一、锂电池电池充电器原理

　　锂离子电池的电池充电器过程可以分为四个阶段：（低压预充）、恒流电池充电器、恒压电池充电器以及电池充电器终止

　　锂电池电池充电器器的基本要求是特定的电池充电器电流和电池充电器电压，从而保证电池安全电池充电器增加其它电池充电器辅助功能是為了改善电池寿命，简化电池充电器器的操作其中包括给过放电的电池使用、电池电压检测、输入电流限制、电池充电器完成后关断电池充电器器、电池部分放电后自动启动电池充电器等。

　　锂电池的电池充电器方式是限压恒流都是由IC芯 片控制的，典型的电池充电器方式是：先检测待电池充电器电池的电压如果电压低于3V，要先进行预电池充电器电池充电器电流为设定电流的1/10，电压升到3V后进入标准电池充电器 过程。标准电池充电器过程为：以设定电流进行恒流电池充电器电池电压升到4.20V时，改为恒压电池充电器保持电池充电器電压为 4.20V。此时电池充电器电流逐渐下降，当电流下降至设定电池充电器电流的1/10时电池充电器结束。下图为电池充电器曲线

　　阶段1：——涓流电池充电器用来先对完全放电的电池单元进行预充（恢复性电池充电器）在电池电压低于3V左右时采用涓流电池充电器，涓流电池充电器电流是恒流电池充电器电流的十分之一即0.1c（以恒定电池充电器电流为1A举例则涓流电池充电器电流为100mA），

　　阶段2：恒流电池充電器——当电池电压上升到涓流电池充电器阈值以上时提高电池充电器电流进行恒流电池充电器。恒流电池充电器的电流在0.2C至 1.0C之间电池电压随着恒流电池充电器过程逐步升高，一般单节电池设定的此电压为3.0-4.2V.

　　阶段3：恒压电池充电器—— 当电池电压上升到4.2V时恒流电池充电器结束，开始恒压电池充电器阶段电流根据电芯的饱和程度，随着电池充电器过程的继续电池充电器电流由最大值慢慢减少当减尛到0.01C时，认为电池充电器终止（C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法，如电池是1000mAh的容量1C就是电池充电器电流1000mA。）

　　阶段4：电池充电器终止——

　　有两种典型的电池充电器终止方法：采用最小电池充电器电流判断或采用定时器（或者两者的结合）最小电流法監视恒压电池充电器阶段的电池充电器电流，并在电池充电器电流减小到0.02C至0.07C范围时终止电池充电器第二种方法从恒压电池充电器阶段开始时计时，持续电池充电器两个小时后终止电池充电器过程

　　上述四阶段的电池充电器法完成对完全放电电池的电池充电器约需要2.5至3尛时。高级电池充电器器还采用了更多安全措施例如如果电池温度超出指定窗口（通常为0℃至45℃），那么电池充电器会暂停

　　二、鋰电池与镍镉电池

　　1、锂离子电池及电池充电器器

　　锂电池轻薄短小且容量大，其阳极为石墨晶体阴极通常为二氧化钴锂，在充放電反应中锂永远以离子形态出现，所以这种电池称为锂离子电池锂离子电池与镍氢镍镉电池相比有以下优点：1、单体电池工作电压为3.6V，是镍镉电池的三倍；2、在容量相同的情况下体积可减小30%，重量可降低50%；3、寿命可达1200次以上；4、允许工作温度范围（-20℃~+60℃）很宽可大電流快速电池充电器。

　　单体锂离子电池的电池充电器电压必须严格保持在4.1V±50mV若超过4.5V，可造成永久性破坏其放电电压不得低于2.2V，否則也会造成永久性破坏最简单的锂离子电池电池充电器器电路图如上图所示。该电池充电器器中采用了锂离子电池电池充电器控制器LM3420，可对两只串联锂离子电池组电池充电器当电池组电压低于8.4V时，LM3420输出端（OUT）无输出电流晶体三极管VT2截止，因此电压可调稳压器LM317输出恒定电流，其值为1.25V/RLM317额定输出电流为1.5A，若需要更大的电池充电器电流可选用LM350或LM338。电池充电器过程中电池电压不断上升。电池电压被LM3420的輸入脚（NI）检测当电池电压升到8.4V时，LM3420开始输出电流使VT2开始控制LM317的输出电压，电池充电器器转入恒压电池充电器过程电池电压稳定在8.4V，电池充电器器转入恒压电池充电器过程电池电压稳定在8.4V，此后电池充电器电流开始减小充足电后，电池充电器电流下降到涓流电池充电器当输入电压中断后，晶体三极管VT1截止电池组与LM3420断开。二极管VD可避免电池通过LM317放电

　　2、全自动镉镍电池电池充电器器

　　镍鎘电池正极板上的活性物质由 氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参加化学反应其主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉囷氧化铁粉组成氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的 扩散性，防止结块并增加极板的容量。活性物质分别包在穿孔钢带中加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板 隔开电解液通常用氢氧化钾溶液。

　　本电池充电器器电路采用折点电压法对镉镍电池进行电池充电器当电池充足电时，电池充电器电流将自动减至8mA同时用发光管指示电池充电器结束，并给电池提供涓细电流维持电量。因而不会产生过充及欠充现象从而延长了镍镉电池的使用寿命，如图

　　图中，VD3为电池充电器指示VD4为电池充电器结束指示。电池充电器部分采用三端稳压块μA7806组成恒流源电池充电器电路电池充电器电流I=（6V/R1）+IVD6=（6V/R1）+8mA。适当选取R1可以嘚到合适的电池充电器电流

　　控制部分采用单向晶闸管VS。当电池充足时电池两端的电压上升至一固定值（单只1.4~1.55V），导致晶闸管VS导通使VD6发光且VT2随之饱和导通导致VT1五偏置电流而截止。这是电池的电池充电器电流只剩下流过VD5的三端稳压块的静态电流月8mA左右，因而电池不會被过充

　　调试：用充足的镉镍电池代替代电池充电器池，仔细调节RP使VD6刚好点亮测电池充电器电流为8mA即可。

　　三、经典电池充电器电路设计（一）

　　220V经变压器T输出为12V变压器T次级中心抽头分为两个6V，为相互独立的单元各单元经半波整流变为3V直流电供电池电池充電器。图中R1取6Ω、1WR2取24Ω、1/2W，R3取47Ω、1/8W此电路有快、慢两种充法可供选择。快电池充电器流为100mA、慢电池充电器流为50mA

　　现在家用可调稳壓电源已经很普及了，如果照图（2）做一个附加器便可增加电池充电器功能。此电池充电器器可以在不影响调压电源工作的情况下进行電池充电器VD1可防止外接输入电压反相。VD2为电源指示如果插上3V电源，发光二极管不亮则输入+、-极反相，变换一下即可灯亮即可电池充电器。R1取5Ω、1W、R2取20Ω、0.5WR3取470Ω、0.125W。

　　图三是以上两种电路的电池充电器附加器可以克服以上两电路不能单个电池电池充电器的缺点。它利用硅管的管压降为0.7V的特点用两只二极管相串，压降正好为1.4V二极管可用额定电压大于10V，额定电流大于200mA的

　　2、电动自行车电池赽速电池充电器器

　　这里介绍的电动自行车的蓄电池快速电池充电器器，其电池充电器量可达普通电池充电器电池容量的95%电池充电器時间仅用5h即可。

　　工作原理：电路如图所示T为隔离变压器。L1、L2各输6V的交流电压L2输出36V的交流电压。当交流电第一个正半周到来时V1经VD1半波整流后取得同步电压触发VS1导通。V2经桥式整流器VD3~VD6通过VS1对电动自行车蓄电池GB电池充电器，当交流电过零时VS1自动关断；在过零后的第一個负半周到来时，V3经VD7半波整流取得触发电压使VS2导通，于是GB便通过VS2对电容C1电池充电器当C1两端电压上升到与电池GB两端电压接近，且L3交流电壓过零时VS2自动关断，停止放电此时电容C1便通过电位器RP、电阻R3泄放，为下一期电池充电器作准备当电源第二个正半周到来时，VS1又被触發导通对GB进行电池充电器如此周而复始，短暂的放电消除大电流电池充电器引起的极板极化是电池充电器能顺利进行，并使电池充电器温升也得到控制

　　为使GB电池充电器量达到80~85%时减少电池充电器电流，以便保护蓄电池电路中采用了三极管VT和电位器RP构成电压检测电蕗，检测电压取样于C1的两端这样可避免大电流电池充电器时电池端电压升高的现象。制作过程中要注意电源变压器接头的同名端

　　㈣、经典电池充电器电路设计（二）

　　1、 手机万能电池充电器器电路图

　　该电池充电器器具有镍镉、镍氢、锂离子电池电池充电器转換开关，并具有放电功能在150～250Ｖ、40ｍＡ的交流市电输入时，可输出300±50ｍＡ的直流电流

　　该电池充电器器采用了RCC型开关电源，即振荡抑制型变换器它与PWM型开关电源有一定的区别。PWM型开关电源由独立的取样误差放大器和直流放大器组 成脉宽调制系统；而RCC型开关电源只是甴稳压器组成电平开关控制过程为振荡状态和抑制状态。由于PWM型开关电源中的开关管总是周期性的通断系统控 制只是改变每个周期的脈冲宽度，而RCC型开关电源的控制过程并非线性连续变化它只有两个状态：当开关电源输出电压超过额定值时，脉冲控制器输出低电 平開关管截止；当开关电源输出电压低于额定值时，脉冲控制器输出高电平开关管导通。当负载电流减小时滤波电容放电时间延长，输絀电压不会很快降低 开关管处于截止状态，直到输出电压降低到额定值以下开关管才会再次导通。开关管的截止时间取决于负载电流嘚大小开关管的导通／截止由电平开关从输出电 压取样进行控制。因此这种电源也称非周期性开关电源

　　220Ｖ市电经VD1～VD4桥式整流后在V2嘚集电极上形成一个300Ｖ左右的直流电压。由 V2和开关变压器组成间歇振荡器开机后，300Ｖ直流电压经过变压器初级加到V2的集电极同时该电壓还经启动电阻R2为Ｖ２的基极提供一个偏置电压。 由于正反馈作用V2 Ic 迅速上升而饱和，在Ｖ２进入截止期间开关变压器次级绕组产生的感应电压使ＶＤ７导通，向负载输出一个９Ｖ左右的直流电压开关变压器的反馈绕组产生的感 应脉冲经ＶＤ５整流、Ｃ１滤波后产生一個与振荡脉冲个数呈正比的直流电压。此电压若超过稳压管ＶＤ１７的稳压值ＶＤ１７便导通，此负极性整流电压便加在 Ｖ２的基极使其迅速截止。Ｖ２的截止时间与其输出电压呈反比ＶＤ１７的导通／截止直接受电网电压和负载的影响。电网电压越低或负载电流越夶ＶＤ１７ 的导通时间越短，Ｖ２的导通时间越长反之，电网电压越高或负载电流越小ＶＤ５的整流电压越高，ＶＤ１７的导通时間越长Ｖ２的导通时间越短。Ｖ１是过 流保护管Ｒ５是Ｖ２Ｉｅ的取样电阻。当Ｖ２Ｉｅ过大时Ｒ５上的电压降使Ｖ１导通，Ｖ２截止可有效消除开机瞬间的冲击电流，同时对ＶＤ１７的控制功能 也是一种补偿ＶＤ１７以电压取样来控制Ｖ２的振荡时间，而Ｖ１昰以电流取样来控制Ｖ２振荡时间的

　　2、智能型太阳能电池充电器电路

　　本文设计中采用16个光伏电池串联，组成电压约为1218V 的太阳能組件通过采集较高多的光能，保证日照能够使锂电池完全充满电具体电路如图所示。

　　智能型太阳能电池充电器电路设计主电路

　　太阳能组件产生的电能一路经过开关变压器T1 的122绕组加至开关管Q1 的集电极（ c） ，另一路经过R1 为Q1 提供基极电压 当基极（ b）的电压为高电岼时， Q1 开始导通变压器T1 的122绕组中产生1正2 负的电动势，经T1 耦合在T1 的324绕组中产生3正4负的感应电动势，此电动势经R5 C2 叠加到Q1的基极（ b） ，使Q1 迅速饱和导通 由于变压器T1 的122间的电流不能突变，在此过程中会产生1负2正的电动势 变压器T1 的324绕组中感应出3负4正的电动势，通过R5 C2 ，使Q1 迅速进入截止状态 经R1 对C2 的不断电池充电器， Q1 又开始导通进入下一轮的开关振荡状态。 在导通期间 T1 变压器的副边绕组526，经整流二极管D4 向外输送能量

　　稳压电路由稳压管D0、三极管Q2 等元件组成。 当负载减轻或太阳能组件输出电压升高时 A 点电压上升。 当该电压大于511V 时 D0 击穿， Q2 因b2e结正向偏置而迅速导通使Q1 提前截止，从而使输出电压趋于下降；反之则控制过程相反，从而使变压器T1 副边输出电压基本稳定 當负载过重时， Q1 的c2e电流增大 R4 上的压降也随之增大。 当该电压大于017V 时 Q2 导通， Q1 截止达到过流保护的目的。 为避免截止期间变压器T1 的122 绕组感应出的尖峰脉冲击穿开关管Q1 并联了尖峰脉冲吸收电路。

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电动车电池充电器器、控制器故障与维修

电池充电器器、控制器概述电池充电器器是电动自行车四大核心部件之一电池充电器器的好坏严重影响着蓄电池的使用寿命。電池充电器器主要由整流滤波、高压开关、电压交换、恒压及电控制等几个部分组成其中整流滤波电路的用途是将交流220V电压转变为支流300V咗右的电压，通过高压开关电路及电压交换产生电池充电器时所需的低压直流电压，再由电池充电器控制电路控制后对电池电池充电器采用这种方式的电池充电器器具有体积小、重量轻、效率高等优点。电动车控制器的实现方式与组成部分：目前电动自行车用控制器鈈管有刷无刷，普遍采用PWM调速方式控制器内部必须要有PWM发生器电路，还要有电源电路功率器件，功率器件驱动电器控制器件驱动电蕗，控制部件（转把、闸把、电机霍耳等）信号采集单元与处理电路过流与欠压等保护法珐瘁貉诓股搭瘫但凯电路。

电池充电器器的正確使用不仅影响到电池充电器器自身的可靠性和使用寿命，而且还会影响到电池的寿命使用电池充电器器对蓄电池电池充电器时，请先插上电池充电器器的输出插头后插输入插头。电池充电器时电池充电器器的电源指示灯显示红色，电池充电器指示灯也显示为红色充满后，电池充电器指示灯为绿色停止电池充电器时，请先拨下电池充电器器的输入插头后拨电池充电器器的输出插头。通常情况丅对电池的过度放电和过度电池充电器是有害的。因此要勤电池充电器，不要过放电池充电器

电池的使用寿命与其放电深度有很大關系。铅酸蓄电池尤其怕亏电放量亏电电池放置3-7天，将有可能永久损坏因此，蓄电池使用过后请尽快电池充电器对于长期不使用的電池，应每隔15天左右对电池电池充电器一次以补偿电池存放时的自放电电量的损失。

电池充电器器在使用过程中需防潮、防湿并放置茬通风良好的地方。电池充电器器工作时有一定的温升请注意散热，通常电池充电器时间在7-8小时视电池的使用状态而不同。

电池充电器器属于较精密的电子设备因此，在使用中要注意防振动尽量不要随车携带，如确要携带应将电池充电器器用减振材料包装好后放置于车上工具箱内，并应注意防雨、防潮

1、输出电压正常，但电池充电器电流很小

遇到这种情况时应该检查电压元器件是否有接触不良或损坏，如果一切正常那么要更换电池充电器器来排除故障。

2、严重发热甚至有外壳烧化变形现象

这主要是部分用户经常随车携带慥成部分元器件松动引起的故障。主要表现为：电压工作状态不正常热量很大，严重时电池充电器器外壳变形电路板烧焦，导致电压損坏可将虚焊处重新焊接好。如仍不能排除故障则需检查是否有元器件开路。

3、电池充电器时电源指示灯亮电池充电器指示灯橙色

艏先请检查一下电池充电器器输出插头与电池盒的电池充电器插头有没有插紧。如确定没有问题可检查一下电池盒上面的保险丝是否开蕗或保险丝座有松动接触不良现象。

另外有的车型要把电池锁打开后才能电池充电器。如果以上故障均排除考虑一下电池充电器器输絀线是否开路，可用万用表电压档（200V档）测量一下电池充电器器的空载输出电压应为41-44V（配36V电池因电池充电器器不同有所不同），如果没囿的话可能是电池充电器器输出线开路，并将电池充电器器打开换一根输出线，即可排除故障

注意：在更换电池充电器器的输出线時，一定要注意原机的正负不要接反

4、电源指示灯不亮，电池充电器指示灯不亮电池充电器指示灯也不亮

检查电池充电器器输入电源插头是否连接好，可将电池充电器器输入插头插至正常的电源插座中若情况依旧，将电池充电器品外壳打打开观察一下机内保险丝连接是否完好，有无断路如没有断路，现检查电源输入线是还良好在排除电源输入线的故障后，应检查一下电路板上高压区附近的元器件是否有虚焊现象另外，开路也会引直上述故障如机内保险丝已断，则千万不要更换在安培的保险丝（电池充电器器的保险丝管一般為2A）......