lm324组成的电动车充电器维修电动车充
2024-08-14 来源：小胖丁资讯
下面是一张电动自行车充电器的图纸，根据网友提供的图纸绘制，应其要求，咱们嚼碎了，分析如下。
电路非常典型，由3842电源芯片和运放LM324组成；
3842负责生成可控的PWM信号，运放324负责次级输出电压和电流的控制；
我们从输出部分防反接电路讲起。一起看图。
二极管D14，电阻R30和继电器K组成防反接电路。
当正确地接上电池后，电池正极经D14、R30加在K的线圈两端，K得电励磁，常开触点K-1闭合，充电器输出电压加在电池两端，进行充电；
当电池接反时，由于D14的存在，D14加反偏电压不会导通，所以电池电压过不来，继电器K无励磁电压，K-1不能闭合，充电器不会进行充电。
二极管D13的作用是继电器线圈的续流二极管，当继电器线圈失电时，线圈电感会产生一个反向电动势，经D13释放，避免干扰其他电路。
324的供电电路，由电阻R52、稳压二极管DW，电容C24组成。给324的4脚供电，11脚为电源负极。
进一步深入之前，先简单了解一下运放LM324芯片的内容。LM324内含4个独立的高增益、频率补偿的运算放大器，既可接单电源使用 (3～30 V)，也可接双电源使用(±1.5～±15 V)，驱动功耗低，这里是接的单电源12V。如图。
运放的反向输入和正向输入，均是高电平有效。什么意思呢，就是高电平时，影响其输出。比如：反向输入端2脚，当2脚加高电平（高于3脚电压）时，输出端1脚则输出低电平；同样，当正向输入端3脚加高电平时（高于2脚电压），输出端1脚输出高电平。
这个关系理解了，分析充电器原理就很容易。
咱们来计算一下充电器的转绿灯时的电流值。TL431的接线方式是1和3脚相连，它输出2.5V的稳定电压，作为运放的参考电压。
转灯电流计算过程，如图中所示。
电阻R50并上R49，计算得到2.5KΩ。再计算流过R48串2.5KΩ的电流值，2.5V除以R48+2.5等于0.0267A的电流，电流乘以得出运放9脚的电压是0.067V。当充电时，充电电流取样电阻R29（0.15Ω）上出现电压，当该电压值小于0.067V时，运放10脚电压低于9脚，8脚输出低电平，红灯灭绿灯亮。所以转灯电流等于0.067/0.15=0.44A。即充电电流低于0.44A时，充电器状态切换。
不知道大家理解没有。
电路分析到了关键的部分，下面有完整的图，可下载收藏。
充电器电路原理图
下面一起学习充电器的输出电压是如何控制的。有不对的地方，欢迎留言。
输出电压控制由运放LM324的1、2、3脚完成。上面分析过，芯片431输出的是2.5V稳定电压，作为运放的基准电压。2.5V经电阻R41加在运放反向输入端2脚，即2脚的基准电压是2.5V，如图。
我们来看图，不难看出，运放正向输入端3脚电压是充电器的取样电压，电路由电阻R37，R39和R56构成；当3脚电压＞2脚电压时，即＞2.5V时，运放1脚输出高电平；通过二极管D11经电阻R46点亮光耦；当然光耦的亮度你是看不到的，因为它是塑封状态。
此刻光耦导通度加强，咱们看电路初级侧。什么，不知道初级侧在哪里呀？初级侧是前面电路图没给出的那部分，就是带市电的那一侧；这一侧触摸任何一个部位都会发生触电的感觉哦，俗称热板。
跟着思路，继续往下。
光耦导通度加强，拉低3842芯片的1脚电位（这里光耦为何接1脚而不是接2脚反馈电压端以后细说）；3842的1脚是内部误差放大器的输出脚，该脚电位越低，6脚输出PWM信号脉宽越窄，那么功率场管Q1导通时间越短；打个比喻，Q1作为开关，开一会就关闭了，流过去的水就少，这时水压非常低。此刻输出电压下降。这个关系理清楚了后面就好理解。
得出结论：光耦导通度加强，输出电压就会下降。
说了这么多，输出电压是如何调整的还没给出来，由于时间关系，下回我们根据电路参数计算一下充电器空载时输出电压是多少，是48V，还是58V？还是其他？
你们想知道吗？
充电器的输出电压的计算。输出电压控制由运放LM324的1、2、3脚完成。芯片431输出的是2.5V稳定电压，作为运放的基准电压。2.5V经电阻R41加在运放反向输入端2脚，即2脚的基准电压是2.5V，如图。
上面讲了， 充电器的取样电压电路由电阻R37，R39和R56构成。
当运放的第3脚电压超过2脚基准电压2.5V时，1脚输出高电平参与电压调整，维持3脚电压始终是2.5V，所以电阻R39上的压降是2.5V。
因R39与R56并联，我们计算其并联电阻值得3.54kΩ。
取样回路总电阻值等于R37+3.54，即：82+3.54=85.54（kΩ）。
3.54kΩ电阻占回路总阻值的占比：
3.54/85.54=0.041
电阻3.54kΩ上的电压是2.5伏，所以得出充电器空载输出电压的计算值是：
2.5/0.041=60.97（V）
另外一种计算方法：先算取样回路的电流，再乘以总电阻值，结果是一样的。
充电器输出电流的控制由LM324的12、13、14脚所在的误差放大器组成。我们详细分解并做计算。
图中充电器的最大输出电流是多少呢？你不妨先计算一下吧。运放LM324的12、13和14脚所在的单元负责充电器输出电流控制，实现恒流充电。
充电器插上市电，接上电池后开始充电。因R29电阻与电池串联后接电源负极，这时流过取样电阻R29的电流就是充电电流。R29有电流流过就有压降，该压降正好加在正向输入端12脚上。
我们计算得出反相端13脚的基准电压值是0.43伏。计算过程如图所示。
当12脚电压值超过0.43伏，即电阻R29上压降超过0.43V时，14脚输出高电平参与调整充电器功率输出，调整过程与电压调整过程一样。这样始终维持12脚为0.43伏，实现恒流输出。
用0.43V除以0.15Ω，计算得出充电电流是2.85A，如图。
若想改变充电电流大小，可以改变R29的阻值或者改变13脚的基准电压值。改变电流时，注意不能超过充电器的最大功率，不然它会罢工的。
常见故障是R29过热，阻值变大或开路，引起充电电流变小或不充电。
在前面讲解的基础上，下面咱们继续了解一下该充电器在未接电池、电池充电中和充满转灯后的动作过程，包括冷却风扇控制的过程、充电电流的变化以及输出电压的变化过程。内容有点长，需耐心看，掌握后，对充电器使用过程中状态判断以及维修有很大帮助哦。
电路中的参数来自电路图。如图。
充电器插上电源不接电池空载运行时，我们从前面文中知道，此时充电电流为零，LM3输出低电平，LM2输出高电平，绿灯点亮；如图。（为便于分析将LM324四运放编号成LM1、LM2、LM3、LM4）
运放LM2的7脚输出高电平分三路。
一路经R53点亮绿灯LED2；
第二路经R20，R55分压后经二极管D15控制运放LM1第3脚，将输出电压钳制在55伏（并不是前面计算的60.9伏）。此电压可以通过改变R55阻值进行调整；
最后一路是经R33到三极管Q2，Q2导通集电极低电位，闭锁风扇启动。风扇电源是单独的，如图所示，由变压器辅助绕组经D10提供。
插上电池后，充电器输出2.85A电流开始对电池充电，运放8脚输出高电平，红灯LED3点亮。
运放7脚输出低电平，风扇启动，二极管D15截止不参与控制。这个过程简单，不赘述。
此时，主要参与控制的是运放324其中的一只LM4。其2脚电压略大于0.43伏，14脚输出高电平，将充电电流稳定在2.85A。见文章前面的充电电流计算内容。
随着充电的进行，电池容量和电压慢慢上升，充电电流减小，当电流小于0.44A时，运放LM3和LM2控制的转灯电路动作。运放LM1将输出电压稳定在55伏对电池进行浮充电运行，其状态同充电器空载时类似。
充电器实物图
元件R40，C22和R45，C23的作用一样，
是运放的负反馈电路，起到抑制干扰防止振荡，稳定输出的作用。
到此，充电器输出控制芯片LM324的控制原理讲完了。
你学会了，充电器和开关电源分析就入门；还没学会，则多读几遍，欢迎留言讨论。