專利名稱：車用交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
車用交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，涉及汽車、拖拉機(jī)等工程機(jī)械上與交流發(fā)電機(jī)配套的電壓調(diào)節(jié)器。
汽車行駛時(shí)，發(fā)電機(jī)向蓄電池充電，蓄電池的電壓要保持穩(wěn)定，用電壓調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓，現(xiàn)有的調(diào)節(jié)器為電感式或晶體管式，晶體管式調(diào)節(jié)器電路如

圖1所示，存在如下缺點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)困難，調(diào)整精度不高，調(diào)壓性能不穩(wěn)定，使用時(shí)需要調(diào)整分壓電阻阻值，當(dāng)出現(xiàn)蓄電池極樁接線松脫等嚴(yán)重拋載情況，晶體管受到大電流和高電壓沖擊容易損壞。這樣，容易在使用中燒壞發(fā)電機(jī)。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種車用交流發(fā)電機(jī)集成電路電壓調(diào)節(jié)器，此調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓，且精度高、反應(yīng)靈敏、壽命長，并設(shè)有性能優(yōu)良的中性線控制電路。
本實(shí)用新型用無觸點(diǎn)開關(guān)電路對發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流進(jìn)行控制，以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓。
圖1為晶體管式電壓調(diào)節(jié)器電路圖。
圖3為本實(shí)用新型的車用交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器電路圖。圖2為本實(shí)用新型電路原理圖的框圖。
圖4為本實(shí)用新型的車用交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器外殼圖(包括正視圖、側(cè)視圖、俯視圖。
參見圖2及圖3詳細(xì)說明本實(shí)用新型。圖3中，本實(shí)用新型包括其中E＋代表發(fā)電機(jī)火線引出線接點(diǎn)，E－代表發(fā)電機(jī)負(fù)極引出線點(diǎn)，N代表中性線，B＋代表蓄電池正極，L代表充電指示燈，F(xiàn)接發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組。
a、三角波發(fā)生電路，由方波發(fā)生電路(集成塊IC1、電阻R1、R2、R3、R4和電容C1)和積分電路(包括電阻R6、電容C2)組成。
b、采樣電路，包括基準(zhǔn)電路(由電阻R14、二極管D4組成)和采樣信號電路(由集成塊IC3、電阻R9、R10、R11、電容C3組成。
c、占寬比調(diào)整電路(由集成塊IC3組成)。
d、驅(qū)動(dòng)電路，由達(dá)林頓管(組合三極管BG2、BG3電阻R17、R18、R20和二極管D10組成)。
e、中性線控制電路(由集成電路塊IC4和二極管D1、D2、D3、D6、D7，電容C4、三極管BG1、電阻R5、R7、R12、R13、R14、R15、R16組成)。
f、壓敏電阻MG接在火線與地線之間。
上述電路工作原理如下控制信號的產(chǎn)生發(fā)電機(jī)工作時(shí)，首先在方波電路中(IC3、R1～R3)產(chǎn)生振蕩頻率為100Hz的方形電壓波，此方波經(jīng)過積分電路R6、C2處理后變?yōu)橄鄳?yīng)的三角波，作為基準(zhǔn)波形被送入IC2組成的占寬比調(diào)整電路，其調(diào)整信號來源于采樣電路(IC3)，由R8、D4組成的基準(zhǔn)電路向IC3提供基準(zhǔn)電壓，從B＋采樣的信號經(jīng)過R10和R9組成的分壓電路向IC3提供發(fā)電機(jī)輸出電壓的變化信號，IC3將變化的電壓信號和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，得到的比較值被送入IC2，用以調(diào)整IC3輸出波形的占寬比。
調(diào)壓過程發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速提高時(shí)，電池B＋輸出電壓隨著上升，分壓電阻R9R10上的電壓也隨著升高，當(dāng)電壓升至超過D4上的標(biāo)準(zhǔn)電壓值時(shí)，IC3輸出一個(gè)相應(yīng)升高的控制信號，從而在IC2內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)脈寬比相應(yīng)降低的信號，該信號通過達(dá)林頓管BG2和BG3，使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流有效值下降，從而使發(fā)電機(jī)輸出電壓降低。相反，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，從B＋的采樣信號電壓隨著下降，在R10上端的電壓也隨著下降，當(dāng)電壓降到低于D4上的標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí)，IC3輸出一個(gè)相應(yīng)降低的電壓控制信號，從而在IC2內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)脈寬比相應(yīng)升高的信號，該信號通過R17控制達(dá)林頓管BG2、BG3放大，使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流有效值升高，發(fā)電機(jī)輸出電壓升高。
上述負(fù)反饋過程在調(diào)節(jié)器內(nèi)不斷地進(jìn)行，靈敏地控制著勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定的電壓值。此為本實(shí)用新型的一個(gè)特點(diǎn)。
中性線控制電路原理中性線控制電路的組成包括集成塊IC4、二極管D1、D2、D5、D7D8、電容C4、三極管BG1及電阻R5、R7、R12、R14、R13、R15、R16。中性線控制電路有兩種控制功能(1)控制充電指示燈，由R13、BG1組成；(2)起動(dòng)控制功能，由R3、D1、D2、D3、R12組成。
中性線檢測電路由IC4、D8、D7、R14、C4、R15、R16組成，此電路是一個(gè)比較電路，由R14、D7提供基準(zhǔn)電壓，發(fā)電機(jī)中性電壓通過R16送入IC4的反相輸入端，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，IC4檢測后輸出一個(gè)低電平，當(dāng)發(fā)電機(jī)停止工作，或發(fā)電機(jī)有故障不發(fā)電，IC4則輸出一個(gè)高電平。
控制充電指示燈，當(dāng)發(fā)電機(jī)正常發(fā)電時(shí)，IC4輸出一個(gè)低電平，使得BG1基極低電平，BG1截止，充電指示燈熄滅，表示發(fā)電機(jī)正常工作；當(dāng)發(fā)電機(jī)停止工作，使得發(fā)電機(jī)不發(fā)電，IC4輸出一個(gè)高電平，BG1有基極電流，BG1導(dǎo)通充電指示燈亮(表示發(fā)電機(jī)沒發(fā)電)。
起動(dòng)控制功能當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)未起動(dòng)，發(fā)電機(jī)沒發(fā)電時(shí)，IC4輸出一個(gè)高電平，通過D5、R12送入IC3的反相端，使得IC3輸出一個(gè)低電平，而三角波發(fā)生電路IC1輸出的三角波經(jīng)R3、D1、R7決定的分壓比分壓后，送入IC2的同相輸入端，此分壓電路決定的方波電壓使得IC2輸出一個(gè)占寬比在0.1～0.5范圍內(nèi)的方波，此方波電壓被送入驅(qū)動(dòng)放大電路后控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈(點(diǎn)下)，使發(fā)電機(jī)保持一個(gè)起動(dòng)磁場；當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)入正常發(fā)電時(shí)，IC4輸出一個(gè)低電平，D5反相截止，IC3進(jìn)入工作狀態(tài)，同時(shí)D2導(dǎo)通，使得D1截止IC3的控制信號直接送入IC2同相端，此時(shí)，重復(fù)調(diào)壓過程，發(fā)電機(jī)向蓄電池正常充電。
在瞬時(shí)脈沖電流出現(xiàn)時(shí)，接于火線與地線之間的壓敏電阻MG可以在2ns內(nèi)導(dǎo)電接地，將超過允許值的脈沖電流吸收，其吸收電流峰值可達(dá)上千安培，從而保證了調(diào)節(jié)器和發(fā)電機(jī)設(shè)備的安全。此為本實(shí)用新型的又一特點(diǎn)。
實(shí)施例上述電路即為本實(shí)用新型實(shí)施例采用的電路，各主要元部件型號如下對照。
三極管二極管穩(wěn)壓管BG1 2sD560 D2、D3、D5、D8與 D45.6VBG2 MPSA42 D1均為1N4148 D72VBG3 2SD1309 D9gV壓敏電阻MGMYD 15 680K外殼是長方體，外表面有凸棱，內(nèi)表面是一長方體凹面容器，用于放線路板，外殼用鋁鑄造，底面用耐高溫樹脂灌封。
本實(shí)用新型由于采用了高速無觸點(diǎn)開關(guān)電路，對電壓的變化反應(yīng)非常靈敏，即使電壓變化的頻率達(dá)100HZ以上，也能及時(shí)響應(yīng)，因此能對電壓波動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整，使發(fā)電機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速在不同范圍內(nèi)變化時(shí)，保證輸出一個(gè)波動(dòng)范圍不大于±0.05V的穩(wěn)定電壓，并且，由于有過熱、過流和過壓保護(hù)電路，因此能在233～358K(－40～＋85℃)溫度范圍內(nèi)正常工作，即使出現(xiàn)蓄電池極樁接地松脫等嚴(yán)重拋載情況，各電子元件也不受損壞，同時(shí)，使用時(shí)不需調(diào)整分壓電阻，安裝調(diào)節(jié)方便。
權(quán)利要求1.車用交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，其特征在于包括a、三角波發(fā)生電路由方波發(fā)生電路(包括集成電路塊IC1、電阻R1、R2、R3、R4、電容C1)和積分電路(包括R6、C2)組成；b、采樣電路由基準(zhǔn)電路(包括電阻R8、穩(wěn)壓管D4)和采樣信號電路(包括集成塊IC3、電阻R10、R8、R11、R12、電容C3、二極管D5)組成；c、占寬比調(diào)整電路(集成塊IC2)；d、驅(qū)動(dòng)電路(包括組合三極管BG2、BG3的達(dá)林頓管和電阻R17、R18、R20和二極管D10組成)；e、中性線控制電路(包括集成塊IC4、二極管D1、D2、D5、D8、D7電容C4，三極管BG1，電阻R7、R12、R13、R14、R15、R16)；f、壓敏電阻MG，接在火線與地線之間；當(dāng)發(fā)電機(jī)工作時(shí)，方波電路產(chǎn)生振蕩頻率為100Hz的方形電壓波，經(jīng)積分電路處理后變?yōu)橄鄳?yīng)的三角波，作為占寬比調(diào)整的基準(zhǔn)波被送入IC2組成的占寬比調(diào)整電路，其調(diào)整信號來源于采樣電路，由R8、D4組成的基準(zhǔn)電路向IC3提供基準(zhǔn)電壓，電池B+的電壓被采樣電路檢測，信號經(jīng)過R9、R10和C3組成的分壓電路向IC3提供發(fā)電機(jī)輸出電壓的變化信號，IC3將變化的電壓信號和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，得到的比較值被送入IC2，用以調(diào)整IC2輸出波形的占寬比，再經(jīng)達(dá)林頓管BG2、BG3放大，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流跟隨變化，控制發(fā)電機(jī)輸出電壓，在瞬時(shí)脈沖電流出現(xiàn)時(shí)，壓敏電阻MG可以導(dǎo)通接地，將超過允許值的脈沖電流吸收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的車用交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，其特征在于還有一外殼，外殼是長方體，其外表面有凸梭，內(nèi)表面是一長方體凹面容器，用于放置線路板，外殼用金屬鋁整體鑄造，底面為耐高溫的樹脂封灌。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的車用交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，其特征為三極管BG1選用25D560，BG2選用MPSA42，BG3選用25D1309，二極管D1，D2，D3，D5，D6選用IN4148，穩(wěn)壓管D4選用5.6V，D72V，D99V，壓敏電阻MG選用MYD15。
專利摘要車用交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，涉及汽車，拖拉機(jī)等工程機(jī)械上與交流發(fā)電機(jī)配套使用的電壓調(diào)節(jié)器，用以對蓄電池充電，包括三角波發(fā)生電路、采樣電路，占寬比調(diào)整電路，中性線控制電路，過熱過壓過流保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路，選用集成電路塊，外殼為整體金屬外殼，用耐高溫樹脂灌封。電壓調(diào)節(jié)精度高，保證輸出波動(dòng)范圍不大于±0.1V的穩(wěn)定電壓，具有拋負(fù)載保護(hù)功能，匹配發(fā)電機(jī)的功率范圍大，使用時(shí)不需要調(diào)整，安裝方便。
文檔編號H02P9/30GK2080264SQ9121402
公開日1991年7月3日 申請日期1991年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月3日
發(fā)明者戴雙慶, 蔡禎德, 朱憲勇, 蔡昌玲 申請人:戴雙慶, 蔡禎德, 朱憲勇, 蔡昌玲