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[电动]松下7410原装充电器EZ0L21原理简单分析及不完美220V改造 [复制链接]

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离线fm007
 

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— 本帖被 發騷友 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2017-10-08) —
前面发了一贴求改造方法,貌似还没有人做过,见原贴:http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2235342
首先秀一下收到的7410哈,用海淘一号在日亚买的,报价740人民币+65运费,走的包税路线,后面说超重加了105的运费,然后安全送到,电池都在,(现在好像不让买了,说是不能运)

崭新的箱子:


安静躺着:


型号:


两块原装电池:


今天的主角,这么新,如果只能用110V岂不是蛋疼?


反面来一张:


近看坑爹的AC100V :


不像EZ0L10一样“挂羊头卖狗肉”,说好的AC100V专用,居然220V下无压力使用
还是EZ0L21实事求是,说是100V就是100V,不欺骗。
100V专用的充电器,在国内使用时还要拖一个变压器,终究是存在很多的不便,作为半个完美主义者,决定开始拆机。

打开后,很整齐,正面,不知道又没人注意到有没什么奇怪,这是我已经改过的图片:


背面(也是改过后的),因为还在试用,所以焊接比较随意:


看看限制它只能在110V工作的第一道关卡,因为没拆前的图片没拍,所以只有这个拿下来的图片了:


270V的压敏电阻,200V 150uF的主电容,注定直接插220V会爆保险和压敏(压敏可能)
本以为和很多宽范围开关电源一样,直接换掉这两个元件就可以让它工作在220V,于是某宝下单买了470V的压敏电阻和400V的电容(电容参数是400V
82uF)
电容和压敏电阻:



换上后,也没想其他的,装好电路板和盒子,直接就插上了220V准备开始使用的,结果坑爹的插上没反应,只有那个绿色的LED亮度很低地快速闪烁,电池放了半天没一点反应,看来这个还是急不得,晚上拿来了示波器万用表,开始研究电路。

经过“认真”研究,对这个电路板有了初步的了解,画出了该电路的基本框架:



大概介绍一下关键信息:
1、主变压器有四个绕组,其中高压侧两个,低压侧两个,高压侧一个主绕组,一个PWM-IC供电辅助绕组;低压侧一个主充电绕组,一个外围控制电路供电辅助绕组;
2、PWM芯片反馈信号来自于两路信号:主充电绕组的整流后的输出电压以及电流闭环的输出值,取其中较大者。没有电池或是单片机未启动时,电流闭环不起作用,主充电绕组的整流电压参与反馈,限制输出电压最高大概在14V左右;检测到电池插入后,电流环起作用;
3、高压辅助电源电压过压点为28V左右;
4、由于充电电流和功率较大,低压侧辅助电源的整流电压会受是否充电影响非常大,所以采用了两级稳压,第一级由三极管和稳压管构成,稳压到12V左右,供运放和一些其他外围使用;第二季稳压由LDO构成,输出5V供给单片机和基准电压使用;
5、电流采样放大和控制部分由一片358双运放构成,一个运放放大电流采样值,另一个运放负责PID跟踪电流;
6、电流参考部分有点意思,为了降低成本,也由于电流控制精度要求不高,采用了电阻和三极管阵列构成了模拟的DA;
7、主单片机检测电池、温度、控制充电电流、判断电池类型等;
8、似乎没有什么了;

理论上电路结构是对输入电压不敏感的,既然无法使用,那就要来开始测试来判断原因。
直接通电220V,测试各个整流电压(PWM-IC、充电、单片机)发现,单片机供电电压周期性跌落,其余两组电压正常(不太记得了,印象中是这样),所以单片机不停重启;
由于充电侧电压正常稳定在12V左右,所以考虑了一个最简单的办法,由于充电电压和单片机供电电压通过电流采样电阻连接在一起,如果暂不考虑电流采样精度,直接将充电侧电压通过一个二极管串联到单片机绕组整流后的正极,待机状态下单片机会从充电绕组获得电源,在充电时由于初级电流增加,单片机绕组可以通过自身获取工作电压,二极管会反偏关断,不会对充电电流检测产生影响,嗯,看着就很完美,就增加一个元件,开干:



从充电整流侧电源正极接一个二极管到控制电源整流侧正极,看着真是简单清爽。
直接通电测试,指示灯没有微亮闪烁了,有戏啊,激动中。。。。
马上插上电池,嗯,充电器绿灯开始每隔一秒闪烁,看充电器上面的指示图,好像是提示实用充电(电量达到80%)已经完成了,下一步快速闪烁就是完全充好了,耐心等了5分钟,此时还在兴奋中,还是一样闪烁,忍不住了,拿下电池测量,发现电压居然只有3.6xxV,WTF,充电器还是没有正常工作。

看来这个方法不太靠谱啊,冷静下来再次通电测试,发现这次单片机电源还是在一定时间内跌落,但是有电的周期比之前长很多(后面推知应该是刚启动充电就断电了)。

此处省略10分钟的分析过程。。。。。

因为最开始没接二极管的时候,单片机重启,我测量过反馈光耦的二极管端电压,发现是整流电压升到了限制值后控制PWM芯片正常关断,类似于进入了芯片的Burst模式一样,就是开关管导通几下,充电整流电压就已经足够高了,然后开关管直接关断,等整流电压下降到一定程度,开关管再接着导通,这样周而复始。看来最开始导致单片机频繁重启的原因就是供电不足了,很容易就想到如果给充电整流回路增加一个负载电阻,加快它的电压下降速度,那么开关管就会工作更勤奋,单片机就不会缺电了,于是拆掉二极管,在充电整流侧接上了一个1206的1k欧电阻,果然,和二极管所起到的效果相同,由于二极管可能会对电流采样带来影响,所以干脆就保留了使用这个负载电阻。
跑偏了一点,接着回到刚才的问题,这次单片机还是重启,我又重新测量了反馈光耦的二极管端电压,发现反馈支路并没有控制PWM-IC关断,于是回到了检查高压侧,测量了高压侧PWM-IC的供电电源和反馈电压,翻看UC3863G的ds,发现问题很有可能出在PWM-IC的过电压保护上,也即充电的时候由于初级电流增加,导致高压侧辅助电源绕组所产生的电压偏高,进而导致芯片触发过电压保护,知道原因就好处理了。
由于PWM-IC的工作电流很小,考虑在高压侧辅助电源的整流回路上,串接一个电阻,以此来降低PWM-IC的等效电压。在回路中串联了一个680Ohm的电阻后,再次通电测试,嗯,不错,几路电源都正常。

接着插上了电池测试,Woo,绿色指示灯常亮了,按照外壳提示,说明正在充电,偶也,可以用在220V啦:

(看到这幅图,我的心情真是好!

由于充电时电流比较大,不是太放心,在充电时又认真测量了各个整流侧的电压,发现PWM-IC和充电电源的电压都OK,唯独单片机控制电源电压居然达到了60V,这个电容参数是50V/100uF,日化电容果然是牛。。。
想到这个电容总是超压使用肯定有风险,为了能够长时间使用必须要换掉这个电容,由于在家里,找半天没有找到合适的,突然想起拆的高压侧主电容参数是200V/150uF,大是大了点,但是安全啊,果断换上。

看拆下来的坚强电容,电压图片看不到,是50V:


换上后,杠杠的,位置刚刚好:


至此,改造完成!目前稳定工作两块电池

目前未知的可能存在的问题:
1、单片机一级稳压的三极管耐压是否足够,暂时没有查到该芯片的资料 Marking:第一行DE 第二行556,原理判断是NPN;
2、不知道是否可以充7.2V电池,理论上没问题;

具体改装的地方:
1、ROUT3:0欧姆(0603)->680欧姆(0805)
2、ZOUT3处(充电主电容)并联1206 1k欧姆电阻
3、CIN电容由200V 150uF KXG(15*25)换成400V 82uF KXG(18*25)
4、ZNR由271换为471
5、控制电源电容(标号盖住了看不清楚),由50V 100uF换为200V 150uF,这个是就地取材

如图所示:




PS:
1、发帖仅作为交流,以此带来的任何后果本人概不负责;
2、由于目前不明确是否稳定,请勿商用。
3、按道理,拆变压器,增加初级匝数应该是最靠谱的办法。
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adsnet M币 +8 謝謝分享,请教楼主是不是所有的EZ0L10都可以可以直插220V吗?还有版本区别吗? 10-13
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newnet1234 M币 +20 謝謝分享,直看得我提心吊胆的,这主开关管也很坚强而且动作灵敏 10-09
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在线digifix

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全桥整流改成半波整流如何?

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感觉走弯路了,应该有更简单的方法
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离线fm007

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5448:全桥整流改成半波整流如何?
 (2017-10-07 15:13) 回 5448 的帖子

平均电压降低,但是峰值电压还是很高,空载应该还是会重启
可以试试
离线天狼十三

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5448:全桥整流改成半波整流如何?
 (2017-10-07 15:13) 回 5448 的帖子

上安规直接降压会不会更简单?
洋垃圾博世充电器就是这么改的
离线bass

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沙发,前排膜拜大婶
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fm007:平均电压降低,但是峰值电压还是很高,空载应该还是会重启
可以试试 (2017-10-07 15:21) 

如果实验成功,给个通知,以后就有路子可走了

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离线fm007

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buyuliang:感觉走弯路了,应该有更简单的方法 (2017-10-07 15:20) 回 buyuliang 的帖子

改个电阻,加个电阻,应该不算麻烦了
确实不知道是否有更简单办法,所以在此抛砖引玉
离线fm007

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digifix:动手党的福音 (2017-10-07 15:09) 回 digifix 的帖子

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