KA3846 48v 6a充電器檢測維修全過程

ID:104059 · 發表于 2016-1-22 04:17

求此電源的故障檢測思路：

電源：
鋁殼電源KA3846控制IC，低壓側單片機控制，48V6A，鋰電池充電器。
上周日給電動車電池充電時，電源指示燈（紅）充電指示燈（黃）都亮，平時充電開始5S內風扇開始轉，
但這次沒太在意，因為電池電耗的幾乎沒了，以為是預充電，電流小，不至于發熱嚴重。
過了幾個小時后發現紅燈滅，鋁殼燙手。
故障現象：
電源無輸出；
處理過程：
1.拆開內部電路板，風扇散熱至室溫，元器件沒喲明顯損壞現象；
2.根據上次修復24V開關電源（TL494）的經驗，用18V電源接電源輸入端和輸出端，均無短路現象；
（此處忘記了輸出有繼電器控制的，所以接輸出端的時候實際上輸出正極已被繼電器隔開，不知道肖特基是否短路）；
3.第2步當時沒發現短路，其它元器件也沒有損壞跡象，我就直接通220V，只是聽到很小的聲音，紅燈仍沒有亮（不知道有沒有閃一下），于是斷開了電源；
4.確定沒有發熱的地方，再次通電，這回家里的電閘跳閘了，充電器的保險管完好。
5.這回想起來輸出端是被繼電器隔開的，重新用18V電源接入電源輸入端和輸出端，均短路；
進一步檢查，2個輸出肖特基和2個功率MOSFET均已經短路；
6.X寶買了幾個同型號的替換，再測沒短路（二極管當測2個功率MOSFET的幾個腳之間，數值有差別導通和不導通，沒管它），于是又通220V，跟第3步的現象一樣，紅燈閃了一下滅了。
斷開電源檢測，輸出肖特基又短路了，功率MOSFET好像沒事，吸取教訓，如果我再次接220V肯定又跳閘了，沒敢試。
7.把肖特基更換之后，輸入端接24V，KA3846電源端接24V，此時輸出有5點多伏的電壓。
上圖：這個圖是新補充的2014-8-6

看了freesl的帖子求維修思路：我的48V6A電動車電源掛了
很是好奇，究竟是什么原因導致電源頻繁燒肖特基。
讓freesl轉診給我了，走的郵政快遞。
四天的陰雨過后，去郵局把東西領了回來。
好大一包，還很有分量，封包很專業啊！

拿個模塊電源對比下，順便遮個羞。

心想，封的這么結實想要無損是不可能了，一通暴力撕扯后……

什么情況，還有一層？？？

再來……

終于看到真身了，還有不少贈品，再次感謝。
那金燦燦應該是高溫膠帶吧！口水一段時間了。

還有詳細的圖文說明，freesl真細心。

Uc3846這里確實壞了兩個過孔，不過元件面并沒有連線，暫且不管了。

這個神一般存在的保險管終于犧牲了。

測量mos發現短路，拆除……（又犧牲一個過孔，這回是有用的）。
Freesl看來是不怎么用松香啊！板子很干凈。

檢查肖特基擊穿，拆除。
小心為上，用了些松香，仔細的拆，還是壞了兩個焊盤。
發現確實難拆，倒不是因為無鉛焊料，是因為焊盤開孔較大，吃錫太多，用通常的加熱時間無法熱透，導致焊錫融化不全，增加加熱時間到15秒就好拆多了。不過一般元件耐熱大多為10秒300度，好在溫度還沒到300。

在uc3846供電電容兩端焊接電源線，外部供電。

供電電壓16v，電流20ma，正常。

震蕩電容腳波形，電壓1.2-3.2v，正常，頻率95k，合理

添加一個輸出通道，波形正常

查看另一個輸出通道，有些許過沖，倒也正常。

放大查看下，兩橋死區時間有些不太一致，應當沒有問題，可能是觸發點的問題，畢竟有一路是存儲下來的。

Freesl提供的備件，這應當是拆機件吧！
比我還會過，我一般只賣國產貨。
大致分了下類，最下面一排是損壞的，上面一排跟原始mos型號一致，中間一排帶后綴f
簡單測量了下，剩下的都是好的

測試了下肖特基，發現只有一路損壞，于是截肢繼續服役，降低成本。

焊上mos，肖特基位暫空，示波器測量點震蕩電容腳和變壓器次級線圈。

給uc3846供電，電壓16v，電流30ma，焊上mos電流增大是正常的。

直接在高壓電容兩端加電，電壓10v，電流10ma，正常

變壓器次級輸出振幅接近7，換算到300v振幅大約210v，算上峰值要360v了。
看充電器感覺應當使用了一段時間了，這里應該是測量誤差，實際沒有這么高。

更換測量點，只測量次級的一個繞組。

大致算了下兩次級分壓一直，只是這尖峰確實大了些。

換上兩個殘疾兵，增加一個輸出電壓測量點。

輸出波形沒有變化。

輸出電壓5.464，接近尖峰電壓（減去肖特基壓降0.5v）。

增加輸出負載，5r1 3s 2p，合計7r2

直接連接到肖特基和濾波電感上。

初級電流增加到100ma

貌似有多余震蕩，總體還算正常，看來尖峰的能量還是不小的，只下降了不到1v

輸出電壓變成平均電壓，核算二次電流2.7/7r5=0.36，輸出能量0.36*2.7=0.972。
一次供電能量10.1*0.1=1.01，效率還是不錯的。

嘗試增大驅動電壓看能不能減弱輸出過沖。

一次電流略有增加。

輸出波形沒有變化。

增大輸出電流，負載5r1并5r1 3s

一次電流加倍

波形基本沒有變化。

測量一次側，mos輸出波形

還是有震蕩，而且出現了奇怪的尖峰

重接了下接地夾，波形好看多了

測量mos管g級波形，這一路是3846直接驅動的。

上升下降速度有點慢，還算可以。

測量3846輸出波形。

還算規整，有些許雜波。

同時測量mos驅動信號和g極信號，接地點在d極。

可以很明顯的看到驅動電阻前后的信號區別，驅動電阻好像有點大了。

另一路浮動驅動驅動部分，驅動電阻前后波形。

驅動信號過沖比較明顯，但mos管g極信號差不多。

浮動驅動側mos管輸入輸出波形。

Mos驅動上升下降斜率沒有影響到開關速度，輸出上升下降比較利落。

測量下隔直電容兩端波形。

輸出負載5r1 2p。

輸入電壓10.1v，電流0.28a。

上升下降比較對稱沒有偏磁現象。黃色通道為次級輸出波形。

輸出電壓2.459，電壓較空載下降不少，但比輕載下降不多，正常。
電容電壓振幅約2v左右，對應1a輸出，補償量正常。

去掉初級接地，只測量次級輸出。

意外發現多余震蕩消失，看來接地環路干擾還是蠻明顯的。

短接隔直電容，再測次級輸出波形。

輸出斜率消失，但出現了低頻震蕩，應當與輸出電抗有關。

輸出電壓基本沒變化。

斷開輸出負載。

一次電流基本歸零。

輸出電壓回升。好像比短路隔直電容前空載電壓下降不少。

死區消失，初級續流。

測量一次感應檢流線圈輸出波形。

很完美的矩形波，照正常電流檢測來講斜率基本可以忽略，一般應是三角波或是梯形

再來看一下電流反饋端波形。

帶載狀態下

空載狀態下。
由此可以看出3846實際并沒有工作在電流模式，而是工作在電壓模式。
也就是說占空比主要是反饋電壓控制，而不是一次電流控制。
這與之前理論分析不同，也就解釋了為什么會存在隔直電容。

測量次級整流前后波形。

空載狀態。

輸出加載5r1 2p

短路隔直電容。

對比下空載滿載次級波形，能看到輸出電抗在死區時續流鎖定次級電壓。

提高輸入電壓到30v，空載電流基本可忽略。

二級電壓比例上升，尖峰還是比較大。

還是測量次級整流前后電壓，短路隔直電容。

輸出加載5r1 3s 2p

測量點不變。

輸入電流電壓。

輸出波形。

對比下空載波形。

不知哪里冒了個火星。

初級被短路。

驅動電流增加。

重新上電。

就正常了。

波形也沒有區別。

輸出電壓也正常。不知道碰到哪里了，看來沒搞壞什么東西。

到目前為止只是感覺尖峰吸收有問題，于是先拆除一次側吸收電容。

電容耐壓1kv，容量680還是681看不清楚

測量下吸收電阻阻值。

應該是100r。

Freesl并沒有畫出這部分電路，補上。

在不焊接吸收電容的情況下通電，測點不變。

驅動電流正常。

空載一次電流有點變化，10ma可以忽略。

波形沒看出什么變化。

跟拆除前存儲的波形對比，錯開一點，也沒看出區別。

仔細對比了下電路，發現電路圖剛剛標錯了，吸收電阻連接的位置在高壓負極沒有直接連到線圈上。

再拆除二次側吸收電容。

再次測量。

驅動電流正常。

初級電流正常。

輸出波形……

沒有一絲變化。

找了個最相近的代換。

好像有點區別，尖峰下降了一點。
如此看來原本的吸收電路沒有什么作用，不過也沒算失效。
看來低壓測試是不會有什么結果了。

于是清楚神器，多次提醒freesl要用的東西，一個100w燈泡。

還是剛才的測點，整流前后波形，撤除初級供電，保留驅動供電。

這是什么情況，沒起振？不可能啊！驅動部分獨立供電的。

增大時基看看，發現有丟周期現象，而且正負半周不對稱。

新時基下，對比下正常震蕩輸出波形。
那看來就是反饋環路的問題了。

反饋光耦端并接電位器，人工調整反饋量，看看輸出變化

低壓下調小到占空比50%

調小到占空比20%。
到此輸出波形雖然走樣，但還未丟周期。

再小就開始丟周期了。

然后就開始亂套了

增加一點負載20r 7s，再上高壓

測量整流前后波形。

次級波形好難看啊！看來死負載有點小，輸出電抗電流不連續，無法完全鎖定次級電壓。

降低驅動電壓試試，看有沒有反饋供電。

降低到13v，完全由反饋繞組供電。這個電壓有點低，但也可以正常工作。

次級輸出波形，整流后電壓回零期間是電抗續流作用，而后電壓回升是電抗電流歸零。

因占空比被電位器控制，反饋環路沒有起作用，所以電壓低于正常電壓。

此時燈泡微亮，屬于正常現象。

因為燈泡分壓，高壓電容兩端電壓只有242.4v

去掉驅動電壓，重新上電，捕捉到異常波形。

次級輸出電壓正負半周電壓不等，負半周電壓達到150v，正半周只有50v。

實際這種震蕩還不連續。

大約以4hz的頻率重復，時間大約50ms，明顯啟動失敗，電源打嗝。

測量隔直電容電壓。

直流58v

而且還在不斷上升，上升到69.9v時，負半周肖特基電壓就到達200v，由于有燈泡保護，肖特基并未完全擊穿，燈泡點亮。

測量高壓電容電壓。

已經下降到81.3v

測量二次控制電壓。

只有8.1v

測量一次驅動反饋電壓

只有4.4v，明顯不足以使3846正常工作

測量隔直電容電壓

13.4v，明顯是變壓器偏磁或是偏載，低壓時工作正常，所以懷疑反饋供電部分導致偏載。
用萬用表檢查一次和二次反饋供電部分沒有發現短路現象。
因之前次級波形不規整，所以懷疑電抗失效，準備找一個替換下。

又犧牲了兩個過孔

找來的一個電抗，48v2a（494）電源上的，體積略小主要是股數小一半。

一路測量二次控制反饋繞組

另一路測量一次主輸出電壓

繞組輸出正常，主輸出電壓上升正常

測量3846震蕩電壓和供電電壓

啟動部分正常，為什么有兩次電壓上升，第二次電壓上升后電壓就開始下降

移動測點到脈沖輸出和驅動供電兩點，測量下在哪個電壓是開始和結束脈沖輸出

奇怪，有脈沖時電壓應該上升啊！怎么一直下降呢？

查看下驅動電源濾波電容和反饋供電二級管后波形，也就是限流電阻兩端。
發現電壓居然后7v之多，看貼片電阻標記電阻是1r，明顯不對啊，電流不可能有7a

于是拆掉，再次測量波形

可以看到驅動電壓波形沒有太大變化，說明反饋繞組未能給驅動電容充電

沒有1r貼片，就找了個5r1的換上

順利啟動，驅動電壓還是14v

電壓差2v不到，驅動電壓平穩

再次測量輸出整流前后波形

正負半周對稱，沒有偏磁現象。
看來偏磁只存在于啟動時，經檢查一次反饋繞組與二次反饋繞組是同向的，也就是說啟動時必然造成偏載。
如果啟動順利，主輸出會逐漸平衡掉偏載。
如果啟動不順利那么偏載會在一次一次打嗝啟動時累計，直至達到肖特基擊穿電壓。

撤掉輸出負載

震蕩再次回到混亂狀態，開來這個電源在低占空比下穩定性不佳。一般電源在低占空比狀態也就是空載狀態下穩定性都不好，所以會用到假負載。

在接上負載5r1 9s+20r 7s

輸出會歸正常

逐漸調大電位器，使之逐漸退出反饋環路

輸出電壓穩定到54.2v，符合48v充電器指標

電位器調到最大使之不起作用

電壓不再變化

輸出波形穩定

輸出負載換成820r 10w 碳膜電阻

波形沒有太大變化

換回原電抗

波形再次失控

但此時輸出電壓仍然受控

手工繞制一個電抗替換

天煞的，忘記移除原電抗了，短路了電路板，變成倍壓整流了，燒毀了肖特基，更換后繼續測試。

新繞制的電抗，懸空焊接

輸出波形比原裝的好一些，但仍比替換用的那個差，電感還是偏小，造成實際占空比小。

換回原始的死負載，阻值4k7功率約2w

還是用新繞制的電抗，上電后兩秒肖特基擊穿。

到此，肖特基損壞原因基本弄清。
打嗝啟動使得輸出偏載，啟動后主輸出上的死負載逐漸消耗掉偏載。輸出正常工作。
如果死負載偏小，則電感電流不連續導致輸出電壓上升，則占空比變小，直至間歇，導致電源再次啟動。
多次啟動造成的偏載逐漸累積，使隔直電容電壓不斷上升，偏載加劇。
最終導致肖特基擊穿，肖特基擊穿后次級短路，mos在下一次打嗝啟動時因為電流不受控而擊穿。而原本應當起作用的一次電流控制，因為控制比例過小而無效。

所以現在要解決的問題就是如何使空載狀態下占空比恒定，也就是電源最小輸出要小于死負載功耗。
這里測量原死負載為4k7，54v電壓下電流10ma多點，但這個電流下原電抗不能保證電流連續，也就無法使電壓恒定，導致占空比不連續，
現在懷疑電抗有問題，電感量不足，這好像是freesl第二個電抗有問題的電源，這要等我去買個電感表來定論了。
而今天有檢測了下48v to 5v的電源，電抗也有硬傷，貌似freesl跟電感有淵源，以后沒事多拜拜吧！

最后附上一張48v to 5v電源電感損壞的照片，這個電源維修貼估計要等一周了，最近小公主太鬧沒時間寫備注。

老大真是厲害，學習了，順便問一下，我60v電動車充電器，空載輸出電壓為69.7v，我在輸出端接了一個72v轉24v 3a的開關電源在24v輸出哪里加了發熱絲。充電器綠燈變紅燈測量電壓為73v這個正常嗎。還有5塊12v電瓶充滿電應該在72v左右才正常吧，為啥充電器綠燈亮，我拔下充電器打開電動車電源開關，顯示電壓為66v左右啊。是不是電池有問題超威12v 20a，電瓶才換沒多久生產日期才是2014年8月16號。這個是不是修復的電瓶啊，大大們求助啊。要是電池有問題我要去找那個換電瓶的。

答案：
12v電瓶空載電壓為13.8v，以此計算5s端電壓為5*13.8=69。
充電器空載電壓肯定是要稍高于電瓶空載電壓的，以便進行涓流浮充，所以69.7v正常。

充電器綠轉紅燈判斷依據是電流，電流值為0.03c，20ah*0.03c=0.6a。
紅燈轉綠燈判斷是在充電終止電壓下電流下降到0.03c。
充電終止電壓為單體14.2v，5s為5*14.2=71v。
不過一般充電器終止電壓設定都比較高，見過最高的16v。
目的有兩個，一是提高充電速度，現在充電器都在標榜充電速度，好像慢了就不是好充電器一樣。
二是提高充電充入電量，一個品牌的充電器如果充入的電量比別人得多，那么自然用戶就感覺充電器質量好。
但由此帶來的副作用就是電瓶壽命的銳減。
長期高電壓充電會使電瓶失水嚴重，導致電瓶夭折。
電瓶失水后充電器就不易轉燈且發熱嚴重，然后商家會告訴用戶電瓶損壞，這時如果拆開電瓶會發現鼓鼓的，認為是電瓶確實損壞。
其實電瓶鼓脹原因是因為充電時高溫和高壓失水，是充電器造成的，并不是電瓶壽命終結的標志。

問：
感謝詳細解答。你的意思就是充滿電拔下充電器1-2小時每個單體12v電壓在13.8v左右是正常的了。我可以這么理解嗎

答：

是否可以這么理解：
首先，電池電壓與充電器電壓相等時，電流為0.
其次，實際上充電器電流到0.6A的時候綠燈亮，這時電流有可能變為0，或持續下降至0.
所以，充電器輸出71V，但是隨著充電，電池電壓升到69V（或69.9V，假設某個電壓）時，電流已經降到0.6A轉綠燈了。

聯想到前些日子，我的48V6A的充電器壞了，x寶上買了48V2A的鋰電池充電器（賣家說的），
到手測電壓好像是55.9V，但比之前的6A充電器輸出電壓高了些（54.6V=4.2*12串），計算55.9/13串=4.3V也覺著合理，
電池充滿，即充電器轉綠燈時，電流0.7A，單只電池電壓在4.2V左右吧（通過保護板通訊電腦上顯示的值）。
但，還是覺得不安全，怕過充，把輸出電壓調到54.7V。這回轉綠燈時，單只電池電壓才4.165V左右。
也不差這么點容量損失，現在就這么用著呢，懶得改回去了。

問：終于看完了，雖然少了點圖，對我來說都是一樣的，即使按康兄的測試順序再測一遍也不知道是怎么回事，理論原理知道的甚少。
后面看到有54.2V輸出（記得以前測過輸出好像是54.6V=4.2V*13串鋰電），心里踏實了，
也有點感想（給我自己的）：低壓的DC-DC轉換可以玩玩，這220V的以后得慎重了，這里面太多東西不了解，再怎么業余愛好電子，也得有個尺度，要自知自明，而且這還是220V電啊，還是玩單片機等電壓低的，安全點。

不過問一下貼子里說的：”沒有1r貼片，就找了個5r1的換上“
是1r那個壞了呢？還是什么原因？

（1.外包裝箱是郵局的給套的，大的有點夸張，呵呵。2.用電烙鐵確實很少用松香，要是焊不住的用點焊錫膏。）

答：
圖少的可不是一點，是只剩下一點點。
今天先更新到這里吧，每次保存只能添加幾張圖片，多余10張就存不上，有時候還會丟幾張。
我估計也是郵局給套的標準箱，方便他們裝車。

你挺能鉆研的，對比著圖看，應該能理解，開關電源你多少應該也明白了吧。
高壓其實也不怎么危險，先在低壓測試下，沒問題了點送高壓，一般不會有什么危險。
1r貼片是給驅動電容充電限流的，可能是多次燒肖特基跳高壓過載燒毀的，具體原因不詳。

ID:103990 · 發表于 2016-2-9 20:09

好貼非常詳細謝謝了！

ID:36359 · 發表于 2016-7-15 21:24

我去可下看完了，對于樓主的專研精神很是佩服，我沒有這么專業設備（示波器）只有萬用表，我也不可能修這么復雜的東西，看了就頭疼，呵呵呵呵！真心的佩服樓主

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KA3846 48v 6a充電器檢測維修全過程

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