用ＵＣ３８４５的电动自行车智能充电器

2008-11-10 

电动自行车智能充电器

2007/05/09 00:41

用ＵＣ３８４５的电动自行车智能充电器

ＵＣ３８４５是一种高性能、单端输出的电流型ＰＷＭ控制电路，最大优点是外接元件少，不用独立辅助电源，外电路装配简单，成本低廉。用它作反激式控制的电动自行车智能充电器，在市场上极具竞争力。

全电路原理如图１所示，图２是ＵＣ３８４５的内部框图，ＵＣ３８４５各引脚的功能见附表。本电路的新颖之处为打破常规地将ＩＣ１内部的误差放大器空着不用（照理应将②脚即反相端接地），而直接用二次侧的精密稳压ＩＣ３ ＡＳ４３１调控，下面试分析之。

市电经简单的交流滤波、一次整流并滤波得到约３１０Ｖ的直流高压后，分成二路：一路经启动电阻８２ｋΩ向１５０μＦ的电解充电，当电容上的电压高于１１０Ｖ时，ＩＣ１的⑦脚得电，内部的振荡器工作，并通过⑥脚送到ＶＭＯＳ管６Ｎ６０的栅极，同时３１０Ｖ的高压直流经过变压器Ｔ的原边Ｎ１送到６Ｎ６０的漏极，⑥脚的振荡信号控制６Ｎ６０的导通与关断。这时，Ｔ的副边Ｎ２、Ｎ３均感应到高频电压，Ｎ２的电压经整流后给ＩＣ１供电；Ｎ３的电压经快恢复二极管整流、滤波后，所得到的直流电压可给蓄电池组供电。

为确保此充电器具有恒流恒压特性，必须根据蓄电池的充放电曲线作闭环控制：

１． 恒压（限压）控制：充电器输出端得到的电压必须严格控制在蓄电池组标称电压的１．３倍左右，本例为４４Ｖ。这部分主要由精密可调稳压ＩＣ ＡＳ４３１承担。比如当充电器的输出电压偏高时，ＡＳ４３１的控制端电压也偏高，当高到某一点时，根据ＡＳ４３１的特性可知，会使它的输出端控制的信号幅度下降→光耦ＩＣ２中的发光二极管增亮→光敏三极管集电极控制信号下降，即①脚的电位降低。根据ＵＣ３８４５的工作特性可知，①脚的电位下降意味着⑥脚的调制脉宽变窄，最终使输出电压回落到原来的数值（即相对恒压）。

２． 恒流控制：蓄电池组放电完毕，此时处于欠压状态，再充电时，初充电流会很大，如不加限制，对电池组及充电器均不利。本充电器的恒流控制巧妙地利用ＶＭＯＳ管源极电阻上的压降控制ＩＣ１的③脚（电流敏感端），当输出端的电流过大时，源极限流电阻压降增大，送给③脚的电压也增大，当③脚的电压达到１Ｖ时，会迫使⑥脚的脉宽变窄，最终使输出电流降下来，达到原先设定值，也即达到恒流目的。必须指出，当输出端短路或极性反接时，源极的限流电阻压降会远超过１Ｖ，这时⑥脚的输出脉宽会变得极窄，最终会使输出电压、电流均处在最小值，保护了充电器本身。

本电路的精华部分是精心设计了一小模块ＩＣ４，用它实施智能化（恒流转恒压）的控制，并用一廉价的双色发光管显示充电和充满状态，直观而实用。其原理为：正常充电时，ＬＥＤ１亮，ＬＥＤ２的红灯亮，绿灯不亮，当蓄电池充电基本完成时，电压已基本达到设定值，但如果充电电流只有原来初始值的１０％弱，这时可调整ＩＣ４④脚的１０ｋΩ精密多圈电位器，使ＬＥＤ２的绿灯亮，红灯灭，以显示蓄电池基本充满，同时ＩＣ４的③脚再发出一个低电平信号到ＩＣ２（光耦），控制光电三极管导通，根据ＵＣ３８４５的工作原理可知，这时的ＩＣ１①脚电位拉低，⑥脚脉宽变窄，输出端电压处于恒定状态，此时的数值比最高限压值（本例为４４Ｖ）稍低，电路处于浮充状态，具体充电曲线见图３。



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