充电器原理与维修实例

一.维修理论基本阐述
所有的电子产品都有一定生命周期，使用中的不规范行为都会导致产品的损坏，电动车充电器是电动车的重要的部件，一旦充电器损坏，电动车将“举步艰难”，继而“寸步难行”。
电动车充电器由于是定位和价格竞争等等问题造成其寿命相对较短，有些厂家为了降低成本，不惜牺牲产品的质量，使用劣质器件造成在使用过程当中会出现这样那样的故障，最严重的是出现了一些影响深远的问题，如：充电过程中不转灯，充电器各项参数混乱等，致使蓄电池寿命缩短！维修电动车充电器，讲究：望、听、闻、问、切。（实际应用中有一定的次序排列）下面就这些技巧一一讲解其目的与方法
望：我们拿到一个充电器首先要看一看这个充电器的外观，由此来判断使用环境会对充电器造成什么影响，如：充电器外壳有发热变形现象，表面比较脏，或者进风口严重堵塞，我们在实际案例里面发现有用户过份的爱惜充电器，在外面包裹了塑料袋，充电时也不拿下；又有些用户不太注意充电器，天天带在电动车后箱，长期的振动颠簸会使充电器出现虚焊；更有用户雨天也会使用充电器，充电器进水出现的后果可能会比较严重的损坏充电器，以至于直接报废。
听：拿起充电器来，在耳边上下摇晃几下，初步的听一下，充电器内部是否有不应该有的异响，主要是用来判断，器件是否有掉落，松动和破摔，另外我们还由此来断定里面会不会有导电物体的存（器件掉落，小孩子顽皮，都会有导电物质在充电器内部存在）
闻：顾名思义用我们自己的鼻子去嗅一嗅，这个可以在不拆外壳的情况下，快速的判断充电器故障的大小有极其重要的作用，当然这个需要一些基本的常识，你要学会分辨几种不同气味。
问：和客户交流，充电器是在怎样的情况的下面坏掉的，比如，客户告知充电器在一插电的情况下“啪”的一声巨响后损坏的，我们就可以大致的判断，这个会不会由于高压整流部分出问题了？400V电容爆炸了等等，以此获取第一手的资料。
切：基本就可以理解为把充电器上电（插电），这个举动最终是来自于以上的4个流程做下来的最后决定，而这里面的风险，直接来自你自己对于插电带来后果评估是否准确直接的考验。
经过望、听、闻、问、切、步骤后我们基本就会锁定故障的大致范围，在和客户的短暂沟通以后，我们开始“开膛破肚”。
电路部分从外壳分离出来以后，我们就电路部分进行消化。由于电路部分涉及电路理论，结合工作原理我们可以快速判断故障点，但是实际当中，我们可以完全抛开理论知识，使用一些其他手段，也可以对充电器进行维修。
处理电路部分，首先一个应该注意自身安全，做好一些防护措施十分的有必要，比如：使220V的隔离变压器，湿手不要去触碰线路板，夏天不要穿拖鞋去操作，地下铺设一块绝缘橡皮等等！

电路部分维修基本手法：1.目测法 2.电阻法 3.电压法 4.代换法 5.对比法
1.目测法
看，我们就拿着充电器翻来覆去的看，就不信我们找不到哪里坏了。由于不能一一的上图我们就在这里简单的描述一下部分器件损坏的特点，电容：比较明显的特征是电容里面包含着一定溶液，在超标工作环境下，电容会发热自爆以泻身心不能承受的压力，有些质量比较差的电容会自爆到尸首也找不到，号称无影无踪小鞭炮，只留下一些细小的碎纸屑。电阻：发热和过载后，会变色或冒烟，当然电阻也会自爆，炸断或自身一部分飞离。有相同特征器件还包括：MOS管（功率开关管)、二极管、保险丝、集成块、甚至线路板的铜箔都会由于过流融化掉。
2.电阻法
这里我们使用数字万用表，对怀疑部分的电路进行测量，一般我们使用二极管档进行测量，就是短路2支表笔，万用表会叫的那个档，测量电阻前我们会做一些必要的放电行为，在确认没有插市电的情况下，我们一一用镊子去短路一些电容，电容放电时会发出火花和声响不要害怕，然后进行我们的在路阻值测量。
例如：我们对一只不开机的充电器进行检查，我们会从AC220V入线部分开始测量，输入线，保险丝，整流二极管，NTC、400V滤波电容，到变压器，MOS管，3842等等，这个方法十分讲究经验，没事的时候，打开充电器四处量一量，这些都是积累经验的方法。
3.电压法
学会测量电压是维修的基本技能之一，带电在路测量是比较危险的行为，必要的时候我们还是需要这么去做，这个行为不单单是我们自身的安全问题，还有由于操作出现意外损坏充电器的可能性十分的大，如果出现把充电器测量坏了，我们不要沮丧和难过，最好的技工，都会出现错误，就算是大师也不能避免。我们只要记得测量电压有着明确的目的性，千万不要盲目的带电四处乱量，这个是大忌。
4.代换法
代换就是把一些器件，进行替换，替换的器件可能是用新的，或是从一个能正常工作的充电器上面拆下来的，为什么要进行代换呢？这个方法一般我们维修进入了相对来说的瓶颈，我们就会产生这么的思路，比如：我老是怀疑3842坏了，那就换一个试试看吧！代换比较适合于特定的器件如：电容，集成块等一些可能软性损坏的器件，对于其他的硬性器件，我们不用也没有必要去考虑去代换它，比如：保险丝，MOS管等，因为这些器件我们用电阻法测量出来坏了，就是坏了。
5.对比法
所谓的对比法，就是找一个一模一样的或者相似的充电器我们以它作为一个模板，进行比较，多方面的去排除和缩小故障的范围，这其中包括：电阻法，电压法，替换法！综合上述的各种方法，也还会用到其他的一些方法，如果我们不是出于对电路有了解的情况下，这些方法显得有些笨拙，在外行的眼中我们可能是十分的专业的在使用一些仪器在进行对充电器的诊疗行为，其实我们也知道我们在瞎搞，期待瞎猫会碰到死老鼠。
要想成为一个维修充电器的高手，那十分有必要去了解充电器的基本工作原理，我们从它的工作流程入手，用相对合理的理性思维来找到故障解决问题。
题外：一日只见那某高手拆开一只充电器，瞄了几眼静思了3秒，拿起万用表那么的一测量，拿起电烙铁那么的一焊，拆下某个器件，用无与伦比的熟练手法换上新器件，那一刻他仿佛集合了多种神的灵魂在身，然后潇洒的装壳、上电、灯亮、检测、完成。那顾客呆了片刻：太快了，短短不到3分钟的时间，充电器又恢复了昔日的活力......
二、认识电动车充电器
首先就目前市场上面常见的几款充电器我们来认识一下：西普尔内部电路结构图：

正面

反面

特能充电器 ：正面

反面

首先我们把充电器内部的电路基本结构部件进行了分割和注解，电动车充电器其实还有另外的电路结构，大致可以分成2个大的板块，TL494芯片组成的半桥电路，UC3842芯片组成反激式电路，各自都有自己的特点。目前市场上面绝大部分的充电器都是3842电路。

我们就用3842作为我们主要讲解例子。

1.输入线

2.NTC

3.输入保险丝

4.整流管×4

5.400V滤波电容

6.PWM芯片3842

7.3842供电部分

8.启动电阻

9.MOS管

10.开关变压器

11.光耦

12.输出整流管

13.输出滤波电容

14.控制部分供电

15.运放LM324/358

16.电流采样电阻

17.输出保险丝

18.输出线

补充：19.输出电压控制部件（431)

三、充电器工作基本原理

基本的工作方框图

注：图片里面的电流基准其实和电流检测存在比较关系，为了画的方便和直观，连到了一起！还是简单的说说由3842芯片构成的充电器工作原理：首先AC220电压经由保险丝，NTC和EMI滤波整流滤波变换的300V左右的直流电压，经启动电阻提供给3842（7脚）初始工作电压，驱动MOS管开关动作，开关变压器在MOS管的开关作用下，会不断的储存->释放，而使输出绕组感应到的电能经过整流滤波输出的直流电压，通过采样到431或运放控制光耦把信号反馈至3842的1脚或2脚，控制3842的输出（6脚）的占空比，以达到稳定的输出电压值。几个要点和重点着重的说一下：
（1）3842稳定工作的条件：
1. 起始的工作电压，由启动电阻从300V降压得到；
2. 8脚有输出稳定的5v基准电压，内部振荡电路才会工作。
3. 6脚输出驱动MOS管打开后，3脚检测到的电流反馈电压没有超过1V。
4. 原边供电是否在下一个周期工作开始前提供到3842的7脚，否则由启动电阻提供过来的电能已
经不能维持3842工作了。
（2）输出电压保持稳定的条件：
1. 副边绕组是否感应到电能。
2. 副边整理和滤波器件是不是都完好。
3. 采样电阻以及431，是否完好。
4. 光耦是否完好工作。
5. 3842是否接收到光耦的信号，确定信号没有在进入3842芯片前被阻断或过滤了。
   3842各个引脚电压值的问题：
3842的供电脚7，和8脚5v基准都是固定的稳定电压值。3脚，4脚，6脚的电压值一般来说没有多
少参靠价值，除非使用示波器去看波形！，1和2脚，属于控制脚。除7脚和5脚外其他脚一般不要用万
用表去带电测量，可能会引起干扰而炸机！而5脚是接地的。
常用电动车充电器根据电路结构可大致分为两种。
第一种是以uc3842驱动场效应管的单管开关电源，配合LM358双运放来实现三阶段充电方式。  
工作原理：220v交流电经T0双向滤波抑制干扰，D1整流为脉动直流，再经C11滤波形成稳定的300V左右的直流电。U1 为TL3842脉宽调制集成电路。其5脚为电源负极，7脚为电源正极，6脚为脉冲输出直接驱动场效应管Q1(K1358) 3脚为最大电流限制，调整R25(2.5欧姆)的阻值可以调整充电器的最大电流。2脚为电压反馈，可以调节充电器的输出电压。4脚外接振荡电阻R1,和振荡电容C1。T1为高频脉冲变压器，其作用有三个。第一是把高压脉冲将压为低压脉冲。第二是起到隔离高压的作用，以防触电。第三是为uc3842提供工作电源。D4为高频整流管（16A60V）C10为低压滤波电容,D5为12V稳压二极管， U3(TL431)为精密基准电压源，配合U2(光耦合器4N35) 起到自动调节充电器电压的作用。调整w2(微调电阻)可以细调充电器的电压。D10是电源指示灯。D6为充电指示灯。 R27是电流取样电阻（0.1欧姆，5w）改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流（200－300 mA）通电开始时，C11上有300v左右电压。此电压一路经T1加载到Q1。第二路经R5,C8,C3, 达到U1的第7脚。强迫U1启动。U1的6脚输出方波脉冲，Q1工作，电流经R25到地。同时T1副线圈产生感应电压，经D3,R12给U1提供可靠电源。T1输出线圈的电压经D4,C10整流滤波得到稳定的电压。此电压一路经D7（D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用）给电池充电。第二路经R14,D5,C9, 为LM358(双运算放大器，1脚为电源地，8脚为电源正)及其外围电路提供12V工作电源。D9为LM358提供基准电压，经R26,R4分压达到LM358的第二脚和第5脚。正常充电时，R27上端有0.15－0.18V左右电压，此电压经R17加到LM358第三脚，从1脚送出高电压。此电压一路经R18,强迫Q2导通，D6（红灯）点亮，第二路注入LM358的6脚，7脚输出低电压，迫使Q3关断，D10(绿灯)熄灭，充电器进入恒流充电阶段。当电池电压上升到44.2V左右时,充电器进入恒压充电阶段，输出电压维持在44.2V左右，充电器进入恒压充电阶段，电流逐渐减小。当充电电流减小到200mA—300mA时，R27上端的电压下降，LM358的3脚电压低于2脚，1脚输出低电压，Q2关断，D6熄灭。同时7脚输出高电压，此电压一路使Q3导通，D10点亮。另一路经D8，W1到达反馈电路，使电压降低。充电器进入涓流充电阶段。1－2小时后充电结束。
充电器常见的故障有三大类:
1：高压故障 2;低压故障 3：高压，低压均有故障。
高压故障的主要现象是指示灯不亮，其特征有保险丝熔断，整流二极管D1击穿，电容C11鼓包或炸裂。Q1击穿,R25开路。U1的7脚对地短路。R5开路，U1无启动电压。更换以上元件即可修复。若U1的7脚有11V以上电压，8脚有5V电压，说明U1基本正常。应重点检测Q1和T1的引脚是否有虚焊。若连续击穿Q1，且Q1不发烫，一般是D2,C4失效，若是Q1击穿且发烫，一般是低压部分有漏电或短路，过大或UC3842的6脚输出脉冲波形不正常，Q1的开关损耗和发热量大增，导致Q1过热烧毁。高压故障的其他现象有指示灯闪烁，输出电压偏低且不稳定，一般是T1的引脚有虚焊,或者D3,R12开路,TL3842及其外围电路无工作电源。另有一种罕见的高压故障是输出电压偏高到120V以上，一般是U2失效，R13开路所致或U3击穿使U1的2脚电压拉低，6脚送出超宽脉冲。此时不能长时间通电，否则将严重烧毁低压电路。低压故障大部分是充电器与电池正负极接反，导致R27烧断，LM358击穿。其现象是红灯一直亮，绿灯不亮，输出电压低，或者输出电压接近0V，更换以上元件即可修复。另外W2因抖动，输出电压漂移，若输出电压偏高，电池会过充，严重失水，发烫，最终导致热失控，充爆电池。若输出电压偏低，会导致电池欠充。高低压电路均有故障时，通电前应首先全面检测所有的二极管，三极管，光耦合器4N35，场效应管，电解电容，集成电路，R25,R5,R12,R27，尤其是D4（16A60V,快恢复二极管），C10(63V,470UF)。避免盲目通电使故障范围进一步扩大。有一部分充电器输出端具有防反接，防短路等特殊功能。其实就是输出端多加一个继电器，在反接，短路的情况下继电器不工作，充电器无电压输出。还有一部分充电器也具有防反接，防短路的功能，其原理与前面介绍的不同，其低压电路的启动电压由被充电池提供，且接有一个二极管（防反接）。待电源正常启动后，就由充电器提供低压工作电源。
第二种充电器的控制芯片一般是以TL494为核心，推动2只13007高压三极管。配合LM324（4运算放大器），实现三阶段充电。
220V交流电经D1-D4整流，C5滤波得到300V左右直流电。此电压给C4充电，经TF1高压绕组，TF2主绕组,V2等形成启动电流。TF2反馈绕组产生感应电压，使V1，V2轮流导通。因此在TF1低压供电绕组产生电压，经D9,D10整流，C8滤波，给TL494,LM324,V3,V4等供电。此时输出电压较低。TL494启动后其8脚，11脚轮流输出脉冲，推动V3,V4，经TF2反馈绕组激励V1,V2。使V1,V2,由自激状态转入受控状态。TF2输出绕组电压上升，此电压经R29,R26,R27分压后反馈给TL494的1脚（电压反馈）使输出电压稳定在41.2V上。R30是电流取样电阻，充电时R30产生压降。此电压经R11,R12反馈给TL494的15脚（电流反馈）使充电电流恒定在1.8A左右。另外充电电流在D20上产生压降，经R42到达LM324的3脚。使2脚输出高电压点亮充电灯，同时7脚输出低电压，浮充灯熄灭。充电器进入恒流充电阶段。而且7脚低电压拉低D19阳极的电压。使TL494的1脚电压降低，这将导致充电器最高输出电压达到44.8V。当电池电压上升至44.8V时，进入恒压阶段。当充电电流降低到0.3A—0.4A时LM324的3脚电压降低，1脚输出低电压，充电灯熄灭。同时7脚输出高电压，浮充灯点亮。而且7脚高电压抬高D19阳极的电压。使TL494的1脚电压上升，这将导致充电器输出电压降低到41.2V上。充电器进入浮充。