智能电压调节器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电压调节器，特别是涉及一种智能电压调节器。
【背景技术】
[0002]汽车发电机是为车辆提供电能的电气设备，其转速随汽车发动机转速的变化而变化。汽车发电机电动势的高低与其转速及磁极的磁通量成正比，因此，汽车发电机输出的电压必然随着其转速的变化而变化。由于在一定条件下发电机的输出功率是定值(P=U * I)，当车辆电器负载较小时，发电机输出的电压会升高，而车辆电器负载较大时，发电机输出的电压会降低。而车用电器设备及蓄电池充电均要求发电机必须在某一恒定电压下工作(例如12V系统的工作电压一般为14±0.25V，24V系统的工作电压为28±0.3V)，这就需要调节和控制发电机输出电压的装置，即电压调节器。
[0003]电压调节器主要是利用流过转子的励磁电流的通断，进而调节转子磁场的大小进行工作的。当发电机产生的电压低于调节电压，电压调节器不起作用，当发电机输出电压超过调节电压预设值时，电压调节器重新接通励磁电流，电压再次逐渐升高，调节器开始新一轮的调节循环。
[0004]目前，市场上的电压调节器主导产品为第四代混合集成电路调节器，国内乘用车和客车大都采用这种调节器，混合集成电路调节器制造工艺非常严格并且达到规模化生产才能降低成本，只有具备相当的专业技术水平、设备水平和规模化的专业厂家才能生产。这种混合集成电路调节器一旦装车，其输出电压设定值无法在线修改，电压调整精度也无法精确控制。由于受限于元器件本身参数的误差，即便是在生产过程中，这种调压器的输出电压设定值的一致性也很难保证。这样不但影响生产周期还增加了额外的成本。另外，这种混合集成电路的调压器无法支持多发电机并联使用时的电压调节工作。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种控制精确、调节方便快捷的智能电压调节器。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]设计一种智能电压调节器，含有主控模块、信号采集模块、励磁信号控制模块、驱动模块、通讯模块和电源模块，主控模块中含有微控制器，信号采集模块中含有逻辑电平转换器，发电机的相位信号进入微控制器的第二模拟量输入端，发电机的相位信号还通过逻辑电平转换器后进入微控制器的第二开关量输入端，励磁信号控制模块中含有施密特触发逆变器和场效应管，微控制器的PWM输出信号通过施密特触发逆变器后进入场效应管的栅极，场效应管的漏极与发电机的励磁线圈连接，场效应管的漏极还通过第一电阻与微控制器的第一模拟量输入端连接，微控制器通过驱动模块控制汽车仪表盘上的指示灯和继电器，微控制器的通讯口与通讯模块连接，电源模块的输入端与发电机的电源输出端连接，电源模块的输出为主控模块、信号采集模块、励磁信号控制模块、驱动模块和通讯模块供电，发电机的电源输出端还通过第二电阻与微控制器的第三模拟量输入端连接，以便微控制器对发电机的输出电压进行检测。
[0008]信号采集模块中还含有第一二极管、第一稳压管、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，发电机的相位信号输出端依次通过正向连接的第一二极管、第三电阻与逻辑电平转换器的输入端连接，逻辑电平转换器的输出端通过第四电阻与微控制器的第二开关量输入端连接，逻辑电平转换器的输入端通过第一稳压管和第五电阻的并联接地，逻辑电平转换器的输入端还通过第六电阻与微控制器的第二模拟量输入端连接。
[0009]逻辑电平转换器用来对汽车发电机的相位信号进行整形。
[0010]微控制器的PWM信号输出端通过第七电阻与施密特触发逆变器的输入端连接，施密特触发逆变器的输出端与场效应管的栅极连接，施密特触发逆变器的输出端还通过第八电阻与汽车控制器的励磁信号检测端连接，场效应管的漏极通过正向连接的第二二极管接发电机的电源输出端，场效应管的漏极还通过第一电阻和第九电阻的串联与微控制器的第一模拟量输入端连接，第一电阻和第九电阻的连接点通过第十电阻接地，场效应管的源极接地，场效应管为N沟道型场效应管。
[0011]驱动模块中含有第一达林顿管和第二达林顿管，微控制器的继电器控制信号通过第一达林顿管驱动汽车仪表盘上的继电器，微控制器的指示灯控制信号通过第二达林顿管驱动汽车仪表盘上的指示灯。
[0012]驱动模块中还含有三极管，微控制器的继电器控制信号输出端与第一达林顿管的基极连接，第一达林顿管的发射极接电源，第一达林顿管的集电极通过第十一电阻与汽车仪表盘的信号端连接；微控制器的指示灯控制信号输出端通过第十二电阻与第二达林顿管的基极连接，第二达林顿管的发射极通过第十三电阻接地，第二达林顿管的集电极也与汽车仪表盘的信号端连接，第二达林顿管的发射极还与三极管的基极连接，三极管的发射极通过第十四电阻接地，三极管的集电极与第二达林顿管的基极连接；第一达林顿管为PNP型，第二达林顿管和三极管为NPN型。
[0013]微控制器的第零模拟量输入端通过第十五电阻与汽车仪表盘的信号端连接。汽车仪表盘的信号端输出的IGN信号进入微控制器的第零模拟量输入端。
[0014]通讯模块中含有CAN收发器、CAN通讯接口和LIN接口，微控制器的通讯口通过CAN收发器与CAN通讯接口连接，微控制器的LIN通讯端与LIN接口连接；CAN收发器的型号为:MC33901。
[0015]通讯模块的主要功能是将信号采集模块采集到的发电机信息实时地以CAN报文和LIN报文的形式传递出去，以备查询；另外，通讯模块还负责接受第三方ECU传来的负载、电池及行车工况等信息。
[0016]电源模块中含有第二稳压管和第三二极管，发电机的电源输出端通过第二稳压管接地，发电机的电源输出端与第三二极管正极连接，第三二极管的负极即为电源模块的输出端。
[0017]微控制器的型号为:MM9Z1_638 ;逻辑电平转换器的型号为:MC74VHC1GT08 ;施密特触发逆变器的型号为:NC7SZ14M5X。
[0018]本实用新型具有积极有益的技术效果:
[0019]1.本实用新型采用信号采集模块对汽车发电机的相位信号进行检测，采用励磁信号控制模块对汽车发电机的励磁线圈进行控制，采用驱动模块对汽车仪表盘上的指示灯和继电器进行控制，采用通讯模块与汽车控制器E⑶通讯，同时还对汽车发电机的输出电压进行检测，通过实时扫描发电机的输出电压(B+端电压)以及处理CAN/LIN总线传来的负载和车辆工况等信息，修正励磁回路的开启比例，控制精确、可靠。
[0020]2.本实用新型可在汽车发电机工作的时候，由第三方汽车控制器ECU对发电机的电压输出值进行动态调整，调节方便、快捷。
[0021]【附图说明】:
[0022]图1为智能电压调节器的结构示意图；
[0023]图2为主控模块的电路原理示意图；
[0024]图3为励磁信号控制模块的电路原理示意图；
[0025]图4为信号采集模块的电路原理示意图；
[0026]图5为驱动模块的电路原理示意图；
[0027]图6为通讯模块的电路原理示意图；
[0028]图7为电源模块的电路原理示意图。
[0029]【具体实施方式】:
[0030]参见图1?图7，智能电压调节器含有主控模块、信号采集模块、励磁信号控制模块、驱动模块、通讯模块和电源模块，主控模块中含有微控制器U1，信号采集模块中含有逻辑电平转换器U4，发电机的相位信号进入微控制器Ul的第二模拟量输入端VSENSE2，发电机的相位信号还通过逻辑电平转换器U4后进入微控制器Ul的第二开关量输入端PTB2，励磁信号控制模块中含有施密特触发逆变器U6和场效应管Q2，微控制器Ul的PWM输出信号通过施密特触发逆变器U6后进入场效应管Q2的栅极，场效应管Q2的漏极与发电机的励磁线圈连接，场效应管Q2的漏极还通过第一电阻R7与微控制器Ul的第一模拟量输入端VSENSEI连接，微控制器Ul通过驱动模块控制汽车仪表盘上的指示灯和继电器，微控制器Ul的通讯口与通讯模块连接，电源模块的输入端与发电机的电源输出端VBAT连接，电源模块的输出为主控模块、信号采集模块、励磁信号控制模块、驱动模块和通讯模块供电，发电机的电源输出端VBAT还通过第二电阻Rl与微控制器Ul的第三模拟量输入端VSENSE3连接，以便微控制器Ul对发电机的输出电压进行检测。
[0031]信号采集模块中还含有第一二极管D2、第