专利名称：智能型电压调整器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电压调整器。
背景技术：
目前，国内内燃机车所用电压调整器全部将启动发电机的电压亦即蓄电池浮充电压控制在110V左右，这是不合理的。
合理的浮充电压不是个恒定值，而是一个与温度有关的具有负温度系数的变量。摄氏25度时单格电池的电压是2.3V，我们称这一电压为基准电压。温度每升高一度，单格电池的合理浮充电压应该是在基准电压的基础上下降3.9MV。温度每下降一度，单格电池的合理浮充电压应该是在基准电压的基础上升高3.9MV。
内燃机车用蓄电池多为48格。任意温度T下的浮充电压应为U浮＝2.3×48+0.0039×48×(25-T)U浮＝110.4+0.1872(25-T)-----------------------------------(1)负15度时的浮充电压为U浮＝110.4+0.1872(25+15)＝117.889V正40度时的浮充电压为U浮＝110.4+0.1872(25-40)＝107.59V这就是说，当蓄电池的温度由正40度降到负15度时，浮充电压应该由107.59V线性上升到117.89V，一般电压调整器的110V恒定电压对于高寒地区负15度所对应的浮充电压117.89V而言太低了。这会造成蓄电池亏电。而对于正40度所对应的107.59V而言又太高了，这会造成蓄电池过充。亏电和过充都会使蓄电池受损。亏电还会使次日启车发生困难。
实践证明，实际的浮充电压比规定的浮充电压差5％，免维护铅酸蓄电池的浮充寿命缩短一半。一般电压调整器的恒定电压110V与负15度对应的浮充电压117.89V比相差6.99％。与正40度对应的浮充电压107.59比相差2.24％。严重影响浮充寿命，如果采用合理的浮充电压，免维护铅酸蓄电池的浮充寿命可达10年以上。
目前，我国内燃机车由于都采用110V恒压充电，蓄电池的寿命一般在2年以下，不仅浪费大，而且由于内燃机车用大容量蓄电池所含大量有害化学物质还会严重污染环境。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种浮充电压由单片计算机控制，可根据不同温度使启动发电机输出合理的不同的浮充电压的智能型电压调整器，该电压调整器不仅延长了蓄电池的浮充寿命，而且还保证了在任意温度下蓄电池都能充足电。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案叙述如下智能型电压调整器，其特征在于该电压调整器包括主电路、微机控制电路、传感电路、发电机发电电路；主电路的主要部件是集成电路TL494，1脚接发电电压UF的分压U+，2脚接微机输出的控制电压UK5616，9、10脚并联与IGBT管连接；微机控制电路的控制中心是中央处理器CPU，UK5616是串行DA转换TLV5616的输出端，CPU通过P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口与串行DA转换TLV5616相连接，CPU还通过P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口与显示电路连接；温度传感器参数UT、电瓶端压UD、限流值UI通过串行A/D转换电路TLC2543与CPU相连接，串行A/D转换电路TLC2543是通过P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口与CPU相连接的；CPU的P0.1口与超压继电器J连接，P0.1口与报警器FM相连接；传感电路包括温度传感、电瓶端压传感、限流传感；在传感电路的输入端设有随温度变化的热敏电阻。
本实用新型的优点是智能型电压调整器可根据不同温度使启动发电机输出合理的不同的浮充电压的智能型电压调整器，该电压调整器不仅延长了蓄电池的浮充寿命，而且还保证了在任意温度下蓄电池都能充足电。
图1是发电机发电电路原理图。
图2是主电路图。
图3是微机控制电路图。
图4是传感电路图。
具体实施方式
本实用新型的电路主要由四部分构成发电机发电电路、主电路、微机控制电路、采传感电路。
1、发电机发电电路原理(图1)图1中B1-B2是励磁线圈，如果T/3与T/5间的IGBT管导通B1-B2就有流通过，发电机MG即可发电。TGBT管是以数千赫的频率以脉冲形式导通的。通断占空比越大发电电压UF越大。我们正是通过控制IGBT管占空比来控制发电电压UF的。IGBT的通断是由主电路来控制的。
在T/9与T/7之间连接有取样电阻RF，在T/9和T/1之间连接有二极管D，T/1与励磁线圈B1-B2之间连接有电阻R1。
2、主电路(图2)主电路由集成电路TL494等构成。1脚接发电电压UF之分压值U+，2脚接微机输出之控制电压UK5616，在其中间设有电阻R5。9、10脚并联控制IGBT管，在其中间接有电阻R6、R7。1脚通过R4发电电压UF的分压电阻R2、R3相连接，。在2脚与集成电路TL494之1脚电压U+与2脚电压U-极小差值决定了由9、10脚控制的IGBT管占空比。
UF越小，其分压值U+越小，在U-一定时自然U+-U-也越小。集成电路TL494的功能是U+-U-越小由9、10脚控制的IGBT管占空比越大。由二之1可知占空比越大发电电压UF越大。发电电压UF越大它在10K电阻上的分压U+越大从而使U+-U-增大占空比减少，而占空比减少又使发电电压UF下降。因此这一负反馈作用能使UF很快稳定在某一值上。
集成电路TL494的1、2脚是放大器的二个输入脚，由于放大器放大倍数很大U+-U-有极微小的变化都会引起UF的较大调整，因此我们可以近似的认为U+＝U-。图2可见，UF在110K和10K上的分压比为120/10＝12。所以UF＝12U+＝12U-。即UF＝12U-我们完全可以给定U-。例如，令U-＝9.2V则UF＝12U-＝12×9.2＝110.4V。U-正是微机控制输出的UK5616。现在我们来研究UK5616。
3、微机控制电路(图3)UK5616是串行DA转换5616的输出端。CPU通过P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口分时控制串行DA转换5616。一般情况下微机根据温度输出UK5616。使UF＝110.4+0.1872(25-T).见(1)式。
在特殊情况下如超压、短路、电瓶亏电时，微机输出不同的UK5616从而输出不同的发电电压UF。
CPU还通过P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口分时控制LED显示器。
温度传感器参数UT、电瓶端压UD、限流值UI通过串行A/D转换电路2543进入CPU。串行A/D转换电路2543是通过P2.0，P2.1，P2.2，P2.3与CPU交换信息的.
P0.0控制超压继电器J.当发生超压时J吸合，其常闭点开启系统失电.P0.1控制报警，当发生超压、过流电瓶严重亏电时发出报警声音。
4、传感电路(图4)(1)温度传感热敏电阻R在不同温度下有不同阻值分压后得到不同电压UB进入传感电路处理后输出温度传感电压UT。在该电路中还设有分压电阻R8。
(2)电瓶端压传感电瓶端压在T/1脚，进入传感电路处理后输出电瓶端压传感电压UD。
(3)限流传感在图2发电机发电电路原理图中，流经取样电阻RF(0.006Ω)(即T/7-T/9间)的不同电流在T/7与T/9上产生不同的压降，该压降进入传感电路处理后输出限流传感电压UI，通过串行A/D转换电路TLC2543进入CPU。CPU随时通过UI监视发电机工作电流变化，一旦发生电流超限，立即降压报警。
权利要求1.智能型电压调整器，包括发电机发电电路，其特征在于该电压调整器还包括主电路和微机控制电路、传感电路；主电路的主要部件是集成电路TL494，1脚接发电电压UF的分压U+，2脚接微机输出的控制电压UK5616，9、10脚并联与IGBT管连接；微机控制电路的控制中心是中央处理器CPU，UK5616是串行DA转换TLV5616的输出端，CPU通过P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口与串行DA转换TLV5616相连接，CPU还通过P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口与显示电路连接；温度传感器参数UT、电瓶端压UD、限流值U1通过串行A/D转换电路TLC2543与CPU相连接，串行A/D转换电路TLC2543是通过P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口与CPU相连接的；CPU的P0.1口与超压继电器J连接，P0.1口与报警器FM相连接；传感电路包括温度传感、电瓶端压传感、限流传感；在传感电路的输入端设有随温度变化的热敏电阻。
专利摘要本实用新型涉及一种智能型电压调整器。该电压调整器包括主电路、微机控制电路、传感电路、发电机发电电路；主电路的集成电路TL494的1脚接发电电压U
文档编号H02J7/14GK2710232SQ200420032028
公开日2005年7月13日 申请日期2004年6月9日 优先权日2004年6月9日
发明者潘卯辰 申请人:鞍山市鞍资铁路设备有限公司