充電器紅燈亮風扇不轉沒有輸出電壓,三極管8050正常,該怎麼查?

蓋世菜鳥


根據提問者的意思,充電器的紅燈亮但風扇不轉,而且沒有輸出電壓,測量控制風扇的8050三極管正常,該如何查找故障原因?

引言:電瓶車充電器出現了故障,風扇一直不轉,充電時紅燈亮,說明有電壓輸出給電瓶充電,有負載電流。但是風扇不轉,即使能夠充電,該充電器也不能使用,風扇不轉,充電器內部散熱效果很差,會導致開關管過熱而燒燬!那麼對於出現這種情況該如何維修呢?想維修電瓶車充電器,首先得對充電器的基本原理有一定的瞭解,熟悉基本電路圖,熟悉充電器中常用的元器件,瞭解各模塊的功能,下面先了解一下充電器的基本原理。

充電器的基本原理

1、目前電瓶車充電器基本上都是採用開關電源的設計方式,因為開關電源轉換效率高、體積小、重量輕,設計成本較低。電瓶車充電器的基本原理是:220V交流電先經過熔絲(內部電路電流過大時,熔斷保險絲以達到保護的目的),然後通過整流橋將220V交流電整流約310V的直流電壓,之後通過開關變壓器、開關管、脈寬調製集成電路芯片(UC3842)將310V直流電壓轉換成脈衝交流電壓,經過變壓器二側後再整流輸出電壓給電瓶充電。

2、開關管由UC3842控制,通過調節PWM脈衝寬度調節輸出電壓,而輸出電壓通過TL431基準源控制光耦導通與截止形成負反饋將信號給UC3842用於控制開關管開通/關斷速率,使輸出直流電壓趨於穩定。當輸出電壓偏高時,光耦有電流,發光二極管點亮,使光耦工作,反饋給開關控制電路,降低脈衝寬度使輸出電壓下降。微調TL431旁控制基準源輸出電壓的兩個阻值可調整輸出電壓。

3、充電器直流電壓輸出端負極會有一個採樣電阻,用於採集充電器的輸出電流,改變該阻值可以改變輸出電流。同時,採樣電阻的電壓會接入比較器的輸入端,用於檢測電流,當電流達到某個值時,比較器輸出翻轉信號,驅動紅色LED燈點亮,表示有負載電流;當電流為零或小於某個值時,比較器不翻轉,綠色LED燈點亮,表示沒有負載電流。同時採樣電阻的電壓也會接入另一個比較器輸入端,用於檢測負載電流是否過大,當負載電流過大時,比較器輸出過載信號通過光耦反饋到輸入端脈寬調製電路當中,調整輸出電流。

4、有些型號的充電器負極會接個開關管,當輸出端未接電瓶時,開關管處於關斷狀態,無電壓輸出,當輸出端接上電瓶時,電瓶的電壓會觸發開關管導通,從而有電壓輸出。

5、電瓶車充電器的風扇一般為12V供電,正極接電源,負極接NPN三極管的集電極(一般使用8050三極管),通過控制三極管導通來控制風扇轉動,該風扇的三極管基極由比較器輸出端進行控制,如上圖原理,通過比較器採集是否有負載電流,當有負載電流時,比較器358的5腳(正輸入端)電壓高於6腳(負輸入端電壓),比較器輸出高電平,使三極管8050導通,風扇工作。

6、其中UC3842屬於開關電源脈寬調製集成電路芯片,各引腳的功能如下:

  • 1腳:屬於補償腳,外接阻容元件用於改善誤差放大器的增益和頻率特性,誤差放大器的輸出端;

  • 2腳:電壓反饋輸入端,此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V 基準電壓進行比較,產生誤差電壓,從而控制脈衝寬度,用於調節充電器的輸出電壓;

  • 3腳:電流取樣輸入端, 當檢測電壓超過1V時縮小脈衝寬度使電源處於間歇工作狀態,用於調整充電器的最大電流;

  • 4腳:定時端,外接振盪電阻和振盪電容,內部振盪器的工作頻率由外接的阻容時間常數決定,f=1.72/(RT×CT)

  • 5腳:電源負極,即GND;

  • 6腳:推輓輸出端,輸出脈寬調製信號,用於驅動開關管,內部為圖騰柱式,上升、下降時間僅為50ns 驅動能力為±1A;

  • 7腳:供電電源端VCC,輸入電壓範圍10V~30V以內;

  • 8腳:5V基準電壓輸出端,具有50mA的帶載能力。

電瓶車充電器故障維修

1、基本瞭解電瓶車充電器的原理之後,風扇不轉該如何定位故障呢?以上圖原理為例,風扇由NPN三極管8050驅動,由LM358比較器(LM358輸入運放,此處是使用運放當比較器使用)輸出控制三極管導通,該比較強正輸入端接採樣電阻的電壓,負輸入端接12V經240K和1K的分壓值,約0.05V,而採樣電阻的阻值為0.1Ω,也就是說當負載電流大於500mA時,比較器輸出高電平,使紅色LED燈點亮,同時使8050三極管的基極為高電平,三極管8050導通,風扇工作。

若風扇不轉,首先將風扇插頭拔掉,測量一下風扇接口電壓是否正常,若輸出電壓正常,極有可能是風扇故障引起,可能是風葉被卡住或電機燒壞或導線故障。若仍無輸出電壓,直接測量12V電源電壓,不要測量風扇接口處,因為風扇接口的負極經過三極管開關,直接跨過三極管測量,若不好找可先找到地端(8050的發射極,左下腳),將萬用表黑表筆接地,紅表筆分別測量風扇接口的兩個引腳,若其中一隻腳有12V電壓,說明12V電源正常,若兩個引腳都無12V電壓,說明12V電源故障。

(1)若12V電源正常,測量驅動三極管8050好壞(可採用電阻測量法,斷電測量各引腳之間的內阻),若8050已壞,換掉三極管即可,該管子較容易損壞。若8050三極管正常(提問者已說明8050正常,說明不是該管子的問題),那就是後端驅動電路故障,帶載(接上電瓶)通電,測量比較器輸出電壓是否為高電平,若輸出不對,測量比較器輸入端(頭條@技術閒聊),即採樣電阻的電壓和基準電壓是否正常。如下圖所示,由於紅色LED燈亮,說明比較器輸出正常,那麼極有可能是8050基極端的電阻R41變質導致電阻變大或開路或者燒斷使8050基極電壓一直處於低電平狀態,三極管無法導通,所以風扇不轉。(可能原理圖不一樣,控制方式略有差異,但大同小異,理解其基本原理之後根據實物推測,可知哪個元器件損壞)。

(2)若測量12V電源電壓無輸出,測量12V穩壓管是否短路,限流電阻R42是否變質(電阻變大或開路),濾波電容是否短路,整流二極管D13是否開路,若都無故障測量變壓器二側輸出端是否有大於12V的交流電?若無交流電測量初級線圈是否有輸入?按照這個思路一步步往下查,一定可以查出故障點。

總結:電瓶車充電器故障的原因有很多,風扇故障相對來說還是比較容易查找的,涉及到原理難點不多,關鍵是理解比較器的控制邏輯,掌握其基本思路之後,測量幾個關鍵點電壓即可判斷那個地方出現故障。充電器常見的故障有:高壓大電流部分故障率最高,比如高壓輸入端保險絲、整流二極管、濾波電容、功率開關管、高壓側的一些大電阻等,其次就是輸出端整流二極管、濾波電容、採樣電阻等故障;還有UC3842脈寬調製芯片也屬於易損壞器件,故障率極高,檢測該器件是否正常時,著重測量一下一些關鍵引腳的電壓,比如7腳電源電壓是否正常(一般10V~17V)、8腳是否有5V基準電壓輸出、2腳電壓是否2.5V左右、6腳是否輸出脈衝方波信號等。若直流電壓輸出偏高,則極有可能是負反饋端出現故障,重點檢測一下基準源TL431、光耦以及其附近的電阻是否正常。若輸出直流電壓偏低,有可能是整流二極管故障、濾波電容失效、功率開關管性能下降、驅動芯片故障、高頻脈衝變壓器損傷等。電器維修需要多拆多看,心中有圖,排故才會得心應手。

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技術閒聊


充電器的散熱風扇一般是由溫度檢測電路輸出一個控制信號,通過三極管驅動散熱風扇工作的。若確認驅動散熱風扇的三極管沒問題,可以檢查一下散熱風扇及溫度檢測電路是否正常。


散熱風扇的驅動電路如上圖所示,其控制電路一般由LM339這類電壓比較器與熱敏電阻組成,當熱敏電阻檢測到充電器的溫度過高時,其阻值發生顯著變化(增大或減小),電壓比較器檢測到熱敏電阻阻值的變化,輸出一個控制信號,通過三極管驅動散熱風扇工作。



若散熱風扇不工作,並且確認三極管是好的,此時可以拆下散熱風扇,用萬用表電阻檔測量一下散熱風扇正負兩根線之間的電阻,一般該電阻在數百Ω以內,若測得的電阻為無窮大,說明散熱風扇壞了。另外,這種散熱風扇一般是通過接插件接在三極管集電極與電源正極之間,也可以檢查一下接插件是否接觸不良,內部是否有斷線。

若確認散熱風扇及其接插件皆無故障,那就要檢查溫度檢測電路是否正常了。可以在充電器溫度高時,用萬用表直流電壓檔測量檢測電路的輸出端,看是否有高電平控制信號輸出?若無信號輸出,可以接著檢查熱敏電阻及電壓比較器是否損壞。一般散熱風扇不工作就上述幾個問題,很容易找到故障。


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