一種基于PFC技術(shù)、無(wú)輸入電解的電動(dòng)自行車充電器的制備技術(shù)

張建治

摘 ?要：本文涉及電動(dòng)自行車充電器的技術(shù)領(lǐng)域，采用一種基于PFC技術(shù)的無(wú)輸入電解的電動(dòng)自行車充電器的技術(shù)，技術(shù)成果具有使用壽命長(zhǎng)、功率因素高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：PFC技術(shù);無(wú)輸入電解;充電器

1. 背景

現(xiàn)有電動(dòng)自行車充電器的輸入整流濾波電路都是采用整流橋+高壓濾波電解電容器組成，功率轉(zhuǎn)換控制電路也都是采用傳統(tǒng)的 384X 系列或者類似的電路組成。而由于輸入濾波由于有個(gè)容量較大的電解電容器存在，會(huì)存在以下缺陷：1）輸入電流僅在市電正弦波波峰時(shí)發(fā)生，電流波形發(fā)生畸變，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，危害電網(wǎng)安全，降低了電網(wǎng)使用效率;2）輸入濾波電路中由于有個(gè)容量較大的電解電容器存在，在充電器接入瞬間，相當(dāng)于短路，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的沖擊;3）輸入濾波電路中的電解電容器本身使用壽命較短，且其使用壽命受環(huán)境溫度、負(fù)載大小等多種因素影響，其使用壽命直接影響充電器的使用壽命;4）輸入濾波電路中的電解電容器受其材料和生產(chǎn)工藝制約，使用成本較高。

2. 制備技術(shù)

本制備技術(shù)目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提出一種基于PFC技術(shù)的無(wú)輸入電解的電動(dòng)自行車充電器，能夠使電動(dòng)自行車充電器的使用壽命長(zhǎng)，功率因數(shù)高，使用成本低，電網(wǎng)安全性和使用效率高。

2.1 技術(shù)方案

這種基于PFC技術(shù)的無(wú)輸入電解的電動(dòng)自行車充電器，包括輸入整流濾波電路、功率轉(zhuǎn)換電路、中央處理器及充電控制電路、功率開關(guān)控制電路和恒壓恒流控制電路，所述功率轉(zhuǎn)換電路分別與輸入整流濾波電路、功率開關(guān)控制電路、恒壓恒流控制電路、中央處理器及充電控制電路相連，所述恒壓恒流控制電路分別與功率開關(guān)控制電路、中央處理器及充電控制電路相連。其中，所述輸入整流濾波電路包括小容量無(wú)極性非電解電容器，將輸入充電器的交流電通過(guò)整流、濾波處理后變成直流電;所述功率轉(zhuǎn)換電路包括功率開關(guān)管、與小容量無(wú)極性非電解電容器相連的功率變換變壓器，將輸入整流濾波電路產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交變電流并通過(guò)整流、濾波處理后變成充電所需直流電;所述功率開關(guān)控制電路包括功率因數(shù)校正控制器、電解電容、光電耦合器和若干電阻，功率因數(shù)校正控制器與所述的功率開關(guān)管相連，功率因數(shù)校正控制器通過(guò)光電耦合器與恒壓恒流控制電路相連。

技術(shù)原理示意圖如下：

2.2 技術(shù)特征參數(shù)

1）小容量無(wú)極性非電解電容器的電容為0.47uF～2.5uF。

2）功率因數(shù)校正控制器的型號(hào)為 L6562A或NCP1654。

3）輸入整流濾波電路包括輸入整流二極管D01～D04和輸入保險(xiǎn)絲F1。

4）功率轉(zhuǎn)換電路包括輸出整流二極管DD1和濾波電容CD3。

5）功率開關(guān)控制上設(shè)有過(guò)溫保護(hù)電路。

6）中央處理器及充電控制電路包括晶閘管SCR1、三極管Q2、控制芯片U2。

7）電動(dòng)自行車充電器還包括殼體、指示燈、電流輸入線安裝口、電流輸出線安裝口、散熱風(fēng)扇，所述指示燈安裝在殼體上，所述扇熱風(fēng)扇安裝在殼體內(nèi)部，所述殼體上設(shè)有若干通風(fēng)柵。

8）電流輸入線穿過(guò)殼體上的電流輸入線安裝口后與輸入整流濾波電路相連，所述電流輸出線穿過(guò)殼體上的電流輸出線安裝口后與中央處理器及充電控制電路相連。

2.3 技術(shù)方案工作過(guò)程

這種基于PFC技術(shù)的無(wú)輸入電解的電動(dòng)自行車充電器在工作過(guò)程中，將電流輸入線接通市電，電流輸出線與待充電的電動(dòng)自行車蓄電池相連，市電經(jīng)過(guò)輸入整流濾波電路的整流、濾波處理后進(jìn)入功率變換變壓器BT1的腳再經(jīng)初級(jí)側(cè)到達(dá)腳并到達(dá)功率開關(guān)管QA1漏極，功率開關(guān)管QA1在功率因數(shù)校正控制器U01控制的驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生開關(guān)動(dòng)作，從而在功率變換變壓器BT1中形成交變電流，在其次級(jí)側(cè)感應(yīng)出與變壓器匝比成正比的交變電壓，經(jīng)輸出整流二極管DD1整流、極性電容CD3濾波后形成充電所需電壓的直流電，再經(jīng)恒壓恒流控制電路中運(yùn)算放大器U3A、運(yùn)算放大器U3B進(jìn)行恒流恒壓處理，在中央處理器及充電控制電路中控制芯片U2的控制下完成對(duì)電動(dòng)自行車蓄電池的充電過(guò)程，其中，指示燈用于充電指示或充滿指示，控制芯片U2可控制扇熱風(fēng)扇的啟停，該充電器的功率因數(shù)可達(dá)到90%，而傳統(tǒng)的充電器最大功率因數(shù)低于60%。

3. 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)制備技術(shù)的有益效果：通過(guò)將輸入整流濾波電路采用小容量無(wú)極性非電解電容器，有效降低輸入整流濾波電路中電容容量和電容使用成本，提高了充電器的使用壽命;將率開關(guān)控制電路采用帶功率因數(shù)校正控制器的控制電路，功率轉(zhuǎn)換電路包括功率開關(guān)管、與小容量無(wú)極性非電解電容器相連的功率變換變壓器，輸入整流濾波電路處理獲得的高電壓與功率轉(zhuǎn)換電路相連，功率因數(shù)校正控制器與功率轉(zhuǎn)換電路的功率開關(guān)管相連，功率因數(shù)校正控制器通過(guò)光電耦合器與恒壓恒流控制電路相連，使得充電器的功率因數(shù)高，電網(wǎng)安全性和使用效率高，降低了對(duì)電網(wǎng)的污染。

參考文獻(xiàn)

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