一種基于PFC技術、無輸入電解的電動自行車充電器的制備技術

張建治

摘 ?要：本文涉及電動自行車充電器的技術領域，采用一種基于PFC技術的無輸入電解的電動自行車充電器的技術，技術成果具有使用壽命長、功率因素高、成本低等優點。

關鍵詞：PFC技術;無輸入電解;充電器

1. 背景

現有電動自行車充電器的輸入整流濾波電路都是采用整流橋+高壓濾波電解電容器組成，功率轉換控制電路也都是采用傳統的 384X 系列或者類似的電路組成。而由于輸入濾波由于有個容量較大的電解電容器存在，會存在以下缺陷：1）輸入電流僅在市電正弦波波峰時發生，電流波形發生畸變，對電網產生諧波污染，危害電網安全，降低了電網使用效率;2）輸入濾波電路中由于有個容量較大的電解電容器存在，在充電器接入瞬間，相當于短路，對電網產生較大的沖擊;3）輸入濾波電路中的電解電容器本身使用壽命較短，且其使用壽命受環境溫度、負載大小等多種因素影響，其使用壽命直接影響充電器的使用壽命;4）輸入濾波電路中的電解電容器受其材料和生產工藝制約，使用成本較高。

2. 制備技術

本制備技術目的就是解決現有技術中的問題，提出一種基于PFC技術的無輸入電解的電動自行車充電器，能夠使電動自行車充電器的使用壽命長，功率因數高，使用成本低，電網安全性和使用效率高。

2.1 技術方案

這種基于PFC技術的無輸入電解的電動自行車充電器，包括輸入整流濾波電路、功率轉換電路、中央處理器及充電控制電路、功率開關控制電路和恒壓恒流控制電路，所述功率轉換電路分別與輸入整流濾波電路、功率開關控制電路、恒壓恒流控制電路、中央處理器及充電控制電路相連，所述恒壓恒流控制電路分別與功率開關控制電路、中央處理器及充電控制電路相連。其中，所述輸入整流濾波電路包括小容量無極性非電解電容器，將輸入充電器的交流電通過整流、濾波處理后變成直流電;所述功率轉換電路包括功率開關管、與小容量無極性非電解電容器相連的功率變換變壓器，將輸入整流濾波電路產生的直流電轉化為交變電流并通過整流、濾波處理后變成充電所需直流電;所述功率開關控制電路包括功率因數校正控制器、電解電容、光電耦合器和若干電阻，功率因數校正控制器與所述的功率開關管相連，功率因數校正控制器通過光電耦合器與恒壓恒流控制電路相連。

技術原理示意圖如下：

2.2 技術特征參數

1）小容量無極性非電解電容器的電容為0.47uF～2.5uF。

2）功率因數校正控制器的型號為 L6562A或NCP1654。

3）輸入整流濾波電路包括輸入整流二極管D01～D04和輸入保險絲F1。

4）功率轉換電路包括輸出整流二極管DD1和濾波電容CD3。

5）功率開關控制上設有過溫保護電路。

6）中央處理器及充電控制電路包括晶閘管SCR1、三極管Q2、控制芯片U2。

7）電動自行車充電器還包括殼體、指示燈、電流輸入線安裝口、電流輸出線安裝口、散熱風扇，所述指示燈安裝在殼體上，所述扇熱風扇安裝在殼體內部，所述殼體上設有若干通風柵。

8）電流輸入線穿過殼體上的電流輸入線安裝口后與輸入整流濾波電路相連，所述電流輸出線穿過殼體上的電流輸出線安裝口后與中央處理器及充電控制電路相連。

2.3 技術方案工作過程

這種基于PFC技術的無輸入電解的電動自行車充電器在工作過程中，將電流輸入線接通市電，電流輸出線與待充電的電動自行車蓄電池相連，市電經過輸入整流濾波電路的整流、濾波處理后進入功率變換變壓器BT1的腳再經初級側到達腳并到達功率開關管QA1漏極，功率開關管QA1在功率因數校正控制器U01控制的驅動脈沖驅動下產生開關動作，從而在功率變換變壓器BT1中形成交變電流，在其次級側感應出與變壓器匝比成正比的交變電壓，經輸出整流二極管DD1整流、極性電容CD3濾波后形成充電所需電壓的直流電，再經恒壓恒流控制電路中運算放大器U3A、運算放大器U3B進行恒流恒壓處理，在中央處理器及充電控制電路中控制芯片U2的控制下完成對電動自行車蓄電池的充電過程，其中，指示燈用于充電指示或充滿指示，控制芯片U2可控制扇熱風扇的啟停，該充電器的功率因數可達到90%，而傳統的充電器最大功率因數低于60%。

3. 結語

本項制備技術的有益效果：通過將輸入整流濾波電路采用小容量無極性非電解電容器，有效降低輸入整流濾波電路中電容容量和電容使用成本，提高了充電器的使用壽命;將率開關控制電路采用帶功率因數校正控制器的控制電路，功率轉換電路包括功率開關管、與小容量無極性非電解電容器相連的功率變換變壓器，輸入整流濾波電路處理獲得的高電壓與功率轉換電路相連，功率因數校正控制器與功率轉換電路的功率開關管相連，功率因數校正控制器通過光電耦合器與恒壓恒流控制電路相連，使得充電器的功率因數高，電網安全性和使用效率高，降低了對電網的污染。

參考文獻

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