别与电阻R3和电阻R4的一端连接，电阻R3的另一端接地，电阻R4的另一端与SG3524控制芯片301的1脚连接。反馈单元205将发电机的励磁电压通过R1、R2、R3和R4调制后得到反馈电压Uf发送至SG3524控制芯片301内部的误差放大器，误差放大器将Ut与Uf比较，从而改变PWM脉宽(占空比)输出。当Ut和Uf的差值为正时，PWM信号占空比增大；当差值为负时，PWM信号占空比减小。
[0028]如图3所示，驱动电路202包括IR2110驱动芯片、二极管V1、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、充电电容C1以及电容C2; 二极管VI的阴极与IR2110驱动芯片的6脚连接，二极管VI的阳极与+15V电源连接，充电电容C1的负极与IR2110驱动芯片的6脚连接，充电电容C1的正极与IR2110驱动芯片的5脚连接，电容C2连接在IR2110驱动芯片的6脚和5脚之间，电阻R9连接在IR2110驱动芯片的7脚和5脚之间，电阻R11的一端与IR2110驱动芯片的7脚连接，电阻R11的另一端与功率回路203连接；IR2110驱动芯片的1脚同时与电阻R10的一端和电阻R12的一端连接，电阻R10的另一端接地，电阻R12的另一端与功率回路203连接;IR2110驱动芯片的5脚与爪机发电机的励磁绕组连接，10脚与控制电路201输出的PWM信号连接，12脚接高电平，3脚和9脚连接+15V电源，11脚、13脚和2脚接地。
[0029]功率回路203包括开关管V6、开关管V7、二极管V2、二极管V4、二极管V5和二极管V7；
[0030]开关管V6的栅极与驱动电路202的电阻R11连接，开关管V6的源极同时与爪机发电机励磁绕组的一端、二极管V2的阳极、二极管V3的阴极连接，爪机发电机励磁绕组的另一端同时与二极管V7的阳极、二极管V4的阴极以及开关管V5的漏极连接，开关管V6的漏极一方面同时与二极管V7的阴极和二极管V2的阴极连接，另一方面输出爪机发电机的电压;二极管V3的阳极、二极管V4的阳极、开关管V5的源极均接地;开关管V5的栅极与驱动电路202的电阻R12连接。
[0031]控制电路201的输出接IR2110驱动芯片的高端逻辑输入控制引脚10，而IR2110驱动芯片的低端逻辑输入控制引脚12接高电平，这样就使开关管V5(功率器件)处于常开状态而V6根据SG3524控制芯片输出的PWM信号来调节其开通和关断。当IR2110驱动芯片的7脚输出高电平时，V6导通，则发电机的励磁电压就通过功率器件V5、V6加在励磁绕组上，PWM的脉冲宽度决定了励磁绕组的导通持续时间。
[0032]当爪极发电机转速发生变化时，爪极发电机励磁电压调节器通过改变其输出脉冲宽度来调节加在励磁绕组上的电压，从而达到稳定爪极发电机输出电压的作用。
[0033]爪极发电机励磁电压调节器的工作过程为:当爪极发电机转速上升，爪极发电机输出电压上升，反馈单元205输出给控制电路201的反馈电压Uf上升，SG3524控制芯片中的SG3524误差放大器输出Ut-Uf下降，SG3524控制芯片的12脚与13脚输出脉宽下降，爪机发电机励磁绕组导通时间下降，励磁电流下降，爪极发电机转速下降，爪极发电机输出电压下降，上述过程循环进行，最终使爪极发电机输出电压稳定。
[0034]反之，当爪极发电机转速下降时，会使得爪极发电机输出电压下降，反馈单元205输出给控制电路201的反馈电压Uf下降，SG3524控制芯片中的SG3524误差放大器输出Ut-Uf上升，SG3524控制芯片的12脚与13脚输出脉宽上升，励磁绕组导通时间上升，励磁电流上升，爪极发电机转速上升，爪极发电机输出电压上升，最终使爪极发电机输出电压稳定。
[0035]上述爪极发电机转速上升与下降的工作工程说明，当发电机转速变化时，通过反馈单元205使SG3524控制芯片的误差放大器504输出也发生变化，从而控制SG3524控制芯片输出PWM信号的脉宽也相应变化，导致励磁电流也随之变化，最终使爪极发电机输出电压稳定。这样，就具有了自动稳压的功能。
[0036]本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1.一种爪极发电机励磁电压调节器，其特征在于:包括控制电路(201)、驱动电路(202)、功率回路(203)和反馈单元(205);控制电路(201)的输入端与反馈单元(205)的输出端连接，控制电路(201)的输出端与驱动电路(202)的输入端连接，驱动电路(20 2)的输出端与功率回路(203)的输入端连接，功率回路(203)的输出端以及反馈单元(205)的输入端与爪机发电机的励磁绕组连接； 反馈单元(205)实时采集爪极发电机的实际输出电压U0，对其进行调制后得到反馈电压Uf输出给控制电路(201);控制电路(201)实时接收给定电压Ui和反馈单元(205)输出的反馈电压Uf，并对给定电压Ui进行调制得到调制后的电压，根据调制后的电压和反馈电压的差值变化情况生成PWM信号输出给驱动电路(202);所述爪极发电机的实际电压和给定电压Ui的调制比率相同；驱动电路(202)对PWM信号放大后得到驱动信号，并输出给功率回路(203);功率回路(203)在驱动信号的控制下接通和关断，得到调制后的电压实时输出给爪极发电机励磁绕组，以使爪极发电机的实际输出电压逐渐达到给定电压Ui。2.根据权利要求1所述的一种爪极发电机励磁电压调节器，其特征在于:所述控制电路(201)包括SG3524控制芯片(301)、PWM输出频率设定单元(304)、参考电压设定单元(302)和误差放大器相位补偿单元(305); 参考电压设定单元(302)包括电阻R6和电阻R7，电阻R6和电阻R7的一端同时与SG3524控制芯片的2脚连接，电阻R6的另一端与SG3524控制芯片的11脚连接，电阻R7的另一端与SG3524控制芯片(301)的16脚连接； PWM输出频率设定单元(304)包括电阻R5和电容C1，电阻R5的两端分别与SG3524控制芯片的4脚和6脚连接，电容C1的两端分别与SG3524控制芯片的4脚和7脚连接； 误差放大器相位补偿单元(305)包括并联连接的电阻R8和电容C2，电阻R8和电容C2并联连接的电路两端分别与SG3524控制芯片的9脚和1脚连接； SG3524控制芯片(301)的15脚接+15V外部电源，14脚、11脚、8脚、4脚和5脚接地，12脚和13脚输出PWM信号。3.根据权利要求2所述的一种爪极发电机励磁电压调节器，其特征在于:所述反馈单元(205)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，电阻R1的一端与爪极发电机的实际输出电压连接，另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端分别与电阻R3和电阻R4的一端连接，电阻R3的另一端接地，电阻R4的另一端与SG3524控制芯片(301)的1脚连接。4.根据权利要求1所述的一种爪极发电机励磁电压调节器，其特征在于:所述驱动电路(202)包括IR2110驱动芯片、二极管V1、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、充电电容C1以及电容C2; 二极管VI的阴极与IR2110驱动芯片的6脚连接，二极管VI的阳极与+15V电源连接，充电电容C1的负极与IR2110驱动芯片的6脚连接，充电电容C1的正极与IR2110驱动芯片的5脚连接，电容C2连接在IR2110驱动芯片的6脚和5脚之间，电阻R9连接在IR2110驱动芯片的7脚和5脚之间，电阻R11的一端与IR2110驱动芯片的7脚连接，电阻R11的另一端与功率回路(203)连接；IR2110驱动芯片的1脚同时与电阻R10的一端和电阻R12的一端连接，电阻R10的另一端接地，电阻R12的另一端与功率回路(203)连接;IR2110驱动芯片的5脚与爪机发电机的励磁绕组连接，10脚与控制电路(201)输出的PWM信号连接，12脚接高电平，3脚和9脚连接+15V电源，11脚、13脚和2脚接地。5.根据权利要求4所述的一种爪极发电机励磁电压调节器，其特征在于:所述功率回路(203)包括开关管V6、开关管V7、二极管V2、二极管V4、二极管V5和二极管V7; 开关管V6的栅极与驱动电路(202)的电阻R11连接，开关管V6的源极同时与爪机发电机励磁绕组的一端、二极管V2的阳极、二极管V3的阴极连接，爪机发电机励磁绕组的另一端同时与二极管V7的阳极、二极管V4的阴极以及开关管V5的漏极连接，开关管V6的漏极一方面同时与二极管V7的阴极和二极管V2的阴极连接，另一方面输出爪机发电机的电压;二极管V3的阳极、二极管V4的阳极、开关管V5的源极均接地;开关管V5的栅极与驱动电路(202)的电阻R12连接。
【专利摘要】一种爪极发电机励磁电压调节器，包括控制电路、驱动电路、功率回路和反馈单元。控制电路的输入端与反馈单元的输出端连接，控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与功率回路的输入端连接，功率回路的输出端以及反馈单元的输入端与爪机发电机的励磁绕组连接。反馈单元实时采集爪极发电机的实际输出电压，控制电路根据给定电压值与反馈单元输出的反馈电压的差值改变其输出脉冲的宽度来调节加在爪极发电机励磁绕组上的电压，从而达到稳定爪极发电机输出电压的作用。该励磁电压调节器电路简单、易于实现，抗干扰能力强，工作电压范围宽，系统可靠性高。
【IPC分类】H02P9/14, H02P9/36, H02P103/00
【公开号】CN105471343
【申请号】CN201510945818
【发明人】李新宇, 常亚辉, 曹清, 李建春, 王晓瑜, 白亮宇, 贾利斌, 张微微, 周凤, 李文江, 郭锡涛
【申请人】北京航天控制仪器研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月16日