專利名稱：拖拉機照明電壓自動控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種使用小型永磁交流發(fā)電機的手扶拖拉機或小四輪拖拉機的車燈電壓控制器。
目前，大部分國產(chǎn)手扶拖拉機和小四輪拖拉機均用SFF－45型的飛輪永磁交流發(fā)電機作為照明電源，這種發(fā)電機與發(fā)動機同步工作，屬單相三路輸出，通常使用一路或兩路接照明燈，其余的閑置不用。采用這種接法的缺點是輸出電壓隨轉(zhuǎn)速下降而降低，當(dāng)轉(zhuǎn)速小于1000轉(zhuǎn)／分時，6伏15瓦的照明燈因獲得的端電壓較低而燈光暗淡，無法適應(yīng)正常行駛速度的照明要求，特別當(dāng)機車遇到路面坎坷、有急彎、徒坡或會車行駛時，車速會減慢，燈光也隨之變暗，容易造成交通事故。有的機手為了提高照明燈亮度，往往采用掛低擋大油門進行夜間作業(yè)，但這樣既降低了生產(chǎn)率，又增加了燃油消耗和加速機械部件的磨損，有時電壓過高還易將燈泡燒壞。
為了解決這個問題，有人對電路進行了一些改進，如將發(fā)電機的三個繞組串聯(lián)起來以提高輸出電壓和功率，并在電路上配置調(diào)節(jié)器或穩(wěn)壓器，以防在機車高速運轉(zhuǎn)時燒壞燈泡，所采用的調(diào)節(jié)器主要有串聯(lián)式晶閘管調(diào)節(jié)器，其作用是保證電壓的平均值適合燈泡的使用電壓，但這類調(diào)節(jié)器仍不能保證降低機車中高速時的峰值電壓，燈泡的壽命大為縮短；所采用的穩(wěn)壓器常見的是將它與照明燈并聯(lián)，以使部分電流分流掉，發(fā)電機轉(zhuǎn)速越高，輸出的電動勢也越高，分流的電流會使發(fā)電機嚴重過載，這不但縮短了發(fā)電機壽命，又增加了發(fā)電機耗油量。
本實用新型的目的是提供一種拖拉機照明電壓自動控制器，這種控制器使機車無論在低速、高速行駛或怠速均有良好的照明效果，這種控制器具有結(jié)構(gòu)簡單，不增加機手操作程序，給夜間行駛帶來安全可靠感。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的發(fā)電機的三個繞組互相串聯(lián)，以獲得比并聯(lián)接法高三倍的輸出電壓，在繞組輸出的兩端接上兩個串聯(lián)在一起的、相同電壓和功率的燈泡(可以是兩個燈泡，也可以是在一個燈泡中設(shè)有兩組相同參數(shù)的燈絲)，燈泡的工作電壓用自動控制器控制，這個自動控制器包括有延時電路，取樣電路晶體管開關(guān)電路和功率輸出的可控硅管。當(dāng)機車在中高速行駛時，繞組的端電壓高，自動控制器使兩個串聯(lián)的燈泡(燈絲)同時通電發(fā)亮，避免高電壓燒壞燈泡；當(dāng)機車低速行駛或怠速時，繞組的端電壓低，自動控制器只控制其中一個燈泡亮，另一個不亮，這樣就使燈泡的亮度得以提高，低速照明效果比較明顯。
本實用新型只需對原有發(fā)電機繞組接法作些調(diào)整，配上一個電壓控制器，更換照明燈泡(或增加一個燈泡)，即能使低速照明效果大為提高，它除適用于拖拉機外，還適用于使用SFF－45型飛輪式交流永磁發(fā)電機而不配備蓄電池的動力機械設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，容易操作等優(yōu)點，比已有的調(diào)節(jié)器或穩(wěn)光器更能顯示出保護燈泡壽命，高速低速照明度差別不大的特性。
以下結(jié)合
本實用新型的實施例圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的自動控制 電路圖；圖3是自動控制的特性曲線圖。
圖1的部件名稱1－發(fā)電機，2－發(fā)電機繞組，3－開關(guān)，4－控制盒，5－觸發(fā)控制電路板，6－遠照燈，7－近照燈。
從圖1和圖2中看出，發(fā)電機的三個繞組(2)串聯(lián)后通過開關(guān)K接在遠照燈(6)(ZD1)和近照燈(7)(ZD2)的兩端，兩個燈的另外兩端接地并接到控制盒(4)中的可控硅元件BCR1的第二電極上，可控硅的控制極接到觸發(fā)控制極電路板(5)上，兩個燈的工作狀態(tài)依靠可控硅BCR1來控制。
自動控制器的電路原理如下二極管D1和電容C1為整流濾波電路，交流負半周時電容C1為控制器電路提供電源；電阻R1、R2及穩(wěn)壓管DW1為取樣三極管T1的偏置電路，改變電阻R1阻值即可改變設(shè)定電壓V2起控值；電阻R3是取樣三極管T1的集電極負載電阻，也是開關(guān)三極管T2的上偏流電阻；R4為一限流電阻，改變其阻值使T3進入深飽和狀態(tài)；二極管D2為三極管T3基極回路提供一穩(wěn)定電壓；電阻R5、R6和穩(wěn)壓管DW2組成開關(guān)三極管T4的偏置電路；R6既是三極管T3和T5的集電極負載電阻，同時R6和電容C3組成RC延時電路，時間取決于兩者的數(shù)值；電阻R7、R8和DW3組成取樣三極管T5的偏置電路，改變R7的阻值即可改變特定電壓V3的起控值，R9為雙向可控硅BCR1觸發(fā)回路的限流電阻，也是開關(guān)三極管T2、T4的集電極負載電阻，BCR1為雙向可控硅元件，是本控制器關(guān)鍵性元件之一，它受觸發(fā)電路控制，完成開或關(guān)作用。
ZD1和ZD2的額定電壓和功率均相同，分別為遠照燈和近照燈。
以下再結(jié)合圖2和圖3描述本實用新型的電壓自動調(diào)節(jié)過程圖3中，曲線(1)為啟動機在不同轉(zhuǎn)速下對照明輸出的端電壓，曲線(2)為近照燈在不同轉(zhuǎn)速下得到的工作電壓，曲線(1)和(2)之間的陰影區(qū)為遠照燈兩端的工作電壓。
從圖2可看到，當(dāng)開關(guān)K閑合時，在電容C1兩端得到一個隨發(fā)電機轉(zhuǎn)速而變化的不穩(wěn)定直流電壓，這個電壓既是控制電路的工作電壓，也是控制電路的取樣電壓。
當(dāng)拖拉機發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低而使發(fā)電機端電壓VAB小于V2時，晶體管T1T5截止，T2飽和導(dǎo)通。一方面通過電阻R9使雙向可控硅BCR1觸發(fā)導(dǎo)通，短路遠照燈ZD1，全部端電壓VAB加在近照燈ZD2上(實際上雙向可控硅約有1伏電壓降)，使低速照明燈ZD2得以提高，另一方面流過三極管T2的電流通過其發(fā)射極上的二極管D2得到約為0.6－0·8伏(直流)的穩(wěn)定電壓，這個電壓通過電阻R4加到T3基極，為T3提供足夠的基極電流而飽和導(dǎo)通，其集電極為低電位，與集電極直接連接的DW2穩(wěn)壓管截止，開關(guān)三極管T4也可靠截止。
當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高而使發(fā)電機端電壓VAB達到V2時，由電阻R1、R2和穩(wěn)壓管DW1組成的偏置電路在電阻R2上的分壓使取樣三極管T1飽和導(dǎo)通，集電極為低電位，開關(guān)三極管T2可靠截止，三極管T3的基極因失去偏置電流也可靠截止(T5此時仍處于截止?fàn)顟B(tài))，其集電極隨電容C3的充電速度上升，改變電容C3的容量即可改變充電速度；與此同時，由于三極管T2截止，可控硅BCR1因無觸發(fā)電流而關(guān)斷，遠照燈ZD1和近照燈ZD2串聯(lián)工作，負載阻抗提高了兩倍。由于飛輪發(fā)電機是一種內(nèi)阻較高的電源，故BCR1關(guān)斷的瞬間，也就是ZD1和ZD2開始串聯(lián)工作的瞬間，發(fā)電機端電壓VAB由V2突變到V4，參見圖3。此時ZD1和ZD2各得到 1/2 端電壓VAB，避免了過電壓燒壞燈泡，另外，在發(fā)電機端電壓VAB由V2突變到小于V4電壓V3時，由電阻R7、R8和穩(wěn)壓管DW3組成的偏置電路在電阻R8上的電壓降使T5飽和導(dǎo)通，終止了由R6和C3組成的延時電路的繼續(xù)充電并為C3提供了放電回路，使T3截止后，其集電極電位始終低于穩(wěn)壓管DW2及開關(guān)管T4發(fā)射結(jié)的導(dǎo)通電位，保證了T4的可靠截止，避免了BCR1截止后的再度觸發(fā)，保證了電路工作的可靠性。以后發(fā)電機端電壓VAB隨其轉(zhuǎn)速的增高而升高，ZD1和ZD2仍各得到 1/2 的端電壓VAB，直到額定轉(zhuǎn)速及最高轉(zhuǎn)速。
當(dāng)發(fā)動機由高速轉(zhuǎn)向中速時，發(fā)電機端電壓VAB也隨之下降，下降規(guī)律與加速時相反，且VZD1＝VZD2＝ 1/2 VAB，當(dāng)端電壓VAB下降到V3時(參見圖三)，T5截止，其集電極電位隨C3的充電速度上升，當(dāng)上升到某一特定電壓時，DW2穩(wěn)壓管擊穿導(dǎo)通，T4也隨之飽和導(dǎo)通，導(dǎo)通電流通過電阻R9給BCR1提供觸發(fā)電流，BCR1迅速導(dǎo)通短路遠照燈ZD1，此時負載阻抗變?yōu)榻諢鬦D2的阻抗。由于阻抗成倍地減小，發(fā)電機負載加重，電源內(nèi)壓降也將增大，使端電壓VAB由V3迅速跳變到V1點，也使ZD2的工作電壓由原來的 1/2 V3跳變增大到小于V1點電壓1伏左右，中低速照明效果得到提高。此外，當(dāng)VAB由V3迅速變到V2時，由電阻R1、R2和管DW1組成的偏置電路使T1截止，其集電極呈高電位，使晶體管T2迅速導(dǎo)通，T3也隨之飽和導(dǎo)通并為C3提供放電回路，T3導(dǎo)通后，DW2和T4迅速進入截止?fàn)顟B(tài)，BCR1通過R9及T2提供觸相電流而繼續(xù)導(dǎo)通。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的繼續(xù)下降，VAB也隨之下降，近照燈ZD2保持小于端電壓VAB約1V的電壓上直到發(fā)動機怠速，但ZD2仍有足夠的亮度。
本控制器除可控硅之件外其余都安裝在印刷電路板上，也可采用集成電路制作，其成本更低，體積更小，電路板或集成塊可用粘結(jié)劑封裝在金屬外殼或整體注塑，其目的使整個裝置耐震，防水、防塵，在較惡劣的環(huán)境條件下仍能正常工作。
權(quán)利要求1.一種以小型永磁交流發(fā)電機為電源的拖拉機照明電壓控制器，其特征在于發(fā)電機三個繞組串聯(lián)后的電源電壓通過開關(guān)(3)加在遠照燈(6)和近照燈(7)的兩端，遠照燈(6)和近照燈(7)另外兩端連線接地并接到控制盒(4)內(nèi)的可控硅元件BCR1的第二電板上，可控硅元件BCR1的控制極接到觸發(fā)控制電路板(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于能發(fā)控制電路板(5)有R6、C3組成的延時電路，三極管T1、T5等元件組成的取樣電路，三極管T2、T4組成的開關(guān)電路，T1的集電極與T2的基極直接接藕合，T5的集電極通過穩(wěn)壓二極管DW2與T4的基極連接，T2和T4的集電極通過限流電阻R9接到可控硅元件BCR1的控制極。
專利摘要本實用新型提供了一種使用小型永磁交流發(fā)電機的拖拉機的車燈電壓控制器，這種控制器用可控硅元件來控制兩個串聯(lián)起來的、功率和電壓相同的燈泡，可控硅元件的控制極信號由觸發(fā)控制電路板(5)提供，當(dāng)拖拉機中高速運轉(zhuǎn)時，控制電路使發(fā)電機串聯(lián)繞組輸出的電壓全部加在遠照燈和近照燈上，而低速或怠速運轉(zhuǎn)時，只控制其中一個車燈工作，有效地解決了拖拉機低速照明燈光暗淡，高速易燒壞燈泡的問題。
文檔編號B60Q1/00GK2102861SQ9122548
公開日1992年4月29日 申請日期1991年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月19日
發(fā)明者李可標 申請人:李可標