一、概述
（一）控制器、充電器與車用電池
控制器和充電器對(duì)車用電池的使用壽命是至關(guān)重要的?？刂破髟趶碾姵厝∮秒娔艿耐瑫r(shí)，要防止過放電；充電器在向電池充電的同時(shí)要防止過充電。否則，電池極板不是因?yàn)檫^充就是因?yàn)檫^放而受到損壞，電池壽命很快終結(jié)。因此，充電器和控制器就像電池的監(jiān)護(hù)人一樣，在充電和放電的過程中對(duì)它加以保護(hù)，過放不行，過充不行。同樣，欠充仍然不行。欠充結(jié)果是活性物質(zhì)變得頑固而不再容易產(chǎn)生還原反應(yīng)，出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象，這部分極板則只占空間和重量，而不再貯存能量。這部分無效物質(zhì)越多、電池容量越低。過充、過放、欠放是危害電池壽命的三大因素。
（二）脈沖充電
脈沖充電是以不連續(xù)的、固定電壓的方波形向電池充電，充電電流較大。充電初期由于正負(fù)極板都處于硫酸鉛狀態(tài)，有較大的接受能力，又由于方波的不連續(xù)性，每個(gè)波形間又有停止間歇，給極板活性物質(zhì)以充分的反應(yīng)、調(diào)整、內(nèi)外物質(zhì)均衡的機(jī)會(huì)，所以初期充電較快。隨著極板物質(zhì)不斷得到還原，電壓不斷升高，充電速度不斷減慢，活性物質(zhì)反應(yīng)速度逐漸降低，極板周圍也逐漸積聚大量帶電離子，包圍住極板，使極板被隔離，阻止后續(xù)帶電離子到達(dá)活性物質(zhì)。當(dāng)極板電位達(dá)到極限時(shí)（接近充電終止電壓），電化作用幾乎停止進(jìn)行。到極化點(diǎn)，轉(zhuǎn)而對(duì)極板周圍的水分進(jìn)行分解，表現(xiàn)為大量冒泡和水分蒸發(fā)，正極表面吸附大量氧氣，負(fù)極表面吸附大量氫氣，這時(shí)的電壓稱為“產(chǎn)氣點(diǎn)”。
解決和消除這種妨礙充電的極化現(xiàn)象，方法是先短暫地停充，然后用較大的、反方向的、時(shí)間極短的電流――負(fù)脈沖，對(duì)正負(fù)極板施加反方向電壓，清除極板周圍聚集的大量正負(fù)離子和氣體，掃清道路。反脈沖實(shí)際就是一種放電措施。將正負(fù)極短暫短路的方法也能消除極化，或停頓一段時(shí)間極化現(xiàn)象也能自行消除，但負(fù)脈沖更有力、更快、更節(jié)省時(shí)間。
（三）開關(guān)電路充電器
當(dāng)前的車用充電器和過去傳統(tǒng)充電器完全不同，充電器都采用了開關(guān)電路，并設(shè)置自動(dòng)調(diào)整、控制和保護(hù)功能，在充電期間，不需有人看守。開關(guān)電路的優(yōu)點(diǎn)是充電快、質(zhì)量好、效率高、不損及電池的壽命。
開關(guān)電路是當(dāng)前常用的能夠穩(wěn)壓穩(wěn)流、自動(dòng)調(diào)節(jié)的裝置，并且采用脈沖裝置的電路。充電器電路和控制器電路與家用音響、彩電等同屬一個(gè)類型。只要稍加改造、增加或減少一些元器件，幾乎可以代用。
二、對(duì)充電器的要求
這里所要講的充電器，以鉛酸電池為主，其他電池品種可以參考。
充電器品質(zhì)的高低，對(duì)電動(dòng)自行車的續(xù)駛里程能否保持最佳狀態(tài)，是否會(huì)損壞電池和減少電池壽命，使用者能否得到經(jīng)濟(jì)和實(shí)惠，有著極密切的關(guān)系。
（一） 電動(dòng)車充電社會(huì)化保障是必然趨勢
按照電動(dòng)車的發(fā)展，未來電池的充電，在路邊充電站進(jìn)行的次數(shù)會(huì)越來越多，充電站要同時(shí)對(duì)多種電池充電，而這些電池，品類繁多、狀態(tài)各異，這使充電工作復(fù)雜化。為此，充電站必須對(duì)電池進(jìn)行系統(tǒng)管理，管理的關(guān)鍵在預(yù)測和充電，充電器性能必須完善。充電站接到放了電的電池，繼而定制快充、常規(guī)及涓流各階段充電方案。在進(jìn)行充電過程中應(yīng)當(dāng)具備各種顯示和指示，如電壓、電流、時(shí)間、已經(jīng)充入的電量、充電已經(jīng)進(jìn)行到什么階段等。
每個(gè)電池廠家都應(yīng)當(dāng)對(duì)自己生產(chǎn)的電池作充分的試驗(yàn)，確定并掌握充電過程的特點(diǎn)。主要是各個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：快充到什么時(shí)候最為適宜、什么時(shí)候開始極化，發(fā)熱產(chǎn)生的時(shí)間、電流大小對(duì)極化和發(fā)熱的線性關(guān)系、單格電池的放電和充電終止電壓、脈沖的幅度和占空比、反脈沖的強(qiáng)度以及涓流時(shí)刻和延續(xù)時(shí)間、電池內(nèi)溫的測定和傳送等。
根據(jù)這些特點(diǎn)和數(shù)據(jù)，計(jì)算和設(shè)計(jì)充電電路，使電路最適合自己的產(chǎn)品，成為配套專用充電器。如若不是經(jīng)過測定和試驗(yàn)確定的充電電路，而是從市場任意選購來的，不可能完全適合產(chǎn)品特性，多少存在一些不利因素，最好不這樣做。
對(duì)電池來講，充電器就像一個(gè)負(fù)責(zé)的倉庫管理組合體，它可以將雜亂無章的貨物――電能，經(jīng)過精心的整理，存入倉庫――電池的各單元格內(nèi)。搬運(yùn)工們均勻一致地碼放貨物，每個(gè)格子不多不少，不偏不倚，機(jī)會(huì)相等，永遠(yuǎn)保持均衡狀態(tài)，直到裝滿為止，不能將庫中的格子擠壞，也不能因碼放不整造成倒塌損壞庫房，還應(yīng)當(dāng)能夠充分利用庫容。
（二）對(duì)未來充電站的要求
未來充電站應(yīng)當(dāng)能夠根據(jù)電池特點(diǎn)，按照電池的要求，達(dá)到如下幾點(diǎn)：
（1）對(duì)已經(jīng)完全放電的電池，充電初期應(yīng)當(dāng)以大電流充電，以達(dá)到快速的目的?？焖俪潆姷那?5min內(nèi)，可充入總?cè)萘康?0%～80%。
（2）為達(dá)到快速和高效率，充電器應(yīng)采用脈沖電路。
（3）充電到一定程度，即電池充到某轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)適時(shí)地減小電流。
（4）為了在充電過程中防止極板發(fā)生極化和產(chǎn)氣，而降低充電效率、分解和濃化電解液、極板發(fā)熱和硫化，應(yīng)適時(shí)地加入負(fù)脈沖消除極化。當(dāng)去極化完成、經(jīng)測定產(chǎn)生預(yù)定效果，且電池的極板已經(jīng)恢復(fù)到原來良好的充電狀態(tài)時(shí)，應(yīng)自動(dòng)停止放電并再次自動(dòng)轉(zhuǎn)入充電狀態(tài)。
（5）負(fù)脈沖的產(chǎn)生不僅要及時(shí)，而且要強(qiáng)度適中，不過分、不過弱。為此，電路又應(yīng)當(dāng)有檢測功能。當(dāng)去極化不徹底時(shí)，還應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充放電，直至極化現(xiàn)象完全消除為止。
（6）充電器電路應(yīng)當(dāng)具有自動(dòng)檢測和控制充電電壓的功能，其最終電壓不能超過電池規(guī)定的充電終止電壓。
（7）恒流是相對(duì)的，恒壓是絕對(duì)的。這不僅描述充電過程，也是充電最后階段的絕對(duì)要求。電壓必須以電池的充放電終止電壓為準(zhǔn)。充電的最后階段，由于充電器電壓和電池電壓之間差距越來越小，最后充電電流終止。所以，充電器的最高電壓限，應(yīng)當(dāng)十分準(zhǔn)確，只有在最高限以下，才可以使電流逐漸降低。當(dāng)充至該種類電池的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，電流必須立即調(diào)整。在最后的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，充電器應(yīng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)入極小電流充電，也就是通常講的涓流方式。涓流仍然是脈寬調(diào)制，只是占空比小得多。鉛酸電池的涓流應(yīng)在C/16以下。
（8）充電達(dá)到規(guī)定的充終，并完成涓流細(xì)充之后，電池組中各電池極板完全還原，每個(gè)單擱互相間達(dá)到彼此均衡，充電器能自動(dòng)切斷電源停止充電。
（9）在顯示方面：有電源、充電、各階段狀態(tài)顯示、充入電量顯示等。
（10）有反接、短路保護(hù)。
（11）溫度漂移小，器件的電壓溫度系數(shù)要低，電壓不因環(huán)境溫度變化而不穩(wěn)，這是保證最終電壓準(zhǔn)確的條件。
（12）充電器電路雜波、諧波要符合要求，不允許雜、諧波回饋電網(wǎng)。
三、充電器基本知識(shí)
電池的充電并不是隨意接上電源就能充的，如：交流電不變成直流電不能充，電壓不對(duì)不能充，電流大小應(yīng)當(dāng)適時(shí)，充電時(shí)間長短根據(jù)狀態(tài)而定等。
有人說現(xiàn)在充電要脈沖電流，我將交流電半波整流后也是脈沖電流，充電不是一樣嗎！道理對(duì)也能充，但效果不佳。交流電的頻率是50HZ，并且波形軟、間歇不能完全回零，而真正的脈沖需要20～50kHZ，頻率相差了一千倍，脈沖的方形間有間歇，從有到無都是突變的，所以性質(zhì)不同。
（一）如何整流
如圖4-36所示，圖中最左側(cè)是變壓器，只畫出鐵芯和次級(jí)線圈，沒有初級(jí)線圈，為了簡化，以后在沒有必要時(shí)均不加初級(jí)線圈。
電源經(jīng)變壓器將市電變壓至充電要求的電壓值，變壓后在電路上串接一個(gè)只允許電流單方向流動(dòng)的二極管。當(dāng)交流電正方向流動(dòng)時(shí)，電流通過，電路有電流并對(duì)電池充電；當(dāng)交流電反方向流動(dòng)時(shí)，二極管截止電流通過，電路沒有電流，等交流電再次變?yōu)檎较驎r(shí)，又有電流。它得出來的實(shí)際整流電路的波形如圖的右側(cè)，橫線上部的有效波是間隔的，并不連續(xù)，下側(cè)波被二極管截止不能流過，只有上半部波形是有效的，稱之為“半波整流”。
這種整流電路的充電效果不佳且效率很低，約為45%以下，是最簡陋的充電器。
（二）全波整流電路
為了克服半波電路的缺點(diǎn)，采用全波整流。圖4-37是全波整流電路的典型畫法，還有其他畫法，作用和意義是相同的。本電路經(jīng)變壓后的電流，在正方向流動(dòng)時(shí)，竟二極管1進(jìn)入充電電路，給電池充電后，經(jīng)3點(diǎn)返回變壓器形成反方向的回路。這樣，不管電流是什么方向，充電電路都有電流通過。由于正反方向電流都被有效利用，它的波形變成本圖右側(cè)的形狀，波形是密集的，已經(jīng)不再是間隔的，全波整流效率接近90%，比半波整流效率提高了一倍。但這種電路仍有缺點(diǎn)，效率仍低。電壓波動(dòng)不能控制。
（三）濾波
半波、全波整流出來的波形波動(dòng)較大，而且還帶有一定比例的交流成分。這給充電造成一定麻煩，它的脈動(dòng)并不是脈沖，它的交流成分也不是反脈沖，影響充電效果，應(yīng)當(dāng)改進(jìn)。經(jīng)過計(jì)算，給電路加一個(gè)大容量的濾波電容和小阻值的電阻構(gòu)成的阻容濾波器（圖4-38）。本圖已將全波整流簡化，這個(gè)濾波器使經(jīng)過整流輸出的直流電更加平穩(wěn)，其電壓波形如右邊圖中實(shí)線所示，波峰被削掉了、波谷被填平了
（四）穩(wěn)壓
由于市電經(jīng)常有波動(dòng)，電壓不穩(wěn)；電路的負(fù)載也有變化，造成充電電路電壓不穩(wěn)。這對(duì)負(fù)載是有害的，尤其是最后階段超過電池的充終值，電池一定因受損而影響其壽命。在圖4-39中，加入一個(gè)穩(wěn)壓管，相當(dāng)于把超過部分――“波頂”削掉，電路的電壓則保持在設(shè)定點(diǎn)上，保護(hù)了電池和向負(fù)載提供穩(wěn)定的電源，但這個(gè)電壓是固定的，不能隨情況的變化和需要而調(diào)整電壓。
（五）自動(dòng)調(diào)壓電路
穩(wěn)壓管雖然可以保持電路電壓不超過規(guī)定值，但它并不能滿足今天的要求。市電由于用電不均衡，電網(wǎng)電壓上下波動(dòng)較大，就暴露了穩(wěn)壓管的不足。當(dāng)電路電壓超過要求時(shí)，它能將超過部分削掉，然而電路電壓低于要求值時(shí)，卻不能補(bǔ)足，結(jié)果電路工作仍然會(huì)出現(xiàn)不正常；另一方面，電路在設(shè)計(jì)時(shí)，一般比要求電壓高出30%～50%，這樣市電電壓降低時(shí)雖然可以保證，但在市電經(jīng)常保持在平穩(wěn)值期間，超出的部分勢必經(jīng)常流過穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓管經(jīng)常有電流通過不僅是不經(jīng)濟(jì)的，穩(wěn)壓管本身也不允許。實(shí)際上，電路穩(wěn)壓并不使用穩(wěn)壓管，而是采用由分離元器件組成的穩(wěn)壓電路，或選用現(xiàn)成的穩(wěn)壓集成塊，隨時(shí)調(diào)整因外界電壓不穩(wěn)造成的電路工作不穩(wěn)定。不管電壓升高還是降低，電路始終工作在理想狀態(tài)。而穩(wěn)壓管只用在充電電路的某個(gè)單元部分內(nèi)，滿足單元穩(wěn)定工作的需要。
集成電路的穩(wěn)壓工作實(shí)際是調(diào)壓，高了可以調(diào)低、低了又可以調(diào)高，使電壓總穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。圖4-40中采用的是可調(diào)式三端穩(wěn)壓集成電路W317（LM317），1腳為輸入端Vin、3腳為輸出端Vout、2腳為控制端ADJ。穩(wěn)壓電路W317右邊有一個(gè)并聯(lián)電路，其中電阻R可以為發(fā)光管VD2提供分流電壓。圖4-40a，電路是固定不可調(diào)，當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)，穩(wěn)壓電路停止輸出。4-40b是可調(diào)典型局部電路，按照這個(gè)電路的原理，可以運(yùn)用到開關(guān)電路和充電器等電路中，以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。圖4-40b中，R為取樣電阻，1.25V為虛擬電源，實(shí)際是W317的基準(zhǔn)電壓，W317的ADJ和Vout間電壓大于或小于此值，內(nèi)部電路都要做相應(yīng)的調(diào)整，使之穩(wěn)定在1.25V。這是輸出電流Io穩(wěn)定的關(guān)鍵。輸出電流值Io=（1.25-Uab）/R，式中Uab是a、b兩點(diǎn)間的壓差。
調(diào)整方法和原理：當(dāng)RP滑點(diǎn)移向a點(diǎn)時(shí)，Uab降低，輸出電流Io增大；當(dāng)向下移動(dòng)時(shí)，Uab增大，相應(yīng)地Io變小。若因某種原因造成電流不穩(wěn)，Io增大或減小，則取樣電阻R上的電壓也隨之增大或減小。這時(shí)，Vout和ADJ間的變化促使電路內(nèi)部做相應(yīng)調(diào)整，使輸出電流穩(wěn)定。
（六）如何顯示充電狀態(tài)
充電電路工作在什么狀態(tài)，電路是否有電，是否在進(jìn)行充電，充滿了沒有，憑眼睛在電路上是看不出來的。為此，只有在電路中設(shè)置顯示功能，發(fā)光管就是最好的元件。在圖4-41中最左側(cè)的發(fā)光管亮，表示插上電源后市電有通過變壓器。但變壓器次級(jí)有沒有電？如果接入電池后，圖中最上側(cè)的發(fā)光管亮，表示電路有電流通過，充電正在進(jìn)行。電池充滿后，由于電壓升高，導(dǎo)致圖中最右側(cè)發(fā)光管亮，說明充電達(dá)到終止點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)停止充電。
（七）自動(dòng)調(diào)整電流的電路
1、電路組成及原理   電路由整流、充電通路3CT和C1、R1、BT33A等組成的張弛震蕩器、穩(wěn)壓管導(dǎo)通自動(dòng)關(guān)斷電路和電池接口等組成（圖4-42）。當(dāng)電池接入電路后，電路才能接通并開始工作，其順序是：電池電壓通過D1、R1到單結(jié)晶體管BT33A控制極，單結(jié)晶體管導(dǎo)通；電流通過震蕩變壓器觸發(fā)可控管3CT，使之導(dǎo)通；電路形成充電通路，對(duì)電池充電。
2、可調(diào)整電流功能    調(diào)整圖中可變電阻R1，通過改變晶閘管3CT沒有導(dǎo)通，電路不能通過電流。
3、自動(dòng)保護(hù)    當(dāng)電阻沒有電池接入，即使接通電源，由于可控管3CT沒有導(dǎo)通，電路不能通過電流。
4、自動(dòng)斷電    當(dāng)被充電電池已經(jīng)充滿，達(dá)到充電終止電壓時(shí)，電流即通過二極管D1、R1，擊穿穩(wěn)壓管2DW，電流被旁路，小環(huán)路失電，單結(jié)晶體管BT33A因控制極失去電壓而停振。通過BT33A控制的晶閘管3CT失去出發(fā)電壓而電流倒流。
四、充電器電路實(shí)例
下面介紹的是利用三極管、集成電路為開關(guān)器件組成的開關(guān)充電電路。
（一）恒流部分    整個(gè)充電通路是：電流從整流校正極出發(fā)首先經(jīng)r3，然后經(jīng)3DG4、VD、被充電池、R1，最后回到整流橋負(fù)極形成回路。
由于電流的流通，在電阻R1兩端形成壓差，三極管3DG2的基極電位高于發(fā)射極到一定值時(shí)，3DG2導(dǎo)通；若電池初充電時(shí)電壓較低，充電電流就大，R1兩端壓差也大，基極電位提高，3DG2進(jìn)一步導(dǎo)通，拉低了三極管3DG3基極電位，繼而又導(dǎo)致了三極管3DG4導(dǎo)通降低，通過3DG4的電流被控而減少，達(dá)到恒流的目的。
2、保護(hù)部分   三極管3DG1原處于截止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)充電后電池電壓升高，3DG1基極電壓跟隨升高，直至3DG1導(dǎo)通，造成3DG3基極電壓被拉低，相繼使3DG4被截止，電路被關(guān)斷而停止充電。電路停止充電電壓值由調(diào)節(jié)RP2設(shè)定。設(shè)定時(shí)應(yīng)帶負(fù)荷（即電池充電狀態(tài)），當(dāng)達(dá)到該電池充電終止電壓時(shí)，調(diào)節(jié)RP2使電路關(guān)閉，設(shè)定即完成，使關(guān)閉電壓固定在該品種電池的充電終止電壓上，防止過充。
（二）可調(diào)電流、自動(dòng)關(guān)斷、自動(dòng)保護(hù)充電器電路
   圖4-44和圖4-42相似，也只有將電池接入電路之后，才能使晶閘管導(dǎo)通進(jìn)行充電。電池接入后，電流經(jīng)R2使單結(jié)晶體管BT35D的e極得到電壓，BT35開始振蕩，射極b2電流流入變壓器，次極得到耦合電壓，觸發(fā)晶閘管3CT導(dǎo)通，進(jìn)入充電狀態(tài)。
1、自動(dòng)停止充電   經(jīng)過一定時(shí)間充電，電池電壓逐漸升高。當(dāng)電壓達(dá)到充電終止電壓值時(shí)，穩(wěn)壓管WD被擊穿，單結(jié)晶體管BT35因e極失壓而停振，變壓器無震蕩信號(hào)，次極無輸出，晶閘管3CT截止，電路被關(guān)閉而停止充電。
2、充電電流的調(diào)節(jié)   圖中有兩個(gè)電位器RP1、RP2。
（1）調(diào)節(jié)RP1可改變3DD基極控制電壓，改變?nèi)龢O管的放大倍數(shù)，調(diào)整充電電壓和電流，以適應(yīng)不同類型電池的要求。由于整個(gè)電路及充電電流都通過3DD，它流過的電流較大，開始時(shí)可達(dá)3～5A，容易發(fā)熱，為了防止過熱燒毀，應(yīng)為該管設(shè)大面積散熱片。
（2）調(diào)節(jié)RP2可改變晶閘管3CT的導(dǎo)通角，控制充電電流的大小。
3、自動(dòng)保護(hù)   電源無電時(shí)，3DD基極無電壓，自動(dòng)截止或不能導(dǎo)通，即使3CT仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)，電路也是關(guān)閉的，電池的電流不能倒流，只能在張弛振蕩器范圍內(nèi)小量消耗。
4、電路優(yōu)點(diǎn)   當(dāng)已經(jīng)被充滿的電池接入電路，電路不會(huì)起動(dòng)也不充電，這是因?yàn)榉€(wěn)壓管處于擊穿狀態(tài)，單結(jié)晶體管不能導(dǎo)通，晶閘管3CT得不到觸發(fā)電壓的緣故。
（三）適合于鉛酸電池、鎳系列電池使用的充電電路
根據(jù)車用電池電壓和電路結(jié)構(gòu)，調(diào)整電路元器件型號(hào)即可改變成適合的電路。
1、電路工作原理   開關(guān)穩(wěn)壓電路：整流后的電源，經(jīng)開關(guān)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓在預(yù)定點(diǎn)上，也就是電池的充電終止電壓。電路由三極管、二極管、電阻、電容和電位器W1組成自激振蕩式開關(guān)穩(wěn)壓電路，電路工作頻率為12kHz，頻率大小由1000P電容決定，容量減小，頻率就會(huì)提高，但以不超過16 kHz為宜，頻率高則損耗大。電路也可用穩(wěn)壓管代替，三端式穩(wěn)壓器件效果更好。穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓上限W1調(diào)定，調(diào)定是在充電電路帶負(fù)荷狀態(tài)，50V電壓表跨接在電路上。
電壓檢測：電路采用施密特電路檢測電壓，對(duì)電路的要求是：在電池放電終止電壓點(diǎn)上，繼電器KM閉合接通電源：在電池充電終止電壓點(diǎn)之下，繼電器KM釋放，切斷電路。交流電源電路的開關(guān)由KM控制。它的調(diào)定與上述方法相同，但要調(diào)整的是W2。
2、電路工作狀態(tài)
（1）充電起始電流較大，達(dá)4.6A，對(duì)饑餓電池快速充電，短時(shí)間內(nèi)即可充入容量的30%～50%。
（2）很快即轉(zhuǎn)入3.5A電流，約相當(dāng)于0.4C速率，并自動(dòng)維持相當(dāng)一段時(shí)間。
（3）隨著充電電池電壓不斷上升，電流強(qiáng)度也不斷減低。
（4）當(dāng)電池電壓達(dá)到充電終止電壓前，電流在750mA上逐漸再降低。
（5）達(dá)到充電終止電壓時(shí)，繼電器KM釋放，切斷交流電輸入電路，停止充電。
（四）脈沖反脈沖充電電路
用散件組成的電路繁瑣復(fù)雜，調(diào)制費(fèi)時(shí)、漂移較大不穩(wěn)定，故障率高不易查找。采用集成電路不僅電路簡單，周邊散件少，調(diào)試簡單，性能穩(wěn)定，還具有各種保護(hù)功能、自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制功能。
圖4-46是用兩個(gè)時(shí)基電路555及周邊器件組成的脈沖反脈沖充電電路。電路中的555-1是充電脈沖發(fā)生IC、555-2是放電反脈沖發(fā)生IC。充電脈沖占空比決定于555-1的2、6腳R2和C3，輸出腳為3，輸出脈沖通過R5、C7給3DD1基極偏壓，當(dāng)555-1的3腳輸出高壓電平時(shí)，觸發(fā)3DD1導(dǎo)通，充電電池由全波整流電路出發(fā)，經(jīng)過R7、3DD1給電池充電，電流又經(jīng)R9返回整流器；輸出低電平時(shí)，3DD1被截止。555-1的3腳輸出信號(hào)經(jīng)C5耦合從555-2的2腳輸入，觸發(fā)555-2的3腳發(fā)出短暫的間歇階段。3DD2基極電位被觸發(fā)而導(dǎo)通，造成電池通過3DD2D、R8、R9形成的小回路放電。反脈沖占空比由555-2的6腳電容C6、電阻R4決定。反脈沖過后有一個(gè)小間隙，之后又開始充電脈沖，如此反復(fù)，脈沖反脈沖直至充電結(jié)束。
時(shí)基電路555是充電器經(jīng)常使用的，另外還有TL494也是常用的集成電路
集成電路的穩(wěn)壓工作實(shí)際是調(diào)壓，高了可以調(diào)低、低了又可以調(diào)高，使電壓總穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。圖4-40中采用的是可調(diào)式三端穩(wěn)壓集成電路W317（LM317），1腳為輸入端Vin、3腳為輸出端Vout、2腳為控制端ADJ。穩(wěn)壓電路W317右邊有一個(gè)并聯(lián)電路，其中電阻R可以為發(fā)光管VD2提供分流電壓。圖4-40a，電路是固定不可調(diào)，當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)，穩(wěn)壓電路停止輸出。4-40b是可調(diào)典型局部電路，按照這個(gè)電路的原理，可以運(yùn)用到開關(guān)電路和充電器等電路中，以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。圖4-40b中，R為取樣電阻，1.25V為虛擬電源，實(shí)際是W317的基準(zhǔn)電壓，W317的ADJ和Vout間電壓大于或小于此值，內(nèi)部電路都要做相應(yīng)的調(diào)整，使之穩(wěn)定在1.25V。這是輸出電流Io穩(wěn)定的關(guān)鍵。輸出電流值Io=（1.25-Uab）R，式中Uab是a、b兩點(diǎn)間的壓差。
調(diào)整方法和原理：當(dāng)RP滑點(diǎn)移向a點(diǎn)時(shí)，Uab降低，輸出電流Io增大；當(dāng)向下移動(dòng)時(shí)，Uab增大，相應(yīng)地Io變小。若因某種原因造成電流不穩(wěn)，Io增大或減小，則取樣電阻R上的電壓也隨之增大或減小。這時(shí)，Vout和ADJ間的變化促使電路內(nèi)部做相應(yīng)調(diào)整，使輸出電流穩(wěn)定。
（六）如何顯示充電狀態(tài)
充電電路工作在什么狀態(tài)，電路是否有電，是否在進(jìn)行充電，充滿了沒有，憑眼睛在電路上是看不出來的。為此，只有在電路中設(shè)置顯示功能，發(fā)光管就是最好的元件。在圖4-41中最左側(cè)的發(fā)光管亮，表示插上電源后市電有通過變壓器。但變壓器次級(jí)有沒有電？如果接入電池后，圖中最上側(cè)的發(fā)光管亮，表示電路有電流通過，充電正在進(jìn)行。電池充滿后，由于電壓升高，導(dǎo)致圖中最右側(cè)發(fā)光管亮，說明充電達(dá)到終止點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)停止充電。
（七）自動(dòng)調(diào)整電流的電路
1、電路組成及原理   電路由整流、充電通路3CT和C1、R1、BT33A等組成的張弛震蕩器、穩(wěn)壓管導(dǎo)通自動(dòng)關(guān)斷電路和電池接口等組成（圖4-42）。當(dāng)電池接入電路后，電路才能接通并開始工作，其順序是：電池電壓通過D1、R1到單結(jié)晶體管BT33A控制極，單結(jié)晶體管導(dǎo)通；電流通過震蕩變壓器觸發(fā)可控管3CT，使之導(dǎo)通；電路形成充電通路，對(duì)電池充電。
2、可調(diào)整電流功能    調(diào)整圖中可變電阻R1，通過改變晶閘管3CT沒有導(dǎo)通，電路不能通過電流。
3、自動(dòng)保護(hù)    當(dāng)電阻沒有電池接入，即使接通電源，由于可控管3CT沒有導(dǎo)通，電路不能通過電流。
4、自動(dòng)斷電    當(dāng)被充電電池已經(jīng)充滿，達(dá)到充電終止電壓時(shí)，電流即通過二極管D1、R1，擊穿穩(wěn)壓管2DW，電流被旁路，小環(huán)路失電，單結(jié)晶體管BT33A因控制極失去電壓而停振。通過BT33A控制的晶閘管3CT失去出發(fā)電壓而電流倒流。
四、充電器電路實(shí)例
下面介紹的是利用三極管、集成電路為開關(guān)器件組成的開關(guān)充電電路。
（一）恒流部分    整個(gè)充電通路是：電流從整流校正極出發(fā)首先經(jīng)R3，然后經(jīng)3DG4、VD、被充電池、R1，最后回到整流橋負(fù)極形成回路。
由于電流的流通，在電阻R1兩端形成壓差，三極管3DG2的基極電位高于發(fā)射極到一定值時(shí)，3DG2導(dǎo)通；若電池初充電時(shí)電壓較低，充電電流就大，R1兩端壓差也大，基極電位提高，3DG2進(jìn)一步導(dǎo)通，拉低了三極管3DG3基極電位，繼而又導(dǎo)致了三極管3DG4導(dǎo)通降低，通過3DG4的電流被控而減少，達(dá)到恒流的目的。
2、保護(hù)部分   三極管3DG1原處于截止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)充電后電池電壓升高，3DG1基極電壓跟隨升高，直至3DG1導(dǎo)通，造成3DG3基極電壓被拉低，相繼使3DG4被截止，電路被關(guān)斷而停止充電。電路停止充電電壓值由調(diào)節(jié)RP2設(shè)定。設(shè)定時(shí)應(yīng)帶負(fù)荷（即電池充電狀態(tài)），當(dāng)達(dá)到該電池充電終止電壓時(shí)，調(diào)節(jié)RP2使電路關(guān)閉，設(shè)定即完成，使關(guān)閉電壓固定在該品種電池的充電終止電壓上，防止過充。
（二）可調(diào)電流、自動(dòng)關(guān)斷、自動(dòng)保護(hù)充電器電路
   圖4-44和圖4-42相似，也只有將電池接入電路之后，才能使晶閘管導(dǎo)通進(jìn)行充電。電池接入后，電流經(jīng)R2使單結(jié)晶體管BT35D的e極得到電壓，BT35開始振蕩，射極b2電流流入變壓器，次極得到耦合電壓，觸發(fā)晶閘管3CT導(dǎo)通，進(jìn)入充電狀態(tài)。
1、自動(dòng)停止充電   經(jīng)過一定時(shí)間充電，電池電壓逐漸升高。當(dāng)電壓達(dá)到充電終止電壓值時(shí)，穩(wěn)壓管WD被擊穿，單結(jié)晶體管BT35因e極失壓而停振，變壓器無震蕩信號(hào)，次極無輸出，晶閘管3CT截止，電路被關(guān)閉而停止充電。
2、充電電流的調(diào)節(jié)   圖中有兩個(gè)電位器RP1、RP2。
（1）調(diào)節(jié)RP1可改變3DD基極控制電壓，改變?nèi)龢O管的放大倍數(shù)，調(diào)整充電電壓和電流，以適應(yīng)不同類型電池的要求。由于整個(gè)電路及充電電流都通過3DD，它流過的電流較大，開始時(shí)可達(dá)3～5A，容易發(fā)熱，為了防止過熱燒毀，應(yīng)為該管設(shè)大面積散熱片。
（2）調(diào)節(jié)RP2可改變晶閘管3CT的導(dǎo)通角，控制充電電流的大小。
3、自動(dòng)保護(hù)   電源無電時(shí)，3DD基極無電壓，自動(dòng)截止或不能導(dǎo)通，即使3CT仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)，電路也是關(guān)閉的，電池的電流不能倒流，只能在張弛振蕩器范圍內(nèi)小量消耗。
4、電路優(yōu)點(diǎn)   當(dāng)已經(jīng)被充滿的電池接入電路，電路不會(huì)起動(dòng)也不充電，這是因?yàn)榉€(wěn)壓管處于擊穿狀態(tài)，單結(jié)晶體管不能導(dǎo)通，晶閘管3CT得不到觸發(fā)電壓的緣故。
（三）適合于鉛酸電池、鎳系列電池使用的充電電路
根據(jù)車用電池電壓和電路結(jié)構(gòu)，調(diào)整電路元器件型號(hào)即可改變成適合的電路。
1、電路工作原理   開關(guān)穩(wěn)壓電路：整流后的電源，經(jīng)開關(guān)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓在預(yù)定點(diǎn)上，也就是電池的充電終止電壓。電路由三極管、二極管、電阻、電容和電位器W1組成自激振蕩式開關(guān)穩(wěn)壓電路，電路工作頻率為12kHz，頻率大小由1000P電容決定，容量減小，頻率就會(huì)提高，但以不超過16 kHz為宜，頻率高則損耗大。電路也可用穩(wěn)壓管代替，三端式穩(wěn)壓器件效果更好。穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓上限W1調(diào)定，調(diào)定是在充電電路帶負(fù)荷狀態(tài)，50V電壓表跨接在電路上。
電壓檢測：電路采用施密特電路檢測電壓，對(duì)電路的要求是：在電池放電終止電壓點(diǎn)上，繼電器KM閉合接通電源：在電池充電終止電壓點(diǎn)之下，繼電器KM釋放，切斷電路。交流電源電路的開關(guān)由KM控制。它的調(diào)定與上述方法相同，但要調(diào)整的是W2。
2、電路工作狀態(tài)
（1）充電起始電流較大，達(dá)4.6A，對(duì)饑餓電池快速充電，短時(shí)間內(nèi)即可充入容量的30%～50%。
（2）很快即轉(zhuǎn)入3.5A電流，約相當(dāng)于0.4C速率，并自動(dòng)維持相當(dāng)一段時(shí)間。
（3）隨著充電電池電壓不斷上升，電流強(qiáng)度也不斷減低。
（4）當(dāng)電池電壓達(dá)到充電終止電壓前，電流在750mA上逐漸再降低。
（5）達(dá)到充電終止電壓時(shí)，繼電器KM釋放，切斷交流電輸入電路，停止充電。
（四）脈沖反脈沖充電電路
用散件組成的電路繁瑣復(fù)雜，調(diào)制費(fèi)時(shí)、漂移較大不穩(wěn)定，故障率高不易查找。采用集成電路不僅電路簡單，周邊散件少，調(diào)試簡單，性能穩(wěn)定，還具有各種保護(hù)功能、自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制功能。
圖4-46是用兩個(gè)時(shí)基電路555及周邊器件組成的脈沖反脈沖充電電路。電路中的555-1是充電脈沖發(fā)生IC、555-2是放電反脈沖發(fā)生IC。充電脈沖占空比決定于555-1的2、6腳R2和C3，輸出腳為3，輸出脈沖通過R5、C7給3DD1基極偏壓，當(dāng)555-1的3腳輸出高壓電平時(shí)，觸發(fā)3DD1導(dǎo)通，充電電池由全波整流電路出發(fā)，經(jīng)過R7、3DD1給電池充電，電流又經(jīng)R9返回整流器；輸出低電平時(shí)，3DD1被截止。555-1的3腳輸出信號(hào)經(jīng)C5耦合從555-2的2腳輸入，觸發(fā)555-2的3腳發(fā)出短暫的間歇階段。3DD2基極電位被觸發(fā)而導(dǎo)通，造成電池通過3DD2D、R8、R9形成的小回路放電。反脈沖占空比由555-2的6腳電容C6、電阻R4決定。反脈沖過后有一個(gè)小間隙，之后又開始充電脈沖，如此反復(fù)，脈沖反脈沖直至充電結(jié)束。
下面簡單介紹兩種集成電路的工作原理：
時(shí)基電路555有很多廠家型號(hào)，如MC555、CA555、XR555、LM555等；國產(chǎn)型號(hào)有SL555、FX555、5G1555等，典型的、也是最常用的是NE555。555前的字母只表示生產(chǎn)廠家。凡是時(shí)基電路555，電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，性能都是相同的。
時(shí)基電路555是一種用途較廣的精密定時(shí)器，可用來發(fā)生脈沖、作方波發(fā)生器、自激振蕩器、定時(shí)電路、延時(shí)電路、脈寬調(diào)制電路、脈寬缺少指示電路、監(jiān)視電路等。其工作電壓為5～18V，常用10～15V，最大輸出電流200mA，可驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管、繼電器、發(fā)光管、指示燈、，做振蕩器時(shí)，最高頻率可達(dá)300kHz。
時(shí)基電路555比較簡單，內(nèi)部集成了21個(gè)晶體三極管、4個(gè)晶體二極管和16個(gè)電阻組成了兩個(gè)電壓比較器、一個(gè)R-S觸發(fā)器、一個(gè)放電晶體管和一個(gè)由3只電阻組成的分壓器。圖中上比較器A1和下比較器A2是由兩個(gè)高增益的電壓比較器，VT為放電三極管，3個(gè)電阻R1、R2、R3阻值都是5kΩ，是3個(gè)5組成，時(shí)基電路555名稱由此而來。
555的8腳是集成電路工作電壓輸入端，電壓為5～18V，以UCC表示；從分壓器上看出，上比較器A1的５腳接在R1和R2之間，所以5腳的電壓固定在2UCC/3上；下比較器A2接在R2與R3之間，A2的同相輸入端電位被固定在UCC/3上。
1腳為地。2腳為觸發(fā)輸入端；3腳為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器6腳和下比較器2腳的控制。
當(dāng)觸發(fā)器接受上比較器A1從R腳輸入的高電平時(shí)，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)，3腳輸出低電平；
當(dāng)觸發(fā)器接受下比較器A1從S腳輸入的高電平時(shí)，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)，3腳輸出高電平；
2腳和6腳是互補(bǔ)的，2腳只對(duì)低電平起作用，高電平對(duì)它不起作用，即電壓小于1Ucc/3，此時(shí)3腳輸出高電平。6腳為閾值端，只對(duì)高電平起作用，低電平對(duì)它不起作用，即輸入電壓大于2 Ucc/3，稱高觸發(fā)端，3腳輸出低電平，但有一個(gè)先決條件，即2腳電位必須大于1Ucc/3時(shí)才有效。3腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可打200mA。
4腳是復(fù)位端，當(dāng)4腳電位小于0.4V時(shí)，不管2、6腳狀態(tài)如何，輸出端3腳都輸出低電平。
5腳是控制端。
7腳稱放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳并不輸出電流，所以3腳稱為實(shí)高（或低）、7腳稱為虛高。
TL494：可以產(chǎn)生脈寬調(diào)制的集成電路的還有SG3524、UC3842和TL494等?；ハ啾容^，TL494成本低，容易得到，性能良好。在抗干擾、控制性能等方面都優(yōu)于SG3524。
這個(gè)德州儀器公司的產(chǎn)品是一個(gè)16腳的集成電路，是固定頻率脈寬調(diào)制電路，即定頻調(diào)寬。內(nèi)部由一個(gè)振蕩器（OSC）、兩個(gè)比較器（死區(qū)比較器、PWM比較器）、兩個(gè)誤差放大器、一個(gè)觸發(fā)器、雙與門、雙或非門、一個(gè)+5V基準(zhǔn)電壓源（Vref）、兩個(gè)PNP輸出晶體管組成。TL494既可以用于電機(jī)控制、又可用于充電器，用于充電器時(shí)，他不僅可產(chǎn)生脈沖電流，還可控制充放電三極管的導(dǎo)通與截止及其導(dǎo)通、截止、死區(qū)時(shí)間。在一個(gè)芯片內(nèi)同時(shí)解決了速度控制、電流控制、脈寬調(diào)制以及最大電流限制，另外還具有一些附加監(jiān)控保護(hù)功能。兩個(gè)誤差放大器輸出的信號(hào)，通過兩個(gè)二極管加到PWM比較器的同相端，該信號(hào)電壓超過3.5V時(shí)，輸出脈沖寬度將下降到0，按要求適當(dāng)處理兩個(gè)誤差放大器的接腳，控制器和充電器可實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)和電壓限制功能。
TL494振蕩器的鋸齒波頻率由5腳外接電容Ct和6腳外接電阻Rt值決定，一般Rt取5~100kΩ、電容Ct取0.001~0.1F。當(dāng)Rt=2.2 kΩ、Ct=0.1μF時(shí)，TL494的振蕩頻率為50kHz.要獲取的頻率用下列方法計(jì)算：
                          F=11/RtCt
Rt單位為Ω、Ct 單位為F
將上述數(shù)值代入公式得
f=11/2200′0.0001=11/0.22=50kHz
    5 腳接外控制信號(hào)，當(dāng)外控制信號(hào)大于5腳電壓時(shí)，9、10腳輸出脈沖為低電平；并隨著外控制信號(hào)幅值的增加，TL494輸出脈沖占空比減小。
4腳為死區(qū)控制端，決定兩輸出端之間的間隙時(shí)間，在最大占空比時(shí)，亮輸出端不能重合，該間隙稱為“死區(qū)”。4腳為-0.3V電平時(shí)，可得到最大的戰(zhàn)空比100%，此時(shí)死區(qū)最小。4腳接地，最大占空比為96%。
13腳，當(dāng)高電平是最大占空比為48%，低電平時(shí)，最大占空比為98%。
這兩種脈沖電路是充電器經(jīng)常使用的，讀者了解起構(gòu)造和性能對(duì)充電器的檢查和修理有非常大的幫助。由于篇幅有限，其他集成電路不再做詳細(xì)介紹。
（五）LZ110芯片控制的充電器電路
該電路是一種快速充電電路，所用的芯片具有脈沖充電和反脈沖放電功能。
電源變壓器次級(jí)分兩部分，主次級(jí)和副次級(jí)。
主次級(jí)為全波整流充電，電壓根據(jù)要求而定，充電路徑為：晶閘管SCR?或SGR?被控導(dǎo)通，電流直接到被充電池進(jìn)行充電，然后經(jīng)地回到主次級(jí)。
副次級(jí)將經(jīng)整流的直流電供LZ110做工作電源，電壓18V。
控制變壓器鐵芯的右側(cè)為初級(jí)、左側(cè)為次級(jí)，次級(jí)有3個(gè)引出點(diǎn)a、b、c，分別控制SCR? 、SGR?的控制極，SGR?的控制極由主芯片的6腳經(jīng)阻容電路控制。
電路工作原理：
充電：電路充放電由LZ110內(nèi)時(shí)序電路控制，時(shí)序電路是一個(gè)占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生器，LZ110第8腳為輸出腳，當(dāng)時(shí)序電路輸出高電平時(shí)，8腳輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過變壓器a、b腳觸發(fā)晶閘管SCR? 、SGR?導(dǎo)通進(jìn)行充電。
電容C?放電是為清空內(nèi)存容量，以為下次電池電去極化做準(zhǔn)備，因?yàn)殡姵胤烹娬?fù)電荷聚集在電容兩側(cè)。在充電時(shí)序內(nèi)LZ110的14腳輸出高電位，使晶體管BG?、BG?截止，電容C?放電完畢處于開路狀態(tài)。時(shí)序電路的低電平使延時(shí)電路6腳經(jīng)R??、C?觸發(fā)晶閘管SCR?導(dǎo)通，為電池放電打開通路，電池以向電容C?充電的方式放電，當(dāng)電容充滿到電壓與電池當(dāng)前電壓相同時(shí)停止放電，SCR?關(guān)閉。
電壓檢測：由電位器W?、電阻R?、LZ110的16腳組成，調(diào)整電位器W?到電池充電終止電壓值，當(dāng)電池放電，電容C?兩端電壓未達(dá)到此值時(shí)，16腳不能觸發(fā)比較器翻轉(zhuǎn)，比較器輸出腳17無輸出，14腳繼續(xù)工作進(jìn)行放電直至電容達(dá)到規(guī)定值，16腳得到規(guī)定的檢測電位，于是觸發(fā)比較器翻轉(zhuǎn)，17腳輸出高電位觸發(fā)SCR?導(dǎo)通，此時(shí)通過R??、R??、LZ110的18腳得到約0.7V電位，觸發(fā)內(nèi)部電路穩(wěn)壓器關(guān)閉，穩(wěn)壓器停止提供集成電路電源，LZ110終止工作。實(shí)現(xiàn)電池快充和充滿自動(dòng)停充。
集成電路LZ110簡介：
LZ110是充電器專用集成電路，具有脈沖快速充電、放電去極化模式?？捎糜阢U酸電池、鎳系列電池中低壓快速充電電路。方框圖如圖4-50，分為電源、接地、輸入、輸出。1腳為穩(wěn)壓輸入端、2腳為穩(wěn)壓輸出端、3、4腳分別為時(shí)序電路的C端和R端，時(shí)序電路的占空比由3、4腳外接電阻電容決定，延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間由5腳外接電阻電容決定，因此稱為延時(shí)RC。從充電電路圖中看出，6腳是放電脈沖輸出端，9腳地，10、11腳組成鋸齒波C和R端，鋸齒波的斜率由兩腳間電阻和電容值決定（見圖4-49），12腳稱為同步輸入端，13腳為綜合比較器移相電壓輸入端，14腳時(shí)序輸入，15腳方波輸出，16腳充電電壓狀態(tài)檢測輸入。根據(jù)檢測結(jié)果，17腳發(fā)出是否關(guān)斷電路的命令，并由18腳執(zhí)行。
五、充電器的檢測
（一）繪制線路圖
檢測或稱為檢測，是檢查故障必須的手段。檢測還必須在弄清電路來龍去脈之后才能進(jìn)行。對(duì)控制器和充電器，除非特別授權(quán)，廠家向來是不提供線路圖的，因此必須自己想辦法測量繪制線路圖
隨著技術(shù)的發(fā)展，電路板從單層發(fā)展到兩層、三層，基板材料薄而透明。幸運(yùn)的是控制器和充電器電路不是和復(fù)雜，到目前為止，絕大部分仍然是但層線路，這就給電器修理人員提供機(jī)會(huì)。
首先在拿到電路板之后，查看正面元器件大致種類、數(shù)量和排列、背面線路的走向和密集程度，對(duì)電路有個(gè)大致了解。然后固定在有足夠光線的強(qiáng)光燈前，透過電路板對(duì)照元器件和線路的關(guān)系，繪制出電路板原圖。根據(jù)原圖再整理改繪線路圖。
（二）分析電路圖
有了線路圖，就可進(jìn)行仔細(xì)的分析。電路分幾個(gè)部分，每個(gè)部分的功能，元器件在各部分中的角色。同時(shí)還應(yīng)詳細(xì)知道電路中使用的主芯片、運(yùn)算器、放大用的集成電路等器件各腳的用途，弄清哪個(gè)腳是輸入端、輸出端、控制端、電源和地端、周邊元器件與各腳的關(guān)系等，才能將電路中不同功能區(qū)分開來并確定電流、信號(hào)的走向。然后，根據(jù)故障類型判斷可能的原因、出自什么部位、哪一個(gè)元器件。
各廠家出產(chǎn)的控制器和充電器所用元器件種類繁多，各不相同，功能也有一定的差異，在書中只能簡單地介紹一些經(jīng)常使用的或新近出現(xiàn)的、典型的元器件的功能和一些測試方法。今天的技術(shù)一日千里，新器件不斷涌現(xiàn)，修理者必須經(jīng)常注意市場和信息動(dòng)態(tài)，才能把握新的技術(shù)、知識(shí)和方法
（三）檢測原則
一般情況下，電路是由左向右，左為輸入，是初端；右為輸出，是終端；上為正，下為負(fù)；電路圖中間分成一個(gè)至幾個(gè)功能單元如檢測、綜合對(duì)比運(yùn)算、調(diào)整、控制指令、執(zhí)行、保護(hù)等等。在對(duì)電路進(jìn)行檢測之前，應(yīng)當(dāng)弄清電路的這些結(jié)構(gòu)和功能單元的區(qū)劃、他們之間的關(guān)系。
（四）檢測項(xiàng)目
檢測項(xiàng)目分整體功能檢測、小單元檢測、元器件檢測和線路檢測等。
1、整體檢測項(xiàng)目   分為輸出電壓、電流、波形，正脈沖、反脈沖強(qiáng)度及其間隔、整體效率，各種控制和保護(hù)功能等。
2、小單元檢測    有單元輸入和輸出回路及其電壓電流和取樣、調(diào)整或控制效果等。
3、元器件的檢測   主要是集成電路，各種模塊，二、三級(jí)管和電阻、電容等。元器件特性是否符合手冊(cè)中各級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)運(yùn)行相當(dāng)時(shí)間后，元器件性能偏離程度，阻容變化及其對(duì)電路的影響等。
4、檢測內(nèi)容   主要是工作狀態(tài)正常與否，負(fù)載狀態(tài)下電壓電流的穩(wěn)定情況，脈寬調(diào)制占空比能否由0～100%順利平滑地調(diào)整，電路的效率和各項(xiàng)功能是否達(dá)到規(guī)定指標(biāo)。
上述這些項(xiàng)目如果一項(xiàng)一項(xiàng)認(rèn)真測定，需要的儀器和時(shí)間是相當(dāng)可觀的，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)來說是必須做到的，但對(duì)專業(yè)維修站，由于條件和工作環(huán)境的限制會(huì)有一定難度，但要搞好修理，應(yīng)當(dāng)逐步地做到。
（五）檢測儀器
我國對(duì)電子元器件和電子電路測試的儀器和技術(shù)均已達(dá)到相當(dāng)水平，可供選用的品種繁多，大部分是生產(chǎn)廠家和維修站必備的，有多功能大型配套設(shè)備，也有小巧靈活的便攜式儀器；有的需要較高的技術(shù)水平才能操作，有的看一下說明書即可使用；有的能測定大型集成電路和復(fù)雜電路板，有的可以在線測試，也可以離線測試元器件。在這些檢測儀器中，不乏測試電動(dòng)車“四大件”使用的儀器，有些是修理部門必需的。這里介紹幾種常用的、供修理部門選用的檢測儀器。
1、匯能在線測試儀   是北京天惠電子有限公司的產(chǎn)品。有HN1000和HN2000型。儀器的特點(diǎn)是：在沒有圖紙、技術(shù)資料，不了解電路板原理和故障的情況下，可以直接在電路板上測試元器件，得出其性能并經(jīng)過對(duì)比判斷其好壞。而不用將元器件從電路板上取下來。
（1）測試系統(tǒng)組成。主機(jī)部分：包括控制電路和執(zhí)行電路。電腦部分：WIM98、30G硬盤，1024×768顯卡和隨機(jī)附帶專用軟件。附件部分：多種DIP、SMD、PLCC測試夾，測試棒，離線測試板等。另外，還有選件部分，按用途要求選用。
（2）儀器功能：有四種功能，或稱四種測試方式。
○1對(duì)元器件在線、離線功能測試：在電路板上直接測試故障電路中元器件的好壞。
a對(duì)邏輯器件在線、離線功能測試：能做在線測試的地方都能做離線測試，而且測試結(jié)果更準(zhǔn)確。儀器的邏輯器件庫中預(yù)存2000多種邏輯器件名稱及其相關(guān)數(shù)據(jù)，以測試結(jié)果與庫中數(shù)據(jù)對(duì)比，得出結(jié)論。儀器的器件庫可以根據(jù)用戶自己需要進(jìn)行擴(kuò)充，為常用器件編寫測試程序。
b存儲(chǔ)器測試：包括只讀存儲(chǔ)器PROM、EPROM。屬于選購部分，存儲(chǔ)器中有只讀和讀寫存儲(chǔ)器3000余種。儀器可從存儲(chǔ)器中提取有用數(shù)據(jù)以對(duì)測試器件進(jìn)行對(duì)比，以判別好壞。儀器自身也可對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行檢測。只讀存儲(chǔ)器，可以在線測試和離線測試。在線測試，可采用快速測試，也可以做完全測試。讀寫存儲(chǔ)器應(yīng)做同樣的測試。
c對(duì)三端器件測試：對(duì)MOSFET、晶閘管等器件做在線測試。
○2元器件端口特征測試：各種元器件端口的模擬特征曲線和數(shù)字器件的管腳狀態(tài)。
○3自定義測試：這種狀態(tài)是用戶控制住所有數(shù)字通道，來完成自己認(rèn)為需要的、特定的測試。
○4電路網(wǎng)絡(luò)提取及測試：在此功能狀態(tài)下，通過電信號(hào)檢查電路板上元器件之間的連接關(guān)系，可以記錄，或通過提取、比較的方式，檢查電路板上元器件之間的關(guān)系是否正確，并以三種格式輸出結(jié)果。主要用于測試電路板上的開路、短路故障。
此外，儀器還能在需要時(shí)自動(dòng)接通電源。測試完成后自動(dòng)斷開電源。儀器內(nèi)部還備有書寫器，可以做維修記錄。
2、半導(dǎo)體元件測試儀   北京科奇儀器公司的IST-8800半導(dǎo)體元件測試儀。
（1）儀器大小與VCD機(jī)相似。
（2）儀器功能：可提供從幾A范圍電流至1200V電壓的電源，做多功能測試；可貯存5～6種不同測試程序；自動(dòng)檢測任何開路、短路及接口故障；辨認(rèn)元件型號(hào)及正確接腳連接等。
3、Test Pesearch.INC集成電路測試儀
（1）TR-6010型IC Tester：可同時(shí)并行測試4個(gè)集成電路，測試速度為10MHz，測試通道128。
（2）TR-6020型IC Tester：測試速度為20MHz，可8個(gè)IC并行測試，256通道。
（3）TR-6050型IC Tester：測試速度為50MHz，可4個(gè)IC并行測試，256通道。
4、電動(dòng)車綜合測試儀  這是一臺(tái)綜合測試電動(dòng)自行車電機(jī)、控制器、調(diào)速手柄和電池的儀器。它的大小相當(dāng)于一個(gè)手提箱。
（五）檢測儀器
我國對(duì)電子元器件和電子電路測試的儀器和技術(shù)均已達(dá)到相當(dāng)水平，可供選用的品種繁多，大部分是生產(chǎn)廠家和維修站必備的，有多功能大型配套設(shè)備，也有小巧靈活的便攜式儀器；有的需要較高的技術(shù)水平才能操作，有的看一下說明書即可使用；有的能測定大型集成電路和復(fù)雜電路板，有的可以在線測試，也可以離線測試元器件。在這些檢測儀器中，不乏測試電動(dòng)車“四大件”使用的儀器，有些是修理部門必需的。這里介紹幾種常用的、供修理部門選用的檢測儀器。
1、匯能在線測試儀   是北京天惠電子有限公司的產(chǎn)品。有HN1000和HN2000型。儀器的特點(diǎn)是：在沒有圖紙、技術(shù)資料，不了解電路板原理和故障的情況下，可以直接在電路板上測試元器件，得出其性能并經(jīng)過對(duì)比判斷其好壞。而不用將元器件從電路板上取下來。
（1）測試系統(tǒng)組成。主機(jī)部分：包括控制電路和執(zhí)行電路。電腦部分：WIM98、30G硬盤，1024×768顯卡和隨機(jī)附帶專用軟件。附件部分：多種DIP、SMD、PLCC測試夾，測試棒，離線測試板等。另外，還有選件部分，按用途要求選用。
（2）儀器功能：有四種功能，或稱四種測試方式。
○1對(duì)元器件在線、離線功能測試：在電路板上直接測試故障電路中元器件的好壞。
a對(duì)邏輯器件在線、離線功能測試：能做在線測試的地方都能做離線測試，而且測試結(jié)果更準(zhǔn)確。儀器的邏輯器件庫中預(yù)存2000多種邏輯器件名稱及其相關(guān)數(shù)據(jù)，以測試結(jié)果與庫中數(shù)據(jù)對(duì)比，得出結(jié)論。儀器的器件庫可以根據(jù)用戶自己需要進(jìn)行擴(kuò)充，為常用器件編寫測試程序。
b存儲(chǔ)器測試：包括只讀存儲(chǔ)器PROM、EPROM。屬于選購部分，存儲(chǔ)器中有只讀和讀寫存儲(chǔ)器3000余種。儀器可從存儲(chǔ)器中提取有用數(shù)據(jù)以對(duì)測試器件進(jìn)行對(duì)比，以判別好壞。儀器自身也可對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行檢測。只讀存儲(chǔ)器，可以在線測試和離線測試。在線測試，可采用快速測試，也可以做完全測試。讀寫存儲(chǔ)器應(yīng)做同樣的測試。
c對(duì)三端器件測試：對(duì)MOSFET、晶閘管等器件做在線測試。
○2元器件端口特征測試：各種元器件端口的模擬特征曲線和數(shù)字器件的管腳狀態(tài)。
○3自定義測試：這種狀態(tài)是用戶控制住所有數(shù)字通道，來完成自己認(rèn)為需要的、特定的測試。
○4電路網(wǎng)絡(luò)提取及測試：在此功能狀態(tài)下，通過電信號(hào)檢查電路板上元器件之間的連接關(guān)系，可以記錄，或通過提取、比較的方式，檢查電路板上元器件之間的關(guān)系是否正確，并以三種格式輸出結(jié)果。主要用于測試電路板上的開路、短路故障。
此外，儀器還能在需要時(shí)自動(dòng)接通電源。測試完成后自動(dòng)斷開電源。儀器內(nèi)部還備有書寫器，可以做維修記錄。
2、半導(dǎo)體元件測試儀   北京科奇儀器公司的IST-8800半導(dǎo)體元件測試儀。
（1）儀器大小與VCD機(jī)相似。
（2）儀器功能：可提供從幾A范圍電流至1200V電壓的電源，做多功能測試；可貯存5～6種不同測試程序；自動(dòng)檢測任何開路、短路及接口故障；辨認(rèn)元件型號(hào)及正確接腳連接等。
3、Test Pesearch.INC集成電路測試儀
（1）TR-6010型IC Tester：可同時(shí)并行測試4個(gè)集成電路，測試速度為10MHz，測試通道128。
（2）TR-6020型IC Tester：測試速度為20MHz，可8個(gè)IC并行測試，256通道。
（3）TR-6050型IC Tester：測試速度為50MHz，可4個(gè)IC并行測試，256通道。
4、悍馬電動(dòng)車綜合測試儀  這是一臺(tái)綜合測試電動(dòng)自行車電機(jī)、控制器、調(diào)速手柄和電池的儀器。它的大小相當(dāng)于一個(gè)手提箱。打開箱蓋，操作面板即顯示在面前。
從圖中看到面板分3個(gè)層次：最上面為數(shù)碼管顯示部分，中間為控制調(diào)節(jié)部分，下面為不同測試項(xiàng)目的接線柱。另外還有儀器自身控制和管理旋鈕、開關(guān)等。
4組數(shù)碼管分別是（1）顯示電池、電機(jī)電流；（2）顯示電池充放電電壓；（3）顯示電池充放電電流；（4）顯示調(diào)速手柄電壓。
（六）自制測試儀表板
1、功能   自制測試儀表板可用于測定電機(jī)、控制器，充電器效率，電池容量利用率，觀察測定控制器和充電器各種情況下的狀態(tài)，調(diào)速手柄功能，制動(dòng)斷電和電機(jī)堵轉(zhuǎn)等，可以說是一臺(tái)簡易全能測試儀。它主要是用測定的電壓、電流的顯示，判斷被測器件功能是否正常，并計(jì)算功率和容量。因此，儀表板較適用于被測試體的測試和要求，是一部簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的土儀器（參見圖4-20）。自制測試儀表板分三部分：一個(gè)交流電源測試部分和兩個(gè)直流電測試部分。
2、器件準(zhǔn)備  按圖中部設(shè)要求，選擇自己認(rèn)為合適的器件。儀表板的電壓容易滿足，有時(shí)電流稍大一點(diǎn)，但不會(huì)超過10A；轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、觸點(diǎn)不飄、接觸可靠，轉(zhuǎn)軸穩(wěn)固、不搖擺，插座銅片彈性好、與插頭的圓柱或扁片配合好，不活動(dòng)；重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)放在選購表頭上，無論電壓表還是電流表，購買時(shí)當(dāng)場檢查準(zhǔn)確，仔細(xì)校對(duì)一下，不可有較大的誤差，應(yīng)當(dāng)與標(biāo)準(zhǔn)比較，以確定表的準(zhǔn)確度。
（1）兩種電壓表：直流電壓表和交流電壓表。交流低壓表不需加工，50V直流電壓表應(yīng)按所用電池種類劃定電壓區(qū)域，進(jìn)行表盤加工。方法是先把表前蓋卸下露出表盤，用軟毛刷將盤面清潔一下，經(jīng)測定比對(duì)仔細(xì)確認(rèn)充電終止電壓和放電終止電壓的位置，然后用筆將不褪色的紅色按要求刻畫在表盤上，在電池放電終止電壓和充電終止電壓位置各劃一條刻度線，這是電壓表指針的上限和下限；在未充電狀態(tài)下，將電池接入電路，電壓表指針應(yīng)當(dāng)在兩條紅線之間。如果電池接入后電壓值在紅線之外，說明電池有問題。
（2）電流表：最大量程10A，最小量程10Ma。
（3）自制測試儀表板板面分3段：
Ⅰ段交流電測試用兩只表。交流電壓表為250V，交流電流表最好是1A或2A以下。Ⅰ段掌握不同充電階段交流電壓電流變化情況，如果有交流功率表，則讀數(shù)更準(zhǔn)確些。在Ⅰ段板面要設(shè)置交流電源輸入口和電流經(jīng)過兩只表后的電源輸出口。輸出口只能用于充電器，所以插座要與充電器插頭配套。
Ⅱ段有4個(gè)表。一個(gè)0～50V的直流電壓表，一個(gè)10A電流表，一個(gè)1A電流表和一個(gè)100mA電流表。3只電流表用一個(gè)三位轉(zhuǎn)換開關(guān)連接（如果讀者自己能夠計(jì)算，用一只電流表配以電阻和轉(zhuǎn)換開關(guān)來變換量程，則只用一只電流表即可）。左端設(shè)電源輸入插口，并與充電器輸出插頭配套（可以接受充電器、電池的電源輸入）；右端設(shè)電源輸出插口，為被測體（如被充電池、被測控制器等）提供電源。
Ⅲ段有一個(gè)電壓表和兩個(gè)電流表。電壓表量程仍為0～50V，電流表量程分別為15A和1A，由兩位轉(zhuǎn)換開關(guān)連接。?、蠖沃饕菧y定電機(jī)性能的，其輸出端接有刷直流電機(jī)，輸入端接36V電壓控制器過載電流定在12A位置。電流表在這個(gè)位置刻畫紅線。
在Ⅱ、Ⅲ段同時(shí)測定布設(shè)的方式下，不能測定控制器的幾個(gè)指標(biāo)項(xiàng)目，也能測定電池的實(shí)際容量。
由于自制測試儀儀表板沒有自動(dòng)記錄分析功能，所以應(yīng)當(dāng)以記錄表格配合使用。預(yù)備好記錄表格，定時(shí)仔細(xì)記錄兩段各表的的讀數(shù)，以便事后進(jìn)行計(jì)算和分析。
測試儀表板的線路布設(shè)參見圖4-21所示。注意：為了容易看圖和理解，線路圖中各表位、布線和鉆孔是從面板一側(cè)看到的方位和布設(shè)，實(shí)際制作時(shí)應(yīng)將它翻過來，即Ⅲ段在最左邊、Ⅰ段在最右邊。
（4）儀表板的用途：中小型維修站和業(yè)余愛好者如果有一個(gè)稱心如意的測試儀表板，那么，在修理時(shí)便能讓你得心應(yīng)手，可以幫助你做很多事情。
○1測定充電器的工作情況。將Ⅰ段輸入口接交流電源，輸出口接充電器，充電器便可以充電。這時(shí)充電器的輸出端不直接接到電池上，而是接到Ⅱ段的輸入口，電池則接到Ⅱ段的輸出口。這種方式可同時(shí)測定：a.充電器在整個(gè)充電過程中的耗電量；b.從電流表觀察到充電器充電中是否有反脈沖和反脈沖動(dòng)作間隔與強(qiáng)度；c.電池從放電終止充到充電終止電壓時(shí)消耗的電量；d.從充電器消耗的電量到電池實(shí)際得到的電量，計(jì)算充電器的效率。
○2測定電池的容量。如圖4-54所示，電池充電到終止電壓后擱置半小時(shí)，然后作為電源將電池輸出接到Ⅱ段的輸入端，Ⅱ段的輸出端接控制器，經(jīng)控制器調(diào)壓后作為電源送入Ⅲ段的輸入口，Ⅲ段的輸出口則接被測有刷直流電機(jī)。起動(dòng)電源、轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速手柄，使電機(jī)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，每隔20min對(duì)各表電壓電流讀數(shù)做一次記錄，直至電池放電達(dá)到放電終止電壓為止。按每段時(shí)間內(nèi)平均電壓和電流的乘積，得出電池的實(shí)際Wh或Ah。這是電池的實(shí)際容量（能量），也是控制器實(shí)際消耗的能量。Ⅲ段讀數(shù)則是控制器實(shí)際供出的能量，利用測得的數(shù)據(jù)可計(jì)算：a.充一次電的實(shí)際容量；b.將前面測得充電時(shí)耗用的能量與本次供出的能量對(duì)比，得出電池的充放電效率；c.計(jì)算出控制器的效率。
自制測試儀表板的缺點(diǎn)是不能測試無刷直流電動(dòng)機(jī)，因?yàn)闊o刷直流電動(dòng)機(jī)不僅是3根相線，而且在每根相線中的電流是交變的方波。有刷直流電動(dòng)機(jī)之所以能測定，是因?yàn)橛兴⒅绷麟妱?dòng)機(jī)雖然也由脈沖調(diào)制速度，脈沖寬度隨控制信號(hào)而變化，但電流方向總是一定的。它有兩根線，一根正極，一根負(fù)極，直流電流表能夠顯示。
（七）電路及元器件檢測方法
1、一般測量要求
（1）檢測必須找準(zhǔn)檢測點(diǎn)，點(diǎn)不準(zhǔn)確，測出的結(jié)果會(huì)造成誤導(dǎo)，使您判斷錯(cuò)誤。一般情況下，整體電路應(yīng)找準(zhǔn)的是電壓和電流檢測點(diǎn)；元器件要分清輸入、輸出，電壓源、地、控制極等，各腳電壓都有參考值。在帶電情況下，先測量各腳對(duì)地電壓值，然后查表或完好元器件正確數(shù)值比對(duì)。開關(guān)電路中三端式器件比較多，測量也并不難，主要是在線測量各腳絕對(duì)值或各腳數(shù)值之間關(guān)系。
（2）有時(shí)電路工作不正常，經(jīng)過調(diào)試又恢復(fù)正常，根本不是故障，所以發(fā)現(xiàn)問題不能上來就想著手解決，應(yīng)先分析電路不正常的性質(zhì)和特點(diǎn)，然后逐級(jí)小心測試。
（3）充電器和控制器采用的元器件很多，這里只能對(duì)有代表性的一些常用元器件特征與檢測做典型介紹。
2、運(yùn)算放大器的測試  
運(yùn)算放大器是電動(dòng)自行車經(jīng)常用到的，尤其是控制器。有時(shí)運(yùn)算放大器集成在專用芯片內(nèi)，無法測試也用不著調(diào)試。這里指的是分立使用時(shí)運(yùn)算放大器的調(diào)試。運(yùn)算放大器典型原理圖，如圖4-55所示。
（1）靜態(tài)測量與調(diào)試。在檢測中要求，運(yùn)算放大器輸入為0時(shí)，輸出也必須為0。但由于電路中元器件配置不對(duì)稱，很難使輸出為0。這是因?yàn)榇嬖谑д{(diào)電壓和失調(diào)電流，遇到這種情況應(yīng)當(dāng)設(shè)法解決。方法是：
（2）動(dòng)態(tài)測量與調(diào)試。電路工作中各種動(dòng)態(tài)及波形顯示：測量方法是用信號(hào)源、電路負(fù)載和示波器，從其輸入端輸入信號(hào)時(shí)，電路中各階段應(yīng)有相應(yīng)輸出的信號(hào)，示波器上呈現(xiàn)相應(yīng)的波形。
下面以5G23型運(yùn)算放大器為例，簡單介紹其使用。以原圖為例，它的外形是一個(gè)8腳草帽管，以缺口為界，順時(shí)針排列腳號(hào)。4、7腳為正、負(fù)電源，6腳為放大輸出，2、3腳為輸入腳。在2腳標(biāo)有一個(gè)“―”，表示從這個(gè)腳輸入的信號(hào)，到6腳為放大輸出，變成相反的放大信號(hào)，稱之為“翻轉(zhuǎn)”。3腳標(biāo)有一個(gè)“+”號(hào)，6腳輸出的放大信號(hào)與它是相同的。
我們看它的內(nèi)部構(gòu)造（圖4―56a）是2腳控制的三極管，它是PNP結(jié)；而3腳控制的是NPN結(jié)（圖4―56b），兩者并聯(lián)，且由同一線路輸入，由一線路輸出，由此得到相反的輸出。前面介紹的集成電路，都有一至幾個(gè)運(yùn)算放大器，而電路中，比較、運(yùn)算都是不可缺少的。
運(yùn)算放大器一般集合10個(gè)以上三極管，在電路給定的電壓范圍內(nèi)，放大倍數(shù)可達(dá)到成千上萬倍，甚至接近電路電源Ec，放大器本身進(jìn)入飽和區(qū)。
運(yùn)算放大器的用途是作比例運(yùn)算、加法運(yùn)算，作信號(hào)比較器、乘法器、除法器等。
3、霍耳集成電路的測試
（1）霍耳器件是電動(dòng)自行車經(jīng)常采用的控制型元件，調(diào)速手柄發(fā)出速度控制指令，無刷直流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的換向，多是采用霍耳器件完成。還有霍耳型數(shù)字式里程速度表等。霍耳器件的類型也有好幾種，一般都是按用途分類。
（2）電動(dòng)自行車使用的霍耳傳感器平面尺寸為3×4mm，厚1.2mm，應(yīng)當(dāng)有4條引出線，即：輸入工作電壓一對(duì)，輸出信號(hào)電壓一對(duì)，其中2根接地線并成一根共用線引出。這樣，實(shí)際上就只有3根引出線了，所以我們看到的只有3根線。它的共用線位于3根線中間，兩旁是工作電壓正極電壓+5V，另一側(cè)是輸出電壓線，根據(jù)用途不同輸出電壓也不同。
（3）霍耳集成電路分兩大類
一類是線性輸出，稱線性霍耳集成電路，型號(hào)有UGN3501、UGN3503。它輸出的信號(hào)電壓隨磁場強(qiáng)弱而連續(xù)變化，隨磁場的增強(qiáng)而升高，隨磁場的遠(yuǎn)離、場強(qiáng)變?nèi)醵档?，大約每增加一個(gè)特斯拉的場強(qiáng)，電壓可提高7V，當(dāng)場強(qiáng)在0點(diǎn)時(shí)，輸出電壓為3.6V，實(shí)際使用的磁場強(qiáng)度只有0.3特斯拉，最高5.2V，以后則增高特別緩慢直至為0。調(diào)速手柄一般使用這一類產(chǎn)品。另一類是開關(guān)性霍耳集成電路，它有三種，電動(dòng)自行車無刷直流電動(dòng)機(jī)采用的是其中雙極型開關(guān)電路（又稱鎖存型），型號(hào)有UGN3175、UGN3177。其特點(diǎn)是有鎖存功能。無刷電機(jī)換相霍耳集成電路尺寸大小與線性霍耳集成電路一樣，同樣也是三只腳輸入的，工作電壓也是+5V，中間是共用腳。
（4）霍耳集成電路的檢測準(zhǔn)備很簡單，一個(gè)用萬用表，一塊磁鐵。測試前，首先使霍耳集成電路處于有電壓的工作狀態(tài)。將萬用表旋鈕轉(zhuǎn)到直流電壓10V檔，黑表筆始終接在中間腳上，紅表筆則分別測兩側(cè)引腳，輸入腳應(yīng)給5V電壓，再用磁鐵接近霍耳電路，測其輸出腳，應(yīng)當(dāng)有電壓輸出。
（5）對(duì)調(diào)速手柄，使磁鐵漸漸遠(yuǎn)離電路，輸出電壓應(yīng)漸漸降低；而對(duì)開關(guān)鎖存型電路，在導(dǎo)通后無論磁鐵是否接近或遠(yuǎn)離，其輸出不變，只有當(dāng)磁鐵翻轉(zhuǎn)到另一面時(shí)，輸出才截止。
（6）有時(shí)現(xiàn)場測試分辨不出磁極的極性，翻轉(zhuǎn)交替試驗(yàn)是最好的方法，這面不行換成另一面，不必費(fèi)時(shí)去測定極性。
4、場效應(yīng)管（MOSFET）
（1）是一種后來居上的功率型開關(guān)器件，開關(guān)時(shí)間為ns級(jí)，開關(guān)頻率較高。即使考慮到引線和外殼分布電感的影響，最高頻率也在500kHZ以上(動(dòng)自行車控制器使用100kHZ下），這個(gè)指標(biāo)比雙極型功率管高1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。因?yàn)樗荲形槽，故又稱VMOS，是垂直導(dǎo)電式，MOS管共有3種，有平面型的如DMOS，還有一種TMOS則是二者優(yōu)點(diǎn)兼有的，即輸入阻抗高、開關(guān)速度快、通態(tài)電阻低、耐壓高、成本低。
（2）對(duì)VMOS，只判斷出柵極即可，它的源極和漏極是對(duì)稱的，可以互換，二者不必區(qū)別，源、漏極間電阻為幾千歐姆。
（3）如何區(qū)分溝道。鑒別的方法是將萬用表撥到1kΩ檔，黑筆接一個(gè)極，紅筆輪流碰其余兩個(gè)極，若阻值都很大，說明都是反向電阻，這是N溝道管，黑筆接的是柵極。相反，接法不變，但電阻都很小，這是P溝道管，黑筆接的仍然是柵極。
5、集成電路的測試
（1）一般測試：只能用測試的方法測定各腳狀況。如：各腳對(duì)地電壓、電源功耗、輸入和輸出電平電壓、輸入輸出波形等一些項(xiàng)目，基本能判斷電路的功能和內(nèi)部工作是否正常，但集成電路不能調(diào)試。集成電路在不同電路中的功能不同，周邊器件差異很大，各腳電壓也有變化，只能將測試結(jié)果與完好集成電路作對(duì)比，可以較精確的判斷該集成電路是否完好正常。
（2）以集成電路TL494的測定做典型示例：
○1準(zhǔn)備工作：準(zhǔn)備能滿足測試項(xiàng)目要求的儀表，對(duì)集成電路的測試要選功能比較全面的，比如數(shù)字式萬用表，型號(hào)以MS68型和MS8201型數(shù)字萬能表比較實(shí)用。它們能測到的頻率分別為150kHZ和200kHZ。另外需要一臺(tái)示波器、可調(diào)線繞電阻等。
○2測量振蕩頻率：首先將萬用表選擇旋鈕旋到200 kHZ檔，初測TL494最高振蕩頻率（對(duì)其它集成電路如低于200 kHZ，可隨時(shí)調(diào)整檔位），以求準(zhǔn)確。TL494的振蕩在5、6腳，其振蕩頻率決定于電路設(shè)計(jì)要求，調(diào)整到要求的頻率需通過5、6腳的RT、CT。因此萬用表表筆應(yīng)接在這兩個(gè)腳，測定其鋸齒波。充電器和控制器電路的振蕩頻率一般在20~80 kHZ，測定結(jié)果是其中某值，說明集成電路的振蕩正常、電阻電容值正確。如果沒有任何振蕩跡象，應(yīng)當(dāng)檢查接觸點(diǎn)和表筆、接線等。重新測試后仍測不到數(shù)值，說明集成電路有問題。如果頻率不準(zhǔn)，說明問題在RT、CT，可視情況適當(dāng)調(diào)整或更換。
○3測量占空比：準(zhǔn)備好示波器，將TL494的輸出腳9、10接在示波器輸入接口，并預(yù)先給9、10腳加額定負(fù)載。注意，沒有額定負(fù)載，測出的占空比是不準(zhǔn)確的，會(huì)偏離原設(shè)計(jì)值。對(duì)控制器而言，其負(fù)載是功率MOSFET，對(duì)充電器，其負(fù)載是下級(jí)受控器件，或稱被驅(qū)動(dòng)的器件。觀察示波器顯示的9、10腳輸出的波形，同時(shí)調(diào)整占空比；對(duì)控制器，調(diào)整調(diào)速手柄，由0旋至最大，對(duì)充電器，調(diào)整6腳電阻值由0調(diào)至最大(容CT**同時(shí)調(diào)整）。這時(shí)從示波器中應(yīng)當(dāng)看得到占空比由0至100%范圍內(nèi)均勻變化。
○4測量輸出電壓范圍：將數(shù)字萬能表選擇鈕旋轉(zhuǎn)至直流50V電壓檔，測量TL494輸出端在空載和負(fù)載兩種條件下的輸出電壓，輸出腳為8腳、11腳。調(diào)整負(fù)載電阻，當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，電壓提高，電壓變化反應(yīng)靈敏。
○5軟起動(dòng)：對(duì)有軟起動(dòng)功能的集成電路測定軟起動(dòng)時(shí)，將數(shù)字萬用表撥至直流電壓檔，測其軟起動(dòng)腳的對(duì)地電壓。按模擬操作開機(jī)后，從顯示窗口應(yīng)能觀察到軟起動(dòng)腳電壓由0“逐漸升高”，而不是突然升高，這是軟起動(dòng)的保護(hù)特點(diǎn)，是通過輸出電壓的緩慢建立而完成。
另外，還可以測定各種芯片的其它功能和數(shù)據(jù)。
六、其它常用元器件簡介
充電器使用的元器件品種和型號(hào)很多，二極管、三極管、三端放大器、多腳集成電路等。
充電開關(guān)電路經(jīng)常采用的元器件有晶體管、場效應(yīng)管、單結(jié)晶體管、晶閘管、三端穩(wěn)壓器、穩(wěn)壓集成電路、功率放大器、大功率