CN200953102Y

CN200953102Y - 通用型电子式汽车电压调节器

Info

Publication number: CN200953102Y
Application number: CN 200620095900
Authority: CN
Inventors: 李中年; 李向明; 翁显耀; 陈启宏; 谢建凯
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2016-03-30

Abstract

本实用新型是一种通用型电子式汽车电压调节器，其壳体内装有汽车电压调节器，该调节器至少设有调节电路，调节电路包括采样、比较、放大和执行环节，其中，采样环节设有分压和调整电路，其由“两串两并”的4个电阻组成；比较环节设有基准电压和极性导向电路，其包括稳压二极管V_W1、电阻R₇和二极管V_D1；放大环节设有偏置和放大电路，其包括放大管V₁和电阻R₆、R₇、R₈；执行环节设有开关和输入限幅电路，其包括开关管V₂、稳压二极管V_W2、电阻R₅和R₈。本实用新型能适应负载启动和空载启动，以及他励启动和自励启动等各种启动方式，具有结构简单、通用性强、性价比高等优点，是现代大中型汽车重要而实用的配件。

Description

通用型电子式汽车电压调节器

技术领域

本实用新型涉及汽车电器，特别是一种通用型电子式汽车发电机电压调节器。

背景技术

当前，汽车发电机电压调节器种类繁多，通用性很差，几乎是一种型号的汽车发电机只能适应配用一种电压调节器。因此汽车电器行业和市场迫切希望能有通用性强，结构简单，性价比高的汽车电压调节器问世。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：通过精心选用关键元器件和进行创新设计，提供一种通用型电子式汽车电压调节器，以实现中型与大型汽车发电机电压调节器的通用性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：设有壳体，壳体内装有汽车电压调节电路。汽车电压调节器至少设有调节电路，调节电路包括采样、比较、放大和执行环节，其中，采样环节设有分压和调整电路，其由“两串两并”的4个电阻R₁、R₂、R₃和R₄组成；比较环节设有基准电压和极性导向电路，其包括稳压二极管VW₁、电阻R₇和二极管V_D1；放大环节设有偏置和放大电路，其包括放大管V₁和电阻R₆、R₇、R₈；执行环节设有开关和输入限幅电路，其包括开关管V₂、稳压二极管V_W2、电阻R₅和R₈。其中：采样环节的输入端为R₁和R₃同该调节器的电源正极连接端，其输出端就是R₁、R₂、R₃和R₄这4个电阻连接在同一点的这个端，而且该端同比较环节的输入端即V_D1的阳极相接，比较环节的输出端即V_W1的阳极同放大环节的输入端即V₁的基极偏置电阻R₆一端相连，亦即同R₇的一端相连，R6另一端同V₁的基极相连，放大环节的输出端即V₁的集电极经电阻R₅，同执行环节的输入端即开关管V₂的栅极连接，执行环节的输出端即V₂的漏极同发电机的励磁绕组L_f的一端连接；此外，R₂和R₄以及R₇这三个电阻的另一端均接地；V₁的射极和V₂的源极以及V_W2的阳极均接地；另外，电容C₁与R₄并联而且C₁负极接地；C₂的正极同V₁的基极相连，C₂的负极接地。

本实用新型的基本工作原理为：当发电机工作电压高于额定电压时，采样信号电压(即R₂和R₄两端电压)升高，稳压管V_W1反向导通，引起V₁导通，V₂截止，关断发电机励磁电流，发电机电压下降调节；反之亦然，即当发电机工作电压低于额定电压时，V₂饱和导通，发电机电压上升调节……。上述调节可使发电机额定工作电压波动率很小(小于千分之三)。

本实用新型具有如下优点：

其一.本调节器主要包括采样、比较、放大、执行和保护等环节。其中，采样环节对被采样信号——发电机端电压变化量ΔU的辨识精度高达千分之三，此精度大大高于市场上同类产品的最高精度；执行环节采用优质场效应管作为无触点开关，不仅能迅速准确地实时通断汽车发电机的励磁线圈电流，自动调节汽车发电机的端电压，而且能耗很低，对前置级影响很小；保护环节利用瞬态高效泄能稳压二极管与电容器配合，能充分及时吸收甩负载时的瞬间高压高能，从而保护电压调节器本身及汽车上的所有电器设备。

其二.在设计上开拓创新，不仅实现了在大型汽车发电机和中型汽车发电机之间运作的通用性，而且还能适应各种不同的启动工作方式，其主要特色是：通用性强，结构简单，性价比高，可适应负载启动与空载启动，有电瓶(蓄电池)启动和无电瓶(蓄电池)启动，他励启动与自励启动等各种工况启动方式，能同额定电流为90～180A、额定电压为24V的各种汽车发电机匹配使用，安全可靠运作。

其三.实现了三个“合二为一”，即：中型汽车发电机与大型汽车发电机所用的电压调节器“合二为一”；他励式发电机与并励式发电机所用的电压调节器“合二为一”(有些大型客车上备有两台发电机，其中有他励工作方式的)；带电瓶工作的发电机与不带电瓶工作的发电机所用的电压调节器“合二为一”，简言之，本实用新型调节器取代了原来6大类汽车电压调节器。

其四.结构简单，性价比高，是重要而实用的现代汽车电器，市场前景看好。

附图说明

附图是本实用新型的原理电路图。

具体实施方式

本实用新型的壳体内装有适用于中型与大型汽车发电机电压调节器的汽车电压调节电路。

本实用新型汽车电压调节器的原理电路如附图所示：至少设有调节电路，调节电路包括采样、比较、放大和执行环节，其中，采样环节设有分压和调整电路，其由“两串两并”的4个电阻R₁、R₂、R₃和R₄组成；比较环节设有基准电压和极性导向电路，其包括稳压二极管V_W1、电阻R₇和二极管V_D1；放大环节设有偏置和放大电路，其包括放大管V₁和电阻R₆、R₇、R₈；执行环节设有开关和输入限幅电路，其包括开关管V₂、稳压二极管V_W2、电阻R₅和R₈。

本实用新型汽车电压调节器还可以有保护环节，如附图所示，其至少包括：

1.用于甩负载时的过电压保护环节，其包括电解电容C₃和C₄、电阻R₉和R₁₀、二极管V_D3和V_D4；V_D3和V_D4的正极以及C₃负极和C₄负极共地，V_D3负极和C₃正极经R₉连接稳压二极管V_W3负极，C₄正极和V_D4负极经R₁₀与二极管V_D2负极相连。R₉、V_D3和C₃吸收泄放主电源两端因甩负载产生的高压高能；R₁₀、V_D4和C₄吸收泄放辅电源两端因甩负载产生的高压高能；其中V_D3和V_D4为瞬态高效泄能稳压二极管。

2.用于一般工况时的过电压保护环节，其包括稳压二极管V_W3、电阻R₁₁和微型继电器KA；V_W3正极分别经R₁₁、KA接地。V_W3、R₁₁和KA组成的一般工况下过电压保护设施，主电源两端一旦因故发生过电压后，微型继电器KA的两个常闭触点立即断开发电机励磁绕组两端的电源，因此发电机端电压剧降，由于发电机励磁绕组两端同时都被开断，不仅使发电机励磁电流立即为零，以迅速消除过电压，同时亦可防止励磁绕组本身感生过电压的危害。

3.用于发电机励磁绕组开断时感生过电压的保护环节，其由跨接于励磁绕组L_f两端的二极管V_D2组成，并且V_D2的正极与执行环节的场效应管V₂的漏极相连。

本实用新型汽车电压调节器还可以有用于防止扰动基准电压的保护环节，如附图所示：其包括电解电容C₁、电阻R₁和R₃；R₁和R₃并联，其一端接二极管V_D1正极，且经C₁接地，另一端接稳压二极管V_W3负极。

本实用新型汽车电压调节器还可以有用于防止扰动放大环节输入信号的保护环节，其包括电容C₂、电阻R₆和R₇，R₆和R₇的连接点与稳压二极管V_W1正极相连，R₆的另一端接放大管V₁基极，且经C₂接地，R₇的另一端接地。

本实用新型采样环节的电路连接可以如附图所示：R₁和R₃并联且其一端接稳压二极管V_W3负极，R₂和R₄并联且其一端接地，它们的另一端是电阻R₁，R₂，R₃和R₄的连接点，该连接点接于二极管V_D1正极。本电路之所以用4个电阻“两串两并”联接而成，是因为其中两个千欧级的电阻(R₁和R₂)便于用来细调，而两个欧姆级的电阻(R₃和R₄)便于用来粗调。采样环节将时时刻刻随时采取主电源电压变化信号，送比较环节比较，以决定放大环节中放大管V₁的工作状态，从而决定执行环节中开关管V₂的工作状态，控制发电机励磁绕组电流的通断，调节发电机磁势大小，最终达到调整发电机端电压之目的。

本实用新型比较环节的电路连接可以如附图所示：稳压二极管V_W1的正极经电阻R₇接地，其负极接二极管V_D1负极。V_D1用于确定基准电压极性，同时对基准电压亦兼有温度补偿作用。

本实用新型放大环节的电路连接关系可以如附图所示：放大管V₁基极经电阻R₆接稳压二极管V_W1正极和电阻R₇一端，R₆另一端经电容C₂接R₇另一端和V₁发射极，V₁集电极经电阻R₈接二极管V_D2负极；V₁发射极接地。放大环节输出端(即执行环节输入端)所接稳压二极管V_W2是用来限定执行环节场效应管V₂的栅级直流电压的(当放大管V₁截止时)。

本实用新型执行环节的电路连接关系可以如附图所示：开关管V₂栅极经电阻R₅接放大管V₁集电极和稳压二极管V_W2负极，V₁集电极经电阻R₈接励磁绕组L_f的一端。

本实用新型还包括5根引出线，即一根红色引出线(见附图中的引线1)；一根绿色引出线(见附图中的引线2)；两根黄色引出线(见附图中的引线3和4)；一根黑色引出线(见附图中的引线5)。这5根引出线的作用分别为：红色引出线为该实用新型电路的主电源线，即该电源正端接线；绿色引出线为辅电源线，即发电机励磁绕组的电源线；两根黄色引出线为发电机励磁绕组的两端外伸线；黑色引出线为接地线，亦即本实用新型的电源负端接线。

最后应说明，上述的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而并非限制。

Claims

1.一种通用型电子式汽车电压调节器，设有壳体，壳体内装有汽车电压调节器，其特征在于：汽车电压调节器至少设有调节电路，调节电路包括采样、比较、放大和执行环节，其中，采样环节设有分压和调整电路，其由“两串两并”的4个电阻R₁、R₂、R₃和R₄组成；比较环节设有基准电压和极性导向电路，其包括稳压二极管V_W1、电阻R₇和二极管V_D1；放大环节设有偏置和放大电路，其包括放大管V₁和电阻R₆、R₇、R₈；执行环节设有开关和输入限幅电路，其包括开关管V₂、稳压二极管V_W2、电阻R₅和R₈，

上述调节器的各组成环节之间的连接关系是：采样环节的输入端为R₁和R₃同该调节器的电源正极连接端，其输出端就是R₁、R₂、R₃和R₄这4个电阻连接在同一点的这个端，而且该端同比较环节的输入端即V_D1的阳极相接，比较环节的输出端即V_W1的阳极同放大环节的输入端即V₁的基极偏置电阻R₆一端相连，亦即同R₇的一端相连，R₆另一端同V₁的基极相连，放大环节的输出端即V₁的集电极经电阻R₅，同执行环节的输入端即开关管V₂的栅极连接，执行环节的输出端即V₂的漏极同发电机的励磁绕组L_f的一端连接；此外，R₂和R₄以及R₇这三个电阻的另一端均接地；V₁的射极和V₂的源极以及V_W2的阳极均接地；另外，电容C₁与R₄并联而且C₁负极接地；C₂的正极同V₁的基极相连，C₂的负极接地。

2.如权利要求1所述的通用型电子式汽车电压调节器，其特征在于汽车电压调节器还设有保护环节，其至少包括：

用于甩负载时的过电压保护环节，其包括电解电容C₃和C₄、电阻R₉和R₁₀、二极管V_D3和V_D4；V_D3和V_D4的正极以及C₃负极和C₄负极共地，V_D3负极和C₃正极经R₉与稳压二极管V_W3负极相连，C₄正极和V_D4负极经R₁₀与二极管V_D2负极相连，

用于一般工况时的过电压保护环节，其包括稳压二极管V_W3、电阻R₁₁和微型继电器KA；V_W3正极经R₁₁接地，

用于发电机励磁绕组开断时感生过电压的保护环节，其由跨接于励磁绕组L_f两端的二极管V_D2组成，并且V_D2的正极与执行环节的场效应管V₂的漏极相连。

3.如权利要求2所述的通用型电子式汽车电压调节器，其特征在于还设有用于防止扰动基准电压的保护环节，其包括电解电容C₁、电阻R₁和R₃；R₁和R₃并联，其一端接二极管V_D1正极，且经C₁接地，另一端接稳压二极管V_W3负极。

4.如权利要求1所述的通用型电子式汽车电压调节器，其特征在于还设有用于防止扰动放大环节输入信号的保护环节，其包括电容C₂、电阻R₆和R₇，R₆和R₇的连接点与稳压二极管V_W1正极相连，R₆的另一端接放大管T₁基极，且经C₂接地，R₇的另一端亦接地。

5.如权利要求1所述的通用型电子式汽车电压调节器，其特征在于：比较环节的电路连接关系是：稳压二极管V_W1的正极经电阻R₇接地，其负极接二极管V_D1负极。

6.如权利要求1所述的通用型电子式汽车电压调节器，其特征在于放大环节的电路连接关系是：放大管V₁基极经电阻R₆接稳压二极管V_W1正极和电阻R₇一端，R₆的另一端经电容C₂接R₇另一端和V₁发射极，V₁集电极经电阻R₈接二极管V_D2负极，V₁发射极接地。

7.如权利要求1所述的通用型电子式汽车电压调节器，其特征在于执行环节的电路连接关系是：开关管V₂栅极经电阻R₅接放大管V₁集电极和稳压二极管V_W2负极，V₁集电极经电阻R₈接汽车发电机励磁绕组的一端。