新颖35W高频高效充电机.doc

新颖３５Ｗ高频高效充电机2007-01-15 11:52:30   来源:   作者:   【大 中 小】 评论：0 条 点击： 1093众所周知，使用高频逆变方式制作电源系统（含充电机）具有体积小、效率高的特点通常小功率逆变电路多采用反激式工作方式，即主开关管导通时，变压器次级不输出电流，能量积蓄在初级线圈中；主开关管截止时，初级能量感应到次级并输出在此期间，主开关管将承受供电电源２倍以上的工作电压，故一般２２０Ｖ市电逆变电源，开关管耐压应在７５０Ｖ以上本充电机由于采用独特思路，将市电整流后的３００Ｖ直流电压巧妙转变为１５０Ｖ供电电压，使价格较低的中低压开关管也能顺利工作在２２０ＶＡＣ电源中（本例使用４００Ｖ、１０Ａ、０．７Ω的Ｋ１１０１型场效应管），同时本机充电管理采用断电检测、多路分挡精密控制方式，从而使得本机具有制作成本低、充电方式合理、应用范围广的特点工作原理电路见图１，波形示意见图２市电由Ａ、Ｂ点进入正半周时，经Ｄ3、Ｄ4半波整流，Ｄ8、Ｄ10截止，Ｃ10、Ｄ9、Ｃ11串联滤波储能而分别承担１５０Ｖ左右电压；负半周时，Ｄ９截止，Ｃ10、Ｄ8、Ｃ11、Ｄ10处于并联供电状态ＩＣ1（ＳＧ３８４２）为常用小功率反激式集成电源控制芯片，工作电压为１６～３４Ｖ（启动后为１１～３４Ｖ）。

{7}脚为供电端{8}脚为精密５Ｖ基准电源，具有对外输出５０ｍＡ电流的能力{6}脚为输出端，驱动电流峰值达１Ａ，适用于推动场效应开关管{4}脚与外接元件Ｒ4、Ｃ4构成振荡电路，本机设定为３０ｋＨｚ{3}脚为电流控制端，其电压高于１．１Ｖ时，将关闭{6}脚输出，由于动作极快（＜５０ｎｓ），因而可逐个关闭输出脉冲{2}脚为采样电压比较输入端，此脚电位高于２．５Ｖ时，输出关闭{1}脚为补偿控制端，此脚电位钳位在１．４Ｖ以下时，输出亦被禁止Ｄ4、Ｒ3、ＬＥＤ1、Ｒ7、Ｄ6、Ｃ5和ＩＣ1{3}脚构成正半周检控电路，当ＩＣ1{3}脚达到１．１Ｖ时，ＩＣ1关闭输出Ｃ1和Ｄ2、Ｃ2、Ｒ2、Ｃ3构成正半周供电电路负半周时通过Ｄ1使Ｃ1放电，为下次正半周再次向Ｃ2、Ｃ3充电作准备负半周时Ａ点为低电位，Ｃ点因Ｄ4反偏亦处于低电位，ＩＣ1{3}脚亦为低电位此时，{6}脚输出约３０ｋＨｚ高频脉冲驱动ＶＴ，初级电流从Ｘ点呈线性由小到大流经Ｌ1、ＶＴ、Ｒ14、Ｄ6到Ｙ点ＶＴ工作时ＸＹ点电压低于１５０Ｖ，ＶＴ的Ｄ、Ｓ间所承受的工作电压约为３００Ｖ（２倍ＶXY）正半周时，由Ｄ4、Ｒ3、ＬＥＤ1、Ｒ7、Ｄ6、Ｃ5和ＩＣ1{3}脚构成电压检测电路，{3}脚电位达到１．１Ｖ时，ＩＣ1关闭输出。

此时，由于主开关管ＶＴ停止振荡，故ＶＴDS只承受ＸＹ间的１５０～３００Ｖ脉动直流电压此设计可大大减低主开关管ＶＴ的击穿电压，亦是本机区别于传统电路的特点之一本机对输出功率的控制是通过改变与ＩＣ1{3}脚并联的检流电阻的阻值来实现的为提高可调功率范围和降低检流电阻功耗，在Ｒ14下面串联Ｄ6，利用其正向压降来抬高电位ＶＲ控制着Ｅ点电位的高低，亦即间接控制了初级电流的大小当触点向上移时，分压增大，Ｅ点电位降低，初级电流（输出功率）减小；反之，初级电流增大ＶＴ导通时，Ｌ2同名端（下端）为正，整流管Ｄ11反向截止，无输出电流，能量存于电感Ｌ1（变压器初级）中ＶＴ截止时，Ｌ1磁场换向，Ｌ1、Ｌ2同名端均变为负极，Ｄ11导通，输出电流经Ｃ12、Ｃ13滤波后向外提供ＲX1～ＲX6、Ｒ0、ＩＣ3（ＴＬ４３１）、ＰＣ1、Ｒ18、ＤＷ2、Ｒ16、Ｒ17组成分挡电压检测电路，当Ｃ12端电压上升，使ＩＣ3的检测点Ｆ达到２．５Ｖ时，ＩＣ3导通ＰＣ1次级亦导通此时，当处于负半周时，由于{6}脚不断输出高频脉冲，经Ｒ9、Ｄ7给Ｃ7充电，Ｃ7、Ｒ10时间常数远大于高频脉冲间隔，故ＩＣ2控制极在整个负半周均高于２．５Ｖ，ＩＣ2是导通状态，其导通压降为２Ｖ，{2}脚亦被钳位于２Ｖ以下，这样ＩＣ1{6}脚将保持输出工作状态。

待到正半周时，{6}脚停止输出高频脉冲，经Ｃ7、Ｒ10时间常数后ＩＣ2截止如此时外接充电电池端电压未达设定值，ＩＣ3、ＰＣ1不导通，整个系统保持在市电的负半周充电，正半周断电检测状态如充电电池电压达到设定值，ＩＣ3、ＰＣ1均导通，ＩＣ1{8}脚５Ｖ电压经Ｒ5、ＰＣ1到达Ｃ6，在Ｃ6、Ｒ6一个时间常数（本电路为１ｓ）内，ＩＣ1{2}脚处于高压状态，ＩＣ1关闭输出，即本机停止向蓄电池充电待Ｃ6端电压下降到２．５Ｖ以下时，ＩＣ1重新启动，充电并检测、控制这样Ｍ、Ｎ点电压始终保持在设定值上，既不会过充，又能随时得到补充，呈满电状态Ｒ19、ＤＷ3、ＰＣ2为输出过压保护电路，当分挡开关接触不良（如通电压后再拔动分挡开关）或ＩＣ3检测系统出现故障时，Ｍ、Ｎ端电压上升到２０Ｖ左右，ＰＣ2导通，ＩＣ1{1}脚被箝位于１Ｖ以下，ＩＣ1{6}脚关闭输出，从而使本机不被损坏（反激逆变电路的一个特点是：初级不能开路，否则因能量无法释放而将损坏初级部分）本机在制作与使用中，分挡开关只能有一位处于接通位置，既不能多也不能少如所充电池标称电压不在本机电路所设定的数值上，读者可自行调整任一挡的ＲX1～ＲX6值（用ＲX表示），其值可由下式推算：Ｖ＝２．５（１＋ＲX／Ｒ0）例如：８节９．６Ｖ镍氢电池组，ＲX按公式计算值为××ｋ，即将本图第六挡的ＲX6取下换上××ｋ即可。

保险丝ＦＵＳＥ主要用于电池不小心接反时得到保护，Ｄ11、Ｄ5、Ｃ8、Ｒ11为Ｌ1的反峰吸收电路ＬＥＤ2指示充电状态，闪亮频率较低或熄灭时表示基本充满由本机工作原理可知，所接电池组既可快速充电，又能充满自停，长期浮充元件选择要点Ｄ1～Ｄ4可选１Ｎ４００７Ｄ5～Ｄ10为高速整流管Ｄ11为２０Ａ／２００Ｖ肖特基管高频变压器可用ＥＣ２８磁芯，初级９０匝，次级１２匝ＩＣ1也可用ＵＣ３８４２等ＶＴ选用耐压高于４００Ｖ、电流大于６Ａ、导通电阻小于１Ω的Ｎ型场效应管，如８４０等本机在设计中已考虑到锂离子蓄电池与镍氢、镍镉和铅酸蓄电池的个性与共性，分设３．６Ｖ、７．２Ｖ、１０．８Ｖ、１４．４Ｖ、６Ｖ、１２Ｖ六挡标称电池组拨动开关，可对上述中小电池组进行快速、高效的傻瓜式充电。