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电动车充电器设计精华 (解决炸、烫、有声音)

论坛中很多同行谈到充电器返修率能在5%以下的算很好的产品了,其实,要做到1%以下不是难事,只因现在互相压价,使得厂家不得不简化元件及参数,这样质量就大打折扣了.
现在到用户中调查的厂家很少,没多少工程师能弄清为什么返修率居高不下的原因.本人在多年的退货中总结了以下几点原因,供大家参考:
1,输出电容炸坏
   这累损坏主要发生在电动车厂家不小心把电瓶正负极接反照成.那为什么到用户手里数月后也会发生这种原因呢?一是用户给其它车辆充电,这种车辆中存在充电口相反的现象,如此一来就炸了电容.二是工程师为降低成本把输出电容设计的过小,纹波超过电容允许值而烧毁.
2,充电器外壳过热变形,甚至烧坏功率器件
   这样的原因是用户将充电器随意放在地上或挂在墙上,没将正面朝上搁置在地上,照成散热不良而烧毁.
3,其他原因
   这里有用户电池损坏充不进电,认为充电器坏,而电动车的售后服务又不检查,于是将充电器退回.还有进水损坏.再则就是充电器设计不可靠.

如何设计一个良好的充电器呢?大家是否检查过自己的参数是否符合实际值而不是理论值呢,最好的办法就是用示波器在每个参考点看一下波形.
首先,输入滤波电容值应为按输出功率每瓦特用1uF计算,这样的条件又有几家公司达到了呢?MOSFET的选择应耐压超过700V的,并且要固定供应商,否则就要每次对进货进行耐压测试.否则炸管就会经常发生(变压器磁饱和也会炸管).
其次,线路板布局要防干扰,工作频率控制在20-60K,不宜过高,否则开关损耗增加,MOS管温升严重.变压器匝比要小,可以减少降低MOS管尖峰电压.占空比在最大功率下不超过50%.温升主要是电流的平方成正比,所以尽可能的将开通电流设计在占空比50%.
接下来要解决声音,在某段负载时有啸叫是最头痛的,分析下来有很多原因会引发啸叫,由于开关电源工作在闭环状态,所以干扰是其中原因之一.还有就是发生谐振,当变压器和MOS管节电容与开关频率产生谐振,声音就发出了,干扰解决的办法就是改善布局或增加死区,但死区增加后空载电压会有所上升.解决谐振最好把变压器原边增减1-2圈,或在MOS管DS极并联100pF的高压电容来.
最后就是外壳大小,由于充电器为了携带,往往外壳太小,即使设计温升很小,但在狭小的空间里散热会照成温升累积上升,最终将功率器件烧毁.本人在设计时没有外壳时MOS和输出二极管温升不大于30度,变压器不大于38度,但在选择外壳上也破费脑筋.所以选择合适的外壳十分重要.
在可靠性上,要选择质量好的电容,尤其是无极性电容,最好是CL11或CBB的,瓷片电容尽可能不用.集成电路其实各个厂家差不多,不要盲目相信什么国际大品牌,其它品牌质量不见得比就不好,能做集成块的厂家设备都差不多,其内部电路也相近,只是在工艺上有区别,并且作坊工厂无法制作,作为数字信号用途我们完全可以选择任何一家.
焊接时对今后用户使用寿命有很大的影响,多数用户会随车携带充电器,这样多次震动后元件容易开路,所以生产时一定要用63度焊锡进行焊接,降低 目前的成本只会增加日后的回修成本.
设计时也不要盲目相信元件多的就是好,用494和3842的电源总的来说差不多,但494的特性更适合负载稳定的非感、容性终端上,比如电脑主机上的电源多数采用494,然而电脑主机电源损坏率远远低于充电器.并且494电源大多采用三极管做功率器件,在容性负载中又不断的变换功率,使得三极管的二次击穿的可能性大幅增加.3842虽然用料简单,但其能对每个工作电流进行限流,又加上使用MOS管,工作更适合负载变动大的电源.一个设计精良的3842电源将会比494有更低的返修率.
在充电性能上尽可能的降低输出电压,过高的电压会使电池寿命大打折扣,经常听用户反映说某某充电器好,充一次能跑好多路,另一种不好……但所谓好的充电器往往在3个月后电池就出现行驶里程下降,反而没“充足”的充电器充的电池能用很久还没见容量明显下降.这就是过高的输出电压使电池不断的过充,甚至把电瓶充至变形才明白过味!
至于电池修复的争论在论坛上已到白热化的地步,本人不想参与这个话题的争论,以下话题纯属个人观点,如有不同看法,请不用同我争论,还是找别人说为好.
我们做过一些实验,得知电池的质量和充电器设计和合理的使用都很重要,为什么不同电池厂商差价有那么大?在同一种品牌电池中有的坏的快,有的坏的慢?主要是充电器均充和浮充电压过高,大家知道电信和酒店里用的后备电源都是铅酸电池,寿命都在5-10年以上,电动车电池为什么就短呢?其实由于控制器对电流最大值限制的过大,使电池寿命不会象后备电源那么长,但完全可以控制在2年以上,就是要用好的充电器配合良好的使用习惯.正确的充电方式应该是:1,只要车用过,就要对电池充电,不要用完了再充电,这不是镍镉电池!2,一个月不用一定要充电.3,电池千万不能过放电.我们曾让一些人按以上3点使用,结果用户电池寿命都在2年以上!当然这些人不是跑快递的,只是正常上下班使用.
那么再谈到电池修复有用吗?我的回答是肯定的:有用!但是!修复的使用寿命只有几个月,要想修复的和新电池一样不可能!多花几十元修复电池只坚持几个月,我觉得还不如换电池省钱(按2年使用寿命算),当然那些不正常使用电池的人群还是修复核算,毕竟这些人“正常”使用电池也不过就让新电池服役几个月就坏了,修复对他们来说是核算的.
所以想用“修复”来赚钱的人只是满足不同客户而已,至于修复能力到底怎么样,我们也没有一个权威的数据可以看到.
负脉冲技术最早是国外在60年代提出的方式,直至今天还没有一个正式的报告能证明对电池的伤害有多大,也没有权威说这种方式一定很有用,因为电池初充电时可以大电流充电,后期要小电流充电,所以负脉冲技术的大电流充电对电池起初是没有什么危害的,但在充满前还用负脉冲大电流充电是否有危害,本人也期待有一个合理的解释,毕竟我们也想研究快充技术,但在没有合理的解释前我们只能观望/
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2006-10-27 16:30
怎么没有多少人在设计大功率充电器(快速充电器)呢?
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pangjihao
LV.10
3
2006-10-27 17:14
@dianyuanch
怎么没有多少人在设计大功率充电器(快速充电器)呢?
好!顶一下!
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macx
LV.4
4
2006-10-27 20:29
炸MOS管主要就是管子耐压和磁饱和问题,如过不是这种原因,最好用示波器观看驱动及漏极波形,由于开关不陡直,损耗会增大,MOS就容易炸坏.所以驱动电阻不宜超过33ohm,一般用10ohm即可.
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linepro
LV.7
5
2006-10-28 08:22
@dianyuanch
怎么没有多少人在设计大功率充电器(快速充电器)呢?
我就在设计
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2006-10-28 08:35
@macx
炸MOS管主要就是管子耐压和磁饱和问题,如过不是这种原因,最好用示波器观看驱动及漏极波形,由于开关不陡直,损耗会增大,MOS就容易炸坏.所以驱动电阻不宜超过33ohm,一般用10ohm即可.
顶下,楼主.我是河南的,现准备做充电器,还请老师多加指导.
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ruohan
LV.9
7
2006-10-28 09:07
@huiyong828
顶下,楼主.我是河南的,现准备做充电器,还请老师多加指导.
你准备怎么做呀
我看可以帮你吗,我也是河南的,
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macx
LV.4
8
2006-10-28 21:50
@huiyong828
顶下,楼主.我是河南的,现准备做充电器,还请老师多加指导.
如今做充电器利润很低,有好的客户才能上马,要做就做质量好的,不要怕成本高.如果拼价格,会被浙江老板们打挎的!
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macx
LV.4
9
2006-10-29 16:52
这是输入滤波电容容量不足导致电压最大有40伏的损失
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/46/1162111829.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
这样的后果是电源效率下降,使温度上升.
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cyf428
LV.3
10
2006-10-29 23:01
@macx
这是输入滤波电容容量不足导致电压最大有40伏的损失[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/46/1162111829.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">这样的后果是电源效率下降,使温度上升.
你好,请问楼主见过用3842加倒相变压器,驱动4只场效应管构成全桥充电器吗,效果怎么样?
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macx
LV.4
11
2006-10-30 00:12
@cyf428
你好,请问楼主见过用3842加倒相变压器,驱动4只场效应管构成全桥充电器吗,效果怎么样?
半桥有运用的,也可以设计成全桥,由于3842输出电流限制,倒相变压器要设计精确还是可以达到设计要求,但限流有些改动,最好用电源泵驱动比较理想.
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macx
LV.4
12
2006-10-30 22:13
@macx
这是输入滤波电容容量不足导致电压最大有40伏的损失[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/46/1162111829.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">这样的后果是电源效率下降,使温度上升.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/46/1162217576.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
漏感造成温升
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cyf428
LV.3
13
2006-10-31 00:14
@macx
半桥有运用的,也可以设计成全桥,由于3842输出电流限制,倒相变压器要设计精确还是可以达到设计要求,但限流有些改动,最好用电源泵驱动比较理想.
多谢指导!
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2006-10-31 20:32
@dianyuanch
怎么没有多少人在设计大功率充电器(快速充电器)呢?
你需要多大的功率,我这里有做48V,6A 15A的充电器,还有12V-25A,12V-40A,的充电器,你要吗?
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cyf428
LV.3
15
2006-11-01 21:08
@海底世界
你需要多大的功率,我这里有做48V,6A15A的充电器,还有12V-25A,12V-40A,的充电器,你要吗?
请问48V15A的多少米
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hillsong88
LV.5
16
2007-07-19 09:19
@macx
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/46/1162217576.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">漏感造成温升
多谢!对我有帮助!
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zcp-power
LV.3
17
2007-07-19 17:02
@hillsong88
多谢!对我有帮助!
顶一下!
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hbinwen
LV.7
18
2007-07-19 19:52
@zcp-power
顶一下!
guang  zhu
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zzd88
LV.6
19
2007-07-19 20:47
@hbinwen
guang  zhu
要顶下
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csw654610
LV.1
20
2008-06-27 10:44
@海底世界
你需要多大的功率,我这里有做48V,6A15A的充电器,还有12V-25A,12V-40A,的充电器,你要吗?
我现在需要48V15A充电器,有没有用3842做的输出半桥推动的图纸呢,谢谢
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yuyan
LV.9
21
2008-06-28 18:51
@zzd88
要顶下
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hark
LV.3
22
2008-06-30 07:10
@yuyan
顶一下
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wenlong
LV.1
23
2008-11-09 22:34
@hark
顶一下
能否把48V 10A原理图发给我看一看谢谢
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wangxt118
LV.1
24
2009-03-07 15:44
不错,能帮我设计一款48V20AH的电动车充电器吗.如果返修率在5%以下,有高额回报.
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2009-03-07 17:56
@pangjihao
好!顶一下!
变压器匝比要小,可以减少降低MOS管尖峰电压.占空比在最大功率下不超过50%.温升主要是电流的平方成正比,所以尽可能的将开通电流设计在占空比50%,你这话前后矛盾?
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macx
LV.4
26
2009-03-18 16:22
@wangxt118
不错,能帮我设计一款48V20AH的电动车充电器吗.如果返修率在5%以下,有高额回报.
其实设计此类电源并不算难,但要检测故障率是需要时间的,所以很难短期就会有双方都满意的结果.最可靠的设计离不开工艺及元器件用料方面的支持.充电器利润很低,没好的销售伙伴是很难承受高成本的.你现在的销量每月多少?
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2009-03-18 19:01
@wangxt118
不错,能帮我设计一款48V20AH的电动车充电器吗.如果返修率在5%以下,有高额回报.
返修率在5%以下依现在的价格成本,是完全不可能的,一些大厂生产的电动车充电器都是比较成熟的,但是返修都会在10%以上,退过来的机子有很多部分是好的,有些是人为的损坏
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2009-03-18 19:10
@做男人真的不累
返修率在5%以下依现在的价格成本,是完全不可能的,一些大厂生产的电动车充电器都是比较成熟的,但是返修都会在10%以上,退过来的机子有很多部分是好的,有些是人为的损坏
现在48V.20AH充电器都是用风扇强制散热,风扇因使用环境寿命有很大的差别,去年西普尔出过一款SP200.取消了风扇,但是因为成本的原因返修很高,现在油被迫改用风扇,本人初步统计了一下,市面上1.6元到3.2元5010的风扇平均年返修就有8%-4%,特别是冬天的时候甚至会高到10%以上
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zl8864
LV.6
29
2009-08-05 18:39
好东东,电感电抗计算是最难的.有关的经验与计算公式,或好的书,目前还没有找到普通的易懂的书
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zytmark
LV.2
30
2009-08-18 21:46
请大家看看这款充电器
通用智能电动车充电器!
   通用智能电动车充电器  与众不同的特点:(非常6+2)
   1、超强防水功能.(中国第1款)充电器溅水淋雨皆不怕,二代置于水中可正常充电.
   2、超强防震功能.(中国第1款)正常碰撞不会损坏,可随车携带.
   3、通用充电功能.(中国第1款)电压24V-64V,容量10Ah-24Ah的电动车电池随意充.
   4、充电节电功能.(节电第1款)比一般充电器充电节电50%以上,效率极高,省钱看得见.
   5、修复电池功能.(修复第1款)维护保养新电池,修复再生旧电池,延长电池使用寿命一倍以上.
   6、预防过充功能.(预防第1款)过充电自动识别,长时间充电不发热,不变形.
   7、时尚金属外壳.(中国第1款)彰显产品的华丽与尊贵.
   8、超小外形体积.(中国第1款)121mm ×70mm×50mm

通用智能电动车充电器!
   有品质,才敢承诺:质保18个月.
   可与任何品牌充电器比质量!比功能!比节电!比电池修复!比电池使用寿命!
13792516597
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yclycl
LV.4
31
2009-08-18 22:00
@zytmark
请大家看看这款充电器通用智能电动车充电器!  通用智能电动车充电器  与众不同的特点:(非常6+2)  1、超强防水功能.(中国第1款)充电器溅水淋雨皆不怕,二代置于水中可正常充电.  2、超强防震功能.(中国第1款)正常碰撞不会损坏,可随车携带.  3、通用充电功能.(中国第1款)电压24V-64V,容量10Ah-24Ah的电动车电池随意充.  4、充电节电功能.(节电第1款)比一般充电器充电节电50%以上,效率极高,省钱看得见.  5、修复电池功能.(修复第1款)维护保养新电池,修复再生旧电池,延长电池使用寿命一倍以上.  6、预防过充功能.(预防第1款)过充电自动识别,长时间充电不发热,不变形.  7、时尚金属外壳.(中国第1款)彰显产品的华丽与尊贵.  8、超小外形体积.(中国第1款)121mm×70mm×50mm通用智能电动车充电器!  有品质,才敢承诺:质保18个月.  可与任何品牌充电器比质量!比功能!比节电!比电池修复!比电池使用寿命!13792516597
有图片吗?
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