CN220822922U - 一种涵道式交流发电机用整流稳压器 - Google Patents
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Abstract
一种涵道式交流发电机用整流稳压器，包括一集成整流器、稳压器、DC/DC变换器的线路板；整流器包括用于将发电机输出的三相交流电转换成直流电的三相整流电路、滤波电容组件；稳压器包括用于采样从滤波电容组件输出的直流电压的采样电路、用于根据采样电路采集的直流电压调整发电机全波或半波输出至DC/DC变换器输入端的稳压控制电路；线路板为双面板，DC/DC变换器布置在线路板的一面，整流器、稳压器的各电子元器件布置在线路板的另一面；线路板长、宽尺寸均不大于60mm。本实用新型结构紧凑、集成度高，既可做成独立的模块，也可集成到发电机上，能大幅缩小长宽尺寸，适用于小型涵道式交流发电机。
Description
技术领域
本实用新型属于涵道式交流发电机技术领域，具体涉及一种涵道式交流发电机用整流稳压器。
背景技术
涵道式交流发电机利用的是涵道喷出的高速气体来发电的设备，其优点是将废弃的能量进行再生利用，缺点是这种涵道喷出的高速气体密度和风速波动范围较大，导致发电机的转速波动范围大，输出的交流电电压范围也较大，为了适应这个较大范围的电压，发电机整体体积会增大。为了适应小空间的使用环境要求，需要设计一种可全波整流与半波整流自动切换的整流稳压器。而现有涵道式交流发电机不具备全波整流与半波整流自动切换功能，且整流器和稳压器为两个独立模块，物理结构比较复杂、引线连接比较繁琐，长宽尺寸大，无法适用于小空间的使用环境中。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术的上述不足，而提供一种涵道式交流发电机用整流稳压器，集成了整流器和稳压器的功能，适用于小型涵道式交流发电机。
本实用新型的技术方案是：一种涵道式交流发电机用整流稳压器，其特征在于：包括一集成整流器、稳压器、DC/DC变换器的线路板；所述整流器包括用于将发电机输出的三相交流电转换成直流电的三相整流电路、滤波电容组件；所述稳压器包括用于采样从滤波电容组件输出的直流电压的采样电路、用于根据采样电路采集的直流电压调整发电机全波或半波输出至DC/DC变换器输入端的稳压控制电路；所述线路板为双面板，DC/DC变换器布置在线路板的一面，整流器、稳压器的各电子元器件布置在线路板的另一面；所述线路板长、宽尺寸均不大于60mm。
所述整流器输出与稳压器的输入在线路板上为印制线连接，发电机的三相引出线与线路板上的三相引出线焊盘直接焊接对应相连。所述三相整流电路包括场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4、场效应管Q5、场效应管Q6；场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3的漏极相连，并与DC/DC变换器的Vin+相连；场效应管Q1的源极S、场效应管Q4的漏极D与发电机A相引出线相连；场效应管Q2的源极S、场效应管Q5的漏极D与发电机B相引出线相连；场效应管Q3的源极S、场效应管Q6的漏极D与发电机C相引出线相连；场效应管Q4、场效应管Q5、场效应管Q6的源极相连，并与GND相连。
所述场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4、场效应管Q5、场效应管Q6均为N沟道场效应管；所述N沟道场效应管外形尺寸为5mm*6mm。
所述滤波电容组件包括并联设置的滤波电容C1、滤波电容C2，滤波电容组件的正极接到Vin+端，滤波电容组件的负极接到GND端。
所述三相整流电路的六个场效应管并行排列。
所述三相整流电路的各场效应管在线路板上设有多个过孔散热。
所述线路板为方形结构；所述线路板长不大于60mm，宽不大于47mm。
采用六个N沟道场效应管组成三相全波/半波整流电路，将发电机输出的三相交流电转换成直流电，经过两个电容滤波后输出给稳压电路，稳压电路通过采样该直流电压来调整发电机全波/半波输出，使整流后的输出电压不超过DC/DC变换器的最高输入电压，使发电机最终输出一个稳定的电压。
全波整流输出与稳压电路的输入在线路板上为印制线连接，相较于多个独立模块之间的接线柱和接线片连接，可大大节省空间。
发电机的三相引出线与线路板上的三相引出线焊盘直接焊接相连，相较于接线柱和接线片的连接，可大大节省空间。
所选N沟道场效应管耐压为250V，可通过的电流为25A，外形尺寸仅为5mm*6mm，而同样耐压和电流的二极管，只有DIP插件封装，且外形尺寸为34mm*15.5mm，远大于5mm*6mm，利用六个N沟道场效应管体二极管组成三相全波/半波整流电路，可大大节省空间。
现有的交流发电机中的整流稳压器多为整流器和稳压器为两个独立模块。其中，整流器由六个整流二极管、正负接线柱、滤波电路、支架、三相接线柱、中间绝缘板和安装孔组成，作用是将交流发电机三相绕组输出的三相交流电转换成直流电。稳压器由正负接线片、中间绝缘板、散热片、电压采样引出线、DC/DC电路模块组成，作用是将整流后的直流电压转换成稳定的28V直流。稳压器通过正负接线片、电压采样引出线与整流器的正负接线柱对应连接，整流器三相接线柱与发电机三相引出线连接，再通过安装螺钉固定在发电机上。现有连接方式比较繁琐，整流器和稳压器本身厚度加上接线柱长度，导致两者安装后厚度尺寸较大，即便是整合到一起，因耐压250V、过电流25A的整流二极管体积太大，按最优结构布置后的印制板部件长度和宽度至少有100mm，这样的大小在小型涵道式发电机上太占空间。
为了解决现有整流器和稳压器的物理结构比较复杂，长宽尺寸大、引线连接比较繁琐的技术问题，本实用新型提供了可适用于小型涵道式交流发电机的小型集成式整流稳压器。本实用新型线路板整体长仅为60mm，宽度47mm，可作为独立模块，也可通过灌封安装在发电机上。
与现有技术相比，本实用新型选用六个N沟道场效应管体二极管进行整流，每个场效应管外形尺寸仅为5mm*6mm，远小于同样耐压和电流的二极管，设计紧凑，集成度高，与发电机之间的所有连接均通过焊接的方式，能大幅缩小长宽尺寸，可以有效解决现有技术所存在的物理结构复杂、尺寸大的技术问题。
附图说明
图1为整流稳压器的结构示意图。
图2为整流稳压器的电路图。
图中，A相引出线（1）、B相引出线（2）、C相引出线（3）、电机中线N引出线（4）、场效应管Q4（5）、场效应管Q2（6）、场效应管Q5（7）、场效应管Q3（8），场效应管Q6（9）、DC/DC变换器（10）、DC/DC变换器输入正Vin+（11）、DC/DC变换器输入负Vin-（12），滤波电容C1（13）、滤波电容C2（14）、稳压控制电路（15）、28V-引出线（16）、28V+引出线（17）、场效应管Q1（18）、采样电路（19）。
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型所提供的涵道式交流发电机用整流稳压器，包括一集成整流器、稳压器、DC/DC变换器的线路板。整流器输出与稳压器的输入在线路板上为印制线连接。线路板为双面板，DC/DC变换器（10）布置在线路板的一面，整流器、稳压器的各电子元器件布置在线路板的另一面。
整流器包括用于将发电机输出的三相交流电转换成直流电的三相整流电路、滤波电容组件。稳压器包括用于采样从滤波电容组件输出的直流电压的采样电路、用于根据采样电路采集的直流电压调整发电机全波或半波输出至DC/DC变换器输入端的稳压控制电路。
三相整流电路包括场效应管Q1（18）、场效应管Q2（6）、场效应管Q3（8）、场效应管Q4（5）、场效应管Q5（7）、场效应管Q6（9）。滤波电容组件包括并联设置的滤波电容C1（13）、滤波电容C2（14），滤波电容组件的正极接到Vin+端，滤波电容组件的负极接到GND端。
N沟道场效应管Q1（18）、N沟道场效应管Q2（6）、N沟道场效应管Q3（8），N沟道场效应管Q4（5）、N沟道场效应管Q5（7）、N沟道场效应管Q6（9）、滤波电容C1（13）、滤波电容C2（14）、稳压控制电路（15）、A相引出线（1）、B相引出线（2）、C相引出线（3）、发电机中线N引出线（4）、DC/DC变换器（10）、28V+引出线（17）、28V-引出线（16）均集成在线路板上。
其中，场效应管Q1（18）、场效应管Q2（6）、场效应管Q3（8）共漏极连接；场效应管Q4（5）、场效应管Q5（7）、场效应管Q6（9）的源极相连。
场效应管Q1（18）、场效应管Q2（6）、场效应管Q3（8）、场效应管Q4（5）、场效应管Q5（7）、场效应管Q6（9）的栅极与源极相连。
场效应管Q1（18）、场效应管Q2（6）、场效应管Q3（8）共漏极连接；场效应管Q4（5）、场效应管Q5（7）、场效应管Q6（9）在线路板上并行排列，且场效应管中间焊盘在线路板上均采用九个过孔散热。
场效应管Q1（18）、场效应管Q2（6）、场效应管Q3（8）共漏极连接；场效应管Q4（5）、场效应管Q5（7）、场效应管Q6（9）的体二极管构成三相全波/半波整流电路，其功能是将发电机输出的三相交流电，转化为直流电。
滤波电容C1（13）、滤波电容C2（14）对整流后的直流电进行滤波，接入DC/DC变换器（10）的Vin+（11）和Vin-（12）引脚。
采样电路（19）、稳压控制电路（15）均为现有技术，本实用新型主要特点在于由体积小的MOS管替换二极管进行整流节省空间，和全波/半波自动切换。采样电路（19）对三相全波整流后的直流电压进行采样，输出到稳压控制电路（15）。稳压控制电路（15）接收到采样电路的输出后，对电压进行判断，当采样电压超过阀值，控制电路将Vin-（12）与GND 断开，并与发电机中线N相连，使发电机输出由全波整流转换为半波整流输出到DC/DC变换器（10）的输入端；当采样电压低于阀值，控制电路将将Vin-（12）与发电机中线N断开，并与GND相连，使发电机输出由半波整流转换为全波整流输出到DC/DC变换器（10）的输入端，以适应DC/DC变换器（10）的输入电压范围要求，从而使稳压器能够输出稳定的28V电压。
A相引出线（1）、B相引出线（2）、C相引出线（3）、发电机中线N引出线（4）与线路板上的焊盘焊接相连。
本实用新型所提供的用于小型涵道式交流发电机的整流稳压器线路板，集成了整流器和稳压器的功能，线路板整体长宽仅为60mm*47mm，实际使用中该线路板既可以做成一个独立的模块，也可以集成到发电机上，可极大的缩小产品体积。本实用新型不仅解决了原整流器和稳压器是独立模块、物理结构复杂、长宽尺寸较大、引线连接繁琐的问题，还实现了全波整流与半波整流之间的自动切换。
Claims (8)
1.一种涵道式交流发电机用整流稳压器，其特征在于：包括一集成整流器、稳压器、DC/DC变换器的线路板；
所述整流器包括用于将发电机输出的三相交流电转换成直流电的三相整流电路、滤波电容组件；
所述稳压器包括用于采样从滤波电容组件输出的直流电压的采样电路、用于根据采样电路采集的直流电压调整发电机全波或半波输出至DC/DC变换器输入端的稳压控制电路；
所述线路板为双面板，DC/DC变换器（10）布置在线路板的一面，整流器、稳压器的各电子元器件布置在线路板的另一面；所述线路板长、宽尺寸均不大于60mm。
2.根据权利要求1所述的涵道式交流发电机用整流稳压器，其特征在于：所述整流器输出与稳压器的输入在线路板上为印制线连接，发电机的三相引出线与线路板上的三相引出线焊盘直接焊接对应相连。
3.根据权利要求1所述涵道式交流发电机用整流稳压器，其特征在于：所述三相整流电路包括场效应管Q1（18）、场效应管Q2（6）、场效应管Q3（8）、场效应管Q4（5）、场效应管Q5（7）、场效应管Q6（9）；
场效应管Q1（18）、场效应管Q2（6）、场效应管Q3（8）的漏极相连，并与DC/DC变换器（10）的Vin+相连；
场效应管Q1（18）的源极S、场效应管Q4（5）的漏极D与发电机A相引出线（1）相连；
场效应管Q2（6）的源极S、场效应管Q5（7）的漏极D与发电机B相引出线（2）相连；
场效应管Q3（8）的源极S、场效应管Q6（9）的漏极D与发电机C相引出线（3）相连；
场效应管Q4（5）、场效应管Q5（7）、场效应管Q6（9）的源极相连，并与GND相连。
4.根据权利要求3所述涵道式交流发电机用整流稳压器，其特征在于：所述场效应管Q1（18）、场效应管Q2（6）、场效应管Q3（8）、场效应管Q4（5）、场效应管Q5（7）、场效应管Q6（9）均为N沟道场效应管；所述N沟道场效应管外形尺寸为5mm*6mm。
5.根据权利要求1所述涵道式交流发电机用整流稳压器，其特征在于：所述滤波电容组件包括并联设置的滤波电容C1（13）、滤波电容C2（14），滤波电容组件的正极接到Vin+端，滤波电容组件的负极接到GND端。
6.根据权利要求3所述涵道式交流发电机用整流稳压器，其特征在于：所述三相整流电路的六个场效应管并行排列。
7.根据权利要求3所述涵道式交流发电机用整流稳压器，其特征在于：所述三相整流电路的各场效应管在线路板上设有多个过孔散热。
8.根据权利要求1所述涵道式交流发电机用整流稳压器，其特征在于：所述线路板为方形结构；所述线路板长不大于60mm，宽不大于47mm。
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