CN200976560Y - 重载汽车电压调节器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及的一种重载汽车电压调节器，包含电压调节部分、瞬态过电压保护部分和故障过电压保护部分，所述的故障过电压部分包括：一个电压取样电路，连接在发电机输出端B+与地之间；一个延时电路，其中电阻一端接晶体管的极电极，一端接稳压二极管的输出，输入与二极管的输入连接；一个可控硅控制电路，可控硅的阳极与瞬态过电压保护部分的电压取样电路中的晶体管的基极连接，阴极接地，控制极接二极管的输出。本实用新型相比于普通继电器电压调节器，过压保护响应快，适应温度范围宽、使用寿命长、体积小。克服了现有技术继电器参数一致性差的不足。可从根本上解决汽车发电机输出电压瞬态过电压失去控制，故障过电压殃及汽车电气设备被损坏问题。

Description

重载汽车电压调节器
技术领域
本实用新型涉及一种用于汽车发电机的电输出管理器件，具体地说，本实用新型涉及一种通过采样交流发电机的输出电压，经内部逻辑电路判断结果来控制转子绕组的电流，继而调节磁场强度来控制发电机输出的重载汽车和特种车辆的电子调节器。
背景技术
随着汽车交流发电机的广泛使用，在发电机中起输出电压调节作用的调节器也得到不断发展，尤其是比机械式电压调节器体积更小，调节更精确，性能更可靠的电子电压调节器，几乎在所有车用发电机中得到了广泛使用。但随着汽车技术的不断发展，车辆配备的电器电子设备越来越多、越来越复杂，价值也越来越贵，对发电机的输出功率要求也越来越高(5KW～10KW)，抗干扰能力也越来越强，可靠性和保护的要求也越来越高，特别是对重车和特种车辆外围电器设备的保护。在现有技术中，中国专利号96208367.4，公开(公告)号为CN2281041，公开了一种名称为“高效汽车电压调节器”的实用新型专利。它主要由自动控制电路、电压控制继电器、接插电极、自动电压控制电路组成。该装置利用齐纳管反向击穿特性，通过电子线路控制继电器，断开发电机励磁线圈来控制电压。该自动控制电路自动调压失控后，对后续电路没有保护。由于现有技术中采用继电器来作为瞬态过电压保护的瞬态过电压保护(≤0.1S)的短路电流很大，需要继电器触点有很高的耐压、线圈有较高的熔点，其缺陷是响应速度慢、温度适应范围窄，而且制造成本高、体积大，装配困难。继电器触点吸合本身属机械动作，易磨损，使用寿命短。由于耐大电流的继电器线圈在低温的时候达到-40℃很难，要达到这一要求必然体积大，体积大带来的问题是安装空间和安装上的困难。而且该继电器是很特殊通用化程度极低的产品，是需要专门设计和制造的高成本元件。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术继电器瞬态过电压保护带来的温度范围窄、响应速度慢、机械寿命短、成本高、体积大、装配困难的不足之处，提供一种工作可靠性高，使用寿命长，适应温度范围宽、响应速度快，能够有效防止重载汽车发电机输出电压瞬态过电压失去控制，故障过电压不殃及汽车电气设备被损坏的重载汽车电压调节器。
本实用新型实现上述目的的技术解决方案是：一种重载汽车电压调节器，包含电压调节部分、瞬态过电压保护部分和故障过电压保护部分，其特征在于所述的故障过电压部分包括：
一个电压取样电路，连接在发电机输出端B+与地之间；
一个延时电路，其中电阻一端接晶体管的集电极，一端接稳压二极管的输出，输入与二极管的输入连接；
一个可控硅控制电路，可控硅的阳极与瞬态过电压保护部分的电压取样电路中的晶体管的基极连接，阴极接地，控制极接二极管的输出。
本实用新型相比于现有技术，具有如下有益效果。
电路简捷、可靠性高、控制电压可调，具有系统出现故障过电压保护和瞬态过电压保护功能，装配简单、调试方便、通用性强，一致性好。其中采用的高速可控硅来保护瞬态过电压，对于调试过程来说，简化了电路，节约了成本，同时也节约了时间。针对瞬态过电压保护使用的器件而言，高速可控硅的温度范围可达-40℃～125℃、毫秒级时间响应。相比于普通继电器电路保护的电压调节器，过压保护响应快，适应温度范围宽、使用寿命长、体积小、装配方便。其中采用的可控硅故障过压保护控制电路克服了现有技术继电器参数一致性差的不足。可从根本上解决汽车发电机输出电压瞬态过电压失去控制，故障过电压殃及汽车电气设备被损坏问题。
附图说明
为了进一步说明而不是限制本实用新型的上述实现方式，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施范围之中。
图1是本实用新型的电压调节器的构造结构连接关系图。
图2是本实用新型的过压保护电路的组成方框图。
图3是本实用新型的瞬态过压保护电路结构图。
具体实施方式
图1描述了连接于硅整流发电机输出端，由电压调节电路、瞬态过电压保护电路和故障过电压保护电路三部分组成的重载汽车电压调节器连接关系。其中虚线框图中示出的本装置的电压调节电路、瞬态过电压保护电路连接于硅整流发电机输出端的公共节点D+，故障过电压保护电路连接瞬态过电压保护电路，并连接于硅整流发电机输出端的另一公共节点B+。
其中，所述的电压调节电路包括：一个电压取样电路，用于输出电压的调整；一个组合开关电路，用于对发电机输出电压的检测，对负载部分进行控制相位补偿电路的电容侧与电压取样的一个输出端相连，相位补偿电路的电阻侧与晶体管的发射极E相连；一个相位补偿电路，其中电阻和电容器是串联连接的。
所述的瞬态过电压保护电路包括：一个电压取样电路1，用于对发电机输出端D+的监测，输出接滤波放大电路；一个滤波放大电路，使发电机输出端D+与发电机输出端B+通过继电器有机结合；一个充放电电路，连接在发电机输出端D+与地之间，给可控硅构成放电回路，也是让可控硅保护后完全关断电流能否重新工作的关键电路；一个电压取样电路2，连接在发电机输出端D+与地之间；一个放大电路，其中一个晶体管基极B与上述的取样电路输出连接，发射极E接地，集电极C接另一个晶体管的基极；一个可控硅控制电路1，其中可控硅阳极接发电机输出端D+，阴极K接地，控制极G接放大电路晶体管的集电极；一个延时电路1，其中一端接在可控硅的控制极G，一端接地。
在图2中，所述电压保护电路含有瞬态过电压保护电路和故障过电压保护电路二部分。故障过电压保护电路包含电压取样电路3，延时电路2，可控硅控制电路2以及和瞬态过压保护共用的放大电路、可控硅控制电路1和延时电路1，相互的连接关系是以D+和B+为主线顺次连接。
在图3所示的瞬态过电压保护电路图中。本实施方式中提及的可控硅保护虽然在很多场合都有应用，但在可控硅保护后要让其恢复正常状态却是一个难点。本实施例瞬态过电压保护的原理是：连接在发电机输出端D+处的电阻R9和二极管V12、电阻R10、电阻R构成了取样电路。跨接于地线与电阻R10、电阻R的电容C3防止晶体管D5误动作起滤波作用。连接在晶体管D5的基极和地之间的电容C12消除纹波电压来保护晶体管D5提高可靠性。当发电机正常发电时，晶体管D5动作驱动继电器工作，续流二极管V13对于感性负载产生的反向电动势起到续流保护作用，继电器触点J’处断开。以上所述电容、晶体管和继电器构成了滤波放大电路。继电器触点J’处断开后B+与D+之间处于等电位，电阻R13、电阻R14、电阻R15没有电流流过。电阻R16、稳压二极管V4、二极管V9、电阻R17串联电路和连接晶体管D6基极的电容C14和晶体管D6构成了取样电路2，取样的参数由电阻R16和电阻R17来决定，延时电路中的电容C6起到延时作用。接地二极管V2为续流二极管，当电压取样电路2检测到瞬态电压超过设定的电压值时，晶体管D6动作通过电阻R18和电阻R21和电容C13串并联电路推动晶体管D3动作。晶体管D3通过电阻R19和电阻R20和电容C7串并联电路触发高速可控硅D8动作，可控硅D8动作后D+电压接近为0，在可控硅的两端有0.7V的压差，这样B+与D+之间形成一个电势差，B+对充放电电路上电容C4、电容C5瞬时充电，继电器停止工作，继电器触点J’处吸合，对可控硅D8构成放电回路，让可控硅完全放电后，无电流流过使可控硅完全关断，关断后D+电位恢复正常，发电机重新开始发电，下次瞬态过电压再来的时候重复上面的工作，起到瞬态保护的作用。

Claims (3)

1.一种重载汽车电压调节器，包含电压调节部分、瞬态过电压保护部分和故障过电压保护部分，其特征在于所述的故障过电压部分包括：
一个电压取样电路，连接在发电机输出端B+与地之间；
一个延时电路，其中电阻一端接晶体管的集电极，一端接稳压二极管的输出，输入与二极管的输入连接；
一个可控硅控制电路，可控硅的阳极与瞬态过电压保护部分的电压取样电路中的晶体管的基极连接，阴极接地，控制极接二极管的输出。
2.根据权利要求1所述的电压调节器，其特征在于，所述的电压调节部分包括：
一个电压取样电路，用于输出电压的调整
一个组合开关电路，用于对发电机输出电压的检测，对负载部分进行控制相位补偿电路的电容侧与电压取样的一个输出端相连，相位补偿电路的电阻侧与晶体管的发射极E相连。
一个相位补偿电路，其中电阻和电容器是串联连接的。
3.根据权利要求1所述的电压调节器，其特征在于，所述的瞬态过电压保护部分包括：
一个电压取样电路，用于对发电机输出端D+的监测，输出接滤波放大电路；
一个滤波放大电路，使发电机输出端D+与发电机输出端B+通过继电器有机结合；
一个充放电电路，连接在发电机输出端D+与地之间，给可控硅构成放电回路，也是让可控硅保护后完全关断电流能否重新工作的关键电路；
一个电压取样电路，连接在连接在发电机输出端D+与地之间；
一个放大电路，其中晶体管基极B与上述的取样电路输出连接，发射极E接地，集电极C接晶体管的基极；
一个可控硅控制电路，其中可控硅阳极A接发电机输出端D+，阴极K接地，控制极G接放大电路晶体管的集电极
一个延时电路，其中一端接在可控硅的控制极G，一端接地。
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Denomination of utility model: Voltage regulator for heavy-loading automobile

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