图13-4 充电器输出电压过高故障检修流程
提示 输出电压高不仅会缩短蓄电池的使用寿命，而且容易导致充电器内部的开关管V1击穿，或滤波电容C12、C16击穿(有时会炸裂)等故障。
(3)充电器输出电压低
充电器输出电压低，说明稳压控制电路、负载电路、自馈电电路、充电控制电路异常，该故障检修流程如图13-5所示。
图13-5 充电器输出电压低故障检修流程
提示 输出电压低的同时开关变压器T1多会发出高频“吱吱”叫声。怀疑三端误差放大器IC2、光电耦合器PC1异常时，也可采用代换法进行判断。另外，充电控制电路异常还会产生充电状态不能正常转换的故障。
二、TL494 HA17358构成的充电器
由电源控制芯片TL494和双运算放大器HA17358为核心构成的普通型充电器应用的较多，其中，TL494和相关元件构成了功率变换器部分，HA17358和相关元件构成了电压检测和控制部分。下面以路邦电动自行车采用的BMCH-36型智能充电器为例进行介绍。电路如图13-6所示。
1.市电滤波及变换
该充电器通上市电电压后，市电电压经保险管FU送到由差模电容C20、C4和互感线圈T1组成的线路滤波器滤除市电电网中的高频干扰脉冲，再通过D1～D4组成的整流堆桥式整流，由C15滤波，在C15两端建立310V左右的直流电压。市电输入回路的PT是负温度系数热敏电阻，它可在开机瞬间限制C15因充电产生的冲击大电流。
2.功率变换器
该变换器采用了自激启动、他激工作方式。自激式启动电路由开关管V1、V2和电阻R30～R33，以及变压器T2和T3等元件组成，他激工作方式由PWM控制芯片TL494和相关元件构成。由于TL494的[13]脚接5V电压，所以TL494的输出方式被设置为双端输出方式。
接通电源瞬间，由市电变换电路产生的310V电压不仅加到V1的c极，而且通过启动电阻R32和限流电阻R33限流后加到V1的b极使它导通。V1导通后，310V电压通过V1的c、e极、激励变压器T2的[2]-[4]绕组、开关变压器T3的[1]-[2]绕组、C17到地构成回路。回路中的电流在T3的初级绕组上产生[2]脚正、[1]脚负的电动势，在T2的[2]-[4]绕组上产生[2]脚正、[4]脚负的电动势，于是T2的[1]-[2]绕组产生[1]脚正、[2]脚负的感应电动势，它的[3]-[5]绕组产生[3]脚正、[5]脚负的电动势。[3]-[5]绕组的电动势使开关管V2截止，[1]-[2]绕组输出的电动势通过C14、R33反馈到V1的b极，使V1迅速进入饱和状态，流过T3的[1]-[2]绕组的电流线性增大，磁感应强度随之增大。当磁感应强度增大到饱和点时，电流急剧下降，由于电感中的电流不能突变，所以T2和T3各个绕组产生反向(相)电动势。T2的[1]-[2]绕组产生的反相电动势使V1迅速截止，而[3]-[5]绕组产生的反相电动势通过C13和R31使V2导通。此时，C17两端电压通过T3的[1]-[2]绕组和T2的[2]-[4]绕组、V2的c、e极到地构成回路。该回路中的导通电流使T3的[1]-[2]绕组产生[1]脚正、[2]脚负的电动势，T2的[2]-[4]绕组产生[4]脚正、[2]脚负的电动势，随后V2截止，使T2、T3各个绕组再次产生反相的电动势，于是使V1再次导通。重复以上过程V1和V2工作在自激振荡状态。该电源进入自激状态后，T3的次级绕组输出的脉冲电压经D9和D10全波整流，C17滤波产生直流电压。
C17两端产生的电压加到电源控制芯片TL494(IC1)供电端[12]脚，通过基准电源形成5V电压，该电压不仅为IC1内部的触发器、比较器、误差放大器、振荡器等电路供电，而且从[14]脚输出，为充电控制电路提供参考电压。振荡器获得供电后，与[5]脚、[6]脚外接的定时元件C10、R20通过振荡产生锯齿波脉冲电压。该锯齿波脉冲电压作为触发信号，控制PWM比较器产生矩形激励脉冲，再经RS触发器产生两个极性相反、对称的激励信号，通过驱动电路放大后从IC1的[8]脚和[11]脚输出。从IC1[8]脚和[11]脚输出的激励脉冲通过V4和V3放大后，再经T2耦合，驱动开关管V1和V2交替导通，从而使开关管进入他激式工作状态。开关电源进入稳定的他激式工作状态后，T3次级绕组输出的脉冲电压通过全波整流，在C1和C17两端分别产生稳定的44.5V和24V左右的直流电压。其中，44.5V直流电压通过防反向充电的隔离二极管D16不仅为蓄电池充电，而且为误差放大器提供取样电压。而24V电压第一路为TL494供电;第二路为充电、显示控制电路供电;第三路通过R9限流使发光管LED2发光，表明充电器已工作。
图13-6 BMCH-36型智能充电器电路
V1～V4的c、e极两端并联的D19、D18、D14、D13是阻尼二极管，以保护V1～V4不被过高的反向电压击穿;D11和D12组成温度补偿电路，以免过高的温度影响V3、V4的工作状态，最终给V1和V2带来危害;T3初级绕组上并联的C3和R1用作阻尼，以免T3进入自激振荡状态。D20、R35和D17、R28构成C14和C13钳位电路，并且在开关管截止期间为C14和C13提供快速放电回路，以便C14和C13在下个振荡周期继续为开关管提供激励回路。
3.稳压控制
该开关电源的稳压控制电路由电源控制芯片TL494(IC1)[1]、[2]脚内的误差放大器1、误差取样电路构成。由于取样电路对C1两端电压进行取样，所以该误差取样方式属于直接取样方式。
当市电电压降低或负载较重引起D16负极电压下降时，该电压通过R10、R11取样后的电压下降，IC1的[1]脚电位下降，即误差放大器1同相输入端电压下降。而反相输入端通过[2]脚接参考电压，两者比较后使误差放大器1输出低电平控制信号，该信号通过PWM比较器和RS触发器处理后，使IC1[8]脚、[11]脚输出的激励脉冲占空比增大，开关管V1和V2导通时间延长，开关变压器T3存储的能量增大，开关电源输出电压升高到正常值，实现稳压控制。开关电源输出电压升高时，控制过程相反。IC1[2]脚输入的参考电压由[14]脚输出的基准电压通过电阻分压获得。
该开关电源输出电压还受温度开关ANb的控制。在冬季按下ANb开关，分压电阻R5、R6接入电路，使IC1的[1]脚输入的电压下降，致使IC1[8]、[11]脚输出的激励脉冲占空比增大，开关管导通时间延长，开关电源输出电压升高，D16负极电压在空载时为51V。在夏季断开ANb开关，R5、R6脱离电路，使IC1的[1]脚输入的电压升高，致使IC1[8]、[11]脚输出的激励脉冲占空比相对减小，开关管导通时间缩短，开关电源输出电压降低，D16负极电压在空载时为44.5V。
提示 若冬季在室内充电也最好采用低压方式，这样可延长蓄电池的使用寿命。而在夏季千万不可使用高电压挡充电，以免蓄电池被充坏(鼓包)。
4.充电、显示控制
该充电器的充电、显示控制电路由TL494(IC1)内的误差放大器1、误差放大器2和HA17358(IC2)、取样电阻R29、双色发光管LED1等元件构成。其中R29是电流取样电阻，它串联在开关变压器T3的次级绕组和地之间，充电期间会在R29两端产生的下正、上负的压降。这个压降不仅通过R8、R***加到IC2的反相输入端[6]脚，而且通过R26、R25加到IC1的[15]脚，同时IC1[14]脚输出的5V电压经电阻限流后也加到IC1的[15]脚。
释放能量后的蓄电池两端电压下降，这样它在充电初期会使开关电源的负载较重，在稳压控制电路的作用下开关管导通时间较长，充电电流较大，为蓄电池快速充电。同时，较大的充电电流在R29两端建立的压降(负压)较高，该电压一方面使IC1的[15]脚输入微弱的负电压，致使IC1内的误差放大器2输出高电平的控制信号，通过PWM电路将IC1的[8]脚和[11]脚输出的激励脉冲占空比限制在一定范围内，避免开关管过流损坏;另一方面因IC2的[5]脚接地，电压恒定为0V，[6]脚电压为负压，所以IC2的[7]脚输出高电平控制电压。该电压不仅通过R1限流，使双色发光管LED1内的红色发光管发光，表明充电器工作在恒流充电状态，而且通过R6使V5导通，LED1内的绿色发光管因无供电不能发光。
随着恒流充电状态的不断进行，蓄电池两端电压逐渐升高，充电电流减小，在R29两端产生的压降使IC1[15]脚电位从负压变为0V，IC1内的误差放大器2不影响开关电源的工作状态，但该压降仍会使充电指示灯LED1发光为红色，此时开关电源输出的电压在稳压控制电路作用下升高并保持稳定，D16负极电压恒定为44.5V(夏季)或51V(冬季)，充电器进入恒压充电阶段。
在恒压充电阶段随着蓄电池两端电压不断增加，充电电流进一步减小。当电流减小到转折电流后，在R29两端产生的压降减小，于是IC1的[14]脚输出的5V电压通过91k电阻使IC2[6]脚输入的电压超过0V，IC2的[7]脚输出低电平控制电压。该电压一路使LED1内的红色发光管因无导通电压而熄灭，表明快速充电结束;另一路使V5截止，V5的c极上电压通过电阻限流使LED1内的绿色发光管发光，表明蓄电池已充足电。
5.保护
(1)过流保护
当蓄电池或C1、C17、整流管等元件异常使R29两端的负压过大时，通过R26、R25使IC1(TL494)[15]脚输入的负压过大。该负压被IC1内部电路处理后，使IC1的[8]、[11]脚不能输出激励脉冲，开关管停止工作，避免了开关管因过流损坏。
(2)软启动电路
TL494[4]脚外接的C16是软启动控制电容。开机瞬间因C16两端电压为0，所以TL494[14]脚输出的5V基准电压通过C16和R19构成充电回路，在R19两端建立一个由高到低的电压。该电压通过TL494的[4]脚输入，通过比较器处理后使[8]脚和[11]脚输出的激励脉冲占空比由小逐渐增大到正常，避免了开关管在开机瞬间过激励损坏，实现软启动控制。
(3)欠压保护
TL494供电端[12]脚输入的电压低于7V时，它内部的欠压保护电路动作，使TL494停止工作，实现欠压保护。
6.常见故障检修
(1)开关电源不能启动
开关电源不能启动，说明市电变换电路、自激式振荡器异常，该故障检修流程如图13-7所示。
注意 开关管V1、V2损坏后，必须检查TL494、激励变压器T2所接的元件是否正常，以免再次损坏。
图13-7 开关电源不能启动故障检修流程
(2)开关电源能启动，但不能进入他激式工作状态
开关电源能启动，但不能进入他激式工作状态，说明电源控制芯片TL494未工作或驱动电路异常，该故障的检修流程如图13-8所示。
