CN88202349U

CN88202349U - 车用集成化多功能发电机调节器

Info

Publication number: CN88202349U
Application number: CN 88202349
Authority: CN
Inventors: 崔连太
Original assignee: Chongqing Communication College of China PLA
Current assignee: Chongqing Communication College of China PLA
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1988-12-14

Abstract

车用集成化多功能发电机调节器，它利用四运算放大器中四个运算放大器为核心，组成电压调节电路、过压保护电路、充电指示电路和蓄电池低电压检测电路，因而本调节器具有电压调节、过压保护、充电指示和蓄电池低电压检测功能。且具有体积小，电压调节精度高，性能稳定可靠的优点，适用于各型国产汽车发电机以及与之相类似的各种汽车发电机。

Description

车用集成化多功能发电机调节器

车用集成化多功能发电机调节器，是一种关于汽车发电机电压控制的装置，具有电压调节、过压保护、充电指示以及蓄电池低电压检测等多种功能，属于汽车电器的领域。

目前，车用发电机调节器，已由过去的机械式发展到了采用晶体管和集成电路，利用控制晶体管的导通和截止，来实现对发电机磁场绕组电流进行控制，从而达到调节充电电压的目的。此类调节器性能单一，而且当控制晶体管失控（例如被击穿短路或者烧毁断路时），将导致充电电压失控，以致烧坏车上用电设备。这也是我国车用发电机电子调节器没有被普遍采用的原因之一。在当前，汽车上的用电设备日趋高档化，设备数量日趋增多的情况下，对车上电源电压的稳定性、可靠性提出的要求也越来越高。

本发明的任务是要提供一种稳定可靠、功能齐全的车用发电机调节器。

本发明的任务是以如下方式完成的：利用四运算放大器中的四个运算放大器，组成四个电压比较器，利用四个稳压管分别建立四个基准电压，于是构成了电压调节电路、过压保护电路、充电指示电路和蓄电池低电压检测电路，因而实现了调节器的电压调节、过压保护、充电指示和蓄电池低电压检测的功能。

以下将结合附图，对本发明作较详细的描述。

图1是现有技术的一种车用发电机调节器的原理图。

图2是本发明的发电机调节器原理图。

图1是国产JFT151型集成电路调节器的原理图。在图1中，电阻R₁、R₂组成分压器，稳压管Z₁从分压器上获得比较电压，当发电机电压低于规定值时，Z₁截止、晶体管T₁也截止，晶体管T₂在电阻R₄偏置下导通，这时发电机磁场绕组中有电流流过，使发电机端电压随转速上升而上升；当发电机端电压高于规定值时，Z₁被击穿，使T₁饱和导通，T₂截止，因而切断了磁场回路，导致发电机电压下降。当发电机电压低于规定值时，Z₁重新截止，于是T₁截止、T₂导通，磁场回路重新接通，发电机电压又升高。如此反复，使发电机端电压稳定在一定范围内。

如前所述，此类调节器只有电压调节的功能；此外，由于某种原因，造成T₁的B、E结断路（如由于电流过大而烧断时），或者T₂的C、E间被击穿而短路时，将使磁场回路的电流达到最大值而无法调节，导致发电机端电压随转速上升而上升，最高可达30伏以上，最终导致车上的用电设备被烧坏。

图2是本发明的发电机调节器原理图。也是本发明的一个实施例。在图2中，以四运算放大器 F324的四个运算放大器OP₁、OP₂、OP₃、OP₄为核心构成四个电压比较器，分别组成电压调节、过压保护、充电指示和蓄电池低电压检测电路。整个电路的连接是这样的：电池正极经过开关K与电路接通，K与电池负极间并接有由电阻（R₁）和（R₂）、（R₄）和（R₅）、（R₁₃）和（R₁₄）、（R₁₇）和（R₁₈）、（R₃）和稳压管（W₁）、（R₆）和稳压管（W₂）、（R₁₅）和稳压管（W₃）、（R₁₉）和稳压管（W₄）分别串联所组成的电压比较系统，其中，（R₁）和（R₂）的公共点（A）、（R₆）和（W₂）的公共点（D）、（R₁₅）和（W₃）的公共点（G）、（R₁₉）和（W₄）的公共点（H）分别接运算放大器（OP₁）、（OP₂）、（OP₃）、（OP₄）的同向端，（R₃）和（W₁）的公共端（B）、（R₄）和（R₅）的公共端（C）、（R₁₃）和（R₁₄）的公共端（E）、（R₁₇）和（R₁₈）的公共端（J）分别接运算放大器（OP₁）、（OP₂）、（OP₃）、（OP₄）的反向端，运放（OP₁）输出端经电阻（R₁₂）与晶体管（T₃）基极相连，（T₃）发射极接电池负极、集电极经电阻（R₁₁）与发电机磁场绕组一端（F）相连，磁场绕组另一端与电池负极相连；运放（OP₂）输出端经电阻（R₇）与晶体管（T₁）发射极接电池负极，（T₁）集电极经电阻（R₈）与K相连，K同时与晶体管（T₂）发射极相连，（T₂）基极经电阻（R₉）与（T₁）集电极相连，（T₂）集电极与发电机磁场绕组（F）端之间，并联有电阻（R₁₀）、指示灯（L₁）、以及保险丝（BX）；运放（OP₃）输出端经电阻（R₁₆）与晶体管（T₄）基极相连，（T₄）发射极与电池负极相连，（T₄）集电极经指示灯（L₂）与开关K相连；运放（OP₄）输出端经电阻（R₂₀）与晶体管（T₅）基极相连，（T₅）发射极与电池负极相连，（T₅）集电极经指示灯（L₃）与开关K相连；发电机正极接电池正极，负极接电池负极。

下面根据附图介绍各部分的工作原理。

1.电压调节电路

电压调节电路由运放（OP₂），电阻（R₄）、（R₅）、（R₆）、（R₇）、（R₈）、（R₉）、稳压管（W₂）和晶体管（T₁）、（T₂）组成。

当合上点火开关后，若（C）点的电位U_C低于（D）点的电位U_D，则（OP₂）输出高电平，（T₁）、（T₂）饱和导通，磁场绕组有电流流过，发电机端电压U随转速升高而升高；当U_C＞U_D时，（OP₂）立即输出低电平，使得（T₁）、（T₂）截止，于是切断了磁场绕组的电流，导致U下降；当U_C下降至小于U_D时，（OP₂）又翻转输出高电平，使（T₁）、（T₂）导通，磁场绕组又有电流通过，如此周而复始，使得发电机的电压始终稳定在规定值的范围内，从而达到了电压调节的目的。

2.过压保护电路

过压保护电路由运放（OP₁），电阻（R₁）、（R₂）、（R₃）、（R₁₀）、（R₁₁）、（R₁₂）、稳压管（W₁）、保险管（BX）、指示灯（L₁）和晶体管（T₃）组成。

当（T₁）的CE或（T₂）的CE被击穿短路时，磁场绕组的电流将达到最大值而无法进行调节，此时发电机端电压U将随转速升高而上升。当U上升到规定值时，（A）点的电位U_A将高于（B）点的电位U_B，此时（OP₁）输出高电平，使（T₃）饱和导通，这时，保险管（BX）将因流过的电流超过额定值而迅速熔断。由于（BX）断开，指示灯（L₁）发亮，它表示调节器出了故障；另一方面，由于（BX）断开，电阻（R₁₀）串接于磁场回路，使磁场绕组电流减小，因而发电机端电压降低。使（A）点电位低于（B）点电位，（OP₁）输出低电平，使（T₃）截止。由于电阻（R₁₀）串入磁场回路，使发电机端电压降低，但此电压仍然随转速增大而上升，当电压上升到一定时，（A）点电位U_A将高于（B）点电位U_B，（OP₁）输出高电平，使（T₃）导通，这时，磁场绕组电流将由于（T₃）饱和导通，经过（R₁₁）、（T₃）到电池负极，分流走大部分，从而使磁场绕组电流减小，使发电机端电压降低；当发电机电压低于某一值时，U_A将低于U_B，（OP₁）输出低电平，使（T₃）截止，导致发电机电压又进一步上升，因此，无论转速多高，发电机电压也不会超过规定值，从而保护了用电设备，起到了过压保护作用；另一方面，由于（BX）断开，并联在（R₁₀）两端的指示灯（L₁）发亮，表示调节器出了故障；由于磁场绕组中仍有一定的电流通过，故发电机仍能正常工作一段时间，这也是本调节器的独道之处。

3.充电指示电路

充电指示电路由运放（OP₃）、电阻（R₁₃）、（R₁₄）、（R₁₅）、（R₁₆）、指示灯（L₂）和晶体管（T₄）组成。

当（E）点的电位U_E低于（G）点的电位U_G时，运放（OP₃）输出高电平，（T₄）导通，（L₂）亮，表示U_E低于基准电压，只有当U_E＞U_G时，（OP₃）输出低电平，（T₄）截止，指示灯（L₂）熄灭，表示发电机开始给蓄电池充电。

此外，本电路还有故障显示功能。若在正常行驶中，指示灯（L₂）一直亮着，则表示发电机不发电或发出的电低于基准电压，这说明磁场回路开路或磁场绕组炭刷接触不良、皮带过松、或者电压调节电路出了故障，它可以提示驾驶员有目的的去寻找故障。

4.蓄电池低电压检测电路

蓄电池低电压检测电路由运放（OP₄）、电阻（R₁₇）、（R₁₈）、（R₁₉）、（R₂₀）、稳压管（W₄）、指示灯（L₃）和晶体管（T₅）组成。其电路结构与工作原理与充电指示电路相同。当合上点火开关后，若指示灯（L₃）亮，则表明蓄电池电压已低于规定值，表示应该充电了，这对于保护电池有一定的好处。

《电子电路百科全书》上有类似的电路，它是汽车上的一个独立装置，而本电路是调节器的一个组成部分，且本电路能带2瓦的仪表灯泡。

由于上述四种功能是由一片集成电路实现的，因而体积小、功能多，由于该集成电路性能好，所以电压调节精度高，各项技术指标都符合硅整流发电机调节器标准，整个调节器用环氧树脂灌封在一起，增加了防振、防潮作用。经在解放、东风车上的实验表明，性能稳定可靠。

综上所述，本发明具有功能多、体积小、电压调节精度高、性能稳定可靠的优点，适合各种国产汽车发电机以及与之相类似的各种汽车发电机。

Claims

1、一种车用集成化多功能发电机调节器，由电压调节装置、过压保护装置、充电指示装置和蓄电池低电压检测装置构成，其特征在于：

a、电压调节装置由运放(OP₂)，电阻(R₄)、(R₅)、(R₆)、(R₇)、(R₈)、(R₉)，稳压管(W₂)和晶体管(T₁)、(T₂)组成，其中：开关K经电阻(R₄)、(R₅)与电池负极相连，开关K经电阻(R₆)、稳压管(W₂)与电池负极相连，(R₄)、(R₅)的公共端(C)和(R₆)、(W₂)的公共端(D)分别与运放(OP₂)的反向端和同向端相连，(OP₂)输出端经电阻(R₇)与晶体管(T₁)基极相连，(T₁)发射极接电池负极，(T₁)集电极经电阻(R₈)与开关K相连，K同时还与晶体管(T₂)发射极相连，(T₂)基极经电阻(R₉)与(T₁)集电极相连，(T₂)集电极与发电机磁场绕组一端(F)之间，并联有电阻(R₁₀)、指示灯(L₁)及保险管(BX)，发电机磁场绕组另一端与电池负极相连。

b、过压保护装置由运放(OP₁)，电阻(R₁)、(R₂)、(R₃)、(R₁₀)、(R₁₁)、(R₁₂)，稳压管(W₁)，保险管(BX)，指示灯(L₁)和晶体管(T₃)组成，其中开关K经电阻(R₁)、(R₂)与电池负极相连，K还经电阻(R₃)，稳压管(W₁)与电池负极相连，(R₁)、(R₂)的公共端(A)和(R₃)、(W₁)的公共端(B)分别与运放(OP₁)的同向端和反向端相连，(OP₁)输出端经电阻(R₁₂)与晶体管(T₃)基极相连，(T₃)发射极接电池负极，(T₃)集电极经电阻(R₁₁)与发电机磁场绕组(F)端相连。

c、充电指示装置由运放(OP₃)、电阻(R₁₃)、(R₁₄)、(R₁₅)、(R₁₆)，指示灯(L₂)和晶体管(T₄)组成，其中开关K一路经电阻(R₁₃)、(R₁₄)与电池负极相连，另一路经电阻(R₁₅)、稳压管(W₃)与电池负极相连，(R₁₃)、(R₁₄)的公共端(E)和(R₁₅)、(W₃)的公共端(G)分别与(OP₃)的反向端和同向端相连，(OP₃)输出端经电阻(R₁₆)与晶体管(T₄)基极相连，(T₄)发射极与电池负极相连，(T₄)集电极经指示灯(L₂)与开关K相连。

d、蓄电池低电压检测装置由运放(OP₄)，电阻(R₁₇)、(R₁₈)、(R₁₉)、(R₂₀)，稳压管(W₄)，指示灯(L₃)和晶体管(T₅)组成，其中开关K一路经电阻(R₁₇)、(R₁₈)与电池负极相连，一路经电阻(R₁₉)、稳压管(W₄)与电池负极相连，(R₁₇)、(R₁₈)的公共点(J)和(R₁₉)、(W₄)的公共点(H)分别与运放(OP₄)的反向端和同向端相连，(OP₄)输出端经电阻(R₂₀)与晶体管(T₅)基极相连，(T₅)发射极与电池负极相连，(T₅)集电极经指示灯(L₃)与开关K相连，开关K闭合时与电池正极相连。

2、如权利要求1所述的调节器，其特征在于所说的运放（OP₁）、（OP₂）、（OP₃）、（OP₄）分别是四运算放大器中的四个运算放大器。

3、如权利要求1和2所述的调节器，其特征在于所说的电压调节装置、过压保护装置、充电指示装置和蓄电池低电压检测装置，是用树脂胶灌封在一起的。