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充电器及控制器的故障与维修

2014-01-16

核心提示:充电器是电动自行车四大核心部件之一,充电器的好坏严重影响着蓄电池的使用寿命。充电器主要由整流滤波、高压开关、电压交换、恒
充电器是电动自行车四大核心部件之一,充电器的好坏严重影响着蓄电池的使用寿命。充电器主要由整流滤波、高压开关、电压交换、恒压及电控制等几个部分组成。其中整流滤波电路的用途是将交流220V电压转变为支流300V左右的电压,通过高压开关电路及电压交换,产生充电时所需的低压直流电压,再由充电控制电路控制后对电池充电,采用这种方式的充电器具有体积小、重量轻、效率高等优点。电动车控制器的实现方式与组成部分:目前电动自行车用控制器,不管有刷无刷,普遍采用PWM调速方式。控制器内部必须要有PWM发生器电路,还要有电源电路,功率器件,功率器件驱动电器,控制器件驱动电路,控制部件(转把、闸把、电机霍耳等)信号采集单元与处理电路,过流与欠压等保护电路。
 
1、充电器的使用和保养
    充电器的正确使用,不仅影响到充电器自身的可靠性和使用寿命,而且还会影响到电池的寿命。使用充电器对蓄电池充电时,请先插上充电器的输出插头,后插输入插头。充电时,充电器的电源指示灯显示红色,充电指示灯也显示为红色。充满后,充电指示灯为绿色。停止充电时,请先拨下充电器的输入插头,后拨充电器的输出插头。通常情况下,对电池的过度放电和过度充电是有害的。因此,要勤充电,不要过放充电。
    电池的使用寿命与其放电深度有很大关系。铅酸蓄电池尤其怕亏电放量。亏电电池放置3-7天,将有可能永久损坏。因此,蓄电池使用过后请尽快充电。对于长期不使用的电池,应每隔15天左右对电池充电一次,以补偿电池存放时的自放电电量的损失。
    充电器在使用过程中需防潮、防湿,并放置在通风良好的地方。充电器工作时有一定的温升,请注意散热,通常充电时间在7~8小时,视电池的使用状态而不同。
    充电器属于较精密的电子设备,因此,在使用中要注意防振动。尽量不要随车携带,如确要携带,应将充电器用减振材料包装好后放置于车上工具箱内,并应注意防雨、防潮。
 
2、充电器的故障与检修
(1)输出电压正常,但充电电流很小。遇到这种情况时,应该检查电压元器件是否有接触不良或损坏,如果一切正常,那么要更换充电器来排除故障。
(2)严重发热,甚至有外壳烧化变形现象。这主要是部分用户经常随车携带造成部分元器件松动引起的故障。主要表现为:电压工作状态不正常,热量很大,严重时充电器外壳变形,电路板烧焦,导致电压损坏。可将虚焊处重新焊接好。如仍不能排除故障,则需检查是否有元器件开路。
(3)充电时电源指示灯亮,充电指示灯橙色。首先请检查一下充电器输出插头与电池盒的充电插头有没有插紧。如确定没有问题,可检查一下电池盒上面的保险丝是否开路或保险丝座有松动接触不良现象。
    另外,有的车型要把电池锁打开后才能充电。如果以上故障均排除,考虑一下充电器输出线是否开路,可用万用表电压档(200 V档)测量一下充电器的空载输出电压,应为41~44 V(配36 V电池因充电器不同有所不同),如果没有的话,可能是充电器输出线开路,并将充电器打开,换一根输出线,即可排除故障。
注意:在更换充电器的输出线时,一定要注意原机的正负不要接反。
(4)电源指示灯不亮,充电指示灯不亮,充电指示灯也不亮。检查充电器输入电源插头是否连接好,可将充电器输入插头插至正常的电源插座中,若情况依旧,将充电品外壳打打开,观察一下机内保险丝连接是否完好,有无断路,如没有断路,现检查电源输入线是还良好,在排除电源输入线的故障后,应检查一下电路板上高压区附近的元器件是否有虚焊现象。另外,开路也会引直上述故障,如机内保险丝已断,则千万不要更换在安培的保险丝(充电器的保险丝管一般为2 A),应重点检查其元件有无损坏,如有损坏,可用同类型的更换。
(5)发热量在,且伴有异常响声,充不进电。故障原因是输出级消振阻容损坏所致。另外,元器件的开路或虚焊也会引起上述故障。
(6)输出部分铜箔烧断。打开充电器后现充电器输出部分铜箔烧断,这通常是将是池正负极反接的结果,由此而引起的故障将会导致充电器许多元器件损坏。如果充电器保险丝没有坏,则通常更换元器件后将断铜箔连上即可恢复正常。如果充电器的保险丝已断,则故障较严重,有可能要逐一检查并更换各损坏元器件。
(7)工作时有异常响声,电源指示灯与充电指示灯暗且闪烁。故障原因原因是元器件损坏,可更换损坏元器件,并使充电器输出电压在正常工作范围内。
(8)输出电压很高。输出电压很高(在于50 V),其故障原因是某元器件短路或开路,具本判断时可测量集成电路的脚电压。
注:更换后,应重新用万用表测量车此时的充电器输出电压,正常值应为41~44V之间,如果有偏差,须调整元器件,使充电器输出电压保持正常。
 
3、控制器故障与维修
(1)影响控制器可靠性的因素。影响控制器可靠性的因素:控制器的失效,从表现形式来看,一般有以下几种:功率器件损坏;控制器内部供电电源损坏;控制器工作时断时续;连接线磨损及接插件不良或脱落引起控制信号丢失。
(2)以上失效形式的起因分析:
功率器件的损坏,一般有以下几种可能:电机损坏引起的;功率器件本身的质量差或选用等级不够引起的;器件安装或振动松动引起的;电机过载引起的;功率器件驱动电路损坏或参数设计不合理引起的。
控制器内部电源的损坏,一般有以下几种可能:控制器内部电路短路;外围控制部件短路;外部引线短路。
控制器工作起来时断时续,一般有以下几种可能:器件本身在高温或低温环境下参数漂移;控制器总体设计功耗大导致某些器件局部温度过高而使器件本身进入保护状态;接触不良。
连接线磨损及接触插件接触不良或脱落,一般有以下几种可能:线材选择不合理;对线材的保护不完备;接插件的选型不好;线束与接插件的压接不牢。
 
4、控制器故障与检修
通过测量控制器连接部件或引线的电源电压或信号电压,可分析判断出控制器的故障所在。以下是控制器常见故障的检测与排除方法。
(1)有刷控制器没有输出。将万用表设置在+20 V(DC)档位,先测量闸把输出信号的高、低电位。如果捏闸把时,闸把信号有超过4 V的电位变化,则可排除闸把故障。之后,按照有刷控制器常用芯片引脚功能表,与测量出的主控芯片与逻辑芯片的电压值进行电路分析,并检查各芯片外围器件(电阻、电容、二极管)的数值是否和元件表面的表识相一致,检查出是外围器件或是集成电路出现故障。我们可以通过更换同型号的器件来排除故障。
(2)无刷控制器没有输出。无刷控制器电源与闸把的故障可以参考有刷控制器的故障排除方法予以排除。
(3)飞车。飞车故障一般是由MOS管击穿引起的。判断MOS管好坏的方法,可用万用表的二极管档位测量MOS管三个引脚,应该没有短路现象。如果MOS管损坏,则可以通过更换同型号的器件来排除故障。
(4)有刷控制器部件的电源不正常。控制器内部电源一般采用三端稳压集成电器,一般用7805、7806、7812、7815规格的稳压集成电路,它们的输出电压分别是5 V、6 V、12 V、15 V。将万用表设置在直流电压+20 V(DC)档位,将万用表笔黑表笔与红表笔分别靠在转把的黑线和红线上,观察万用表读数是否与标称电压相符,它们的上下电压差不应超过0.2 V,否则说明控制器内部电源出现故障了。一般有刷控制器可以通过更换三端稳压集成电路排除故障。
(5)无刷控制器完全没有输出。参照无刷控制器主相位检查测量图,用万用表直流电压+50 V档,检测6路MOS管栅极电压是否与转把的转动角呈对应关系。如果没有对应关系,表示控制器里的PWM电路或MOS管驱动电路有故障。参照无刷控制器主相位检查图,测量芯片的输入输出引脚的电压是否与转把转动角度有对应关系,可以判断出是哪些芯片有故障。更换同型号芯片即可排除故障。
(6)电路元件的更换方法与注意事项。在检测出集成电路、MOS管损坏的情况下,就需要更换集成电路、MOS管,下面介绍一些常用的操作方法。
拆卸集成电路。拆卸时,用酒精灯火焰外焰加热印刷电路板焊接成电路引脚焊盘,快速均匀地移动印刷电路板,直至所有焊盘的焊锡融化,用镊子将集成电路从印刷电路板上取下。焊接时,将焊孔里的焊锡清除干净,将集成电路插装好,用接地良好的电烙铁迅速焊接好各引脚。注意速度要快,以免因焊接时间长,引起局部温度过高,损坏电路或焊盘。
拆卸功率器件。拆卸时,将MOS管或三端稳压的管脚剪断,然后分别焊下它们的引脚,这样可以避免拆卸大管脚元件时损坏印刷电路板焊盘。
焊接集成电路、功率器件。焊接的窍门在于是否能一次性焊接好。因为电烙铁是有一定热量的,如果将电烙铁长时间的停留在焊接处,很可能会使电烙铁上的热量传递到非焊接的部件上,损坏高精度的部件。这就是电动车电元件焊接时,特别值得注意的地方,以此来避免损坏元件内部的电路。焊接集成电路、功率器件,首先要除去多余的焊锡,使焊锡清洁,要让焊盘孔清晰可见。然后用小于等于30W的电烙铁将集成电路和功率器件焊锡在相应的位置上。