Sähköajoneuvojen laturien periaatteet ja huolto

Yleiset sähköajoneuvojen laturit voidaan luokitella laajasti kahteen tyyppiin piirirakenteen perusteella. Ensimmäinen tyyppi käyttää yhden transistorin kytkentävirtalähdettä, jota ohjaa UC3842, ohjaamaan kenttätransistoria, hyödyntäen LM358-kaksoisoperaatiovahvistinta kolmivaiheisen latausmenetelmän toteuttamiseksi. 220 V:n vaihtovirta suodatetaan ja häiriöt vaimennetaan T0-kaksisuuntaisen suodattimen kautta, jonka D1 tasaa sykkiväksi tasavirraksi ja suodatetaan sitten C11:n läpi, jolloin saadaan vakaa, noin 300 V:n tasavirtalähtö. U1 on integroitu TL3842-pulssinleveysmodulaatiopiiri. Nasta 5 toimii virtalähteen negatiivisena napana, nasta 7 positiivisena napana ja nasta 6 lähettää pulsseja suoraan ohjaamaan kenttätransistoria Q1 (K1358). Pin 3 ohjaa maksimivirran rajoitusta; R25 (2,5 ohmia) resistanssin säätäminen muuttaa laturin maksimivirtaa. Pin 2 antaa jännitteen takaisinkytkennän, mikä mahdollistaa laturin lähtöjännitteen säätämisen. Nasta 4 liitetään ulkoiseen värähtelyvastukseen R1 ja oskillaatiokondensaattoriin C1. T1 on suurtaajuinen pulssimuuntaja, joka palvelee kolmea toimintoa: ensinnäkin se porrastelee suurjännitepulssit matalajännitteisiksi pulsseiksi; toiseksi se eristää korkean jännitteen sähköiskun estämiseksi; Kolmanneksi se syöttää käyttövirtaa UC3842:lle. D4 on suurtaajuinen tasasuuntaajadiodi (16A 60V), C10 on pienjännitesuodatinkondensaattori, D5 on 12V zener-diodi ja U3 (TL431) on tarkkuusviitejännitelähde. Yhdessä U2:n (optocoupler 4N35) kanssa se mahdollistaa laturin lähtöjännitteen automaattisen säädön. Säätämällä W2 (trimmausvastus) mahdollistaa laturin jännitteen hienosäädön. D10 on virran merkkivalo. D6 on latauksen merkkivalo. R27 on virran mittausvastus (0,1Ω, 5W). W1:n resistanssiarvon muuttaminen säätää laturin kelluvan varauksen siirtymäkynnysvirtaa (200–300 mA).

Kun virta käynnistetään, C11:ssä on noin 300 V jännite. Tämän jännitteen yksi haara syötetään Q1:een T1:n kautta. Toinen haara saavuttaa U1:n nastan 7 R5:n, C8:n ja C3:n kautta pakottaen U1:n aktivoitumaan. U1:n nasta 6 lähettää neliöaaltopulsseja aktivoiden Q1:n. Virta kulkee R25:n kautta maahan. Samanaikaisesti T1:n toisiokäämi tuottaa indusoidun jännitteen, joka D3:n ja R12:n kautta tarjoaa luotettavan tehonsyötön U1:lle. T1:n ensiökäämin jännite tasasuunnataan ja suodatetaan D4:n ja C10:n läpi vakaan jännitteen tuottamiseksi. Yksi tämän jännitteen haara, D7:n kautta (joka estää käänteisen virran kulkemisen akusta takaisin laturiin), lataa akkua. Toinen haara syöttää 12 V jännitettä LM358:lle (kaksoisoperaatiovahvistin, nasta 1 on maadoitus, nasta 8 on positiivinen teho) ja sen oheispiireihin R14:n, D5:n ja C9:n kautta. D9 tarjoaa LM358:n referenssijännitteen, joka jaetaan R26:lla ja R4:llä LM358:n nastat 2 ja 5 saavuttamiseksi. Normaalin latauksen aikana R27:n ylemmän liittimen yli tulee noin 0,15–0,18 V jännite. Tämä jännite syötetään LM358:n nastaan ​​3 R17:n kautta, jolloin nastasta 1 tulee korkea jännite. Tämän jännitteen yksi haara kulkee R18:n läpi, pakottaen Q2:n johtamaan ja sytyttäen D6:n (punainen LED). kun taas toinen haara ruiskuttaa LM358:n nastoihin 6 ja 7 ja tuottaa matalan jännitteen, joka pakottaa Q3:n sammumaan. D10 (vihreä LED) sammuu ja laturi siirtyy vakiovirtalatausvaiheeseen. Kun akun jännite nousee noin 44,2 V:iin, laturi siirtyy vakiojännitteiseen latausvaiheeseen pitäen lähtöjännitteen noin 44,2 V:ssa samalla, kun latausvirta pienenee vähitellen. Kun latausvirta pienenee arvoon 200–300 mA, R27:n jännite pienenee. Jännite LM358:n nastassa 3 laskee nastan 2 jännitettä pienemmäksi, jolloin nasta 1 tuottaa matalan jännitteen. Q2 sammuu ja D6 sammuu. Samanaikaisesti nasta 7 tuottaa korkean jännitteen. Tämä jännite aktivoi Q3:n yhtä polkua pitkin, jolloin D10 syttyy. Toinen polku kulkee D8:n ja W1:n kautta takaisinkytkentäpiiriin, jolloin jännite laskee. Tämän jälkeen laturi siirtyy virtalatausvaiheeseen. Lataus päättyy 1-2 tunnin kuluttua.

Laturien yleiset viat jakautuvat kolmeen pääluokkaan: 1: Korkeajänniteviat 2: Pienjänniteviat 3: Viat, jotka vaikuttavat sekä korkeaan että matalaan jännitteeseen. Suurijännitevian ensisijainen oire on merkkivalo, joka ei syty. Ominaisuusosoittimia ovat: - Palanut sulake - Tasasuuntausdiodin D1 rikkoutuminen - Kondensaattorin C11 pullistuminen tai halkeaminen - Transistorin Q1 rikkoutuminen - Avoin virtapiiri vastuksessa R25 Oikosulku U1:n nastan 7 ja maan välillä. Avattu piiri R5:ssä, jolloin U1:lle ei ole käynnistysjännitettä. Näiden osien vaihtaminen ratkaisee ongelman. Jos U1:n nastassa 7 on yli 11 V ja nastassa 8 5 V, U1 on olennaisesti toimiva. Tarkennustestauksen tulee kohdistua Q1:n ja T1:n nastojen kylmien juotosliitosten tarkistamiseen. Jos Q1 hajoaa toistuvasti ilman ylikuumenemista, tämä tarkoittaa yleensä D2:n tai C4:n vikaa. Jos Q1 hajoaa ylikuumenemisen aikana, tämä tarkoittaa yleensä vuotoa tai oikosulkua pienjänniteosassa, liiallista virtaa tai epänormaalia pulssiaaltomuotoa UC3842:n nastassa 6. Tämä aiheuttaa merkittävästi lisääntyneitä kytkentähäviöitä ja lämmöntuotantoa Q1:lla, mikä johtaa sen ylikuumenemiseen ja palamiseen. Muita korkeajännitevikojen ilmenemismuotoja ovat merkkivalon välkkyminen, alhainen ja epävakaa lähtöjännite. Nämä johtuvat tyypillisesti huonosta juotosta T1:n nastoissa, auki olevista piireistä D3:ssa tai R12:ssa tai TL3842:n ja sen oheispiirien käyttötehon puutteesta. Harvinainen suurjännitevika ilmenee liian suurena, yli 120 V:n lähtöjännitteenä. Tämä johtuu yleensä U2-vioista, avoimesta piiristä R13:ssa tai U3:n rikkoutumisesta, mikä laskee jännitteen U1:n nastassa 2 ja saa nastan 6 ulos liian leveitä pulsseja. Pitkäaikaista käyttöä näissä olosuhteissa on vältettävä, koska se vahingoittaa vakavasti pienjännitepiiriä.

Suurin osa pienjännitevioista johtuu laturin ja akun napojen välisestä käänteisestä napaisuudesta, mikä aiheuttaa R27:n palamisen ja LM358:n hajoamisen. Oireita ovat jatkuvasti palava punainen merkkivalo, palamaton vihreä merkkivalo, alhainen lähtöjännite tai lähtöjännite lähestyy 0V. Edellä mainittujen komponenttien vaihtaminen ratkaisee ongelman. Lisäksi voi esiintyä W2-värähtelyn aiheuttamaa lähtöjännitteen poikkeamaa. Jos lähtöjännite on liian korkea, akku voi ylilatautua, mikä johtaa vakavaan kuivumiseen, ylikuumenemiseen ja lopulta lämpökarkaamiseen, mikä aiheuttaa räjähdyksen. Toisaalta liian alhainen lähtöjännite johtaa alilataukseen.

Kun vikoja esiintyy sekä korkea- että pienjännitepiireissä, suorita kattava tarkastus kaikkiin diodiin, transistoreihin, optoerotteisiin (4N35), kenttätransistoreihin, elektrolyyttikondensaattoreihin, integroituihin piireihin ja vastuksiin R25, R5, R12, R27 – erityisesti D4 (16A 60V) ja C10V nopea palautus. 470 μF) – ennen virran kytkemistä. Vältä sokeaa virransyöttöä, mikä voi laajentaa vian laajuutta entisestään. Jotkut laturit sisältävät käänteisen napaisuuden ja oikosulkusuojauksen lähtövaiheessa. Tämä olennaisesti lisää releen lähtöpiiriin; käänteisen napaisuuden tai oikosulkutilanteen aikana rele ei toimi, mikä estää jännitteen ulostulon laturista.

Myös muissa latureissa on käänteinen napaisuus ja oikosulkusuojaus, vaikka niiden toimintaperiaate eroaa edellä mainitusta. Niiden pienjännitepiiri ottaa käynnistysjännitteen ladattavasta akusta ja sisältää diodin (napaisuuden käänteinen suojaus). Kun virtalähde on aktivoitu oikein, laturi syöttää matalajännitteistä käyttötehoa. Tällaisten laturien ohjaussiru perustuu tyypillisesti TL494:ään, joka käyttää kahta 13007 suurjännitetransistoria. Yhdessä LM324:n (neljä operaatiovahvistinta) kanssa tämä mahdollistaa kolmivaiheisen latauksen.

220 V AC tasasuunnetaan D1-D4:n kautta ja suodatetaan C5:llä, jolloin saadaan noin 300 V DC. Tämä jännite varaa C4:n muodostaen käynnistysvirran TF1:n suurjännitekäämin, TF2:n ensiökäämin ja V2:n kautta. TF2:n takaisinkytkentäkäämi synnyttää indusoidun jännitteen, jolloin V1 ja V2 johtavat vuorotellen. Tästä johtuen TF1:n pienjännitesyöttökäämitykseen muodostuu jännite. Tämä jännite tasasuunnetaan D9:n ja D10:n kautta, suodatetaan C8:lla ja syötetään virtaa komponenteille, kuten TL494, LM324, V3 ja V4. Tässä vaiheessa lähtöjännite pysyy suhteellisen alhaisena. Aktivoinnin yhteydessä TL494 lähettää vuorotellen pulsseja nastoista 8 ja 11, jotka ohjaavat V3:ta ja V4:ää. Nämä pulssit virittävät TF2-takaisinkytkentäkäämin kautta V1:n ja V2:n. Tämä siirtää V1:n ja V2:n itsevärähtelevästä ohjattuun toimintaan. TF2:n lähtökäämin jännite nousee. Tämä jännite syötetään takaisin TL494:n nastan 1 (jännitteen takaisinkytkentä) jännitejaon kautta R29:n, R26:n ​​ja R27:n välillä, mikä stabiloi lähtöjännitteen 41,2 V:iin. R30 toimii virranmittausvastuksena, jolloin jännite laskee latauksen aikana. Tämä jännite syötetään takaisin R11:n ja R12:n kautta TL494:n nastalle 15 (virran takaisinkytkentä), jolloin latausvirta pysyy noin 1,8 A:ssa. Lisäksi latausvirta luo jännitehäviön D20:n yli, joka johdetaan R42:n kautta LM324:n nastaan ​​3. Tämä saa nastan 2 antamaan korkean jännitteen, mikä valaisee latausilmaisimen, kun taas nasta 7 antaa matalan jännitteen, mikä sammuttaa kelluvan varauksen ilmaisimen. Laturi siirtyy vakiovirtalatausvaiheeseen. Lisäksi nastan 7 matala jännite laskee D19:n anodijännitettä. Tämä vähentää jännitettä TL494:n nastassa 1, jolloin laturin maksimilähtöjännite saavuttaa 44,8 V. Kun akun jännite nousee 44,8 V:iin, vakiojännitevaihe alkaa.

Kun latausvirta putoaa arvoon 0,3 A–0,4 A, jännite LM324:n navassa 3 laskee. Nasta 1 lähettää matalan jännitteen, mikä sammuttaa latausilmaisimen. Samanaikaisesti nasta 7 tuottaa korkean jännitteen, joka valaisee kelluvan varauksen ilmaisimen. Lisäksi korkea jännite nastassa 7 nostaa D19:n anodijännitettä. Tämä lisää jännitettä TL494:n nastassa 1, jolloin laturin lähtöjännite laskee 41,2 V:iin. Laturi siirtyy kelluva lataustilaan.

Esimerkki:

Laturi. Kun kytket virtalähteen, laturi ei reagoi lainkaan. Varastointikondensaattori säilyttää kuitenkin latauksensa. Jos sitä ei tyhjennetä tässä välittömästi, se voi aiheuttaa hätkähdyttävän tärähdyksen, joka aiheuttaa huomattavaa epämukavuutta.

Varmista ensin, onko 13007 toimiva. Mittaa kahden transistorin välinen keskipistejännite; jos se lukee 150V, ongelma on 68μF/400V kondensaattorin ja päämuuntajan piirin välillä. Jos jännite ei ole 150 V, toinen kahdesta 240K käynnistysvastuksesta on viallinen. Jälkimmäinen skenaario on yleisempi. 3842-piireillä käynnistysvastuksesta tulee tyypillisesti ääretön impedanssi; kaksi 2,2 ohmin vastusta tulee myös tarkistaa.