第二篇 控制器
第五章 无刷控制器实例
上接总第十二期《维修与充电》专版第三版）
2.采用单片机的无刷控制器
图2.5.4是一个36V电动自行车用无刷控制器框图，图2.5.5是该控制器电路原理图。
由于单片机89C2051属低端产品，内部没有PWM和A/D转换，它借助了三个模拟比较器完成相应工作。IC8B做电池欠压检测器，欠压时，给单片13脚一个低电平；IC8D做过流检测器，过流时，给单片机⑦脚一个低电平；借助普通I/O口11脚输出，通过积分电路和转把模拟速度信号在IC8A进行比较后，输入给单片机12脚PWM，然后分三相六路输出到三个专用驱动芯片IR2103。由IR2103驱动每相的上、下VDMOS管。
单片机通过内部预装的软件完成任务，不同产品的软件差异很大，烧片子（写入程序）时一般都进行了加密。市场上，一般销售的单片机是空白的，内部程序需用专用设备进行烧写。因此，采用单片机的各种控制器，普通售后服务作维修只是更换外围元件，单片机本身损坏，更换工作要依*原生产厂商进行，或供应写有程序的单片机。
单片机就是单片微型计算机，它的加入可以很容易地增加一些所谓智能功能，例如巡航功能。巡航功能就是通过按一下巡航功能按钮，电动自行车就以刚才的速度继续前进，松开霍耳速度转把也不受影响。
无刷控制器和无刷电机一般有8条连线，其中线包绕组三条，转子位置信号三条。共有36种接法：60°角的电机仅有两种接法正确，1个正转，1个反转；120°角的电机仅有六种接法正确，3个正转，3个反转。盲目试接很容易造成控制器或电机的损坏。关键是正确确定线包绕组和转子位置信号的相序，并且确定第一相。
为此，作者设计了无刷电机检测仪和无刷控制器检测仪，具有小学程度的修理工几分钟就能掌握，快速、准确确定绕组和转子位置信号的相序，以及第一相。检测仪对被测对象无损，还可以判断电机位置传感器故障、控制器质量、控制器故障部位等。
3.其他控制器概述
（1）未涉及到的无刷控制器
也有不需要位置传感器的无刷控制器，它是通过检测线圈电动势判断转子位置的。显然，电机未转动时，它是不能判断转子位置的，可以等电机转起来再加电，也可以按一定序列加电，试探出转子位置后，然后正确加电。
（2）未涉及到的开关磁组电机的控制器
开关磁组电机是另一种电机，过去在纺织行业有应用，现在有人研究将它用到电动自行车上，它的控制器类似无刷控制器。
第三篇 充电器
电动车辆的蓄电池补充能源，要通过充电器进行。充电器的种类很多，一般按有无工频变压器进行区分，可分为两大类：有工频变压器（常称为变压器降压型电源）充电器和开关电源式（无工频变压器）充电器。通常，大功率的充电器普遍使用了环式工频变压器，虽然效率低，但是电流大（可到30A）、可*性高。货运电动三轮车一般都使用这类充电器。而30A以下的电瓶，则大多采用开关电源技术的充电器，效率高，并甩掉了笨重的工频变压器。
开关电源技术的充电器细分，又有半桥式、单激式和脉冲式三类，半桥式分为普通分段半桥式、带负脉冲半桥式和带其他功能半桥式；单激式还可以再分成正激和反激两类，采用单片机的脉冲式充电器是近年来才涌现出来的。电动自行车充电器最大充电电流大多限制在2A左右。
第一篇的第二章介绍了充电器的一些基本单元电路，本章再介绍一些充电器特有的基本电路。然后介绍上述分类中各种典型的整机电路和它们的工作原理，为充电器维修奠定理论基础，为检修提供思路。
第一章 充电器单元电路
1.整流电路
在充电器中，必须把交流电变为直流电，这需要通过整流电路完成转换，英文缩写交流电为AC，直流电为DC，交流变直流为AC/DC。
（1）单相全波整流电路
图3.1.1（a）是单相全波整流电路，图中变压器T次级线圈A、B带中心抽头O，初级线圈C、D，带点号的为同名端，同名端相位相同。整流过程如下，在正半周0~π期间，D1正向偏置导通，D2反向偏置截止，电流从A流经D1~R上端，再到R下端，返回O。在负半周π~2π期间，D1反向偏置截止，D2正向偏置导通，电流从B流经D2~R上端，再到R下端，也返回O。可以看出，正负半周D1、D2轮流导通，负载R上的电流总是从上到下，交流电在这里变成了直流电，波形见图3.1.1（b）所示。
（2）桥式整流电路
图3.1.1（a）所示为基于变压器中心抽头的单相全波整流电路，而在实际应用中，通常采用图3.1.2（a）所示的另一种单相全波整流电路，叫桥式全波整流电路。整流过程如下：输入电压Vi是交流电，在正半周0~π期间，D1、D4正向偏置导通，D2、D3反向偏置截止，电流从A流经D1~R上端，再到R下端，经D4返回B。在负半周π~2π期间，D1、D4反向偏置截止，D2、D3正向偏置导通，电流从B流经D2到R上端，再到R下端，经D3返回A。可以看出，正负半周D1、D4和D2、D3轮流导通，负载R上的电流总是从上到下，交流电在负载R上变成了单向的直流电，波形见图3.1.2（b）所示。
在开关电源式充电器中，这两种整流电路都得到了应用。在市电AC/DC中用桥式整流电路，在半桥式功率变换变压器的次级用全波整流电路。整流电路之后的直流电存在纹波。称之为脉动直流，还要进一步滤去纹波，变成平滑的直流才能给电路供电。
2.滤波电路
直流电通不过电容，交流电则能通过，但是具有一定的阻力，这就是电容的容抗Xc，其大小和交流电的频率f成反比，和电容的容量C成反比：
式中π是圆周率（常取3.14），f单位赫兹（Hz），C单位法拉（F）。
由上公式可以看出，理想电容的容抗对直流电（f=0）是无穷大，而对交流成分，频率越高容抗越小。
线圈在通过交流电时，也具有一定的阻力，这就是电感的感抗XL，和交流电的频率f成正比，和电感的电感量L成正比，在忽略线圈的直流电阻时：
XL=2πfL 式中π是圆周率（常取3.14），f单位赫兹（Hz），L单位亨利（H）。
由上述公式可以看出，理想电感的感抗对直流电（f=0）是0Ω，近似直通短路，而对交流成分，频率越高感抗越大。
利用电容和电感的电抗特点，可以组成形式多样的滤波器。在滤波器电路中，通常，将电感串联在电路中，利用的是电感对交流感抗大，阻挡交流成分；而将电容并联在电路中，利用的是电容对交流容抗小，短路、旁路交流成分。一般最常见的就是电源滤波电路和电源噪声滤波电路。
图2.5.4 36v单片机无刷控制框图
图2.5.5 89c2051单片机无刷控制器
(a）单相全波整流电路
(b)单相全波整流波形图
图3.1.1单相全波整流电器
(a)桥式整流电路
(b)桥式整流波形图
图3.1.2桥式整流电路
上节整流电路之后输出的脉动直流电，理论和实践都表明，它是直流电和许多频率不同的交流电的混合物。电源滤波电路的工作原理，也可以解释为：将交流成分堵挡或旁路（短路），保留直流成分。这里堵挡就是利用电感对交流感抗大，串联在电路里阻挡交流成分；旁路就是利用电容对直流电（f=0）容抗是无穷大，而对交流成分容抗小，并联在电路里将交流成分短路入地。
(a)电容电源滤波电器
(b)RC电源滤波电路
(c)噪声滤波电路（EMI）
图3.1.3滤波电路
图3.1.3（a）所示电路就是已经介绍过的电容滤波电路。接在整流电路之后，输入脉动直流电，输出较平滑的直流电。图3.1.3（b）所示电路由电容和电阻组合，叫RC滤波电路。图中C1是容量大的电解电容，具有一定的寄生电感，其感抗的存在造成对高频成分旁路效果差些。因此，一般并联一只容量不大但寄生电感很小的高频电容C2，可以明显改善对高频滤波的效果，弥补电解电容的不足。
常用的50Hz交流市电，本来是光滑的正弦波，但是工农业生产和生活中使用的各种电器，在使用中对它造成了污染，可以看作在50Hz正弦波交流市电中，掺进了许多高频交流干扰。图3.1.3（c）所示电路就是开关电源式充电器所特有的电源噪声滤波电路，英文学名叫EMI。串联在市电和桥式整流电路之间。一方面，它阻挡了市电中的干扰窜进充电器，另一方面，它也阻挡了充电器中开关电源产生的干扰反窜回市电电网中造成电磁污染。
图3.1.3（c）中左边图的L是双线并绕在同一个磁芯上的滤波电感。电感L串联在电路中，利用其交流共模感抗大，阻挡共模高频干扰成分；电容C1、C2并联在电路中，利用其高频容抗小，短路、旁路高频干扰成分。图3.1.3（c）中右边图是左边图的改进，电容变成了四只C1、C2、C3、C4。它们的其中一端都接地，可将差模和共模的高频干扰通过电源插头的保护地，引入大地。这几只电容容量不大，但关系人身安全，要求不漏电、耐压高。
3.防浪涌电路
开关电源式充电器中，在市电桥式整流电路后面，几乎接有电容滤波电路。滤波电容两端的电压通电为0V，加电瞬间，电容两端的电压不能跳变，相当于短路，电流极大。这个冲击电流，叫浪涌电流，极易损坏整流管等元件，为了保护它们，在电路里串联一只负温度系数的热敏电阻。见图3.1.4（b）所示。
(a)负温度系数电阻NTC特性曲线
(b)使用负温度系数热敏电阻的防浪涌电路
图3.1.4使用负温度系数热敏电阻的防浪涌电路
大多数导电材料的电阻具有正温度系数，也就是随温度上升，电阻值上升，但是这种变化微不足道。这里讲的热敏电阻是有明显正温度系数（PTC）或负温度系数的（NTC）的电阻。
在充电器里广泛使用的是负温度系数电阻，其特性见图3.1.4（a）所示。在室温下，通电前，它仅有5~10Ω电阻值，当有电流通过时，温度会上升，其电阻会减小。这种负温度系数电阻串联在充电器的市电输入电路里，加电瞬间，室温下5~10Ω电阻的串联大大降低了浪涌电流，随通电时间增加，NTC温度升高，其电阻值下降接近0Ω，但为了维持电阻发热，需要保持一个非常小的电阻，这个小电阻对电路功率影响很小。因此，这种简单有效的防浪涌电路被广泛应用在开关电源式的充电器中。
热敏电阻在原理图的代号是Rt，在实际使用中无正负极之分。
在桥式整流电路的二极管上并联小电容，对二极管也有抗浪涌保护作用。
4.防市电过压电路
充电器还使用一种压敏电阻作市电输入过压保护，这种电阻两端电压没有超过保护值时，阻值呈现无穷大。但是当两端电压超过保护启动电压时，其电阻值急骤下降，接近短路。压敏电阻并联在充电器的市电输入电路中，在市电低于240~250V时，它的阻值接近无穷大，当市电高于保护值时，其电阻值接近0Ω，将市电输入短路，造成保险管熔断，从而切断电源，起到过压保护作用。压敏电阻在原理图中的代号是Rv，在实际使用中无正负极之分，特性和应用见图3.1.5所示。
压敏电阻启动电压的测量可用摇表和电压表配合进行，具体方法见第五篇。
5.负脉冲充电电路
美国人麦斯在上世纪第二届国际电动车辆会议上，提出了关于蓄电池充电的三个定律，成为脉冲充电、快速充电技术的基础。世界公认：脉冲充电间隙短暂放电，可以去极化、增加极板接受能力，还可以降低充电温度。近年来，国人在这些应用领域搞得热火朝天，将快速充电采用的放电技术叫做负脉冲充电，实际就是充电过程中，每秒（1000ms）使电瓶放电1~2ms。
图3.1.6所示是浙江天能为该厂电池配套的负脉冲充电电路部分。Q6导通，将电瓶短路，电瓶放电。Q6截止，电瓶恢复充电。Q6的导通和截止受多谐振荡器和IC3的C联合控制，Q5是Q6的驱动。Q5和Q6是直接耦合，俗称达林顿。多谐振荡器也是矩形波振荡器，后面将有工作原理介绍。
上述充电器在放电时，并没有断开充电电路，为了保护充电部分，串联了电感，利用了电感里的电流不能突变这一点。更先进的充电器每次放电前，首先断开充电电路，36121型充电器就是其中之一，使用了单片机控制器，整机电路将在后面介绍。
6.单向可控硅及其应用
可控硅学名叫晶闸管，又叫可控整流器。有双向和单向可控硅两大类。有的充电器中采用了5A以下的单向可控硅，在下例千鹤充电器中，可控硅当作充电开关使用；在捷安特一款充电器中，组成过压保护电路，超过46V即关闭PWM。
单向可控硅在电路图中的代号为SCR，图3.1.7（a）所示是常用单向可控硅外形，图3.1.7（b）所示是在电路图中的符号。单向可控硅有三个电极：控制极G、阳极A、阴极K。控制极G和阴极K之间相当于一个PN结。单向可控硅相当于一个无触点开关，其G极加有一个相对于阴极为正的脉冲时，可控硅导通。单向可控硅导通后，去掉触发正脉冲，仍然保持导通。关断的方法就是使流经可控硅的电流小于其维持电流，如AK两端的电压降低到近于0V，或者反过来使电位A负K正。图3.1.7（d）所示是在千鹤充电器中的应用电路，两端加的是脉冲直流电，过零自然关断。
可控硅的主要技术参数有：
（1）额定通态平均电流IT，在一定条件下，阳极、阴极间可以连续通过的50Hz正弦半波电流的平均值。
（2）正向阻断峰值电压VPF，在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超过导通电压时，可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。可控硅承受的正向电压峰值，不能超过手册给出的这个参数值。
（3）反向阻断值电压VPR，当可控硅加反向电压，处于反向关断状态时，可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。使用时，不能超过手册给出的这个参数值。
（4）控制极触发电流Ig、触发电压VGT在规定的环境温度下，阳极、阴极间加有一定电压时，可控硅从关断状态转为导通状态所需要的最小控制极电流和电压。
（5）维持电流Ih，在规定温度下，控制极断路，维持可控硅导通所必需的最小阳极正向电流。
图3.1.7（d）所示画出了千鹤充电器中和可控硅相关的电路。单向可控硅SCR1作为充电开关，它导通时为电瓶充电，这个充电器为100Hz脉冲充电器。
充电开关控制由DW3、T1、T2组成，在馒头形的100Hz脉冲直流电的每个周期，V+电位上升到DW3反向击穿时，V+经D4、R20、R21、DW3使T2导通，进而使T1导通，V+经T1、D2使SCR1导通，在V+电位高于电瓶电压时，V+对电瓶充电。但是，如果将R20和R21结合部接地，V+电位再高，DW3、T2、T1、SCR也不会导通。保护电路和充电停就是利用将R20和R21结合部电位拉低实现关闭充电输出。
由于供电电源是桥式整流输出的馒头形100Hz脉动直流电，过零时可控硅关断，充电电流波形如图3.1.7（d）所示。
7.全桥和半桥式开关电源的DC/AC功率转换
开关电源的优点是：比串联式稳压器效率高省电；PWM频率高达几十千赫；变压器、电感的体积重量可以做得很小，节省铜材钢材；保护电路动作时间可以做到小于半导体元件的热（也叫焦耳）损坏时间。
功率转换部分由变压器进行能量转换和传递，是个关键部位。由于变压器能对交流电进行电能传递，对直流电则需要通过开关将通过初级绕组的电流大小和方向进行不断变换这就是开关电源名字的来历。图3.1.8给出了常用的全桥和半桥式开关电源的工作过程，图中V为直流电源；L1为变压器的初级绕组，L2为次级绕组；K是开关，实际电路中K是功率开关管；箭头是电流方向。
图3.1.8（a）是全桥式的，成本高，市场上不多见。图3.1.8（b）是充电器半桥式开关电源主流电路，本文介绍的半桥式充电器就属于这类。
开关电源中开关管导通时间长，传输电能多，次级绕组的输出电压高，电流就相应大。用PWM控制功率开关管，就可以改变次级绕组输出电压和电流。加上闭环反馈就可以稳定电压、电流或限制功率 （待续）
[推荐]电动自行车电器原理及维修(续)
2007-6-6 3:49:06 来源:
电动车中国网信息中心 第三篇 充电器
第二章 基于开关电源技术的充电器
（上接总第16期《维修与充电》刊中刊第3版，即《电动车信息》3月上半月刊总第80期第27版）
电流负反馈通路，充电电流取样（电位）经R16、C18滤波后送U1B反相输入端和U1C反相输入端，充电电流大→取样（电位）低→U1B和U1C输出端电位升高，都会使光电耦合器IC3内部发光管导通电流趋向增加，从而使功率开关管Q1导通占空比降低→VB降低→充电电流趋向减小，使充电电流稳定并受到限制。
充电电流鉴别通路，这个通路功能是决定并显示充电模式，充电电流大于300mA时，干预电压基本取样，充电电流小于300mA时，不干预电压基本取样。充电电流取样（电位）经R20、C22滤波后送U1A同相输入端，当充电电流大于300mA时，U1A输出低电位→绿发光管熄灭。U1A输出的低电位送U1D反相输入端→使U1D输出为高电平→一方面点亮红（充电）发光管，同时使Q4导通。Q4的导通使R3和R2并联，改变了电压负反馈上下取样电阻的比例，造成电压负反馈量Va减小，引起VB升高，充电器处于高电压限流充电状态。当充电电流小于300mA时，U1A输出高电位→绿发光管点亮。U1A输出的高电位送U1D反相输入端→使U1D输出为低电平，一方面熄灭红（充电）发光管，同时使Q4截止。Q4的截止，使R3下端开路，不再干预电压基本取样，电压负反馈Va回到电压基本取样，VB降低，充电器处于较低的恒压充电状态，即“涓流”充电状态。
2）整机工作原理
市电经双向干扰滤波器和市电桥式整流滤波后变为310V左右平滑直流电，为整个充电器提供能量。310V直流电经启动电阻R32为IC1供电，IC1开始工作后，6脚输出脉冲驱动Q1，Q1断续导通使高频变压器T1初级绕组N1将310V直流化为变化的磁场能，经电磁耦合器给次级绕组N3、N2、N4，其中N3、D5、C6、C7组成高压侧辅助电源，很快取代启动电路为IC1供电；N2、D13a组成充电主电源和L2、D13b联合，为电池充电；N4、D12、C17组成低压侧辅助电源VCC，为低压控制电路供电。
IC1具有完善的保护功能，它的供电端7脚达到16V才启动工作，低于10V就因欠压自动关断输出。由于内部有34V稳压器，所以供电高于34V也可以保证内部电路在34V下稳定工作。IC1内部含有振荡器（OSC）、误差放大器、脉宽调制（PWM）、5V参考电压产生等脉宽调制（PWM）专用芯片必备的内电路，输出为图腾柱式电路，输出电流可达1A，可直接驱动垂直导电结构的功率场效应管（VDMOS）。芯片进行逐个脉冲的电流限制，也叫逐周（期）限制。
输出稳压环路的负反馈通路，主要由电压取样电阻（R1、R*、R2、R3），反馈电压放大器U1B、基准电源Q2、光电耦合器IC3等组成。稳压过程：输出电压由于某原因上升↑时，电压取样电位Va升高↑，→经U1B同相放大，→输出升高↑，→经D8流经光电耦合器发光二极管电流增加↑，→光强增加↑，→光电耦合器光电三极管加剧导通，→内阻减小↓，→使IC1的1脚电位降低↓，通过IC1内部电路作用，减小6脚输出的PWM的占空比↓，→Q1导通占空比减小↓，→转换能量减小↓，→输出电压VB降低↓。反之，输出电压下降时↓，→流经光电耦合器发光二极管电流减小↓，→光强随之减小↓，→耦合器光电三极管导通变差，→内阻增加↑，→使IC1的1脚电位升高↑，通过IC1内部作用，增大6脚输出的PWM占空比↑，→Q1导通占空比增大↑，→转换能量增大↑，→使输出电压VB升高↑，起到自动稳定输出电压的作用。C24为加速电容，对信号的快速变化部分起作用。
输出限流环路的负反馈通路，主要由充电电流取样电阻R11、R16、C18阻容滤波，负反馈积分放大器U1C、基准电源、光电耦合器IC3等组成。稳流和限流过程。：充电电流由于某原因上升↑时，电流取样电位Vb降低↓，→经U1C积分反相放大，→U1C输出升高↑，→经D9流经光电耦合器发光二极管电流增加↑，→光强增加↑，→光电耦合器光电三极管加剧导通，→内阻减小↓，→使IC1的1脚电位降低↓，→通过IC1内部电路作用，减小6脚输出的PWM占空比↓，→Q1导通占空比减小↓，→转换能量减小↓，→输出电压VB降低↓，→充电电流随之减小↓。充电电流由于某原因下降时，过程相反，不在赘述。
电池放电后进行充电，开始充电电流会很大，必须进行限流，限流实质是降低充电电压。随着充电时间增长，充电电流会逐步减小，充电电压逐步升高，如不控制，这个电压会渐渐高于析气电压，电池会失水。因此，在适当时机，使充电器进入恒压涓流充电状态。恒压涓流充电状态实质是使充电电压固定在低于析气电压某值。转换时机又充电电流确定，对普通电动自行车12Ah密封铅酸电池一般选200~400mA，恒压涓流充电状态恒压选42.5V。转换电流选得小有利于电池寿命，确定是充满电需要时间增长；反之，充满电需要时间短了，但对电池寿命不利。恒压涓流充电状态恒压值的选择，要兼顾温度，选高了冬天可以充足电，缺点是夏天会热失控，将电池充鼓包；选低了冬天可能充不足电。
充电状态转换电路主要由电流取样电路（R11和R22、C22滤波等）、转换电流鉴别（电压）比较器U1A和反相器U1D、开关管Q4、下取样电阻R3、充电状态指示等组成。这部电路看着复杂，其实就是两个状态：一个是将电压负反馈下取样电阻减小，使输出电压VB升高；一个是不干预电压负反馈上下取样电阻比例，使输出电压降低并恒压。工作过程：充电电流取样（电位）VB，经R20、C22滤波后送电压比较器U1A同相输入端，当充电电流大于300mA时→U1A输出低电位，绿发光管熄灭。U1A输出的低电位送反相器U1D反相输入端→使U1D输出为高电平→一方面点亮红（充电）发光管→同时使开关管Q4导通。Q4的导通使R3和R2并联起作用，结果下取样电阻减小，改变了电压负反馈上下取样的比例→VB升高，充电器处于高压大电流限流状态。当充电电流小于300mA时，U1A翻转输出高电位→点亮绿（涓流）发光管。U1A输出的高电位经U1D反相，输出为低电平→红（充电）发光管熄灭，同时使Q4截止。Q4的截止，使R3开路不再影响电压负反馈上下取样电阻（R1、R*和R2）的比例→VB降低，充电器处于较低的恒压充电状态。需要说明的是，集成块U1为LM324，它既可以双电源供电也可以单电源供电，本充电器是的单电源供电，U1C是电压比较器，基准端10脚接地，为使电压比较器工作可*，将2.5V基准电压通过电阻R9、R20给阻值很小的电流取样电阻R11注入一个电流，形成一定的电压，使U1C预先工作在输出低电平状态。
3）调试
a.恒压涓流充电状态恒压值的调试。令充电器空载，用数字电压表监测VB点和地之间电压。假设电池析气电压选42.5V，加上D14压降VB应为43.5V。改变R*可以改变这个电压，增大R*阻值，VB升高；减小R*阻值，VB降低。
b.充电状态电流转换点的调试。用180Ω/50W可调电阻串联上电流表接在VB点和地之间，电压表监测U1A的1脚电压。由大到小调整可调电阻，当电流表指示值升高到转换动作值300mA时，U1A的1脚应该输出低电位（接近0V）；增大可调电阻阻值，当充电电流小于300mA时，U1A的1脚应该输出高电位（即VCC）。改变R9可以改变该转换动作值。由于正反馈电阻R19的存在，需要反复调试才能满意。实际操作比较麻烦，一般维修可不做该项调整。
（3）捷安特带过压保护充电器之一
图3.2.8是电器方框图，图3.2.9是电路原理图。
这个单激充电器和前面实例一主要电路一样，反馈电路增加了充电电压关断通路。
输出过压保护关断电路主要由单向可控硅SCR和第二个光电耦合器IC4组成，IC4和IC3光电接收部分并联，平时IC4截止，不干预稳压负反馈通路工作；当主输出电压达到46V时，D15、D13反向击穿导通，触发SCR门极，SCR导通，电流流经R22使IC4发光二极管发强光，IC4光电接受三极管剧烈导通，使PWM输出占空比减小到零。在接有电瓶并且端电压很高的情况下，SCR不能关断，自锁保护，直到关闭电源才能解除。
（4）小飞哥QSC4213智能充电器（天能TN-1C型2820智能充电器与其电路、编号一样，仅少一个电阻NTC，多一个电容C23）
电路整机框图见图3.2.10
充电器的原理图见图3.2.11
1）电路组成
这是一款典型的反激式单激型电源。图中，NTC（SD-11）为负温度系数热敏电阻，防止浪涌电流；T1与C1~C4组成双向抗干扰电路；D1~D4、C5组成220V桥式整流、滤波。R34为充电电流取样。
IU1（UC3842B）、高频变压器T2及其外围件组成电流控制型脉宽调制开关电源电路，此部分为本机的核心，R0为功率开关管Q1的电流取样电阻，电流取样送IU1③脚，利用流过输出电感的电流信号与误差放大器的输出信号进行比较后送入脉宽调制锁存器，来调节驱动信号的占空比，使输出的电感峰值电流随误差电压的变化而变化，从而达到限定转换功率之目的，IU1④脚为振荡器的外接Rt/Ct端子，用来确定可控占空比振荡器的振荡频率；⑤脚接地；⑥脚为驱动功率MOSFET管的大电流（可达1A）推挽输出端；⑦脚接工作电源；⑧脚为5V基准电压源的输出端，一般与振荡器的Rt/Ct回路相接，以保证振荡器频率的稳定。
图中，R2为启动电阻，R1、C6、D5组成L1反峰电压吸收电路，防止在Q1截止期间L1产生下正上负的自感电动势击穿Q1；D8为续流二极管，和L2组成充电主电源；T2中的L2绕组和D7、R8、C12为IU1组成高压侧辅助电源；电阻R36、稳压二极管D10、C17滤波组成低压侧辅助电源，能量取自充电主电源。
光电耦合器IU2（4N35）、精密电压基准IU3（TL431）等组成涓流充电的模拟电压负反馈通道，R13、R14为上电压取样电阻，R15、WR2为下电压取样电阻。
四运放中的IU4A、IU4D、LED等组成限流充电和涓流充电电压控制及充电显示电路。
利用硅二极管D1正向饱和区的稳压特性，又限流R30、D1组成0.7V稳压电源。IU4A、IU4D都是电压比较器，其中IU4D为充电电流鉴别，○13脚为比较基准电压，基准电压值由R31、R32串联对D1两端0.7V分压，○14脚来自充电电流取样。充电电流＞500mA时，IU4D○14输出的脚高电平，IU4A输出低电平（零电位），D11导通，R27介入电压负反馈。使充电电压较高；充电电流＜500mA时，IU4D○14脚低电平，IU4A输出高电平（零电位），D11截止，R27不介入电压负反馈，使充电电压较低，为“涓流”充电状态。
IU4B、Q2等组成充电电流负反馈控制电路，在一定范围内可起到限流充电的作用。
天能TN-1C型2820智能充电器和该电路的编号一样，少了一个电阻NTC，多一个电容C23。C23的作用：减小D8浪涌电流，减小D8关断时的电磁辐射。
2）工作原理
220V市电经整流、滤波后输出310V左右的直流电压，一路送到高频变压器T2初级绕组L1到Q1的漏极；另一路经启动电阻R2送到IU1的供电端7脚作为开关电源的启动电压。IU1启动后，由R3、C9以及IU1内部电路组成的振荡器开始工作，并由6脚通过R5向Q1栅极输出正半周脉冲，Q1导通，L1流过上正下负的电流，在T2中积累磁能；当6脚通过R5向Q1栅极输出负半周脉冲时，Q1截止，L1中的磁能通过L2、L3绕组对负载释放，其中L2两端产生电压经D7续流，R8、C12滤波组成的高压侧辅助电源对IU1供电；L3绕组两端产生电压经续流二极管D8续流后，一路通过D9形成充电主电源对蓄电池充电；另一路经限流电阻R36、稳压二极管D10、C17滤波组成的低压侧辅助电源为IU4等提供稳定的电源。
a.限流充电阶段
当被蓄电池接入充电回路后，充电电流（I充）经D9→蓄电池（+）→蓄电池（-）→R34→地，从而在充电电流取样电阻R34上产生一电压（设为UR34），一方面通过R33加到充电电流鉴别电压比较器IU4D的（+）端，在蓄电池两端电压低于所设定的满电压（实测为42V）时，UR34高于由D12、R31与R32所设定的IU4D（-）端电压0.07V，IU4D输出高电压，IU4A输出低电平，D11导通，R27接入由R13~R15、WR2组成的分压电路中，使IU3参考端电压降低，其导通程度减弱，致使内部发光管光通量减小，IU2⑤、④间电阻值变大，IU2④及IU1②脚电平下降，IU1⑥脚输出的正半周脉冲宽度变宽，从而使开关电源可输出稍高的充电电压对电池充电，同时双色发光管LED发红光指示正在充电；另一方面，UR34通过R17加到IU4B电压放大器的（+）端经其放大后驱动Q2，在充电的初始阶段，因被蓄电池电压较低，UR34电压较高，IU4B输出的电压亦较高，Q2导通程度较强，这一状态又使得开关电源的充电电压变低，这样就避免了在充电初始阶段充电电流过大的现象。随着充电的继续进行，蓄电池两端电压逐渐升高，UR34及IU4B输出将降低，Q2导通程度减弱，这一现象又使得开关电源输出的充电电压向着高的方向发展，使充电电流恢复并稳定到一定值上，故在一定范围内它又具有恒流充电的特性。
b.涓流充电阶段
当蓄电池充电到一定电压值（由R13~15、WR2、R27组成的分压电路决定）时，开关电源输出电压不再上升，充电电流I充→逐渐减小，UR34逐渐降低，当降低到IU4D的（+）端电压等于或小于IU4D（-）端电压后，IU4D输出高电平变为低电平，IU4A输出变为高电平，D11截止，R27退出分压电路，使充电电压回落一点（实测为41.5V），进入对蓄电池的涓流充电。同时，双色发光管LED红熄灭，LED绿发光，指示已进入“涓流”充电。
（5）石家庄康家车业公司配套单激式充电器
整机电路框图见图3.2.12
充电器的原理图见图3.2.13
这款反激式单激型充电器和小飞哥类似，不同之处有：（1）高压侧辅助电源使用了12V三端稳压器，（2）低压侧辅助电源使用了稳压二极管12V扩流稳压器；（3）没有充电电流取样和鉴别，采用限定总转换功率；（4）有市电过压保护。
图3.2.13中R18为启动电阻；L2、D4、N5、D5等组成高压侧辅助电源；L3、N3组成充电主电源；W1、N4等
