一種新型簡易電動自行車充電輔助電路的設計

摘 要：利用振蕩電路將市電220V整流、濾波后，形成約311V的直流電壓，加入開關變壓器與各元器件形成一個振蕩周期，周而復始形成一個自激式電路，穩壓輸出44V對電池進行充電，同時本電路具有電壓保護電路及燈光指示充電狀態的功能。

關鍵詞：開關穩壓電源；整流；濾波；自激式；控制回路

中圖分類號：TM910.6；U484 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-01

電動自行車以其價格低，綠色環保，使用方便安全等優點越來越受到消費者的喜愛。評價電動自行車質量好壞的重要參數之一是其蓄電池的使用壽命。而蓄電池的充電池的充電過程對其壽命影響最大。過長過短都不行，所以充電器的好壞直接影響著電動車的好壞。隨著電子電力技術的發展，更多電子產品已經逐漸滲透進我生活的各個領域，本次研究設計中的電源電路是由橋式整流及濾波電路組成。整流電路的任務是將220V交流市電變換成直流電從而變為適合電動車充電器使用的直流電。為整個電路提供穩壓電源。

一、電動自行車充電輔助電路原理

本次充電器的設計包含四部分，即電源電路、振蕩電路、保護電路及充電狀態指示電路。結構圖如圖1所示。市電220V經整流濾波后形成311V的直流電壓。經開關變壓器B1，通過場效應管Q1，R7，R3R4形成一個周期性的震蕩充電電路。通過Q1的導通與斷開來形成一個周期性的震蕩充電路。場效應管的關斷與導通都是要達到了保護相關元件的安全就有了后面R1，Q2組成的過留保護電路。D7濾除多余的交流，得到直流電壓，穩壓二極管Z2把該點電壓穩定在15V。對于左面的比較器U2CLM324，-VEE和U5=2.5V經兩個電阻R14、R22構成分壓，-VEE的變化決定了U2CLM324正負兩個輸入端的高低，其正輸入端一直處于0V電壓狀態，當-VEE的達到最大反向電壓時，U2CLM324負端輸入大于0，比較器輸出低電平，D15處于截止狀態，光耦合器U1PC817無輸入電壓，處于不工作狀態，因此Q2基極無電壓，無法導通，300V電壓經R3、R7供給場效應管Q14N90，場效應管處于導通狀態，二極管D5截止。而當-VEE未達到最大反向電壓時，U2CLM324負端輸入小于0，比較器輸出高電平，D15處于導通狀態，光耦合器U1PC817有輸入電壓，處于工作狀態，因此Q2基極有電壓，處于導通狀態，300V電壓經R3流入地，場效應管無電壓供給，處于斷開狀態。在充電完畢時，蓄電池電壓非常接近充電電壓，此時二極管D8處于截止狀態，反向電壓-VEE較大，U2BLM324U正極輸入電壓.大于負極，一直處于輸出高電汽狀態，U2ALM324則相反，一直處于輸入低電平狀態，因此LED2一直處于導通狀態，一直發出綠光。對于比較器U2DLM324，正極輸入電壓此時一直大于負極輸入電壓輸出為高，而U2CLM324也輸出高電平，光耦合器U1PC817直有輸入電壓，因此Q2一直處于工作狀態，300V電壓直接經過R3流入地。此時的場效應管Q14N90C無電壓提供，處于斷開狀態，充電完畢。

二、電動自行車充電輔助電路各組成原理

（一）過流保護電路

過流保護電路由Rl、Q：組成，當因某種原因使場效應管Q1的漏極電流增大并即將達到極限時，其源極電流勢必也增大，則R1上的電壓增大，如果大到0.7V時，則三極管Q2柵極電位，使Q進入關斷狀態，從而有效的保護了相關元件的安全，提高了整機電路的可靠性。

（二）輸出回路

輸出回路是向負載供電的回路和電路中控制部分需要供電的供電回路。由高平開關變壓器次級L2感應的電壓經過D3二次整流E2高平濾波得到的主輸出電壓可供各種負載使用。電路中R12的作用在于檢測負載中電流的大小以便后續電路進行對輸出電流的控制。如果電流過大，R12上的電壓降超過D14的正向導通電壓的時候，D14導通，從而保護R12不被燒壞。顯然，D14負極的電壓為負值，用于檢測輸出電流。

（三）基準電路

穩壓源的輸出電壓（或輸出電流）需要精確控制，需要獲得精確，穩定的輸出電壓（或輸出電流），必須有一個參數相對準確，穩定的基準電壓（或電流）做參考。由于需要穩定的是輸出電壓，所以該穩壓電源提供的是一基準電壓，由鋪助控制回路用電壓經Z2穩壓，進一步由Z1進行能隙電路TL431穩壓，產生2.5V的基準，用于精確控制主回路輸出電壓。

（四）電源電路的設計

電源電路是由橋式整流及濾波電路組成。整流電路的任務是將220V交流市電變換成直流電。完成這一任務主要是靠二極管的單向導電作用，該電路作用是將市電220V由JP1輸入，經D1-D4橋式整流變成脈動直流，再經E1濾波將脈動直流轉換成約311V的直流電壓。

三、結束語

本研究介紹了電動車充電器的原理，各組成電路的電路圖原理，通過正當電路進行正當充電，形成一個自激式振蕩充電地電路，在通過流過壓保護電路來限流限壓對電路中元器件進行保護。穩壓濾波電路得到直流電壓送到各電路中使用，提高了整機電路的可靠性。

參考文獻：

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[2]胡俊達，胡忠望.可充電電池智能測試系統的設計[J].電池，2003（05）：7-15.

[作者簡介]林宏（1986-），男，廣東汕頭人，本科，助理工程師，總經理助理，執行秘書長，主要從事機電類產品及消防設施質量監督管理工作。