专利名称：永磁发电机调压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车用电子调压器，特别是涉及一种高性能 永磁发电机调压器。
技术背景目前许多低成本车辆如农用手扶拖拉机、三轮车等大都采用永 磁发电机为整车供电，以满足行驶中照明、转向指示等的需要，从而省略了车 用蓄电池的配备，降低了整车成本。永磁式发电机与交流发电机不同，其发电 电压随着转速的升高而升高，且不能用控制激磁电流的方法来稳定发电电压。 当前车辆使用的永磁式发电机在达到中等转速时，其发电电压有效值就已达到 车用电器所能承受的电压上限，超出了车上电器的正常工作电压范围，给车用 电器的性能和寿命都带来严重的损害。如额定电压为12V的永磁式发电机此时 输出电压己达15V以上，而高速运转时输出电压可升至三十伏以上，如不进行 稳压控制，就会烧毁车辆上的电器。
为了满足使用永磁发电机的车辆上车用电器的工作要求，必须对其采取有 效的降压或稳压措施以把输出电压限制在一定的幅度范围内。目前永磁式发电 机普遍采用的稳压方式是分流法，即当电压升高到一定值时，通过适当的方法 把其所输出的电流分流掉一部分，迫使输出到电器的电压下降并保持在允许的 幅度下。具体方法通常是在发电机输出端接入大功率分流电阻，当发电机输出 电压升高到一定值时把分流电阻接入电路以消耗发电机的电能，迫使电压降低， 这个方案虽然起到了降低输出电压的目的，但只能进行一定的降压并不能进行 稳压，而且电压变化存在明显的阶梯性下跌；为了改善上述缺陷，后来又出现 了 -种利用发电机抽头进行调压的方法，这个方法在一定程度上提高了稳压效 果，但仍存在电压阶梯式变化的情况，而且由于发电机线圈需在中间抽头，增 加了制造时的难度；目前比较常见的方法是运用电子电路迸行稳压，其电路原 理参见说明书附图3，以三极管Q2为核心组成信号检测与控制电路，在发电机 输出电压高出车用电器工作电压时，控制晶闸管SCR1将一部分电流分流，这种
电路由于检测方法和实现电路不尽合理，效果仍然达不到使用要求，实际使用 中在发电机中、高速运作时，调压后的输出电压仍然达到15V以上，严重超出
/电路12V的额定电压，烧毁照明及转向灯的情况频繁出现。 实用新型内容
本实用新型针对背景技术车用电子调压器存在的缺陷，找出决定其稳压性 能的主要影响因素，对信号的产生和检出电路进行改进，提出一种永磁发电机 调压器，使发电机的输出电压严格限制在电器正常工作的范围内，提高车用电 子调压器的性能。
本实用新型所采用的技术方案
-种永磁发电机调压器，含有削波稳压电路，信号检出与放大电路，削波 稳压电路并联连接发电机电压输出的两端，信号检出与放大电路的输出端控制 连接削波稳压电路的控制端，发电机电压输出的两端同时通过开关连接负载， 在发电机电压输出的两端连接有整流电路，信号检出电路取样电阻连接在整流 电路的输出正端和负端之间，信号检出电路取样信号接入放大电路控制输入端， 放大电路输出信号连接削波稳压电路控制端。
所述的永磁发电机调压器，设有空载关闭控制电路，空载关闭控制电路的 取样信号取自整流电路输出端，所述取样信号连接控制放大器的控制输入端， 控制放大器的输出端控制连接信号检出与放大电路的控制输入端，当发电机空 载用电电压上升到一定幅度时，造成信号放大电路截止，使削波稳压电路处于 关闭状态。
所述的永磁发电机调压器，整流电路采用桥式全波整流，取样信号为调压
器有效值电压检出信号或为瞬时峰值电压检出信号，取样信号经稳压管DW1和 限流电阻R2连接信号放大电路晶体管Ql的基极，晶体管Ql的集电极经电阻 R4、 R5连接永磁发电机的输出端，晶体管Ql的发射极接在整流电路的输出正 端，削波稳压电路由晶闸管SCR1组成，晶闸管SCR1与负载并联在发电机的输 出端和搭铁地之间，电阻R4、 R5的节点连接晶闸管SCR1的控制极；空载关闭 控制电路由稳压二极管DW2和限流电阻R3及控制晶体管Q2组成，取样电阻 输出电压信号同时经稳压二极管DW2和限流电阻R3加在控制晶体管Q2的基
极，晶体管Q2的集电极和发射极并联在晶体管Ql的基极和发射极之间。
所述的永磁发电机调压器，其中空载关闭控制电路的控制晶体管Q2的基极 控制电压由两个偏置电阻提供，两个偏置电阻并联连接在稳压二极管DW1和限 流电阻R2的节点及整流电路的输出负端之间，两个偏置电阻的节点连接晶体管 Q2的基极。
所述的永磁发电机调压器，整流电路采用桥式全波整流，取样信号为调压 器有效值电压检出信号或为瞬时峰值电压检出信号，信号放大电路采用比较器 集成电路，并联在整流电路的输出正端与负端的稳压管和电阻提供稳压源，并 联在该稳压源两端的电阻R6、 R7提供比较器AR2基准电压，取样信号接入比 较器AR2的同向输入端，比较器AR2的输出端经电阻R8、 R9连接发电机输出 端，电阻R8、 R9的节点连接晶闸管SCR1的控制极；空载关闭控制电路由稳压 二极管DW2和限流电阻R3及控制晶体管Q2组成，取样电阻输出电压信号也 采用比较器集成电路，并联在整流电路的输出正端与负端的电阻R1、 R2提供比 较器AR1的基准电压，取样信号接入比较器AR1的同向输入端，比较器AR1 的输出端连接比较器AR2的反向输入端。
本实用新型的积极有益效果
1、本实用新型永磁发电机调压器通过添加整流电路和采用改进的信号检测 电路，提高了电压检测环节的灵敏度和准确度，从而提高了调压性能，保证了 输出电压的稳定度。经使用证明，对于车用电器额定工作电压在12V的情况下， 在发电机中速及中高速运转状态下，该调压器输出电压可保持在12 13V之间， 即使在高转速时仍然可以保证发电机的输出电压在13.5V以下，不超出电器的 止:常工作电压范围，具有优越的实用价值。
2、本实用新型永磁发电机调压器同时增加了在不使用电源时自动关闭调压 器工作的功能，使发电机在零负荷下运转，有效降低了主机、发电机的功耗， 保证和延长了灯泡的使用寿命并延长了调压器的使用寿命。
图l:目前车用调压器电路原理图
图2:本实用新型永磁发电机调压器电路原理方框图
图3:本实用新型永磁发电机调压器电路原理示意图之一 图4:本实用新型永磁发电机调压器电路原理示意图之二 图5:本实用新型永磁发电机调压器电路原理示意图之三 图6:本实用新型永磁发电机调压器电路原理示意图之四具体实施方式
实施例一参见图2，为本实用新型永磁发电机调压器的电路原理方框图。 永磁发电机调压器大概由整流电路、信号检出电路、信号放大电路及削波稳压 电路四部分组成，其中各部分的作用全波整流电路部分对发电机的输出进行 全波整流，给本申请中的全部电路提供工作电源，同时给信号检测电路提供全 波电压信号，增强了被检测信号的强度；信号检出电路该部分可采用有效值 电压信号检出电路和瞬时峰值电压检出电路两种方式，根据实际情况选用；在 有效值电压检出电路中，正确选择取样电阻R1、 R2的比值，则检出电路提供给 后级的信号电压即是发电机输出电压的有效值；瞬时峰值电压检出电路的信号 检出电阻只有 -个，经检波后的电压经该电阻直接加在信号放大电路控制极； 信号放大电路的作用是对检出的信号进行放大，用以控制后边的削波稳压电路； 削波稳压电路的作用是在前级信号的控制下对发电机的输出电流进行适当的旁 路，以降低输出电压，达到稳定输出电压的目的。
图3是本实施例永磁发电机调压器电路原理示意图。永磁交流发电机的输出 接在电路的输入端和搭铁端之间，用电器接在输出端和搭铁端之间。D1—D4组 成桥式全波整流电路，整流后的电压加在取样R1上，Rl上的电压高低随着发 电机的电压变化而变化。获得的取样信号为调压器瞬时峰值电压检出信号，取 样信号经稳压管DW1和限流电阻R2连接信号放大电路晶体管Ql的基极，晶 体管Q1的集电极经电阻R4、 R5连接永磁发电机的输出端，晶体管Q1的发射 极接在整流电路的输出正端，削波稳压电路由晶闸管SCR1组成，晶闸管SCR1 与负载并联在发电机的输出端和搭铁地之间，电阻R4、 R5的节点连接晶闸管 SCR1的控制极；空载关闭控制电路由稳压二极管DW2和限流电阻R3及控制 晶体管Q2组成，取样电阻输出电压信号同时经稳压二极管DW2和限流电阻R3 加在控制晶体管Q2的基极，晶体管Q2的集电极和发射极并联在晶体管Q:l的
基极和发射极之间。当发电机的输出电压升高到限制电压时，Rl上的电压也跟
着升高，稳压二极管DW1击穿导通，Ql基极加电饱和导通；SCR1的触发极 被加上由D4整流、经Q1、 R4限流的正向触发电压而导通，发电机产生的电流 -部分被SCR1旁路，发电机的平均输出功率减小，电压下降。电路中电容C1 提高抗千扰能力，防止误动作；R2为限流电阻。稳压器空载关闭控制电路由 DW2、 R3、 Q2组成，其作用是当发电机的所有负载被断开时，稳压已没有什么 用处反而要加重稳压器的负担并浪费能源，此时当电压上升到一定幅度时，DW2 击穿导通，Q2饱和导通，于是流经Q1基极的电流被Q2短路，Ql失去基极电 流被迫截止，SCR1停止工作，起到减轻稳压器负担和减小能源消耗的目的。
实施例二参见图4，为本实用新型永磁发电机调压器另外一种实施方式。 本实施例永磁发电机调压器与实施例一不同的是稳压器空载关闭电路做了变 化，其中空载关闭控制电路的控制晶体管Q2的基极控制电压由两个偏置电阻提 供，两个偏置电阻并联连接在稳压二极管DW1和限流电阻R2的节点及整流电 路的输出负端之间，两个偏置电阻的节点连接晶体管Q2的基极，连接关系如图 所小。其工作原理是在用电和稳压过程中，由于R3、 R4的分压作用，Ql导 通时Q2并不能导通，只有电路所有负载停止工作发电机输出电压又进一步上升 后，加在R3、 R4上的电压经分压后使R4上的电压高于Q2基极的导通电压， Q2才饱和导通，稳压器才被关闭。
实施例三参见图5，为本实用新型永磁发电机调压器第三种实施方式。本 实施例与实施例一不同的是信号检出采用的是有效值检出电路。
实施例四参见图6，为本实用新型永磁发电机调压器第四种实施方式。信 号放大电路及空载关闭控制电路均采用集成电路比较器为核心组成。图中AR2 及外围元件组成了稳压信号与放大电路，AR1及外围元件组成发电机空载关闭 电路，并联在整流电路的输出正端与负端的稳压管和电阻提供稳压源，并联在 该稳压源两端的电阻R6、 R7提供比较器AR2基准电压，取样信号接入比较器 AR2的同向输入端，比较器AR2的输出端经电阻R8、 R9连接发电机输出端， 电阻R8、 R9的节点连接晶闸管SCR1的控制极；空载关闭控制电路由稳压二极 管DW2和限流电阻R3及控制晶体管Q2组成，取样电阻输出电压信号也采用
比较器集成电路，并联在整流电路的输出正端与负端的电阻R1、 R2提供比较器 AR1的基准电压，取样信号接入比较器AR1的同向输入端，比较器AR1的输出 端连接比较器AR2的反向输入端。与采用分立元件组成的电路相比，其功能单 元和组成相同，稳压性能和精度更高。
权利要求1、一种永磁发电机调压器，含有削波稳压电路，信号检出与放大电路，削波稳压电路并联连接发电机电压输出的两端，信号检出与放大电路的输出端控制连接削波稳压电路的控制端，发电机电压输出的两端同时通过开关连接负载，其特征是在发电机电压输出的两端连接有整流电路，信号检出电路取样电阻连接在整流电路的输出正端和负端之间，信号检出电路取样信号接入放大电路控制输入端，放大电路输出信号连接削波稳压电路控制端。
2、 根据权利要求l所述的永磁发电机调压器，其特征是设有空载关闭控 制电路，空载关闭控制电路的取样信号取自整流电路输出端，所述取样信号连 接控制放大器的控制输入端，控制放大器的输出端控制连接信号检出与放大电 路的控制输入端，当发电机空载用电电压上升到一定幅度时，造成信号放大电 路截止，使削波稳压电路处于关闭状态。
3、 根据权利要求2所述的永磁发电机调压器，其特征是整流电路采用桥 式全波整流，取样信号为调压器有效值电压检出信号或为瞬时峰值电压检出信号，取样信号经稳压管DW1和限流电阻R2连接信号放大电路晶体管Ql的基 极，晶体管Q1的集电极经电阻R4、 R5连接永磁发电机的输出端，晶体管Q1 的发射极接在整流电路的输出正端，削波稳压电路由晶闸管SCR1组成，晶闸管 SCR1与负载并联在发电机的输出端和搭铁地之间，电阻R4、 R5的节点连接晶 闸管SCR1的控制极；空载关闭控制电路由稳压二极管DW2和限流电阻R3及 控制晶体管Q2组成，取样电阻输出电压信号同时经稳压二极管DW2和限流电 阻R3加在控制晶体管Q2的基极，晶体管Q2的集电极和发射极并联在晶体管 Ql的基极和发射极之间。
4、 根据权利要求3所述的永磁发电机调压器，其特征是其中空载关闭控 制电路的控制晶体管Q2的基极控制电压由两个偏置电阻提供，两个偏置电阻并 联连接在稳压二极管DW1和限流电阻R2的节点及整流电路的输出负端之间， 两个偏置电阻的节点连接晶体管Q2的基极。
5、 根据权利要求2所述的永磁发电机调压器，其特征是整流电路采用桥 式全波整流，取样信号为调压器有效值电压检出信号或为瞬时峰值电压检出信 号，信号放大电路采用比较器集成电路，并联在整流电路的输出正端与负端的稳压管和电阻提供稳压源，并联在该稳压源两端的电阻R6、 R7提供比较器AR2 基准电压，取样信号接入比较器AR2的同向输入端，比较器AR2的输出端经电 阻R8、 R9连接发电机输出端，电阻R8、 R9的节点连接晶闸管SCR1的控制极； 空载关闭控制电路由稳压二极管DW2和限流电阻R3及控制晶体管Q2组成， 取样电阻输出电压信号也采用比较器集成电路，并联在整流电路的输出正端与 负端的电阻R1、 R2提供比较器AR1的基准电压，取样信号接入比较器AR1的 同向输入端，比较器AR1的输出端连接比较器AR2的反向输入端。
专利摘要本实用新型涉及一种车用电子调压器。一种永磁发电机调压器，含有削波稳压电路，信号检出与放大电路，削波稳压电路并联连接发电机电压输出的两端，信号检出与放大电路的输出端控制连接削波稳压电路的控制端，发电机电压输出的两端同时通过开关连接负载，在发电机电压输出的两端连接有整流电路，信号检出电路取样电阻连接在整流电路的输出正端和负端之间，信号检出电路取样信号接入放大电路控制输入端，放大电路输出信号连接削波稳压电路控制端。本实用新型永磁发电机调压器通过添加整流电路和采用改进的信号检测电路，提高了电压检测环节的灵敏度和准确度，从而提高了调压性能，保证了输出电压的稳定度，具有优越的实用价值。
文档编号H02P9/48GK201001096SQ20072008914
公开日2008年1月2日 申请日期2007年1月10日 优先权日2007年1月10日
发明者徐俊亚 申请人:徐俊亚