KGC 充电器属于半桥式整流蓄电池启动和他励式开关电源。电路如图1 所示。
图1 KGC 充电器电路原理图
该电路主要由市电整流、滤波电路,开关变压器T1、T2、T3,开关管VTl、VT2,PWM 脉宽调整IC2(SG3524),充电控制器ICl(LM324)等部分组成。
1.市电整流、滤波电路市电交流220 V 经FU (熔断器)→R1 (压敏电阻)→VD1~VD4 桥式整流→R2(热敏电阻)限流保护→C1、C2 滤波→R3 两端产生+300 V 电压。其中R1 为市电过压保护电阻,当市电电压过高时,被击穿而将熔断器熔断,保护了后级电路。R2 为负温度系数热敏电阻(常温下为
电动自行车的KGC充电器电路设计精巧,其工作原理涉及多个关键环节,包括市电整流、滤波,主电源电路以及稳压控制。我们来详细解析这些环节。
1. **市电整流、滤波电路**:电路从输入的220V交流电开始,经过FU熔断器的保护,防止过电流损坏电路。接着,R1压敏电阻起过电压保护作用,当市电电压异常升高时,会自我牺牲以保护电路。VD1~VD4构成的桥式整流器将交流电转换为直流电。R2热敏电阻在通电初期起到限流作用,防止电容C1、C2快速充电造成的冲击。C1、C2滤波电容滤除直流中的纹波,R3则帮助建立约+300V的工作电压。
2. **主电源电路**:KGC充电器的启动方式独特,需借助于蓄电池的残余电压。只有当充电端口连接电池,L1、VD11、R36组成的启动回路才能给PWM脉宽调整IC2(SG3524)供电,启动电路。IC2内部的振荡器、比较器等部件工作,产生锯齿波脉冲电压,控制开关管VT1、VT2的导通和截止,形成半桥式拓扑结构。VT1、VT2的交替导通在开关变压器T1、T2、T3上产生脉冲电压,经过整流、滤波,提供给负载,即电池充电。
3. **PWM脉宽调制**:IC2的⑥、⑦脚外接的R21、C7决定振荡频率,产生的锯齿波控制PWM比较电路,输出矩形脉冲,驱动VT1、VT2。通过改变VT1、VT2导通的时间比例,可以调节输出电压的大小。
4. **充电指示及电流控制**:T2次级绕组L2产生的电压经过整流、滤波供给控制电路,T2的L3绕组产生电压,一部分用于点亮充电指示灯LED1,另一部分整流滤波后对电池充电。T3的次级绕组电压整流滤波后,产生的电流取样电压送到IC2的④脚,进行充电电流控制。
5. **稳压控制电路**:电路设有反馈机制,当输出电压过高时,C12两端电压上升,通过R32、R31、R30取样并送入IC2的①脚和②脚,比较后调整PWM脉冲的占空比,减小VT1、VT2的导通时间,降低输出电压。反之,如果输出电压降低,控制过程反转,增加导通时间,提高输出电压,确保充电过程稳定。
KGC充电器电路的设计考虑了安全性、效率和稳定性,通过精密的电子元件和巧妙的电路布局,实现了对电动自行车电池的高效、安全充电。这一设计也展示了现代电力电子技术在实际应用中的智慧,尤其是PWM控制在电源管理中的重要作用。