UC3845是一种高性能、单端输出的电流型PWM控制电路,最大优点是外接元件少,不用独立辅助电源,外电路装配简单,成本低廉。用它作反激式控制的电动自行车智能充电器,在市场上极具竞争力。
全电路原理如图3所示,图2是UC3845的内部框图,UC3845各引脚的功能见附表。本电路的新颖之处为打破常规地将IC-1内部的误差放大器空着不用(照理应将②脚即反相端接地),而直接用二次侧的精密稳压IC-3AS431调控,下面试分析之。
市电经简单的交流滤波、一次整流并滤波得到约310V的直流高压后,分成二路:一路经启动电阻82kΩ向150μF的电解充电,当电容上的电压高于110V时,IC-1的⑦脚得电,内部的振荡器工作,并通过⑥脚送到VMOS管6N60的栅极,同时310V的高压直流经过变压器T的原边N1送到6N60的漏极,⑥脚的振荡信号控制6N60的导通与关断。这时,T的副边N-2、N-3均感应到高频电压,N-2的电压经整流后给IC-1供电;N-3的电压经快恢复二极管整流、滤波后,所得到的直流电压可给蓄电池组供电。
为确保此充电器具有恒流恒压特性,必须根据蓄电池的充放电曲线作闭环控制:
1.恒压(限压)控制:充电器输出端得到的电压必须严格控制在蓄电池组标称电压的1.3倍左右,本例为44V。这部分主要由精密可调稳压ICAS431承担。比如当充电器的输出电压偏高时,AS431的控制端电压也偏高,当高到某一点时,根据AS431的特性可知,会使它的输出端控制的信号幅度下降→光耦IC-2中的发光二极管增亮→光敏三极管集电极控制信号下降,即①脚的电位降低。根据UC3845的工作特性可知,①脚的电位下降意味着⑥脚的调制脉宽变窄,最终使输出电压回落到原来的数值(即相对恒压)。
2.恒流控制:蓄电池组放电完毕,此时处于欠压状态,再充电时,初充电流会很大,如不加限制,对电池组及充电器均不利。本充电器的恒流控制巧妙地利用VMOS管源极电阻上的压降控制IC-1的③脚(电流敏感端),当输出端的电流过大时,源极限流电阻压降增大,送给③脚的电压也增大,当③脚的电压达到1V时,会迫使⑥脚的脉宽变窄,最终使输出电流降下来,达到原先设定值,也即达到恒流目的。必须指出,当输出端短路或极性反接时,源极的限流电阻压降会远超过1V,这时⑥脚的输出脉宽会变得极窄,最终会使输出电压、电流均处在最小值,保护了充电器本身。
本电路的精华部分是精心设计了一小模块IC-4,用它实施智能化(恒流转恒压)的控制,并用一廉价的双色发光管显示充电和充满状态,直观而实用。其原理为:正常充电时,LED-1亮,LED-2的红灯亮,绿灯不亮,当蓄电池充电基本完成时,电压已基本达到设定值,但如果充电电流只有原来初始值的10%弱,这时可调整IC-4④脚的10kΩ精密多圈电位器,使LED-2的绿灯亮,红灯灭,以显示蓄电池基本充满,同时IC-4的③脚再发出一个低电平信号到IC-2(光耦),控制光电三极管导通,根据UC3845的工作原理可知,这时的IC-1①脚电位拉低,⑥脚脉宽变窄,输出端电压处于恒定状态,此时的数值比最高限压值(本例为44V)稍低,电路处于浮充状态。
