Mga Prinsipyo at Pagpapanatili ng mga Electric Vehicle Charger

Ang mga karaniwang electric vehicle charger ay maaaring malawak na ikategorya sa dalawang uri batay sa circuit structure. Ang unang uri ay gumagamit ng single-transistor switching power supply na hinimok ng UC3842 upang kontrolin ang isang field-effect transistor, gamit ang isang LM358 dual operational amplifier upang ipatupad ang isang tatlong yugto na paraan ng pagsingil. Ang 220V AC power ay sinasala at pinipigilan ang interference sa pamamagitan ng T0 bidirectional filter, na itinutuwid ng D1 sa pulsating DC, pagkatapos ay sinasala sa pamamagitan ng C11 upang makabuo ng stable na DC output na humigit-kumulang 300V. Ang U1 ay isang TL3842 pulse width modulation integrated circuit. Ang Pin 5 ay nagsisilbing negatibong terminal ng power supply, ang pin 7 bilang positibong terminal, at ang pin 6 ay naglalabas ng mga pulso na direktang nagtutulak sa field effect transistor Q1 (K1358). Kinokontrol ng Pin 3 ang maximum na paglilimita sa kasalukuyang; binabago ng pagsasaayos ng resistensya ng R25 (2.5 ohms) ang maximum na kasalukuyang ng charger. Nagbibigay ang Pin 2 ng feedback ng boltahe, na nagpapagana ng pagsasaayos ng boltahe ng output ng charger. Ang Pin 4 ay kumokonekta sa panlabas na oscillation resistor R1 at oscillation capacitor C1. Ang T1 ay ang high-frequency pulse transpormer, na nagsisilbi sa tatlong mga function: una, ito hakbang pababa sa mataas na boltahe pulses sa mababang boltahe pulses; pangalawa, hinihiwalay nito ang mataas na boltahe upang maiwasan ang electric shock; Pangatlo, nagbibigay ito ng operating power sa UC3842. Ang D4 ay ang high-frequency rectifier diode (16A 60V), ang C10 ay ang low-voltage filter capacitor, ang D5 ay ang 12V zener diode, at ang U3 (TL431) ay ang precision reference boltahe source. Kasama ng U2 (optocoupler 4N35), pinapagana nito ang awtomatikong regulasyon ng boltahe ng output ng charger. Ang pagsasaayos ng W2 (trimming resistor) ay nagbibigay-daan sa fine-tuning ng boltahe ng charger. Ang D10 ay ang power indicator na LED. Ang D6 ay ang charging indicator LED. Ang R27 ay ang kasalukuyang sensing resistor (0.1Ω, 5W). Ang pagpapalit sa halaga ng resistensya ng W1 ay nagsasaayos sa kasalukuyang threshold ng paglipat ng float charge ng charger (200–300mA).

Sa power-up, humigit-kumulang 300V ang nasa C11. Ang isang sangay ng boltahe na ito ay inilalapat sa Q1 sa pamamagitan ng T1. Ang pangalawang sangay ay umabot sa pin 7 ng U1 sa pamamagitan ng R5, C8, at C3, na pinipilit ang U1 na i-activate. Ang Pin 6 ng U1 ay naglalabas ng mga square-wave pulse, na ina-activate ang Q1. Ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng R25 sa lupa. Kasabay nito, ang pangalawang paikot-ikot ng T1 ay bumubuo ng isang sapilitan na boltahe, na, sa pamamagitan ng D3 at R12, ay nagbibigay ng isang maaasahang supply ng kuryente sa U1. Ang boltahe mula sa pangunahing paikot-ikot ng T1 ay itinutuwid at sinasala sa pamamagitan ng D4 at C10 upang makabuo ng isang matatag na boltahe. Ang isang sangay ng boltahe na ito, sa pamamagitan ng D7 (na pumipigil sa reverse current flow mula sa baterya pabalik sa charger), ay sinisingil ang baterya. Ang pangalawang sangay ay nagsu-supply ng 12V sa LM358 (dual operational amplifier, pin 1 ang power ground, ang pin 8 ay power positive) at ang peripheral circuitry nito sa pamamagitan ng R14, D5, at C9. Ang D9 ay nagbibigay ng reference na boltahe para sa LM358, na hinati sa R26 at R4 upang maabot ang mga pin 2 at 5 ng LM358. Sa normal na pagcha-charge, lumilitaw ang boltahe na humigit-kumulang 0.15–0.18V sa itaas na terminal ng R27. Ang boltahe na ito ay inilalapat sa pin 3 ng LM358 sa pamamagitan ng R17, na nagiging sanhi ng mataas na boltahe na lumabas mula sa pin 1. Ang isang sangay ng boltahe na ito ay dumadaan sa R18, na pinipilit ang Q2 na isagawa at iilaw ang D6 (pulang LED). habang ang isa pang sangay ay nag-inject sa mga pin 6 at 7 ng LM358, na naglalabas ng mababang boltahe na pumipilit sa Q3 na patayin. Ang D10 (berdeng LED) ay namamatay, at ang charger ay pumapasok sa patuloy na kasalukuyang yugto ng pag-charge. Kapag ang boltahe ng baterya ay tumaas sa humigit-kumulang 44.2V, ang charger ay lumilipat sa constant-voltage charging phase, pinapanatili ang isang output voltage sa paligid ng 44.2V habang ang charging current ay unti-unting bumababa. Kapag bumaba ang charging current sa 200mA–300mA, bumababa ang boltahe sa R27. Ang boltahe sa pin 3 ng LM358 ay bumababa sa pin 2, na nagiging sanhi ng pin 1 na maglabas ng mababang boltahe. Ang Q2 ay naka-off at ang D6 ay pinapatay. Kasabay nito, ang pin 7 ay naglalabas ng mataas na boltahe. Ang boltahe na ito ay nagpapagana ng Q3 sa pamamagitan ng isang landas, na nagiging sanhi ng pag-iilaw ng D10. Ang isa pang landas ay naglalakbay sa pamamagitan ng D8 at W1 patungo sa circuit ng feedback, na nagiging sanhi ng pagbaba ng boltahe. Pagkatapos ay papasok ang charger sa yugto ng pag-charge. Nagtatapos ang pag-charge pagkatapos ng 1–2 oras.

Ang mga karaniwang fault sa mga charger ay nahahati sa tatlong pangunahing kategorya: 1: High-voltage faults 2: Low-voltage faults 3: Faults na nakakaapekto sa parehong mataas at mababang boltahe. Ang pangunahing sintomas ng isang high-voltage fault ay ang indicator light na hindi umiilaw. Kasama sa mga katangian ng indicator ang: - Blown fuse - Breakdown ng rectifier diode D1 - Umbok o pagsabog ng capacitor C11 - Breakdown ng transistor Q1 - Open circuit sa resistor R25 Short circuit sa pagitan ng pin 7 ng U1 at ground. Buksan ang circuit sa R5, na nagreresulta sa walang start-up na boltahe para sa U1. Ang pagpapalit sa mga bahaging ito ay dapat malutas ang isyu. Kung ang pin 7 ng U1 ay nagpapakita ng higit sa 11V at ang pin 8 ay nagpapakita ng 5V, ang U1 ay talagang gumagana. Dapat ituro ang focus testing sa pagsuri para sa malamig na solder joints sa mga pin ng Q1 at T1. Kung ang Q1 ay paulit-ulit na masira nang hindi nag-overheat, ito ay karaniwang nagpapahiwatig ng pagkabigo ng D2 o C4. Kung ang Q1 ay masira habang nag-overheat, ito ay karaniwang nagpapahiwatig ng pagtagas o short-circuit sa mababang boltahe na seksyon, labis na kasalukuyang, o abnormal na pulse waveform sa pin 6 ng UC3842. Nagdudulot ito ng makabuluhang pagtaas ng pagkawala ng switching at pagbuo ng init sa Q1, na humahantong sa sobrang pag-init at pagka-burnout nito. Ang iba pang mga pagpapakita ng mga depekto sa mataas na boltahe ay kinabibilangan ng pagkutitap ng ilaw ng tagapagpahiwatig, mababa at hindi matatag na boltahe ng output. Ang mga ito ay karaniwang sanhi ng mahinang paghihinang sa mga pin ng T1, mga bukas na circuit sa D3 o R12, o kakulangan ng operating power sa TL3842 at sa peripheral circuitry nito. Ang isang bihirang high-voltage fault ay nagpapakita bilang sobrang mataas na boltahe ng output na lampas sa 120V. Ito ay kadalasang sanhi ng pagkabigo ng U2, isang bukas na circuit sa R13, o pagkasira ng U3, na humihila pababa sa boltahe sa pin 2 ng U1 at nagiging sanhi ng pin 6 na mag-output ng napakalawak na mga pulso. Ang matagal na operasyon sa ilalim ng mga kundisyong ito ay dapat na iwasan, dahil ito ay malubhang makapinsala sa mababang boltahe na circuitry.

Karamihan sa mga mababang boltahe na fault ay nagmumula sa reverse polarity na koneksyon sa pagitan ng mga terminal ng charger at baterya, na nagiging sanhi ng pagkasunog ng R27 at pagkasira ng LM358. Kasama sa mga sintomas ang isang patuloy na naiilawan na pulang indicator, hindi naiilaw na berdeng indicator, mababang output boltahe, o output boltahe na lumalapit sa 0V. Ang pagpapalit ng mga nabanggit na bahagi ay malulutas ang isyu. Bukod pa rito, maaaring mangyari ang pag-anod ng boltahe ng output dahil sa W2 oscillation. Kung ang output boltahe ay labis na mataas, ang baterya ay maaaring mag-overcharge, na humahantong sa matinding dehydration, overheating, at sa huli ay thermal runaway na nagdudulot ng pagsabog. Sa kabaligtaran, ang sobrang mababang output boltahe ay magreresulta sa undercharging.

Kapag may mga pagkakamali sa parehong mataas at mababang boltahe na circuit, magsagawa ng komprehensibong inspeksyon ng lahat ng diode, transistors, optocoupler (4N35), field-effect transistors, electrolytic capacitors, integrated circuits, at resistors R25, R5, R12, R27—partikular na D4 (16A 60V) at mabilis na pagbawi ng diode (60V) at C1070μF. nagpapalakas. Iwasan ang bulag na paggamit ng kapangyarihan, na maaaring higit pang lumawak ang saklaw ng fault. Ang ilang mga charger ay nagsasama ng reverse polarity at short-circuit na proteksyon sa yugto ng output. Ito ay mahalagang nagdaragdag ng isang relay sa output circuit; sa panahon ng reverse polarity o short-circuit na mga kondisyon, ang relay ay nabigong gumana, na pumipigil sa output ng boltahe mula sa charger.

Nagtatampok din ang iba pang mga charger ng reverse polarity at short-circuit na proteksyon, kahit na ang kanilang prinsipyo ay naiiba sa nabanggit na disenyo. Ang kanilang mababang boltahe na circuit ay kumukuha ng start-up na boltahe nito mula sa baterya na sinisingil at isinasama ang isang diode (reverse polarity protection). Kapag na-activate nang maayos ang power supply, ibibigay ng charger ang low-voltage operating power. Ang control chip sa naturang mga charger ay karaniwang nakabatay sa TL494, na nagtutulak ng dalawang 13007 high-voltage transistor. Kasama ang LM324 (apat na operational amplifier), nakakamit nito ang tatlong yugto ng pagsingil.

Ang 220V AC ay itinutuwid sa pamamagitan ng D1-D4 at sinala ng C5 upang magbunga ng humigit-kumulang 300V DC. Ang boltahe na ito ay naniningil ng C4, na bumubuo ng panimulang kasalukuyang sa pamamagitan ng high-voltage winding ng TF1, pangunahing winding ng TF2, at V2. Ang feedback winding ng TF2 ay bumubuo ng sapilitan na boltahe, na nagiging sanhi ng V1 at V2 na magsagawa ng salitan. Dahil dito, ang isang boltahe ay ginawa sa mababang boltahe na supply winding ng TF1. Ang boltahe na ito ay itinutuwid sa pamamagitan ng D9 at D10, na-filter ng C8, at nagbibigay ng kapangyarihan sa mga bahagi tulad ng TL494, LM324, V3, at V4. Sa yugtong ito, ang output boltahe ay nananatiling medyo mababa. Sa pag-activate, ang TL494 ay naglalabas ng mga pulso mula sa mga pin 8 at 11, na nagtutulak ng V3 at V4. Ang mga pulso na ito, sa pamamagitan ng TF2 feedback winding, ay nagpapasigla sa V1 at V2. Inilipat nito ang V1 at V2 mula sa self-oscillating patungo sa kinokontrol na operasyon. Ang output winding voltage ng TF2 ay tumataas. Ibinabalik ang boltahe na ito sa pin 1 ng TL494 (feedback ng boltahe) sa pamamagitan ng paghahati ng boltahe sa R29, R26, at R27, na nagpapatatag ng boltahe ng output sa 41.2V. Ang R30 ay nagsisilbing kasalukuyang sense resistor, na bumubuo ng pagbaba ng boltahe habang nagcha-charge. Ang boltahe na ito ay ibinabalik sa pamamagitan ng R11 at R12 sa pin 15 ng TL494 (kasalukuyang feedback), na pinapanatili ang kasalukuyang nagcha-charge sa humigit-kumulang 1.8A. Bukod pa rito, lumilikha ang charging current ng pagbaba ng boltahe sa D20, na isinasagawa sa pamamagitan ng R42 hanggang pin 3 ng LM324. Nagiging sanhi ito ng pin 2 na mag-output ng mataas na boltahe, na nag-iilaw sa charging indicator, habang ang pin 7 ay naglalabas ng mababang boltahe, na pinapatay ang float charge indicator. Ang charger ay pumapasok sa patuloy na kasalukuyang yugto ng pag-charge. Bukod dito, ang mababang boltahe sa pin 7 ay humihila pababa sa anode boltahe ng D19. Binabawasan nito ang boltahe sa pin 1 ng TL494, na nagiging sanhi ng maximum na boltahe ng output ng charger na umabot sa 44.8V. Kapag tumaas ang boltahe ng baterya sa 44.8V, magsisimula ang phase na pare-pareho ang boltahe.

Kapag bumaba ang charging current sa 0.3A–0.4A, bumababa ang boltahe sa pin 3 ng LM324. Ang Pin 1 ay naglalabas ng mababang boltahe, na pinapatay ang indicator ng pagsingil. Sabay-sabay, ang pin 7 ay naglalabas ng mataas na boltahe, na nag-iilaw sa float charge indicator. Bukod dito, ang mataas na boltahe sa pin 7 ay nagpapataas ng anode boltahe ng D19. Pinapataas nito ang boltahe sa pin 1 ng TL494, na nagiging sanhi ng pagbaba ng boltahe ng output ng charger sa 41.2V. Ang charger ay pumapasok sa float charge mode.

Halimbawa:

Charger. Sa pagkonekta ng power supply, ang charger ay hindi nagpapakita ng anumang tugon. Gayunpaman, ang storage capacitor ay nagpapanatili ng singil. Kung hindi kaagad na mapapalabas dito, maaari itong maghatid ng nakagugulat na pag-alog, na magdulot ng malaking kakulangan sa ginhawa.

Tiyakin muna kung gumagana ang 13007. Sukatin ang midpoint boltahe sa pagitan ng dalawang transistors; kung ito ay nagbabasa ng 150V, ang isyu ay nasa pagitan ng 68μF/400V capacitor at ang pangunahing transpormer circuit. Kung hindi 150V, isa sa dalawang 240K start-up resistors ay may sira. Ang huling senaryo ay mas karaniwan. Para sa 3842 circuits, ang start-up na risistor ay karaniwang nagiging isang walang katapusang impedance; ang dalawang 2.2 ohm resistors ay dapat ding suriin.