CN2080264U

CN2080264U - 车用交流发电机调节器

Info

Publication number: CN2080264U
Application number: CN 91214022
Authority: CN
Inventors: 戴双庆; 蔡祯德; 朱宪勇; 蔡昌玲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-01-03
Filing date: 1991-01-03
Publication date: 1991-07-03

Abstract

车用交流发电机调节器，涉及汽车，拖拉机等工程机械上与交流发电机配套使用的电压调节器，用以对蓄电池充电，包括：三角波发生电路、采样电路，占宽比调整电路，中性线控制电路，过热过压过流保护电路、驱动电路，选用集成电路块，外壳为整体金属外壳，用耐高温树脂灌封。电压调节精度高，保证输出波动范围不大于±0.1V的稳定电压，具有抛负载保护功能，匹配发电机的功率范围大，使用时不需要调整，安装方便。

Description

车用交流发电机调节器，涉及汽车、拖拉机等工程机械上与交流发电机配套的电压调节器。

汽车行驶时，发电机向蓄电池充电，蓄电池的电压要保持稳定，用电压调节器来调节发电机的输出电压，现有的调节器为电感式或晶体管式，晶体管式调节器电路如图1所示，存在如下缺点：电压调节困难，调整精度不高，调压性能不稳定，使用时需要调整分压电阻阻值，当出现蓄电池极桩接线松脱等严重抛载情况，晶体管受到大电流和高电压冲击容易损坏。这样，容易在使用中烧坏发电机。

本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种车用交流发电机集成电路电压调节器，此调节器自动调节发电机电压，且精度高、反应灵敏、寿命长，并设有性能优良的中性线控制电路。

本实用新型用无触点开关电路对发电机励磁电流进行控制，以调节发电机输出电压。

图1为晶体管式电压调节器电路图。

图3为本实用新型的车用交流发电机电压调节器电路图。图2为本实用新型电路原理图的框图。

图4为本实用新型的车用交流发电机调节器外壳图（包括正视图、侧视图、俯视图。

参见图2及图3详细说明本实用新型。图3中，本实用新型包括：其中E＋代表发电机火线引出线接点，E－代表发电机负极引出线点，N代表中性线，B^＋代表蓄电池正极，L代表充电指示灯，F接发电机励磁绕组。

a、三角波发生电路，由方波发生电路（集成块IC₁、电阻R₁、R₂、R₃、R₄和电容C₁）和积分电路（包括电阻R₆、电容C₂）组成。

b、采样电路，包括基准电路（由电阻R₁₄、二极管D₄组成）和采样信号电路（由集成块IC₃、电阻R₉、R₁₀、R₁₁、电容C₃组成。

c、占宽比调整电路（由集成块IC₃组成）。

d、驱动电路，由达林顿管（组合三极管BG₂、BG₃电阻R₁₇、R₁₈、R₂₀和二极管D₁₀组成）。

e、中性线控制电路（由集成电路块IC₄和二极管D₁、D₂、D₃、D₆、D₇，电容C₄、三极管BG₁、电阻R₅、R₇、R₁₂、R₁₃、R₁₄、R₁₅、R₁₆组成）。

f、压敏电阻MG接在火线与地线之间。

上述电路工作原理如下：

控制信号的产生：发电机工作时，首先在方波电路中（IC₃、R₁～R₃）产生振荡频率为100Hz的方形电压波，此方波经过积分电路R₆、C₂处理后变为相应的三角波，作为基准波形被送入IC₂组成的占宽比调整电路，其调整信号来源于采样电路（IC₃），由R₈、D₄组成的基准电路向IC₃提供基准电压，从B^＋采样的信号经过R₁₀和R₉组成的分压电路向IC₃提供发电机输出电压的变化信号，IC₃将变化的电压信号和基准电压进行比较，得到的比较值被送入IC₂，用以调整IC₃输出波形的占宽比。

调压过程：

发电机转速提高时，电池B^＋输出电压随着上升，分压电阻R₉R₁₀上的电压也随着升高，当电压升至超过D₄上的标准电压值时，IC₃输出一个相应升高的控制信号，从而在IC₂内产生一个脉宽比相应降低的信号，该信号通过达林顿管BG₂和BG₃，使发电机励磁电流有效值下降，从而使发电机输出电压降低。相反，发电机转速降低时，从B＋的采样信号电压随着下降，在R₁₀上端的电压也随着下降，当电压降到低于D₄上的标准电压时，IC₃输出一个相应降低的电压控制信号，从而在IC₂内产生一个脉宽比相应升高的信号，该信号通过R₁₇控制达林顿管BG₂、BG₃放大，使发电机励磁电流有效值升高，发电机输出电压升高。

上述负反馈过程在调节器内不断地进行，灵敏地控制着励磁电流，使发电机输出一个标准的稳定的电压值。此为本实用新型的一个特点。

中性线控制电路原理：

中性线控制电路的组成包括：集成块IC₄、二极管D₁、D₂、D₅、D₇D₈、电容C₄、三极管BG₁及电阻R₅、R₇、R₁₂、R₁₄、R₁₃、R₁₅、R₁₆。中性线控制电路有两种控制功能：（1）控制充电指示灯，由R₁₃、BG₁组成；（2）起动控制功能，由R₃、D₁、D₂、D₃、R₁₂组成。

中性线检测电路：由IC₄、D₈、D₇、R₁₄、C₄、R₁₅、R₁₆组成，此电路是一个比较电路，由R₁₄、D₇提供基准电压，发电机中性电压通过R₁₆送入IC₄的反相输入端，当发电机发电时，IC₄检测后输出一个低电平，当发电机停止工作，或发电机有故障不发电，IC₄则输出一个高电平。

控制充电指示灯，当发电机正常发电时，IC₄输出一个低电平，使得BG₁基极低电平，BG₁截止，充电指示灯熄灭，表示发电机正常工作；当发电机停止工作，使得发电机不发电，IC₄输出一个高电平，BG₁有基极电流，BG₁导通充电指示灯亮（表示发电机没发电）。

起动控制功能：当发动机未起动，发电机没发电时，IC₄输出一个高电平，通过D₅、R₁₂送入IC₃的反相端，使得IC₃输出一个低电平，而三角波发生电路IC₁输出的三角波经R₃、D₁、R₇决定的分压比分压后，送入IC₂的同相输入端，此分压电路决定的方波电压使得IC₂输出一个占宽比在0.1～0.5范围内的方波，此方波电压被送入驱动放大电路后控制发电机励磁线圈（点下），使发电机保持一个起动磁场；当发电机进入正常发电时，IC₄输出一个低电平，D₅反相截止，IC₃进入工作状态，同时D₂导通，使得D₁截止IC₃的控制信号直接送入IC₂同相端，此时，重复调压过程，发电机向蓄电池正常充电。

在瞬时脉冲电流出现时，接于火线与地线之间的压敏电阻MG可以在2ns内导电接地，将超过允许值的脉冲电流吸收，其吸收电流峰值可达上千安培，从而保证了调节器和发电机设备的安全。此为本实用新型的又一特点。

实施例：上述电路即为本实用新型实施例采用的电路，各主要元部件型号如下对照。

三极管二极管稳压管

BG₁： 2sD560 D₂、D₃、D₅、D₈与 D₄：5.6V

BG₂： MPSA42 D₁均为：1N4148 D₇：2V

BG₃： 2SD1309 D₉：gV

压敏电阻：MG：MYD 15 680K

外壳是长方体，外表面有凸棱，内表面是一长方体凹面容器，用于放线路板，外壳用铝铸造，底面用耐高温树脂灌封。

本实用新型由于采用了高速无触点开关电路，对电压的变化反应非常灵敏，即使电压变化的频率达100HZ以上，也能及时响应，因此能对电压波动进行准确调整，使发电机的负荷和转速在不同范围内变化时，保证输出一个波动范围不大于±0.05V的稳定电压，并且，由于有过热、过流和过压保护电路，因此能在233～358K（－40～＋85℃）温度范围内正常工作，即使出现蓄电池极桩接地松脱等严重抛载情况，各电子元件也不受损坏，同时，使用时不需调整分压电阻，安装调节方便。

Claims

1、车用交流发电机调节器，其特征在于包括：

a、三角波发生电路由方波发生电路(包括集成电路块IC₁、电阻R₁、R₂、R₃、R₄、电容C₁)和积分电路(包括R₆、C₂)组成；

b、采样电路由基准电路(包括电阻R₈、稳压管D₄)和采样信号电路(包括集成块IC₃、电阻R₁₀、R₈、R₁₁、R₁₂、电容C₃、二极管D₅)组成；

c、占宽比调整电路(集成块IC₂)；

d、驱动电路(包括组合三极管BG₂、BG₃的达林顿管和电阻R₁₇、R₁₈、R₂₀和二极管D₁₀组成)；

e、中性线控制电路(包括集成块IC₄、二极管D₁、D₂、D₅、D₈、D₇电容C₄，三极管BG₁，电阻R₇、R₁₂、R₁₃、R₁₄、R₁₅、R₁₆)；

f、压敏电阻MG，接在火线与地线之间；

当发电机工作时，方波电路产生振荡频率为100Hz的方形电压波，经积分电路处理后变为相应的三角波，作为占宽比调整的基准波被送入IC₂组成的占宽比调整电路，其调整信号来源于采样电路，由R8、D4组成的基准电路向IC₃提供基准电压，电池B⁺的电压被采样电路检测，信号经过R₉、R₁₀和C₃组成的分压电路向IC₃提供发电机输出电压的变化信号，IC₃将变化的电压信号和基准电压进行比较，得到的比较值被送入IC₂，用以调整IC₂输出波形的占宽比，再经达林顿管BG₂、BG₃放大，发电机励磁电流跟随变化，控制发电机输出电压，在瞬时脉冲电流出现时，压敏电阻MG可以导通接地，将超过允许值的脉冲电流吸收。

2、根据权利要求1的车用交流发电机调节器，其特征在于还有一外壳，外壳是长方体，其外表面有凸梭，内表面是一长方体凹面容器，用于放置线路板，外壳用金属铝整体铸造，底面为耐高温的树脂封灌。

3、根据权利要求1的车用交流发电机调节器，其特征为三极管BG1选用25D560，BG2选用MPSA42，BG3选用25D1309，二极管D₁，D₂，D₃，D₅，D₆选用IN4148，稳压管D₄选用5.6V，D₇2V，D₉9V，压敏电阻MG选用MYD15。