#(原创技术资料)电动自行车智能三阶段充电器的工作原理和实用技术资料.pdfVIP

电动自行车智能三阶段充电器的工作原理及实用技术资料

王赟

2010.12.28.

我国电动自行车产业的飞速发展为电器维修行业提供了新的利润增长点。充电器作为

电动自行车的易损配套设备，其维修市场潜力巨大。虽然目前的主流充电器都采用了开关电

源式设计，但其控制过程与彩电、彩显等设备的开关电源有着明显的不同。从电动自行车充

电器的维修实际以及国内众多电子技术论坛的会员求助情况来看，很多维修人员对电动车充

电器的工作过程和三阶段充电原理不明白，而且目前现有的技术资料对此鲜有论述，读者难

以理解，因此在检修中缺少必要的理论指导，遇到简单的故障尚能排除，一旦遇到稍具难度

的故障或者比较复杂的故障，检修便难以进行，而且存在很大的盲目性。本文从电动车充电

器的维修实际出发，围绕目前电动车市场上的主流充电器电路，用浅显易懂的语言，详尽地

剖析2种典型的智能式三阶段充电器的工作原理和检修方法，并提供8个有实用价值的维修

实例和13张代表性图纸以及6种典型充电器的三阶段充电过程中的实测数据等相关技术资

料，供维修中参考。

一、电动自行车智能三阶段充电器的工作原理

当今的电动自行车充电器，大量地采用了以PWM脉宽调制集成电路TL494N或者

KA3842（UC3842）为核心控制电路，组成智能式开关电源，分三个阶段为蓄电池提供充电

电压和电流。由于目前我国的电动自行车普遍采用了36V／12AH的铅酸蓄电池，所以这里

以适合于这种蓄电池的36V充电器为例，对采用TL494N和KA3842的电动自行车三阶段

充电器的工作原理进行介绍。

1、以TL494N为核心的充电器工作原理。参照型号为天津“彪”牌电动自行车采用的

SP2000三阶段充电器。

预备知识：首先说一下什么是三阶段充电器。三阶段充电器属于智能控制的能自动转

换充电模式的充电器，所谓三阶段是指恒流充电阶段、恒压充电阶段、涓流充电阶段（又叫

浮充阶段）。在恒流充电阶段，充电电流是不变的，但输出电压在变。电路根据充电电流的

情况自动调整输出电压才能使电流保持在恒定的状态，一方面表现在当充电电流增大时，电

路能自动降低输出电压，使电流减小，维持恒定；另一方面，随着蓄电池充进电量的增多，

蓄电池两端电压会不断上升，为了防止充电电流变小，因此开关电源的输出端电压必须随着

充电过程而逐渐上升。在这个阶段，充电电流较大，一般设定在1.8A左右；恒压充电阶段

是指当蓄电池的电压升高到设定的恒压值时，开关电源的输出电压便保持不变（不再升高），

而充电电流则根据蓄电池的充电情况不断减小。该恒压值一般设定为44.4V-44.8V左右；涓

流充电阶段是指当充电器基本充满（充电电流减小到200－300毫安）时，电路根据检测到

的充电电流会自动减小开关电源的输出电压，此时输出电压固定，充电电流继续逐渐减小，

约两小时后充电结束。结束后，充电电流保持在几十毫安以下或者几毫安以下甚至更低。

以上三个阶段的转换是依靠相关集成电路来检测充电电流和输出电压进而根据既定的

模式自动实现的。目前厂家提出的“智能型”、“自动控制型”、“全自动”等充电器，如无特

殊说明，一般都是指具有三阶段控制功能的充电器。值得一提的是，有的厂家在三阶段充电

器的基础上增加了负脉冲充电功能，对于延长蓄电池的使用寿命有着积极的作用。

有必要说明的两点：

1、恒流充电电流的数值是根据下列公式确定的：

12（安时）×1.2(效率)÷8（小时）＝1.8A其中，12安时是指蓄电池的容量，8小

时是指标准规定的充电总时间，1.2效率是一个定值。可见，蓄电池的容量是确定恒流值的

一个关键因素。

2、恒压充电的电压值的计算方法：

蓄电池单格电压（V）×蓄电池的格数（个）＝恒压充电电压（V）

从目前的电动车充电器设置的恒压充电电压值来看，是按照蓄电池单格电压

2.47V-2.49V来设计的。36V蓄电池由3块12V蓄电池串联而成，每块12V蓄电池有6格，

这样计算出的恒压充电电压值为：（2.47V-2.49V）×（3×6）＝44.4V-44.8V

但是，按照要求，密封电池的充电恒压值在2.4V/单格为最佳，这样，标称36V的电动

车的