CN101005261A - 永磁发电机三相半控桥式整流稳压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种永磁发电机三相半控桥式整流稳压器，包括基准电路、取样电路、触发电路和整流电路，其特征在于：整流电路包括可控硅SCR_1～3和二极管D_1～9，其中可控硅SCR_1～3的阳极接在一起，作为永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，可控硅SCR_1～3的阴极对应接三相永磁交流发电机电枢绕组JF_1～3的首端、对应接二极管D_1～3的负极，对应接二极管D_7～9的正极，其栅极对应接二极管D_4～6的负极，二极管D_7～9的负极接在一起，作为永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，本发明直接从三相永磁交流发电机电压输出端取样，通过移相、削波、整流，转换为电压稳定的直流电，可直接驱动需用直流电的用电设施工作或给蓄电池充电。

Description

永磁发电机三相半控桥式整流稳压器

技术领域

本发明提供一种永磁发电机三相半控桥式整流稳压器，属于汽车电机电器技术领域。

背景技术

永磁交流发电机的输出电压是随转速变化而变化的，转速低时输出电压低，转速高时输出电压高，为使输出电压相对稳定，在已有的技术中，采用机械电阻法、电子短路法、电子串联法、并联可控外电阻能量随机泄放法等稳压措施。如中国专利公报1988年12月7日公告的发明专利：永磁交流发电机电子稳压器，申请号：88105250.8，主要用于无电瓶车辆永磁交流发电机输出电压的自动稳定。本发明采用了并联可控外电阻能量随机泄放原理，主要由负载电流检测电路、控制开关、门限电压控制电路、功率开关、功率电阻等五部分组成，这种稳压方法采用并联可控外电阻能量随机泄放法，浪费能量，电子稳压器温升高，其使用性能有待于进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，设计一种电路设计简单、工作可靠、稳压性能良好、具有节能稳压作用的永磁发电机三相半控桥式整流稳压器。其技术内容为：

包括基准电路、取样电路、触发电路和整流电路，其特征在于：整流电路为三相半控桥式整流电路，由第一可控硅SCR₁、第二可控硅SCR₂、第三可控硅SCR₃和第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃、第四二极管D₄、第五二极管D₅、第六二极管D₆、第七二极管D₇、第八二极管D₈、第九二极管D₉组成，第一可控硅SCR₁、第二可控硅SCR₂、第三可控硅SCR₃的阳极接在一起，作为永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，第一可控硅SCR₁的阴极接第一二极管D₁的负极、第七二极管D₇的正极和第一电枢绕组JF₁的首端B，第二可控硅SCR₂的阴极接第二二极管D₂的负极、第八二极管D₈的正极和第二电枢绕组JF₂的首端C，第三可控硅SCR₃的阴极接第三二极管D₃的负极、第九二极管D₉的正极和第三电枢绕组JF₃的首端D，第一可控硅SCR₁的栅极接第四二极管D₄的负极，第二可控硅SCR₂的栅极接第五二极管D₅的负极，第三可控硅SCR₃的栅极接第六二极管D₆的负极，第一电枢绕组JF₁、第二电枢绕组JF₂、第三电枢绕组JF₃为完全相同的三个电枢绕组，相位差为120°，尾端接于一点O，第七二极管D₇、第八二极管D₈、第九二极管D₉的负极接在一起，作为永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端；

基准电路由第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第一稳压管D_W1、第二稳压管D_W2组成，第一电阻R₁的一端接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，第一电阻R₁的另一端接第二电阻R₂的一端、第三电阻R₃的一端、第四电阻R₄的一端，第二电阻R₂的另一端接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，第三电阻R₃的另一端经过第一稳压管D_W1、第二稳压管D_W2接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄的连接处A作为基准电路输出端接取样电路；

取样电路由第一电容C₁、第四电阻R₄、第三稳压管D_W3、第五电阻R₅、第一三极管T₁组成，第一电容C₁的一端和第一三极管T₁的发射极接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，第一电容C₁的另一端接第四电阻R₄的另一端和第三稳压管D_W3的一端，第三稳压管D_W3的另一端经第五电阻R₅接第一三极管T₁的基极，第一三极管T₁的集电极作为取样电路输出端接触发电路；

触发电路由第二三极管T₂、第四稳压管D_W4、第二电容C₂、第六电阻R₆、第七电阻R₇、第八电阻R₈组成，其中第二三极管T₂的发射极、第四稳压管D_W4的一端、第二电容C₂的一端接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，第二三极管T₂的集电极经第八电阻R₈分别接第四二极管D₄、第五二极管D₅、第六二极管D₆的正极，第二三极管T₂的基极与第一三极管T₁的集电极、第六电阻R₆的一端接在一起，第六电阻R₆的另一端接第四稳压管D_W4的另一端、第二电容C₂的另一端、第七电阻R₇的一端，第七电阻R₇的另一端分别接第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃的正极。

其工作原理为：当发电机低速运转时，由于转速低，输出电压U也低，小于目标稳压值U₀，第一三极管T₁的发射极与A点的电压小于第三稳压管D_W3的击穿电压，第一三极管T₁处于截止状态，由于第四稳压管D_W4、第二电容C₂为第二三极管T₂提供正向偏压，第二三极管T₂的发射极与基极之间的电压大于0.7V，因此第二三极管T₂导通，集电极电流通过第八电阻R₈以及第四二极管D₄、第五二极管D₅、第六二极管D₆分别向第一可控硅SCR₁、第二可控硅SCR₂、第三可控硅SCR₃的栅极提供触发电流，使可控硅导通，第一可控硅SCR₁、第二可控硅SCR₂、第三可控硅SCR₃与第七二极管D₇、第八二极管D₈、第九二极管D₉构成三相桥式整流电路，输出直流电。

随着发电机转速的升高，输出电压U也随着升高，第一三极管T₁发射极与A点的电压也升高，当输出电压U大于设定的目标稳压值U₀时，第一三极管T₁发射极与A点的电压大于第三稳压管D_W3的击穿电压，第一三极管T₁由截止变为导通，第一三极管T₁导通后，发射极与集电极之间的电压为0.2V～0.3V，小于第二三极管T₂发射极与基极之间的门槛电压0.7V，第二三极管T₂由导通变为截止，不再向第一可控硅SCR₁、第二可控硅SCR₂、第三可控硅SCR₃的栅极提供触发电流，可控硅延时至无正向电压时截止，三相半控桥式整流电路瞬时断开，形成开路，输出电压U下降，第一三极管T₁发射极与A点的电压也下降，当输出电压U低于设定的目标稳压值U₀时，第一三极管T₁截止，第二三极管T₂导通，可控硅再次导通，三相桥式整流电路恢复工作，当输出电压U再升高，大于设定的目标稳压值U₀时，第三稳压管D_W3再击穿，第一三极管T₁再导通，第二三极管T₂再截止，周而复始，第一三极管T₁、第二三极管T₂反复处于通断状态，保证发电机输出电压稳定的直流电。

本发明与现有技术相比，直接从三相永磁交流发电机电压输出端取样，通过移相、削波、整流，使输出电压稳定在14±0.5V之间，用作汽车发动机带动的永磁交流发电机三相半控桥式整流稳压器，可直接驱动需用直流电的用电设备工作或给蓄电池充电，具有电路设计简单、工作可靠、稳压性能良好、电能消耗少、输出功率高等优点。

附图说明

图1是本发明实施例的电路图。

具体实施方式

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈电阻；R负载；C₁、C₂电容；D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆、D₇、D₈、D₉二极管；D_w1、D_w2、D_w3、D_w4稳压管；T₁、T₂三极管；SCR₁、SCR₂、SCR₃可控硅；JF₁、JF₂、JF₃交流发电机完全相同的三个电枢绕组；A点为电阻R₁、R₂、R₃、R₄的连接处；B为第一电枢绕组JF₁的首端，C为第二电枢绕组JF₂的首端，D为第三电枢绕组JF₃的首端，O为第一电枢绕组JF₁、第二电枢绕组JF₂、第三电枢绕组JF₃的尾端连接处。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

整流电路为三相半控桥式整流电路，由第一可控硅SCR₁、第二可控硅SCR₂、第三可控硅SCR₃和第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃、第四二极管D₄、第五二极管D₅、第六二极管D₆、第七二极管D₇、第八二极管D₈、第九二极管D₉组成，第一可控硅SCR₁、第二可控硅SCR₂、第三可控硅SCR₃的阳极接在一起，作为永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，第一可控硅SCR₁的阴极接第一二极管D₁的负极、第七二极管D₇的正极和第一电枢绕组JF₁的首端B，第二可控硅SCR₂的阴极接第二二极管D₂的负极、第八二极管D₈的正极和第二电枢绕组JF₂的首端C，第三可控硅SCR₃的阴极接第三二极管D₃的负极、第九二极管D₉的正极和第三电枢绕组JF₃的首端D，第一可控硅SCR₁的栅极接第四二极管D₄的负极，第二可控硅SCR₂的栅极接第五二极管D₅的负极，第三可控硅SCR₃的栅极接第六二极管D₆的负极，第一电枢绕组JF₁、第二电枢绕组JF₂、第三电枢绕组JF₃为完全相同的三个电枢绕组，相位差为120°，尾端接于一点O，第七二极管D₇、第八二极管D₈、第九二极管D₉的负极接在一起，作为永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端；

基准电路由第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第一稳压管D_W1、第二稳压管D_W2组成，第一电阻R₁的一端接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，第一电阻R₁的另一端接第二电阻R₂的一端、第三电阻R₃的一端、第四电阻R₄的一端，第二电阻R₂的另一端接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，第三电阻R₃的另一端经过第一稳压管D_W1、第二稳压管D_W2接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄的连接处A作为基准电路输出端接取样电路；

取样电路由第一电容C₁、第四电阻R₄、第三稳压管D_W3、第五电阻R₅、第一三极管T₁组成，第一电容C₁的一端和第一三极管T₁的发射极接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，第一电容C₁的另一端接第四电阻R₄的另一端和第三稳压管D_W3的一端，第三稳压管D_W3的另一端经第五电阻R₅接第一三极管T₁的基极，第一三极管T₁的集电极作为取样电路输出端接触发电路；

触发电路由第二三极管T₂、第四稳压管D_W4、第二电容C₂、第六电阻R₆、第七电阻R₇、第八电阻R₈组成，其中第二三极管T₂的发射极、第四稳压管D_W4的一端、第二电容C₂的一端接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，第二三极管T₂的集电极经第八电阻R₈分别接第四二极管D₄、第五二极管D₅、第六二极管D₆的正极，第二三极管T₂的基极与第一三极管T₁的集电极、第六电阻R₆的一端接在一起，第六电阻R₆的另一端接第四稳压管D_W4的另一端、第二电容C₂的另一端、第七电阻R₇的一端，第七电阻R₇的另一端分别接第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃的正极。

Claims (1)

1、一种永磁发电机三相半控桥式整流稳压器，包括基准电路、取样电路、触发电路和整流电路，其特征在于：整流电路为三相半控桥式整流电路，由第一可控硅(SCR₁)、第二可控硅(SCR₂)、第三可控硅(SCR₃)和第一二极管(D₁)、第二二极管(D₂)、第三二极管(D₃)、第四二极管(D₄)、第五二极管(D₅)、第六二极管(D₆)、第七二极管(D₇)、第八二极管(D₈)、第九二极管(D₉)组成，第一可控硅(SCR₁)、第二可控硅(SCR₂)、第三可控硅(SCR₃)的阳极接在一起，作为永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，第一可控硅(SCR₁)的阴极接第一二极管(D₁)的负极、第七二极管(D₇)的正极和第一电枢绕组(JF₁)的首端(B)，第二可控硅(SCR₂)的阴极接第二二极管(D₂)的负极、第八二极管(D₈)的正极和第二电枢绕组(JF₂)的首端(C)，第三可控硅(SCR₃)的阴极接第三二极管(D₃)的负极、第九二极管(D₉)的正极和第三电枢绕组(JF₃)的首端(D)，第一可控硅(SCR₁)的栅极接第四二极管(D₄)的负极，第二可控硅(SCR₂)的栅极接第五二极管(D₅)的负极，第三可控硅(SCR₃)的栅极接第六二极管(D₆)的负极，第一电枢绕组(JF₁)、第二电枢绕组(JF₂)、第三电枢绕组(JF₃)为完全相同的三个电枢绕组，相位差为120°，尾端接于一点(O)，第七二极管(D₇)、第八二极管(D₈)、第九二极管(D₉)的负极接在一起，作为永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端；

基准电路由第一电阻(R₁)、第二电阻(R₂)、第三电阻(R₃)、第一稳压管(D_W1)、第二稳压管(D_W2)组成，第一电阻(R₁)的一端接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，第一电阻(R₁)的另一端接第二电阻(R₂)的一端、第三电阻(R₃)的一端、第四电阻(R₄)的一端，第二电阻(R₂)的另一端接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，第三电阻(R₃)的另一端经过第一稳压管(D_W1)、第二二稳压管(D_W2)接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的负极端，第一电阻(R₁)、第二电阻(R₂)、第三电阻(R₃)、第四电阻(R₄)的连接处(A)作为基准电路输出端接取样电路；

取样电路由第一电容(C₁)、第四电阻(R₄)、第三稳压管(D_W3)、第五电阻(_R5)、第一三极管(T₁)组成，第一电容(C₁)的一端和第一三极管(T₁)的发射极接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，第一电容(C₁)的另一端接第四电阻(R₄)的另一端和第三稳压管(D_W3)的一端，第三稳压管(D_W3)的另一端经第五电阻(R₅)接第一三极管(T₁)的基极，第一三极管(T₁)的集电极作为取样电路输出端接触发电路；

触发电路由第二三极管(T₂)、第四稳压管(D_W4)、第二电容(C₂)、第六电阻(R₆)、第七电阻(R₇)、第八电阻(R₈)组成，其中第二三极管(T₂)的发射极、第四稳压管(D_W4)的一端、第二电容(C₂)的一端接永磁发电机三相半控桥式整流稳压器的正极端，第二三极管(T₂)的集电极经第八电阻(R₈)分别接第四二极管(D₄)、第五二极管(D₅)、第六二极管(D₆)的正极，第二三极管(T₂)的基极与第一三极管(T₁)的集电极、第六电阻(R₆)的一端接在一起，第六电阻(R₆)的另一端接第四稳压管(D_W4)的另一端、第二电容(C₂)的另一端、第七电阻(R₇)的一端，第七电阻(R₇)的另一端分别接第一二极管(D₁)、第二二极管(D₂)、第三二极管(D₃)的正极。

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