Az elektromos járműtöltők alapelvei és karbantartása

A hagyományos elektromos járműtöltőket az áramkör felépítése alapján nagyjából két típusba sorolhatjuk. Az első típus egy tranzisztoros kapcsolóüzemű tápegységet használ, amelyet az UC3842 hajt meg egy térhatású tranzisztor vezérlésére, és egy LM358 kettős műveleti erősítőt használ a háromlépcsős töltési módszer megvalósításához. A 220 V AC tápfeszültséget a T0 kétirányú szűrő szűri és szűri az interferenciát, a D1 pulzáló egyenárammá egyenirányítja, majd a C11-en keresztül szűri, hogy körülbelül 300 V-os stabil egyenáramú kimenetet állítson elő. Az U1 egy TL3842 impulzusszélesség-modulációs integrált áramkör. Az 5-ös érintkező a tápegység negatív, a 7-es a pozitív kapocs, a 6-os érintkező pedig impulzusokat ad ki közvetlenül a Q1 (K1358) térhatástranzisztor meghajtásáért. A 3. érintkező vezérli a maximális áramkorlátozást; az R25 (2,5 ohm) ellenállásának beállítása módosítja a töltő maximális áramát. A 2. érintkező feszültség-visszacsatolást biztosít, lehetővé téve a töltő kimeneti feszültségének beállítását. A 4-es érintkező az R1 külső rezgésellenálláshoz és a C1 rezgéskondenzátorhoz csatlakozik. A T1 a nagyfrekvenciás impulzustranszformátor, amely három funkciót lát el: először is a nagyfeszültségű impulzusokat alacsony feszültségű impulzusokká csökkenti; másodszor, leválasztja a nagyfeszültséget, hogy megakadályozza az áramütést; Harmadszor, az UC3842 tápellátását biztosítja. A D4 a nagyfrekvenciás egyenirányító dióda (16A 60 V), a C10 a kisfeszültségű szűrőkondenzátor, a D5 a 12 V-os zener dióda, és az U3 (TL431) a precíziós referencia feszültségforrás. Az U2-vel (4N35 optocsatoló) együtt lehetővé teszi a töltő kimeneti feszültségének automatikus szabályozását. A W2 (trimelő ellenállás) beállítása lehetővé teszi a töltőfeszültség finomhangolását. A D10 a tápellátást jelző LED. A D6 a töltésjelző LED. Az R27 az áramérzékelő ellenállás (0,1Ω, 5W). A W1 ellenállás értékének módosítása beállítja a töltő lebegő töltés átmeneti küszöbáramát (200-300 mA).

Bekapcsoláskor körülbelül 300 V van jelen a C11-en. Ennek a feszültségnek az egyik ága a T1-en keresztül a Q1-re van kapcsolva. A második elágazás eléri az U1 7-es érintkezőjét az R5, C8 és C3-on keresztül, és aktiválásra kényszeríti az U1-et. Az U1 6. érintkezője négyszöghullámú impulzusokat ad ki, aktiválva a Q1-et. Az áram az R25-ön keresztül a földre folyik. Ezzel egyidejűleg a T1 szekunder tekercse indukált feszültséget generál, amely a D3-on és az R12-n keresztül megbízható tápellátást biztosít az U1-nek. A T1 primer tekercséből származó feszültséget egyenirányítják, és a D4-en és a C10-en keresztül szűrik, hogy stabil feszültséget állítsanak elő. Ennek a feszültségnek az egyik ága a D7-en keresztül (amely megakadályozza, hogy a fordított áram visszafolyjon az akkumulátorból a töltőbe) tölti az akkumulátort. A második ág 12 V-ot szolgáltat az LM358-nak (kettős műveleti erősítő, az 1. érintkező a tápfeszültség, a 8. érintkező pedig a tápfeszültség pozitív) és a perifériás áramköre az R14-en, D5-ön és C9-en keresztül. A D9 biztosítja az LM358 referenciafeszültségét, amelyet elosztanak R26-tal és R4-gyel, hogy elérjék az LM358 2. és 5. érintkezőjét. Normál töltés közben körülbelül 0,15–0,18 V feszültség jelenik meg az R27 felső kivezetésén. Ezt a feszültséget az LM358 3. érintkezőjére kapcsolják az R17-en keresztül, ami nagyfeszültséget bocsát ki az 1. érintkezőből. Ennek a feszültségnek az egyik ága áthalad az R18-on, kényszerítve a Q2-t, hogy vezetésre kényszerítse, és világítsa a D6-ot (piros LED). míg egy másik ág az LM358 6. és 7. érintkezőjébe injektál, alacsony feszültséget adva ki, ami a Q3 kikapcsolására kényszeríti. A D10 (zöld LED) kialszik, és a töltő állandó áramú töltési fázisba lép. Amikor az akkumulátor feszültsége megközelítőleg 44,2 V-ra emelkedik, a töltő állandó feszültségű töltési fázisba áll át, miközben a kimeneti feszültség 44,2 V körül marad, miközben a töltőáram fokozatosan csökken. Amikor a töltőáram 200–300 mA-re csökken, az R27-en lévő feszültség csökken. Az LM358 3. érintkezőjének feszültsége a 2. láb feszültsége alá esik, így az 1. érintkező alacsony feszültséget ad ki. A Q2 kikapcsol, a D6 pedig kialszik. Ezzel egyidejűleg a 7-es érintkező magas feszültséget ad ki. Ez a feszültség aktiválja a Q3-at egy úton, aminek következtében a D10 világít. Egy másik út a D8-on és W1-en keresztül jut el a visszacsatoló áramkörhöz, ami a feszültség csökkenését okozza. A töltő ezután csepegtető töltési fázisba lép. A töltés 1-2 óra elteltével befejeződik.

A töltőkészülékek gyakori hibái három fő kategóriába sorolhatók: 1: nagyfeszültségű hibák 2: alacsony feszültségű hibák 3: magas és alacsony feszültséget egyaránt érintő hibák. A nagyfeszültségű hiba elsődleges tünete, hogy a jelzőlámpa nem világít. A jellemző jelzések a következők: - Kiolvadt a biztosíték - A D1 egyenirányító dióda meghibásodása - A C11 kondenzátor kidudorodása vagy szétrepedése - A Q1 tranzisztor meghibásodása - Szakadás az R25 ellenállásban. Rövidzárlat az U1 7. érintkezője és a test között. Szakadt áramkör az R5-ben, aminek következtében nincs indítási feszültség az U1-ben. Ezen alkatrészek cseréje megoldja a problémát. Ha az U1 7. érintkezője 11 V feletti, a 8. érintkezője pedig 5 V-ot mutat, az U1 lényegében működőképes. A fókuszvizsgálatnak a Q1 és T1 csapjain lévő hidegforrasztási csatlakozások ellenőrzésére kell irányulnia. Ha a Q1 ismételten meghibásodik túlmelegedés nélkül, az általában a D2 vagy C4 meghibásodását jelzi. Ha a Q1 túlmelegedés közben meghibásodik, az általában szivárgást vagy rövidzárlatot jelent az alacsony feszültségű szakaszban, túlzott áramerősséget vagy abnormális impulzushullámot az UC3842 6. érintkezőjén. Ez jelentősen megnövekedett kapcsolási veszteségeket és hőtermelést okoz az első negyedévben, ami túlmelegedéshez és kiégéshez vezet. A nagyfeszültségű hibák egyéb megnyilvánulásai közé tartozik a jelzőfény villogása, alacsony és instabil kimeneti feszültség. Ezeket általában a T1 érintkezőinek gyenge forrasztása, a D3 vagy R12 megszakadt áramkörei, vagy a TL3842 és perifériás áramköreinek működési teljesítményének hiánya okozzák. Ritka nagyfeszültségű hiba a 120 V feletti túl magas kimeneti feszültségben nyilvánul meg. Ezt általában az U2 meghibásodása, az R13-ban megszakadt áramkör vagy az U3 meghibásodása okozza, ami leveszi a feszültséget az U1 2. érintkezőjén, és a 6-os érintkezőt túlságosan széles impulzusok kibocsátására készteti. Ilyen körülmények között kerülni kell a hosszan tartó működést, mivel az súlyosan károsítja a kisfeszültségű áramkört.

A legtöbb alacsony feszültségű hiba a töltő és az akkumulátor kapcsai közötti fordított polaritású kapcsolatból ered, ami az R27 kiégését és az LM358 tönkremenetelét okozza. A tünetek közé tartozik a folyamatosan világító piros jelzőfény, a nem világító zöld jelzőfény, az alacsony kimeneti feszültség vagy a 0 V-hoz közelítő kimeneti feszültség. A fent említett alkatrészek cseréje megoldja a problémát. Ezenkívül a W2 oszcilláció következtében a kimeneti feszültség eltolódása is előfordulhat. Ha a kimeneti feszültség túlságosan magas, az akkumulátor túltöltődhet, ami súlyos kiszáradáshoz, túlmelegedéshez és végső soron robbanást okozó hőkifutáshoz vezethet. Ezzel szemben a túl alacsony kimeneti feszültség alultöltést eredményez.

Ha mind a magas, mind az alacsony feszültségű áramkörökben hiba lép fel, végezze el az összes diódát, tranzisztort, optocsatolót (4N35), térhatású tranzisztort, elektrolitkondenzátort, integrált áramkört és R25, R5, R12, R27 ellenállást – különösen a D4 (16A 60V)36V és C10V gyors helyreállítást 470 μF) – a bekapcsolás előtt. Kerülje az áramellátás vakon történő alkalmazását, mert ez tovább bővítheti a hiba hatókörét. Egyes töltők fordított polaritású és rövidzárlat elleni védelemmel rendelkeznek a végfokozatban. Ez lényegében egy relét ad a kimeneti áramkörhöz; fordított polaritás vagy rövidzárlat esetén a relé nem működik, ami megakadályozza a töltő feszültségkimenetét.

Más töltők fordított polaritású és rövidzárlat elleni védelemmel is rendelkeznek, bár elvük eltér a fent említett kialakítástól. Alacsony feszültségű áramkörük az indítási feszültséget a töltendő akkumulátorról veszi, és diódát tartalmaz (fordított polaritás elleni védelem). Miután a tápegység megfelelően aktiválva van, a töltő biztosítja az alacsony feszültségű üzemi áramot. Az ilyen töltők vezérlő chipje jellemzően a TL494-re épül, és két 13007-es nagyfeszültségű tranzisztort hajt meg. Az LM324-gyel (négy műveleti erősítővel) kombinálva háromlépcsős töltés érhető el.

A 220 V AC egyenirányítása a D1-D4-en keresztül történik, és a C5 szűrése körülbelül 300 V egyenfeszültséget eredményez. Ez a feszültség tölti a C4-et, és az indítóáramot a TF1 nagyfeszültségű tekercsén, a TF2 primer tekercsén és a V2-n keresztül képezi. A TF2 visszacsatoló tekercselése indukált feszültséget generál, aminek következtében a V1 és a V2 felváltva vezet. Következésképpen a TF1 kisfeszültségű táptekercsében feszültség keletkezik. Ezt a feszültséget a D9 és D10 egyenirányítja, a C8 szűri, és táplálja az olyan alkatrészeket, mint a TL494, LM324, V3 és V4. Ebben a szakaszban a kimeneti feszültség viszonylag alacsony marad. Aktiváláskor a TL494 felváltva ad ki impulzusokat a 8-as és 11-es érintkezőkről, meghajtva a V3-at és a V4-et. Ezek az impulzusok a TF2 visszacsatoló tekercsen keresztül V1 és V2 gerjesztik. Ez átváltja a V1-et és a V2-t önoszcillálóról szabályozott működésre. A TF2 kimeneti tekercsfeszültsége megemelkedik. Ezt a feszültséget a TL494 (feszültség-visszacsatolás) 1. érintkezőjére vezetik vissza az R29, R26 és R27 közötti feszültségosztáson keresztül, stabilizálva a kimeneti feszültséget 41,2 V-on. Az R30 áramérzékelő ellenállásként szolgál, és töltés közben feszültségesést generál. Ez a feszültség R11-en és R12-n keresztül jut vissza a TL494 15-ös érintkezőjére (áram-visszacsatolás), a töltőáramot körülbelül 1,8 A-en tartva. Ezenkívül a töltőáram feszültségesést hoz létre a D20-on, amely az R42-n keresztül az LM324 3. érintkezőjéhez vezet. Ez azt okozza, hogy a 2. érintkező magas feszültséget ad ki, ami megvilágítja a töltésjelzőt, míg a 7. érintkező alacsony feszültséget ad ki, és kioltja az úszó töltésjelzőt. A töltő állandó áramú töltési fázisba lép. Ezenkívül a 7-es érintkező alacsony feszültsége lehúzza a D19 anódfeszültségét. Ez csökkenti a feszültséget a TL494 1. érintkezőjén, így a töltő maximális kimeneti feszültsége eléri a 44,8 V-ot. Amikor az akkumulátor feszültsége 44,8 V-ra emelkedik, megkezdődik az állandó feszültségű fázis.

Amikor a töltőáram 0,3 A–0,4 A-re csökken, az LM324 3. érintkezőjén a feszültség csökken. Az 1. érintkező alacsony feszültséget ad ki, kioltva a töltésjelzőt. Ezzel egyidejűleg a 7-es érintkező magas feszültséget ad ki, megvilágítva az úszó töltésjelzőt. Ezenkívül a 7-es érintkező magas feszültsége megemeli a D19 anódfeszültségét. Ez megnöveli a feszültséget a TL494 1. érintkezőjén, aminek következtében a töltő kimeneti feszültsége 41,2 V-ra csökken. A töltő lebegő töltés módba lép.

Példa:

Töltő. A tápegység csatlakoztatásakor a töltő nem reagál. A tárolókondenzátor azonban megtartja a töltést. Ha nem ürítik ki azonnal, megdöbbentő lökést okozhat, ami jelentős kényelmetlenséget okoz.

Először győződjön meg arról, hogy az 13007 működőképes-e. Mérjük meg a középponti feszültséget a két tranzisztor között; ha 150V-ot mutat, akkor a probléma a 68μF/400V-os kondenzátor és a fő transzformátor áramkör között van. Ha nem 150V, akkor a két 240K-os indítóellenállás egyike hibás. Az utóbbi forgatókönyv gyakoribb. A 3842-es áramkörök esetében az indítóellenállás általában végtelen impedanciájú lesz; a két 2,2 ohmos ellenállást is ellenőrizni kell.