根据电动自行车铅酸蓄电池的特性，当其容量为 36 V/12 Ah 时宜采用限压恒流充电方式，初始充电电流最大不宜超过 3 A，即充电器最大输出达到 43 V/3 A/129 W 即可满足。充电过程中充电电流将逐渐降低。就目前开关电源技术与开关管生产水平而言，单端开关稳压器的输出功率极限已提高到 180 W 甚至更大，输出功率 150 W 以下的单端他激式开关稳压器可靠性已达到很高水平；MOSFET 开关管的应用成功解决了开关管二次击穿难题，使开关电源可靠性进一步提升。

目前应用最广、也最早的可直接驱动 MOSFET 开关管的单端驱动器为 MC3842。MC3842 在稳定输出电压的同时还具备负载电流控制功能，因而常被称为电流控制型开关电源驱动器。用于充电器时，此功能具有独特优势：仅用极少外围元件即可实现恒压输出，同时可控制充电电流；尤其 MC3842 可直接驱动 MOSFET 管，使充电器可靠性大幅提高。由于 MC3842 应用极广，本文仅介绍其特点。

MC3842 为双列 8 脚单端输出他激式开关电源驱动集成电路，内部功能包括基准电压稳压器、误差放大器、脉冲宽度比较器、锁存器、振荡器、脉宽调制器（PWM）及脉冲输出驱动级等。其可互换同类产品较多，如 UC3842、IR3842N、SG3842、CM3842（国产）、LM3842 等。其主要特点如下：单端 PWM 脉冲输出，驱动电流 200 mA、峰值电流可达 1 A；启动电压大于 16 V，启动电流仅 1 mA 即可进入工作状态，正常工作电压 10 V～34 V、负载电流 15 mA，超过正常电压时进入欠压或过压保护状态，此时无驱动脉冲输出；内设 5 V/50 mA 基准电压源，经 2:1 分压作为取样基准电压。输出驱动脉冲既可驱动双极型晶体管也可驱动 MOSFET；驱动双极型管时宜在开关管基极接入 RC 截止加速电路并将振荡频率限制在 40 kHz 以下；驱动 MOSFET 时振荡频率由外接 RC 设定，最高可达 500 kHz。

该器件内部设过流保护输入（第 3 脚）与误差放大输入（第 1 脚）两个 PWM 控制端。误差放大器输入构成主 PWM 控制系统，过流检测输入可对脉冲逐个控制、直接控制每周期脉宽，使输出电压调整率达 0.01%/V。当第 3 脚电压大于 1 V 或第 1 脚电压小于 1 V 时，脉宽调制比较器输出高电平使锁存器复位，直至下一脉冲到来才重新置位。若利用第 1、3 脚电平关系在外电路控制锁存器开闭，使锁存器每周期仅输出一次触发脉冲，可增强抗干扰性、避免开关管误触发，可靠性得以提高。内部振荡器频率由第 4、8 脚外接电阻与电容设定，同时内部基准经第 4 脚引入外同步；当电阻设定值大于 5 kΩ 时，充电时间远大于放电时间，振荡频率近似满足 f＝1.8/RC。

由 MC3842 组成的输出功率可达 120 W 的铅酸蓄电池充电器如图 2 所示。该充电器仅开关频率部分为热地，MC3842 组成的驱动控制系统与开关电源输出充电部分均为冷地，两类接地由输入、输出变压器隔离，变压器结构简单且易实现初次级 2000 V 交流抗电强度。充电器输出电压设定为 43 V/1.8 A，需要时可将电流调定为 3 A，用于对容量较大的铅酸蓄电池（如 30 Ah）充电。

市电输入经桥式整流后形成约 300 V 直流电压。对充电器而言，桥式整流的 100 Hz 脉动电流无须滤除干净；严格来说，100 Hz 脉动电流对蓄电池充电不仅无害反而有利，可在一定程度上起到脉冲充电效果，使充电过程中蓄电池化学反应获得缓冲，防止连续大电流充电形成极板硫化；1.8 A 初始电流虽大于电池额定容量 C 的 1/10，间歇大电流亦可缓解电池温升。故滤波电容 C905 选用 47 μF/400 V 电解电容，其作用不足以滤净 120 W 负载下的纹波，而只降低整流电源输出阻抗，减小开关电路脉冲在供电电路中的损耗；C905 容量减小使整流器满负载时输出约 280 V。

U903 按 MC3842 典型应用电路作为单端输出驱动器，各脚作用及外围元件选择如下：第 1 脚为内部误差放大器输出端，误差电压经内部 D1、D2 电平移位及 R1、R2 分压后送入电流控制比较器反相输入端控制 PWM 锁存器；外接 R913（10 kΩ）、C913（0.1 μF）校正放大器频率和相位特性。第 2 脚为内部误差放大器反相输入端，正常充电时最高输出电压 43 V，外电路由 R934（16 kΩ）、VR902（470 Ω）、R904（1 kΩ）分压得到 2.5 V 取样电压，与内部 2.5 V 基准比较，通过输出脉冲占空比控制使输出电压限定在 43 V。第 3 脚为充电电流控制端，经 R902（0.56 Ω/3 W）控制充电电流，动作阈值 1 V，实现恒流充电（恒流值 1.8 A）；蓄电池充满、端电压不低于 43 V 时，隔离二极管 D908 截止、恒流控制无效，由第 2 脚控制充电电压不超过 43 V。第 4 脚外接振荡定时元件，CT 2200 pF、RT 27 kΩ、R911 10 Ω，频率约 30 kHz。第 6 脚为驱动脉冲输出端，与市电隔离由 T902 驱动开关管；Q901 若内部无保护二极管可外并 10～15 V 稳压管。第 7 脚为供电端，由蓄电池端电压降压供电（18 V）。第 8 脚为 5 V 基准输出，内部经分压为 2.5 V 作为误差检测基准。

脉冲变压器 T901 可用市售芯柱圆形、直径约 12 mm 的磁芯（芯柱对接处已设 1 mm 气隙），初级用 0.64 mm 高强度漆包线绕 82 匝，次级双线并绕 50 匝，初次级间垫 3 层聚酯薄膜。

该充电器控制驱动系统与次级充电系统均与市电隔离，且 MC3842 由待充蓄电池电压供电，无超压、过流可能；T901 次级元器件少、选合格则击穿可能性几乎为零，故可靠性极高。次级整流电容 220 μF 已够，可使初始充电电流较大时带有一定纹波而起到脉冲充电作用。由于 MC3842 属逐周控制振荡器，在开关管每个导通周期进行电压与电流控制，一旦负载过流或蓄电池端子短路，第 3 脚电压将高于 1 V、驱动脉冲立即停止；若输出电压升高使第 2 脚取样超过 2.5 V、第 1 脚低于 1 V，驱动脉冲同样被关断。无论何种情况（器件本身损坏或外围元件故障）MC3842 都不会引起输出电压升高，只是无输出或降压，此特点使开关电源负载电路极为安全。

该充电器唯一与市电输入有关的是 T901 初级与 T902 次级之间的开关电路。常见开关管损坏原因无非两点：一是双极型开关管因温升导致热击穿（对 Q901 负温度系数特性的 MOSFET 而言不存在此问题，其漏源导通电阻特性本身即具平衡导通电流的能力）；二是开关管反压过高，截止时反向脉冲尖峰易击穿开关管。本电路通过减小 C905 容量，在开关管导通的大电流状态下适当降低整流电压以缓解反压；采用中心柱为圆形的铁氧体磁芯，其漏感相对小于矩形截面磁芯，且气隙预留于中心柱而非两侧旁柱，进一步减小漏感。在满足条件下选用较高 VDS 的开关管较安全。图 2 中 Q901 为 2SK1539，VDS 900 V、IDS 10 A、功率 150 W，亦可用规格相近的其他 MOSFET 代用；若担心尖峰脉冲击穿开关管，可在 T901 初级接入 C、D、R 吸收回路。

由于该充电器初始充电电流与最高充电电压均设计在较低值，且充满电后涓流充电电流极小，基本可视为定时充电。例如 12 Ah 铅酸蓄电池约 7 小时即可充满，充满后是否断电对蓄电池与充电器影响均极小。试用中晚 8 点接入电源充电、次日早 7 点断电，手摸蓄电池与充电器外壳温度均未超过室温。