CN2439141Y - 带激磁二极管的硅整流交流发电机电子调节器 - Google Patents

Abstract

一种用于带激磁二极管的硅整流交流发电机的电子调节器,该调节器由传统的电压控制电路和专门设计的发电机在它激方式下起作用的它激电路组成,它激电路在它激方式下可以有效地降低调节器的压降,使发电机的起始充电转速下降。传统电路只负责自激发电时的电压控制,因此可以选择压降低的调整管。本实用新型与现有技术相比,调节器的功耗大幅度下降,可使发电机的起始充电转速下降,最大输出电流提高。

Description

带激磁二极管的硅整流交流发电机电子调节器

本实用新型涉及一种交流发电机的电压调节装置，特别是带激磁二极管的硅整流交流发电机的输出电压调节装置。

在现代汽车工业中，如图1所示，交流发电机经常采用11管硅整流器，即在原有的6只硅整流二极管的基础上加装2只中性点二极管和3只激磁二极管，中性点二极管的目的是充分利用星型(Y)连接的发电机中性点电压以提高其输出功率。而激磁二极管，既可用来向发电机激磁绕组进行自激，又能利用充电指示灯2显示发电机的工作状态，还可为在汽车电气系统加装过压保护装置提供方便。因此，有不少汽车特别是小轿车采用这种形式。

这种发电机的工作原理如下：当交流发电机不工作，接通点火开关1，发电机的激磁方式为它激，此时充电指示灯点亮，激磁电流的路径为：蓄电池正极“B+”→点火开关1→充电指示灯2→发电机接柱“D+”→激磁绕组→调节器“F”→调整管T₂→发电机接柱“E”→蓄电池负极。

当交流发电机工作并向外电路供电时，由于此时发电机输出端“B+”与激磁二极管输出端“D+”的电压都等于充电电压，因此，充电指示灯2因两端压降为零而熄灭，指示发电机开始自激发电，此时激磁电流从“D+”供给。

从上述分析可见，当发电机的激磁方式为它激时，激磁电流较小，造成发电机的起始充电转速(即发电机开始向蓄电池供电时的转速)较高，从它激方式激磁电流的路径看，在充电电路确定的前提下，降低调节器T₂的压降是增大激磁电流、降低起始充电转速的唯一方法。传统的调节器电路不包括虚线部分，T₂作为调整管，设计时主要考虑发电机自激发电时对较大的激磁电流的控制，一般选择大功率达林顿管或中功率三极管与大功率三极管复合，它导通所需电压与单管相比要高，因此，在发电机不转，激磁方式为它激时调节器的压降较大，起始充电转速较高，故该电路并不理想。由于该电路又必须考虑到发电机在它激方式下能够正常工作，因此，调整管T₂的选择受到一定的限制，T₂无法选择在承受大电流时压降足够低的晶体管。简言之，传统的调节器电路用于带激磁二极管的交流发电机无法在它激和自激两种工作方式下都达到理想状态。

本实用新型针对上述问题，专门设计了图中虚线部分所示，发电机在它激方式下起作用的电路(以下简称为它激电路)，该电路在它激方式下可以有效地降低调节器的压降，使发电机的起始充电转速下降。而调节器虚线外部分电路(以下简称自激电路)可以充分考虑发电机在自激发电时的工作状态，T₂选择管压降小的晶体管，以利降低其功耗，延长调节器的寿命。本实用新型选择的T₂与常规调节器相比功耗大幅度下降。

本实用新型的目的是降低带激磁二极管的硅整流交流发电机的起始充电转速，提高发电机的最大发电电流，降低调节器的功耗。

它激电路由电阻R₄、R₅、R₆、R₇，三极管T₃、T₄、T₅和电容C₂组成。当调节器两端D+、E电压低于它激电路关断电压(以下简称关断电压)，通过电阻R₄、R₅分压，R₄两端的电压低于T₃发射结压降，T₃因无基极电流而截止，由R₆为T₄提供基极电流，T₄导通，D+通过T₄、R₇为T₅提供基极电流，T₅导通。当D+高于关断电压时，T₃导通，T₄截止，T₅因无基极电流而截止。关断电压设计为2～8V，低于调节器的调节电压，当发电机对外正常发电时，它激电路不再起作用。由于它激电路只在低压时工作，通过降低R₆、R₇的阻值，T₅选择较小功率的三极管，可以达到在它激方式下降低调节器压降的目的，从而降低发电机的起始充电转速。

自激电路用于控制发电机的输出电压，它由电阻R₁、R₂、R₃，三极管T₁、T₂，二极管D₁、D₂，稳压管D_w和电容C₁组成。当D+低于调节器的调节电压时，R₂两端的分压低于稳压管D_w的稳定电压与二极管PN结压降及T₁发射结压降之和，由稳压管的工作特性可知，D_w处于截止状态，T₁因无基极电流而截止，D+通过R₃为T₂提供基极电流，T₂导通，接通激磁电流。当D+高于调节电压时，D_w导通，由稳压管的工作条件可知，其工作电流从T₁的基极流入，从T₁的发射极流出，所以T₁导通，T₂的发射结被短路，流过R₃的电流经T₁集电极和发射极构成回路，T₂因无基极电流而截止，激磁电流被切断。调节器通过上述重复的导通、切断过程将发电机的电压控制在稳定值，调节电压一般应根据行业标准调节为14.2±0.25V或28.0±0.3V。

下面结合发电机介绍本实用新型的工作原理。

当发电机未转动时，接通点火开关1，它激电路工作，T₅导通，由于此时D+电压低，T₂截止。蓄电池通过点火开关1、充电指示灯2和T₅为磁场绕组提供激磁电流。

当发电机开始运转，D+电压低于它激电路关断电压，而高于自激电路导通电压时，T₂、T₅均导通，D+通过T₂、T₅为磁场绕组提供激磁电流。

随发电机转速提高，D+电压高于它激电路关断电压而低于调节电压时，T₅关断，T₂导通，D+通过T₂为磁场绕组提供激磁电流。并且在发电机正常发电过程中，由于D+电压始终高于它激电路关断电压，所以T₅不再导通。

随发电机转速进一步提高，D+电压高于调节电压时，T₂截止，发电机激磁电流被切断，发电机输出电压D+和B+下降。当D+电压又低于调节电压时，T₂导通，发电机输出电压上升，T₂通过上述重复的导通、截止过程将发电机的输出电压控制在稳定值。

本实用新型与现有技术相比，调节器的功耗明显下降，发电机起始充电转速下降、最大输出电流提高。

本实用新型的外形如图2所示，制做过程为：将贴片元器件1焊接到铝基线路板2上，再将线路板与调节器架3的接线柱4焊接，然后用铆钉6将盒盖7固定。调节器架上带有碳刷8，用两个螺丝通过安装孔5将调节器固定在发电机后端盖上。

Claims (2)

1．一种用于带激磁二极管的硅整流交流发电机电子调节器，其特征在于：设计了发电机在它激方式下起作用的它激电路；该电路由电阻R₄、R₅、R₆、R₇，三极管T₃、T₄、T₅和电容C₂组成；R₄、R₅串联分压，R₄的一端接D+，R₅的一端接E，R₄和R₅的另一端接C₂的一端和T₃的基极，C₂的另一端接D+，T₃和T₄的发射极接D+，T₃的集电极接R₆的一端和T₄的基极，R₆的另一端接E，T₄的集电极接R₇的一端，R₇的另一端接T₅的基极，T₅的发射极接E，T₅的集电极接调节器的激磁输出F。

2．根据权利要求1所述的电子调节器，其特征是当D+与E间的电压为2～8V时，T₃导通，T₄因发射结被短路截止，T₅无基极电流截止。

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