. Pengecasan tamat selepas 1–2 jam.

Ralat biasa dalam pengecas terbahagi kepada tiga kategori utama: 1: Ralat voltan tinggi 2: Ralat voltan rendah 3: Ralat yang menjejaskan kedua-dua voltan tinggi dan rendah. Gejala utama kerosakan voltan tinggi ialah lampu penunjuk gagal menyala. Penunjuk ciri termasuk: - Fius yang ditiup - Pecahan diod penerus D1 - Bonjolan atau pecah kapasitor C11 - Pecahan transistor Q1 - Litar terbuka dalam perintang R25 Litar pintas antara pin 7 U1 dan tanah. Litar terbuka dalam R5, menyebabkan tiada voltan permulaan untuk U1. Menggantikan komponen ini harus menyelesaikan masalah. Jika pin 7 U1 menunjukkan lebih 11V dan pin 8 menunjukkan 5V, U1 pada asasnya berfungsi. Pengujian fokus harus ditujukan untuk memeriksa sambungan pateri sejuk pada pin Q1 dan T1. Sekiranya Q1 berulang kali rosak tanpa terlalu panas, ini biasanya menunjukkan kegagalan D2 atau C4. Jika Q1 rosak semasa terlalu panas, ini secara amnya menandakan kebocoran atau litar pintas pada bahagian voltan rendah, arus berlebihan atau bentuk gelombang nadi yang tidak normal pada pin 6 UC3842. Ini menyebabkan kehilangan pensuisan dan penjanaan haba meningkat dengan ketara pada Q1, yang membawa kepada kepanasan melampau dan keletihan. Manifestasi lain kerosakan voltan tinggi termasuk lampu penunjuk berkelip, voltan keluaran rendah dan tidak stabil. Ini biasanya disebabkan oleh pematerian yang lemah pada pin T1, litar terbuka dalam D3 atau R12, atau kekurangan kuasa pengendalian pada TL3842 dan litar persisiannya. Kerosakan voltan tinggi yang jarang berlaku menunjukkan voltan keluaran yang terlalu tinggi melebihi 120V. Ini biasanya disebabkan oleh kegagalan U2, litar terbuka dalam R13, atau pecahan U3, yang menurunkan voltan pada pin 2 U1 dan menyebabkan pin 6 mengeluarkan denyutan yang terlalu lebar. Operasi berpanjangan di bawah keadaan ini mesti dielakkan, kerana ia akan merosakkan litar voltan rendah dengan teruk.

Kebanyakan kerosakan voltan rendah berpunca daripada sambungan kekutuban terbalik antara pengecas dan terminal bateri, menyebabkan R27 terbakar dan LM358 rosak. Gejala termasuk penunjuk merah menyala secara berterusan, penunjuk hijau tidak menyala, voltan keluaran rendah atau voltan keluaran menghampiri 0V. Penggantian komponen yang disebutkan di atas akan menyelesaikan masalah ini. Selain itu, hanyut voltan keluaran disebabkan oleh ayunan W2 mungkin berlaku. Jika voltan keluaran terlalu tinggi, bateri mungkin mengecas berlebihan, menyebabkan dehidrasi teruk, terlalu panas, dan akhirnya lari haba menyebabkan letupan. Sebaliknya, voltan keluaran yang terlalu rendah akan mengakibatkan pengecasan terkurang.

Apabila kerosakan berlaku dalam kedua-dua litar voltan tinggi dan rendah, jalankan pemeriksaan menyeluruh terhadap semua diod, transistor, optocoupler (4N35), transistor kesan medan, kapasitor elektrolitik, litar bersepadu dan perintang R25, R5, R12, R27—terutamanya D4 (16A 60V 60V) diod pemulihan pantas (60μF) dan pemulihan pantas C47 (60μF). memperkasakan. Elakkan menggunakan kuasa secara membuta tuli, yang mungkin meluaskan lagi skop kerosakan. Sesetengah pengecas menggabungkan kekutuban terbalik dan perlindungan litar pintas pada peringkat output. Ini pada asasnya menambah geganti kepada litar keluaran; semasa kekutuban terbalik atau keadaan litar pintas, geganti gagal beroperasi, menghalang keluaran voltan daripada pengecas.

Pengecas lain juga mempunyai kekutuban terbalik dan perlindungan litar pintas, walaupun prinsipnya berbeza daripada reka bentuk yang disebutkan di atas. Litar voltan rendah mereka menarik voltan permulaannya daripada bateri yang sedang dicas dan menggabungkan diod (perlindungan kekutuban terbalik). Setelah bekalan kuasa diaktifkan dengan betul, pengecas kemudian membekalkan kuasa pengendalian voltan rendah. Cip kawalan dalam pengecas sedemikian biasanya berdasarkan TL494, memacu dua transistor voltan tinggi 13007. Digabungkan dengan LM324 (empat penguat operasi), ini mencapai pengecasan tiga peringkat.

AC 220V dibetulkan melalui D1-D4 dan ditapis oleh C5 untuk menghasilkan kira-kira 300V DC. Voltan ini mengecas C4, membentuk arus permulaan melalui belitan voltan tinggi TF1, belitan utama TF2 dan V2. Penggulungan maklum balas TF2 menjana voltan teraruh, menyebabkan V1 dan V2 mengalir secara berselang-seli. Akibatnya, voltan dihasilkan dalam belitan bekalan voltan rendah TF1. Voltan ini diperbetulkan melalui D9 dan D10, ditapis oleh C8, dan membekalkan kuasa kepada komponen seperti TL494, LM324, V3 dan V4. Pada peringkat ini, voltan keluaran kekal rendah. Selepas pengaktifan, TL494 mengeluarkan denyutan secara bergantian daripada pin 8 dan 11, memacu V3 dan V4. Denyutan ini, melalui penggulungan maklum balas TF2, merangsang V1 dan V2. Ini mengalihkan V1 dan V2 daripada berayun sendiri kepada operasi terkawal. Voltan penggulungan keluaran TF2 meningkat. Voltan ini disalurkan kembali ke pin 1 TL494 (maklum balas voltan) melalui pembahagian voltan merentasi R29, R26 dan R27, menstabilkan voltan keluaran pada 41.2V. R30 berfungsi sebagai perintang deria semasa, menghasilkan penurunan voltan semasa pengecasan. Voltan ini disalurkan semula melalui R11 dan R12 ke pin 15 TL494 (maklum balas semasa), mengekalkan arus pengecasan pada kira-kira 1.8A. Selain itu, arus pengecasan menghasilkan penurunan voltan merentasi D20, yang dijalankan melalui R42 ke pin 3 LM324. Ini menyebabkan pin 2 mengeluarkan voltan tinggi, menerangi penunjuk pengecasan, manakala pin 7 mengeluarkan voltan rendah, memadamkan penunjuk caj apungan. Pengecas memasuki fasa pengecasan arus malar. Selain itu, voltan rendah pada pin 7 menarik voltan anod D19 ke bawah. Ini mengurangkan voltan pada pin 1 TL494, menyebabkan voltan keluaran maksimum pengecas mencapai 44.8V. Apabila voltan bateri meningkat kepada 44.8V, fasa voltan malar bermula.

Apabila arus pengecasan menurun kepada 0.3A–0.4A, voltan pada pin 3 LM324 berkurangan. Pin 1 mengeluarkan voltan rendah, memadamkan penunjuk pengecasan. Pada masa yang sama, pin 7 mengeluarkan voltan tinggi, menerangi penunjuk caj apungan. Selain itu, voltan tinggi pada pin 7 menaikkan voltan anod D19. Ini meningkatkan voltan pada pin 1 TL494, menyebabkan voltan keluaran pengecas berkurangan kepada 41.2V. Pengecas memasuki mod caj apungan.

Contoh:

Pengecas. Setelah menyambungkan bekalan kuasa, pengecas tidak menunjukkan sebarang tindak balas. Walau bagaimanapun, kapasitor penyimpanan mengekalkan cas. Jika tidak dilepaskan dengan segera di sini, ia boleh menyebabkan kejutan yang mengejutkan, menyebabkan ketidakselesaan yang ketara.

Mula-mula pastikan sama ada 13007 berfungsi. Ukur voltan titik tengah antara dua transistor; jika ia berbunyi 150V, isunya terletak di antara kapasitor 68μF/400V dan litar pengubah utama. Jika bukan 150V, salah satu daripada dua perintang permulaan 240K rosak. Senario terakhir adalah lebih biasa. Untuk litar 3842, perintang permulaan biasanya menjadi impedans tak terhingga; dua perintang 2.2 ohm juga perlu diperiksa.