普通三段式充电器高

五、普通三段式充电器高、低恒压值的调整

对充电器的调整完全是在工作台和办公桌前进行的操作，拆卸和各种操作的难度及工作量相对控制器来说要简单得多。为了方便读者在实践时有参考，给出了目前市场上常见各种典型的充电器的调整改造方案。相关原理图和实物照片（或元件分布图）集中在附录二，编号是2.y，原理图的y为奇数，实物照片的y为偶数。图中标出了需要改变阻值的取样电阻。

对无线维修员工而言，充电器高、低恒压值的调整比修电视机容易多了。对普通中学生也不难，从充电器入手，结合实际学习基本电子知识更容易理解和掌握。

维修、调整充电器需要的基本设备就是一台自制充电器通用检测仪，如图6-1所示。为了调试时的安全，在充电器接市电的电源插座里串联一只60～100W普通220V的白炽灯泡。

1．光电耦合器的基本知识

发光二极管发的光如果是红外线，肉眼就无法看见，但是光敏器件可以感受到，光电耦合器就是这样一种器件。耦合是传递信号的意思，光电耦合器就是用光来完成传递电信号的元件。它由发光二极管和受光器两部分组成。把发光二极管和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光二极管的引脚为输入端，受光器的引脚为_输出端。常见的受光器为光敏三极管、光敏可控硅等。光电耦合器的种类较多，常见的有光电三极管型、光电达林顿型，它们都属于线性的。充电器中常使用的线性光电耦合器型号有4N35、PC817。

线性光电耦合器工作原理：在光电耦合器输入端加电信号使发光二极管发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的光敏三极管上后，因光电效应而产生了光电流，由光敏三极管_输出端引出，光敏三极管_输出电流与发光二极管的电流之间的变化呈线性关系，这样就实现了电→光→电的转换。

光电耦合器最突出的优点：具有类似直接耦合放大器传输交直流信号的优点，又由于发光管和光敏三极管彼此间用透明绝缘体隔离，输入端和_输出端的电位可以相差很大而工作点互不影响。光电耦合器可以轻松实现电源隔离的优点，在用市电的开关电源初、次级隔离中最为常用。例如，单端式开关电源型充电器中，在电压负反馈通道中传输反馈电信号。

通常能看到的作指示灯的发光二极管电流一般可达20mA，而光电耦合器发光二极管的电流大大小于作指示灯的发光二极管电流。

单激式充电器_输出电压的变化与光电耦合器发光二极管的电流变化是对应的，规律是：

（1）流经发光二极管的电流大，充电器_输出电压低；流经发光二极管的电流小，充电器_输出电压高。

（2）发光二极管的正极电位↑，充电器_输出电压↓；发光二极管的正极电位↓，充电器_输出电压↑。

（3）发光二极管的负极电位↑，充电器_输出电压↑；发光二极管的负极电位↓，充电器_输出电压↓。

这三个规律是一致的，（1）是根本。（2）是固定发光二极管的负极电位，电压负反馈电路控制发光二极管的正极实现调压。（3）是固定发光二极管的正极电位，电压负反馈电路控制发光二极管的负极进行调压。

要点：流经光电耦合器的发光二极管电流大，充电器的_输出电压低；流经发光二极管电流小，充电器的_输出电压高；短路光电耦合器的发光二极管，充电器的_输出电压最高。

如果把线性光电耦合器看做是光控可变电阻，如图5-7（c）和图5-7（d）所示，上述内容就便于理解了。流经PC817输入端发光二极管①、②脚间的电流大，PC817_输出端③、④脚间的电阻小；反之，流经PC817输入端发光二极管①、②脚间的电流小，PC817_输出端③、④脚间的电阻大。同理，对4N35来说流经①、②脚间的电流越大，_输出端⑤、④脚间的电阻越小；相反，流经①、②脚间的电流越小，_输出端⑤、④脚间的电阻越大。

图5-7　常用线性光电耦合器

充电器由于电压、电流的调节是连续的，一般使用线性光电耦合器。线性的意思就是输入端（发光二极管）电流连续变化，_输出端的等效内阻跟随输入相应连续变化。常用的两种线性光耦如图5-7所示，封装有（b）DIP-4和（a）DIP-6两种。请注意：如图5-7所示是从印有型号字面的俯视图，有的①脚处有圆点标记，有的则是①脚端有缺口标记。

正确、标准的集成块脚的定位识别方法是：使集成块引脚面向观察者，有缺口或者圆点标记的一端向下，左下脚为①脚，顺时针依次为②脚、③脚、④脚……如从非焊接面（印有型号字面）观察则相反，从缺口开始逆时针依次为①脚、②脚、③脚、④脚……

2．精密三端可调分流基准源集成电路TL431的基本知识

TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的_输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref（2.5V）到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如数字电压表、运放电路、可调压电源，开关电源等常见它的身影，它几乎占领了单激式充电器的半壁江山。

如图5-8（a）所示是TL431的原理图和实物图，3个引脚分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和参考端（REF）。图5-8（b）所示是等效的内部功能模块示意图。由图5-8（b）所示可以看到，VI是一个内部的2.5V基准源，接在运放的反相输入端。由运放的特性可知，只有当REF端（同相输入端）的电压非常接近VI（2.5V）时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管的电流将从1mA到100mA变化。当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，所以不能简单地用这种组合来代替它。如果在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块图对开启思路、理解电路都是很有帮助的。

图5-8　精密三端可调分流基准源集成电路TL431

如图5-9（a）所示是三端器件接成两端式作为2.5V稳压管使用的例子。图5-9（b）所示是在单激式充电器中，作为电压负反馈关键部件直接驱动光电耦合器发光二极管的例子。这是稳定_输出电压最简单的电路，左图通过调整充电_输出电压上取样电阻、右图通过调整下取样电阻的比例，就能改变高恒压值和低恒压值。图5-9（c）所示是利用两个万用表检测TL431好坏的方法，指针式万用表相当于电池串联了限流保护电阻。如果没有双表，可以使用9V万用表6F22积层电池串联一只300Ω左右的电阻也可以。原则就是电压要高于2.5V一伏以上，保护电阻的阻值限流在20mA左右。

图5-9　TL431应用

3．集成电路运算放大器的基本知识

如图5-10（a）所示是单电源供电的集成运算放大器在电路图中的符号图，①、②端是信号输入端，⑤是信号_输出端，③、④是工作电压端。在输入端中标有“+”号的是同相输入端，标有“－”号的是反相输入端。电路符号和集成电压比较器完全一样，事实上前面介绍的电压比较器也是电压开环放大倍数很大（可以大到几十万倍）的运算放大器。

集成运算放大器必须有电源供应才可以工作，示意图中③、④脚是供电端，工作电压有双电源和单电源之分。集成运算放大器手册里，双电源供电的，V_DD表示电源正（V_＋），V_SS（或V_－）表示电源负，GND是公共地，也是正负电源的公共端；单电源供电的V_DD（或V_＋）表示电源正，地是GND，也是电源负极。目前，大部分控制器和充电器使用的集成电路由单电源供电，一端接地，一端接电源正。

图5-10　集成运算放大器及应用

集成运算内部的输入电路均采用差分放大器。它的输入信号电压和_输出信号电压的关系是V_O=k（V2-V1），公式中k是运算放大器电压放大倍数，k是非常大的，可达几十万倍。集成运算放大器的两个输入端对地输入阻抗非常高，一般达几百千欧到几兆欧，在实际应用中常常把集成运算放大器看成是一个所谓“理想运算放大器”。关于理想掌握以下几点：（1）输入端到集成电路内部的电流近似为0。（2）同相输入端与反相输入端间电位近似相等。（3）这种开环（无负反馈）运算放大器可以作为电压比较器，加上负反馈元件可以做各种运算放大。

如图5-10（b）所示是一个反相运算放大器，R2是负反馈电阻，电压放大倍数k，公式中的“－”号代表输入_输出关系是反相的意思。R叫做均衡电阻，阻值一般取R1和R2并联值R＝R1∥R2，式中数学平行符号“∥”在这里是并联的意思，即R1和R2并联关系。R的值等于R1和R2并联的值。

运算放大器加负反馈后，输入从同相端输入，就是同相运算放大。如图5-10（c）所示是一个同相运算放大器，R2是负反馈电阻，R叫均衡电阻，阻值一般取R1和R2并联值R＝R1∥R2，电压放大倍数k。

也可以同时从同相端和反相端输入，称之为差动运算放大也称代数和运算放大，如图5-10（d）所示。

充电器中，带负反馈电阻的运算放大器用于稳定_输出电压的直流负反馈电路。

如图5-10（e）所示电路称之为跟随器，同相端输入，放大倍数为1，带负载能力强。

负反馈元件是电容的放大器，称之为积分放大器，如图5-10（f）所示。积分放大器对缓慢变化的直流信号，电压放大倍数很大，近似开环，相当于特殊的电压比较器。

接下来介绍一个典型的单电源供电的积分放大器，用于转折电流鉴别器的例子。如图5-10（g）所示，选自附图2-11所示半桥式充电器中的充电转折电流鉴别电路，几乎所有使用TL494PWM芯片的半桥式充电器都采用了它。⑧脚是供电电源正极+20V，④脚是地、供电电源负极和信号的公共端，①脚_输出端，②脚反相输入端接充电电流采样，③脚同相输入端接地电位。

这个“电压比较器”的特殊性在于：（1）比较器的基准端和随机采样端与前面介绍的两种相反，基准端为同相输入端，随机采样端为反相输入端；（2）因而随机采样端电位变化也相反，充电电流大U_样>电位降低；（3）比较器的基准端即③脚同相输入端接零（地）电位，而不是前面介绍的几种接某恒定的正电位；（4）比较器的随机采样端即②脚反相输入端虽然接的是充电电流采样，但是预先为反相输入端建立了静态工作点。TL494的脚_输出的+5V经电阻R35和R31分压生成大约0.04V的偏压，加在反相输入端②脚。

充电电流流经电流取样电阻R29，在R29两端产生上负下正的采样电压，R29将电流信号转为电压信号U_样>送比较器进行比较。当充电电流小于0.4A时，R29上端电位U_样>小于0.4A×0.1Ω，即U_样>小于0.04V，不足以抵消+0.04V的偏压，反相输入端电位高于同相输入端零电位，①脚_输出端低电位，充电指示红灯熄灭；当充电电流大于0.4A时，R29上端电位U_样>大于0.4A×0.1Ω，即U_样>大于0.04V，抵消了+0.04V的偏压，反相输入端电位低于同相输入端零电位，比较器“翻转”①脚_输出端高电位，充电指示红灯点亮。

4．三段式充电器的高恒压值和低恒压值的调整

（1）普通开关电源型三段式充电器的分类

普通开关电源型三段式充电器所谓的第一限流（恒流）、第二高恒压值、第三低恒压值三个阶段，实质都是通过模拟负反馈电路实现的。反映在充电_输出电压和充电电流方面，第一和第二阶段是连续平滑的，第二和第三阶段转换时是跳跃的。跳跃的原因是高恒压值的电压负反馈通路和低恒压值电压负反馈通路是不同的，反馈量是不同的，受电子开关的控制。

按照开关电源脉宽调制（PWM）芯片、负反馈通路、器件受控特点进行分类，如图5-11所示开关电源型三段式充电器分类。

单激式的电源脉宽调制芯片以UC3842为代表，芯片有良好的逐周期过流保护功能，外围电路简单、成本低廉。误差放大器对外接受由光电耦合器传送来的负反馈信号，光电耦合器的光电接受端一般接于高电位和UC3842的②脚之间，少数接于①脚和地之间。我们关心的是光电耦合器的输入端发光二极管的受控，流经该发光二极管的电流大，充电器_输出电压低，反之则高。用导线短路该发光二极管，充电器_输出电压达到最大值。

如图5-11（a）至图5-11（d）所示就是其中四种典型应用。

用TL431操作光电耦合器的发光二极管，TL431内部有放大器，放大器的输入即参考端来自充电器_输出电压取样，大体有两种：1）电阻R_辅一端固定于高电位端，另一端经电子开关接TL431参考端，开关k未接通时为高恒压值，开关k接通时，R_辅和R_上并联相当于减小了R_上的电阻值，所以为低恒压值。2）电阻R_辅一端固定于低电位，另一端经电子开关接TL431参考端，开关k未接通时为低恒压值，开关k接通时，R_辅和R_下并联相当于减小了R_下的电阻值，所以为高恒压值。

图5-11　开关电源型三段式充电器分类

如图5-11（a）就是附图2-1所示的西普尔SP2000-48B型充电器以及SP2000-36C西普尔充电器。充电电压取样由R_上和R_下分压得到送TL431参考端，R_辅经电子开关也接TL431参考端。

充电电流操作着电子开关，当电流大于转折电流时电子开关截止，R_辅不起作用，充电器_输出为高恒压值；当电流小于转折电流时电子开关接通，R_辅与R_上并联，充电器_输出为低恒压值。电子开关还操作着充电状态指示灯的变化，大于转折电流时为红灯表示充电状态，小于转折电流时为绿灯表示充足。

如图5-11（b）就是附图2-3所示的天能TN-1C型2820智能充电器，小飞哥QSC4213智能充电器和它的原理图相同，元件编号也一样。充电电压取样由R_上和R_下分压得到送TL431参考端，R_辅经电子开关也接TL431参考端。

充电电流操作着电子开关，当电流小于转折电流时，电子开关截止，R_辅不起作用，充电器_输出为低恒压值；当电流大于转折电流时电子开关接通，R_辅与R_下并联，充电器_输出为高恒压值。电子开关操作着高、低恒压值的切换，还操作着充电状态指示灯的变化，大于转折电流时为红灯表示充电，小于转折电流时为绿灯表示充足。

如图5-11（c）所示为用模拟放大器操作的光电耦合器，光电耦合器发光二极管正极固定于高电位，操作发光二极管负极有多种。这里只介绍最常见的一种：模拟放大器就一级，电压负反馈采样送反相输入端，辅助电阻R_辅经电子开关接地，开关k未接通时为低恒压值；开关k接通时，R_辅和R_下并联，相当于降低了反相输入端电位，放大器_输出端电位升高，提高了发光二极管负极电位，减小了发光二极管电流，所以为高恒压值。

典型代表就是附图2-5所示AC1936LANPOWER充电器以及附图2-16所示HP-1202AC铅酸电池充电器。

如图5-11（d）所示也是模拟放大器操作光电耦合器，光电耦合器发光二极管负极固定于地电位，操作发光二极管正极有多种。这里只介绍最常见的一种：模拟放大器就一级，电压负反馈采样送同相输入端，辅助电阻R_辅经电子开关也接同相输入端，开关k未接通时为高恒压值；开关k接通时，为低恒压值。

典型代表就是附图2-7所示的小羚羊36V车配套的SMA-36C3A充电器。

半桥式的电源脉宽调制芯片以TL494为代表，有必要简要介绍TL494的基本情况：

它的④脚是死区控制端，④脚的电位决定着功率管的最大导通比，就是决定着充电器的极限_输出电压。④脚的电位高，充电器的极限_输出电压低，④脚的电位低，充电器的极限_输出电压高。开机时，借用电容两端电压不能跃变的特性，将④脚的电位抬高一下，接着④脚的电位慢慢降低，起一个缓启动的作用。启动后正常工作时，一般④脚的电位为0.45V。

TL494内部有两个误差放大器和外部联系，一般其中一个作为电压负反馈通路，输入来自电池电压取样，用于稳定充电电压；一个作为电流反馈通路，输入来自电流取样，用于限定充电电流。两个放大器都接成积分放大器形式，对缓慢的直流信号有非常大的放大倍数。

我们重点关心的是电压负反馈通路，根据控制高恒压值、低恒压值的电压负反馈加到芯片TL494的同一个点还是两个点可以分为两类。无论哪一类，都是控制功率管的导通比来达到控制_输出电压的目的。功率管的导通比大，充电器_输出电压高；功率管的导通比小，充电器_输出电压就低。通过TL494的③脚电位就能得知，③脚电位高→功率管的导通比小→充电器_输出电压低；③脚电位高到一定值→功率管的导通为零→充电器_输出电压为零；③脚电位低→功率管的导通比大→充电器_输出电压就高。

如图5-11（e）至图5-11（g）所示就是TL494其中三种典型应用。

如图5-11（e）所示为充电器_输出电压负反馈通路，电压采样加到芯片TL494的1号比较器的同相输入端①脚，R_辅经电子开关同样接到1号比较器的同相输入端①脚。

充电电流操作电子开关，在小于转折电流时，电子开关接通，R_辅起作用，引起同相输入端①脚电位升高，从而使充电_输出电压为低恒压值；在大于转折电流时，电子开关断开，R_辅不起作用，引起同相输入端①脚电位降低，从而使充电_输出电压为高恒压值。电子开关还同时控制着充电状态指示灯的变化。

典型代表就是附图2-9所示的上海日泉SRQ36-1.8A电动车智能充电器以及STC-07、STC-02等充电器。

如图5-11（f）所示为充电器_输出电压负反馈通路，电压采样加到芯片TL494的1号比较器的同相输入端①脚，R_辅经电子开关接反相输入端②脚。

充电电流操作电子开关，在大于转折电流时，电子开关接通，R_辅起作用，引起反相输入端②脚电位降低，从而使充电_输出电压为高恒压值；在小于转折电流时，电子开关断开，R_辅不起作用，引起反相输入端②脚电位升高，从而使充电_输出电压为低恒压值。电子开关还同时控制着充电状态指示灯的变化。

典型代表就是附图2-11所示的欧派OPAI车HZ-48智能充电器以及山东华盛KC35A半桥式充电器。

如图5-11（g）所示为早期（2000年前后）的半桥式充电器普遍采用的电路，其中充电电压负反馈加在1号比较器的同相输入端①脚，电流反馈加在2号比较器的反相输入端脚。也有电子开关，并且也是由充电电流控制。但是，电子开关只控制充电状态指示灯红色或绿色的变化，其余和本文前面（通常）讲的三段式是有区别的。在充电电流小于限流值之前，这类充电器充电电压和充电电流是连续的。而我们前面（通常）讲的三段式在第二和第三阶段切换时是跳跃的，好处是第二阶段电压高恒压值可以缩短充电时间，充电电流小于转折电流时，跳变到第三阶段低电压值可以减小热失控。

典型代表就是附图2-15所示的山东GD36半桥式充电器和附图2-13所示的路邦车用BMCH-36智能充电器。

充电器的主电路品种相对控制器来说少得多，改动两个恒压值也简单得多。

重点掌握：如果固定R_下则正好一致，减小R_上电阻值，充电_输出电压值降低↓；增大R_上，充电_输出电压值上升↑。如果固定R_上调整R_下则刚好相反，减小R_下电阻值，充电_输出电压上升↑；增大R_下，充电_输出电压降低↓。

速度控制器只改动一个电压值，充电器需要改动两个电压值。根据电压取样电阻的分布系统大体分为两类，一类是独立的，分别调整各独立系统中的R_上或R_下中的任意一只电阻值即可达到目的；另一类两个系统关联，大多是下取样电阻关联，触动它高恒压值和低恒压值同时改变，一般是改变这只双重身份的下取样电阻值使高恒压值符合要求，然后改变控制低恒压值的R_上使低恒压值符合要求。

控制_输出电压高恒压值的上取样电阻的R_上的最大特征：1）一端和_输出电压正极相连，另一端和下取样电阻相连，下取样电阻R_下再和地相连，这对R_上、R_下接合部接模拟稳压放大器；2）在整机电路所有电阻元件中，R_上电阻值相对比较大；3）电池上取样电阻R_上有的采用了可调电阻，调小其阻值即可降低充电_输出电压；4）同样，为了防止可调电阻老化造成稳压值漂移，更多的充电器采用了固定电阻。由于电路元件的分散性，在生产调试过程中采用并联电阻保证_输出电压的精度。这就告诉我们：两只电阻并联组成的一般为R_上或R_下，R_下其中一端接地。

（2）三段式充电器的高恒压值和低恒压值

电池短路一个格，安时数不变，转折电流也不变，因此转折电流部分的电路不用改动。需要改变的是两个恒压值，即需要找到两只电压取样电阻，负责微调高恒压值的电阻和负责微调低恒压值的电阻。通过改动取样电阻值，使充电器新的高恒压值＝2.42V×（原格数－1），新的低恒压值＝2.35V×（原格数－1）。

（3）充电器的改造关键

1）找出电压负反馈部分的_输出电压取样电阻；2）进一步理清哪些是相关低恒压值（第三阶段）的电阻；3）清理哪些是相关高恒压值（第一、二阶段）的电阻；4）找出转折电流鉴别比较器，有助于上述判断。转折电流鉴别比较器的_输出相当于一个开关，此开关控制高、低恒压值的取样的切换。转折电流鉴别比较器的输入之一是参考基准电位，另一个输入端和充电电流取样电阻相连，而充电电流取样电阻非常容易识别。它是一只体积很大的2～3W、0.1Ω左右的线绕电阻。

5．单激式UC3842+TL431+LM324组合的改造实例

下面给出几个以TL431控制光电耦合器发光二极管的三段式充电器改造方案：

【例1】单激型UC3842+TL431+LM324反激式的三段式充电器，附图2-1所示为西普尔SP2000-48B型充电器整机原理图，附图2-2所示为其实物图。

这是一台48V车用充电器，通过TL431控制光电耦合器发光二极管。充电器_输出电压经上、下取样电阻分压送TL431的输入端（参考端）；R16+R19串联构成上取样电阻R_上；R17（附加）和R17并联组成下取样电阻R_下，R_下关联着高、低恒压值，我们不动它；R43和R39并联组成R_辅通过电子开关控制高、低恒压值，电子开关D16导通时R_辅给TL431的输入端引入附加电流，充电器_输出低恒压值；D16截止时，R_辅脱开，不影响TL431的输入端R_上、R_下的分压比例，充电器_输出高恒压值。

R40是充电电流采样电阻，R40上端电压信号代表充电电流，经R30送转折电流鉴别器IC3D的反相输入端脚，反相后由IC3的脚决定电子开关的导通和截止。当充电电流大于转折电流时→R40上端高电位↑→IC3D的反相输入端脚↑→由IC3反相后脚_输出低电位↓→造成D14导通，D14正极电位被钳制低电位↓→D16正极低电位，D16截止R_辅脱开，不影响TL431的输入端R_上、R_下的分压比例，充电器_输出高恒压值。

当充电电流小于转折电流时→R40上端低电位↓→IC3D的反相输入端脚↓→由IC3反相后脚_输出高电位↑→D14负极电位升高而截止，R43、R39引来+5V到D16正极→D16导通，R_辅（R₄₃∥R₃₉）给TL431的输入端引入附加电流，充电器_输出低恒压值。

调试步骤一：目标是通过给R19并联电阻，使充电器_输出高恒压值＝2.42V×（原格数－1）＝2.42V×（24－1）＝2.42V×23＝55.66V。

具体操作：1）取一只100kΩ的多圈可调电阻，我们在这里称之为R_辅，将R_辅的高电位端和滑动臂端分别焊上一段导线，旋转滑动臂调整螺钉使两导线间阻值达到最大值100kΩ，然后将导线焊到R18两端。2）将充电器_输出插头插到通用充电器检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电。旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯由绿灯刚好转为红灯后少过一点儿。3）调整R_辅使充电器_输出电压为55.66V，切断市电。4）焊下R19两端R_辅的导线。测试R_辅的导线间电阻值，选接近该阻值的电阻元件焊到R19两端。重复3）验证是否为55.66V，确认无误，步骤一的目标实现。

调试步骤二：目标是通过给R39、R43并联电阻，使充电器_输出低恒压值＝2.35V×（原格数－1）＝2.35V×（24－1）＝2.35V×23＝54.05V。

具体操作：1）使刚用过的100kΩ的千欧调电阻R_辅的两导线间阻值达到最大值100kΩ，再串联一只100kΩ电阻后将导线焊到R39两端。2）将充电器_输出插头插到通用充电器检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电。旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯保持绿灯状态。3）调整R_辅使充电器_输出电压为54.05V，切断市电。4）焊下R39两端的R_辅及其100kΩ电阻，测量它们的总阻值，选接近该阻值的电阻元件焊到R39两端。重复3）验证是否为54.05V，确认无误，步骤二的目标实现。

至此，该充电器的降压改造全部完成，合盖。将外壳标签上原参数修改为新值。

【例2】仍然是单激型UC3842+TL431+LM324反激式的三段式充电器，附图2-3所示为天能TN-1C型2820智能充电器整机原理图，附图2-4所示是其实物图，这是一台36V车用充电器。小飞哥QSC4213智能充电器与其电路、元件编号相同，差别是市电侧仅多一只防止开机电流冲击的负温度系数热敏电阻NTC，少一只电阻C23（原线路板上编号如此）。

R13+R14串联构成R_上，对高、低恒压值都起作用；R15+WR1串联单独起作用时，为控制低恒压值的R_下；R15+WR1串联后与R27并联共同起作用时，为控制高恒压值的R_下。控制高恒压值的R_上。控制高、低恒压值的控制的R_下关联着高、低恒压值。

调试步骤一：目标是通过调整微调电阻WR1，使充电器_输出低恒压值＝2.35V×（原格数－1）＝2.35V×（18－1）＝2.35V×17＝39.95V。

具体操作：1）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电。旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯保持绿灯状态。2）调整WR1使充电器_输出电压为39.95V，切断市电。步骤一的目标实现。

调试步骤二：目标是通过给R27串联电阻，使充电器_输出高恒压值＝2.42V×（原格数－1）＝2.42V×（18－1）＝2.42V×17＝41.14V。

具体操作：1）将例1用过的100kΩ的多圈可调电阻R_辅调到两导线间阻值达到最大值100kΩ，然后焊下R27的一个端子，将R_辅串联到R27和D11之间。2）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电。旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯由绿灯刚好转为红灯后少过一点儿。3）调整R_辅使充电器_输出电压为41.14V，切断市电。4）焊下R_辅的串联在R27和D11之间的导线。测试R_辅的导线间电阻值，选接近该阻值的电阻元件焊到R27和D11之间。重复3）验证是否为41.14V，确认无误，步骤二的目标实现。

同样，该充电器的降压改造全部完成，要将外壳标签上原参数修改为新值。

6．单激式UC3842+LM324组合不用TL431控制光电耦合器发光二极管的改造实例

前面几例是利用TL431控制光电耦合器发光二极管达到控制充电器_输出电压的目的，再介绍几款不用TL431控制光电耦合器发光二极管的实例。当然，前面论述的原则不变：流经光电耦合器的发光二极管电流大，充电器的_输出电压低；流经发光二极管电流小，充电器的_输出电压高；短路光耦的发光二极管，充电器的_输出电压最高。

【例3】单激型反激式UC3842+LM358的三段式充电器，附图2-5所示是AC1936LANPOWER充电器整机原理图，该款充电器体积紧凑，使用双面线路板和贴片元件，附图2-6所示是AC1936 LANPOWER充电器焊接面元件分布图。

图中的U1虽然是TL431，它不控制光电耦合器，它接成两端使用，相当于普通2.5V稳压二极管，为低压侧提供2.5V基准电位。该机使用了大量贴片元件，使用了U3、U4两只LM358。

U3B为电压负反馈放大器，充电器_输出电压经R37、R38、R40分压取样送U3B反相输入端⑥脚；U4A为转折电流鉴别器，充电电流取样送U4A同相输入端⑤脚，滤波电感L4绕组的电阻为充电电流取样电阻。

调试步骤一：目标是通过给R37、R38并联电阻，使充电器_输出低恒压值＝2.35V×（原格数－1）＝2.35V×（18－1）＝2.35V×17＝39.95V。

具体操作：1）将1MΩ的多圈可调电阻R_辅调到两导线间阻值达到最大值1MΩ，然后焊到R37、R38的两端。2）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电。旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯为绿灯。3）调整R_辅使充电器_输出电压为低恒压值39.95V，切断市电。4）焊下R_辅的并联在R37、R38的导线。测试R_辅的导线间电阻值，选接近该阻值的电阻元件和R37、R38并联焊好。

调试步骤二：目标是通过给R51并联电阻，使充电器_输出高恒压值＝2.42V×（原格数－1）＝2.42V×（18－1）＝2.42V×17＝41.14V。

具体操作：1）将1MΩ的多圈可调电阻R_辅调到两导线间阻值达到最大值1MΩ，然后焊到R51的两端。2）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（如图6-1所示）上，给充电器加市电。旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯由绿灯刚好转为红灯后少过一点儿。3）调整R_辅使充电器_输出电压为41.14V，切断市电。4）焊下R_辅的并联在R51两端的导线。测试R_辅的导线间电阻值，选接近该阻值的电阻元件和R51并联焊好。

用图6-1所示自制充电器通用检测仪核实高恒压值和低恒压值，重点是保证低恒压值。

【例4】单激型反激式UC3842+LM324的三段式充电器，附图2-7所示是与小羚羊36V车配套的SMA-36C3A充电器整机原理图，附图2-8所示是其实物图。图中的U3虽然是TL431，它不控制光电耦合器，接成两端使用，相当于普通2.5V稳压二极管，为低压侧提供2.5V基准电位。

U4C为电压负反馈放大器，W2和上面两只100kΩ电压取样电阻，电压取样送U4C同相输入端⑩脚；U4D为电流负反馈放大器；U4A为转折电流鉴别器。

W2滑动臂向上（包括两只100kΩ电阻）部分组成R_上，W2滑动臂向下部分阻值组成部分（不是全部）R_下，调整W2高、低恒压值都会变动。

调试步骤一：目标是通过调整微调电阻W2，使充电器_输出低恒压值＝2.35V×（原格数－1）＝2.35V×（18－1）＝2.35V×17＝39.95V。

具体操作：1）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪(见图6-1所示)上，给充电器加市电。旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯保持绿灯状态。2）调整W2，使充电器_输出电压为39.95V，切断市电。

调试步骤二：目标是通过给R4串联电阻，使充电器_输出高恒压值＝2.42V×（原格数－1）＝2.42V×（18－1）＝2.42V×17＝41.14V。

具体操作：1）将例1用过的100kΩ的多圈可调电阻R_辅调到两导线间阻值达到最大值100kΩ，然后焊下R₄的一个端子，将R_辅串联到R₄和U4A的①脚之间。2）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电。旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯由绿灯刚好转为红灯后少过一点儿。3）调整R_辅使充电器_输出电压为41.14V，切断市电。4）焊下R_辅的串联在R4和U4A的①脚之间导线。测试R_辅的导线间电阻值，选接近该阻值的电阻元件焊到R4和U4A的①脚之间。5）重复步骤一验证低恒压值是否还在39.95V，可重调W2，重点保证低恒压值。6）重复步骤二的2）验证高恒压值是否为41.14V，确认无误，步骤二的目标实现。如果不是41.14V，相差无几，就不要动了。

7．半桥式TL494+LM358组合的改造实例

【例5】半桥式TL494+LM358组合的三段式充电器之一，附图2-9所示是上海日泉SRQ36-1.8A电动车智能充电器整机原理图，附图2-10所示是其实物图。STC-0736V充电器电路原理图有很多版本，其元件编号与之相同，在市电入口处多了一只防止浪涌电流的负温度系数的热敏电阻RTI，型号NTC5D-11。

这款充电器控制高恒压值，低恒压值两路电压负反馈都是加到芯片TL494的1号误差放大器的同相输入端①脚；充电电流取样一方面加到转折电流鉴别器IC2A的反相输入端②脚，同时加到IC1的2号误差放大器的反相输入端脚进行限流。图中元件数据，限流值为1.8A。

R26和R^**并联组成下电压取样电阻R_下，对高恒压值、低恒压值都起作用；R27+R28串联单独起作用时为高恒压值的上取样电阻R_上；R27+R28串联后和R36配合，控制低恒压值，我们在这里暂时把R36看做是低恒压值的上取样电阻R_上。

R29是充电电流取样电阻，电流采样送转折电流鉴别比较器IC2A的反相输入端②脚，由于②脚预设偏置电压＋0.04V，在充电电流小于400mA时，①脚_输出低电平，经IC2B倒相⑦脚_输出高电平，D17反向偏置截止，IC1的参考＋5V经R36、D18加到TL494的①脚，和R27＋R28共同使充电器_输出低恒压值；在充电电流大于400mA时，充电电流取样电阻R29上端电压V样＞－0.4A×0.1Ω＞－0.04V，抵消了IC2A的②脚偏置电压，IC2A的反相输入端②脚变负，鉴别比较器翻转，①脚_输出高电平，经IC2B倒相⑦脚_输出低电平，D17正向偏置导通，D17的正极被钳位在0.7V，D18被反向偏置截止，R36对TL494不起作用，仅R27＋R28单独控制IC1的①脚使充电器_输出高恒压值。

这款充电器控制高恒压值，低恒压值的电压负反馈加到了芯片TL494的同一个点IC1的同相输入端①脚。TL494的①脚电位提高↑，③脚电位高↑，功率管的导通比小，充电器_输出电压低↓；TL494的①脚电位降低↓，③脚电位低↓，功率管的导通比大，充电器_输出电压就高↑。

调试步骤一：目标是通过调整微调电阻R27+R28，使充电器_输出高恒压值＝2.42V×（原格数－1）＝2.42V×（18－1）＝2.42V×17＝41.14V。

具体操作：1）焊下R27，将例1用过的100kΩ的多圈可调电阻R_调调到两导线间阻值大约22kΩ左右，取代R27位置；2）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电，旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯由绿灯状态转为红灯再过调一点儿，调整R_调使充电器_输出电压为41.14V，切断市电；3）焊下R_辅，测量R_辅两导线间阻值，选与此阻值接近的固定电阻焊到原R27位置，再用通用充电器检测仪验证。步骤一的目标实现。

调试步骤二：目标是通过给R36并联电阻，使充电器_输出低恒压值＝2.35V×（原格数－1）＝2.35V×（18－1）＝2.35V×17＝39.95V。

具体操作：1）将100kΩ的多圈可调电阻R_辅调到两导线间阻值大约100kΩ，焊到R36两端；2）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电，旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯保持绿灯状态，调整R_辅使充电器_输出电压为39.95V，切断市电；3）焊下R_辅，测量R_辅两导线间阻值，选与此阻值接近的固定电阻并联到R36两端，再用通用充电器检测仪验证。重点保证低恒压值不高于39.95V，步骤二的目标实现。

改动完毕，将外壳标签上原参数修改为新值。

【例6】半桥式TL494+LM358组合的三段式充电器之二，附图2-11所示为欧派OPAI车HZ-48智能充电器整机原理图，附图2-12所示是其元件面元件分布图，这款是浩洲无线电厂的其中一个版本。为爱德森车配套的信意电子生产的SS-48型48V20A·h铅酸电池专用充电器之元件编号、布局与该版本大体一样。

这款充电器控制高恒压值，低恒压值两路电压负反馈送入点与上例不同，高恒压值的电压负反馈取样加到芯片TL494的1号误差放大器的同相输入端①脚；低恒压值的电压负反馈取样则是加到TL494的1号误差放大器反相输入端②脚。

R23是充电电流取样电阻，电流采样经R23换为电压取样，一方面送转折电流鉴别比较器U2B的反相输入端⑥脚，作为开关的控制信号；同时送U1的2号误差放大器的反相输入端脚，限制充电电流，即恒流时的恒流值。图中元件数据，限流值为2.5A。

为了方便初学者读图、识图，我们在这里将两路电压负反馈描述为独立两路。高恒压值的电压取样加在U1的1号误差放大器的同相输入端①脚，R38为它的下电压取样电阻R_下，R39+R40串联为高恒压值的上取样电阻R_上；低恒压值的电压取样加在U1的1号误差放大器的反相输入端②脚，R27为它的下电压取样电阻R_下，R17为它的上取样电阻R_上，R20相当于辅助电阻R_辅，R_辅受开关控制，投入工作时相当于和R27并联，此时充电器_输出低恒压值。

D12相当于电子开关，D12正向偏置时导通，R20上端接地，相当于和R27并联；D12反向偏置截止，R20脱离工作。操纵电子开关的方法是：关闭D12→提高D12负极电位；使D12导通→降低D12负极电位。

控制电子开关的通路是：R23充电电流取样→转折电流鉴别器U2B⑥脚→U2B⑦脚→U2A③脚→U2A的①脚→R20→D12负极。

具体动作过程：由于U2反相输入端⑥脚预设偏置电压+0.06V，在充电电流小于600mA时，U2⑦脚_输出低电平，和U2A同相输入端③脚直连，U2的①脚_输出低电平相当于接地，D12正极此时电位为2.5V，因此D₁₂正向偏置导通，R20投入工作时，相当于和R27并联，将U1的1号误差放大器的反相输入端②脚电位拉低，迫使充电器_输出低恒压值；在充电电流大于600mA时，充电电流取样电阻R23上端电压V样＞－0.6A×0.1Ω＞－0.06V，抵消了U2B的⑥脚偏置电压，U2B的反相输入端⑥脚变负，鉴别比较器翻转，⑦脚_输出高电平，送U2A同相输入端③脚，U2的①脚_输出高电平，D12反向偏置截止，R20脱离工作，取消和R27并联，此时充电器_输出低恒压值使充电器_输出高恒压值。

高恒压值控制通路及稳压过程：电阻R39、R40、R38对充电器_输出电压分压采样加到芯片TL494的1号误差放大器同相输入端①脚。当_输出电压因某种原因想升高↑时→TL494的①脚电位提高↑→③脚电位高↑→功率管的导通比小→充电器_输出电压低↓→_输出电压稳定；当_输出电压因某种原因想降低↓时→TL494的①脚电位降低↓→③脚电位低↓→功率管的导通比大→充电器_输出电压就高↑→_输出电压稳定。

调试步骤一：目标是通过调整上取样电阻R_上（R₃₉+R₄₀），使充电器_输出高恒压值＝2.42V×（原格数－1）＝2.42V×（18－1）＝2.42V×17＝41.14V。

具体操作：1）将例1用过的100kΩ的多圈可调电阻R_辅调到两导线间阻值大约100kΩ左右，将导线焊接到R40两端；2）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电，旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯由绿灯状态转为红灯再过调一点儿，调整R_辅使充电器_输出电压为41.14V，切断市电；3）焊下R_辅，测量R_辅两导线间阻值，选与此阻值接近的固定电阻焊到R40两端，再用通用充电器检测仪验证。步骤一的目标实现。

调试步骤二，目标是通过给R20并联电阻，使充电器_输出低恒压值＝2.35V×（原格数－1）＝2.35V×（18－1）＝2.35V×17＝39.95V。

具体操作：1）将100kΩ的多圈可调电阻R_辅调到大约100kΩ左右，焊到R20两端；2）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电，旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯保持绿灯状态，调整R_辅使充电器_输出电压为39.95V，切断市电；3）焊下R_辅，测量R_辅两导线间阻值，选与此阻值接近的固定电阻并联到R20两端，再用通用充电器检测仪验证。重点保证低恒压值不高于39.95V，步骤二的目标实现。

改动完毕，将外壳标签上原参数修改为新值。

【例7】半桥式TL494+LM358的限压限流充电器，附图2-13所示是路邦车BMCH-36带温度补偿两阶段式充电器，附图2-14所示是其元件安装面元件分布图。

电压负反馈采样加在1号误差放大器的同相输入端①脚，R10+R11串联组成上取样电阻R_上，R26为下取样电阻R_下；充电电流采样电阻0.1Ω上端的采样电压通过R26加在2号误差放大器的反相输入端

脚。

该款充电器的特色在于增加了人工控制温度补偿电路，由温度补偿开关和几只电阻组成。铅酸蓄电池具有负温度系数，为－4mV/℃。补偿就是使充电器冬季_输出电压高些，夏季_输出电压低些。具体电路通过温度补偿开关控制两只电阻的介入，从而改变电压负反馈取样电路的分压比。这个开关需要人工操作，夏季如果操作错误会造成电池损坏。

前面已经讲过，这类早期充电器和目前使用的三段式充电器相比，都是充电电流小于某值充电状态指示灯变为绿灯，高于此值变为红灯，本机变灯电流为270mA。但是，本机只是为了显示充电状态，而目前三段式充电器还同时切换充电的高、低恒压值。

本机不具备高、低恒压值切换功能。本机实质就是一限压限流充电器，当充电电流小于2.35A时，限（稳）压充电状态；当充电电流大于2.35A时，限（恒）流充电状态。

调试，目的通过改变R_上（R10+R11）或者改变R_下2.2kΩ，达到新的限压值。

当初这类充电器限（稳）压值为2.42V/格，36V车一般为44V左右。如果仍然按原值应该是2.42V×（原格数－1），即充电器_输出电压＝2.42V×（原格数－1）＝2.42V×（18－1）≈41.14V，一般取42V。

具体操作：1）将47kΩ的多圈可调电阻R_辅调到两导线间阻值大约45kΩ，焊到R10两端；2）将充电器_输出插头插到自制充电器通用检测仪（见图6-1所示）上，给充电器加市电，旋转充电器检测仪上10圈电位器，使充电器的充电状态指示灯保持绿灯状态，调整R_辅使充电器_输出电压为42V，切断市电；3）焊下R_辅，测量R_辅两导线间阻值，选与此阻值接近的固定电阻并联到R10两端，再用通用充电器检测仪验证。

如果想改变充电状态指示灯的转换电流值，改动电阻R8的电阻值比较方便，减小其电阻值减小转换电流值；增加其电阻值增加转换电流值。

改动完毕，将外壳标签上原参数修改为新值。早期这种两阶段式充电器红灯变绿灯后，再充一会儿就应停止充电，否则容易充坏电池（失水和热失控）。这类充电器还有附图2-15所示山东GD36充电器等，没有温度补偿。

8．关于采用TL494芯片半桥式转折电流的调整问题的小结

如图5-12所示几种半桥式充电器转折电流监测电路所示，图5-12（a）是电路原理。这类充电器充电电流取样电阻R3为3W0.1Ω左右的线绕电阻，一般接在变压器全波绕组的中点和地之间，充电电流经取样电阻R3转换为取样电压V样。由于充电电流自R3下端（地）向上（绕组的中点），因此形成的取样点电位V样相对地电位为负，充电电流越大V样越负。

图5-12　几种半桥式充电器转折电流监测电路

转折电流监测器是一个单电源供电的电压比较器，两个输入端其中一个接地电位作为比较基准，另一个接取样电压。但是，单电源供电的电压比较器输入端在地电位附近工作时没有双电源供电那样稳定可靠。为了使之稳定准确的工作，一般预提供一个对地电位为正的偏置电位，如图5-12（a）所示，+5V经100kΩ左右电阻→A点再经1kΩ左右电阻→B点再经3W0.1Ω左右的线绕电阻接地。

根据串联电路分压规律，A点电位近似等于+5V乘以R2再除以电阻R1与电阻R2的和。转折电流等于A点电位除以充电电流的取样电阻R3，改变上述3只电阻中的任意一只都可以改变转折电流的动作值。一般批量生产过程改变1kΩ左右电阻R2比较方便，所以先固定一只基本电阻，然后在基本电阻两端并联附加电阻。图5-12（b）至图5-12（c）所示给出了常见的几种半桥式充电器转折电流监测电路的实际值和估算方法步骤。

注：关于充电电流取样电阻，现在有的厂家直接采用覆铜板的铜箔条代替昂贵的线绕电阻。均匀金属的电阻由下式确定：R＝ρ×l/S，式中ρ为电阻系数，又称导体的电阻率，单位是欧·平方毫米/米（Ω·mm²/m）；l金属导体的长度，单位是米（m）；S金属导体的横截面积，单位是平方毫米（mm²）；R为导体的电阻，单位是欧姆（Ω）。实物如图5-13所示，生产线路板时腐蚀出1～3个窄条，每个窄条都是一个低阻值电阻，根据调试情况确定并联个数。

图5-13　几种充电电流取样电阻实物