專利名稱：智能型電壓調整器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電壓調整器。
背景技術：
目前，國內內燃機車所用電壓調整器全部將啟動發電機的電壓亦即蓄電池浮充電壓控制在110V左右，這是不合理的。
合理的浮充電壓不是個恒定值，而是一個與溫度有關的具有負溫度系數的變量。攝氏25度時單格電池的電壓是2.3V，我們稱這一電壓為基準電壓。溫度每升高一度，單格電池的合理浮充電壓應該是在基準電壓的基礎上下降3.9MV。溫度每下降一度，單格電池的合理浮充電壓應該是在基準電壓的基礎上升高3.9MV。
內燃機車用蓄電池多為48格。任意溫度T下的浮充電壓應為U浮＝2.3×48+0.0039×48×(25-T)U浮＝110.4+0.1872(25-T)-----------------------------------(1)負15度時的浮充電壓為U浮＝110.4+0.1872(25+15)＝117.889V正40度時的浮充電壓為U浮＝110.4+0.1872(25-40)＝107.59V這就是說，當蓄電池的溫度由正40度降到負15度時，浮充電壓應該由107.59V線性上升到117.89V，一般電壓調整器的110V恒定電壓對于高寒地區負15度所對應的浮充電壓117.89V而言太低了。這會造成蓄電池虧電。而對于正40度所對應的107.59V而言又太高了，這會造成蓄電池過充。虧電和過充都會使蓄電池受損。虧電還會使次日啟車發生困難。
實踐證明，實際的浮充電壓比規定的浮充電壓差5％，免維護鉛酸蓄電池的浮充壽命縮短一半。一般電壓調整器的恒定電壓110V與負15度對應的浮充電壓117.89V比相差6.99％。與正40度對應的浮充電壓107.59比相差2.24％。嚴重影響浮充壽命，如果采用合理的浮充電壓，免維護鉛酸蓄電池的浮充壽命可達10年以上。
目前，我國內燃機車由于都采用110V恒壓充電，蓄電池的壽命一般在2年以下，不僅浪費大，而且由于內燃機車用大容量蓄電池所含大量有害化學物質還會嚴重污染環境。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種浮充電壓由單片計算機控制，可根據不同溫度使啟動發電機輸出合理的不同的浮充電壓的智能型電壓調整器，該電壓調整器不僅延長了蓄電池的浮充壽命，而且還保證了在任意溫度下蓄電池都能充足電。
為實現上述目的，本實用新型的技術方案敘述如下智能型電壓調整器，其特征在于該電壓調整器包括主電路、微機控制電路、傳感電路、發電機發電電路；主電路的主要部件是集成電路TL494，1腳接發電電壓UF的分壓U+，2腳接微機輸出的控制電壓UK5616，9、10腳并聯與IGBT管連接；微機控制電路的控制中心是中央處理器CPU，UK5616是串行DA轉換TLV5616的輸出端，CPU通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口與串行DA轉換TLV5616相連接，CPU還通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口與顯示電路連接；溫度傳感器參數UT、電瓶端壓UD、限流值UI通過串行A/D轉換電路TLC2543與CPU相連接，串行A/D轉換電路TLC2543是通過P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口與CPU相連接的；CPU的P0.1口與超壓繼電器J連接，P0.1口與報警器FM相連接；傳感電路包括溫度傳感、電瓶端壓傳感、限流傳感；在傳感電路的輸入端設有隨溫度變化的熱敏電阻。
本實用新型的優點是智能型電壓調整器可根據不同溫度使啟動發電機輸出合理的不同的浮充電壓的智能型電壓調整器，該電壓調整器不僅延長了蓄電池的浮充壽命，而且還保證了在任意溫度下蓄電池都能充足電。
圖1是發電機發電電路原理圖。
圖2是主電路圖。
圖3是微機控制電路圖。
圖4是傳感電路圖。
具體實施方式
本實用新型的電路主要由四部分構成發電機發電電路、主電路、微機控制電路、采傳感電路。
1、發電機發電電路原理(圖1)圖1中B1-B2是勵磁線圈，如果T/3與T/5間的IGBT管導通B1-B2就有流通過，發電機MG即可發電。TGBT管是以數千赫的頻率以脈沖形式導通的。通斷占空比越大發電電壓UF越大。我們正是通過控制IGBT管占空比來控制發電電壓UF的。IGBT的通斷是由主電路來控制的。
在T/9與T/7之間連接有取樣電阻RF，在T/9和T/1之間連接有二極管D，T/1與勵磁線圈B1-B2之間連接有電阻R1。
2、主電路(圖2)主電路由集成電路TL494等構成。1腳接發電電壓UF之分壓值U+，2腳接微機輸出之控制電壓UK5616，在其中間設有電阻R5。9、10腳并聯控制IGBT管，在其中間接有電阻R6、R7。1腳通過R4發電電壓UF的分壓電阻R2、R3相連接，。在2腳與集成電路TL494之1腳電壓U+與2腳電壓U-極小差值決定了由9、10腳控制的IGBT管占空比。
UF越小，其分壓值U+越小，在U-一定時自然U+-U-也越小。集成電路TL494的功能是U+-U-越小由9、10腳控制的IGBT管占空比越大。由二之1可知占空比越大發電電壓UF越大。發電電壓UF越大它在10K電阻上的分壓U+越大從而使U+-U-增大占空比減少，而占空比減少又使發電電壓UF下降。因此這一負反饋作用能使UF很快穩定在某一值上。
集成電路TL494的1、2腳是放大器的二個輸入腳，由于放大器放大倍數很大U+-U-有極微小的變化都會引起UF的較大調整，因此我們可以近似的認為U+＝U-。圖2可見，UF在110K和10K上的分壓比為120/10＝12。所以UF＝12U+＝12U-。即UF＝12U-我們完全可以給定U-。例如，令U-＝9.2V則UF＝12U-＝12×9.2＝110.4V。U-正是微機控制輸出的UK5616。現在我們來研究UK5616。
3、微機控制電路(圖3)UK5616是串行DA轉換5616的輸出端。CPU通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口分時控制串行DA轉換5616。一般情況下微機根據溫度輸出UK5616。使UF＝110.4+0.1872(25-T).見(1)式。
在特殊情況下如超壓、短路、電瓶虧電時，微機輸出不同的UK5616從而輸出不同的發電電壓UF。
CPU還通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口分時控制LED顯示器。
溫度傳感器參數UT、電瓶端壓UD、限流值UI通過串行A/D轉換電路2543進入CPU。串行A/D轉換電路2543是通過P2.0，P2.1，P2.2，P2.3與CPU交換信息的.
P0.0控制超壓繼電器J.當發生超壓時J吸合，其常閉點開啟系統失電.P0.1控制報警，當發生超壓、過流電瓶嚴重虧電時發出報警聲音。
4、傳感電路(圖4)(1)溫度傳感熱敏電阻R在不同溫度下有不同阻值分壓后得到不同電壓UB進入傳感電路處理后輸出溫度傳感電壓UT。在該電路中還設有分壓電阻R8。
(2)電瓶端壓傳感電瓶端壓在T/1腳，進入傳感電路處理后輸出電瓶端壓傳感電壓UD。
(3)限流傳感在圖2發電機發電電路原理圖中，流經取樣電阻RF(0.006Ω)(即T/7-T/9間)的不同電流在T/7與T/9上產生不同的壓降，該壓降進入傳感電路處理后輸出限流傳感電壓UI，通過串行A/D轉換電路TLC2543進入CPU。CPU隨時通過UI監視發電機工作電流變化，一旦發生電流超限，立即降壓報警。
權利要求1.智能型電壓調整器，包括發電機發電電路，其特征在于該電壓調整器還包括主電路和微機控制電路、傳感電路；主電路的主要部件是集成電路TL494，1腳接發電電壓UF的分壓U+，2腳接微機輸出的控制電壓UK5616，9、10腳并聯與IGBT管連接；微機控制電路的控制中心是中央處理器CPU，UK5616是串行DA轉換TLV5616的輸出端，CPU通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口與串行DA轉換TLV5616相連接，CPU還通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口與顯示電路連接；溫度傳感器參數UT、電瓶端壓UD、限流值U1通過串行A/D轉換電路TLC2543與CPU相連接，串行A/D轉換電路TLC2543是通過P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口與CPU相連接的；CPU的P0.1口與超壓繼電器J連接，P0.1口與報警器FM相連接；傳感電路包括溫度傳感、電瓶端壓傳感、限流傳感；在傳感電路的輸入端設有隨溫度變化的熱敏電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種智能型電壓調整器。該電壓調整器包括主電路、微機控制電路、傳感電路、發電機發電電路；主電路的集成電路TL494的1腳接發電電壓U
文檔編號H02J7/14GK2710232SQ200420032028
公開日2005年7月13日 申請日期2004年6月9日 優先權日2004年6月9日
發明者潘卯辰 申請人:鞍山市鞍資鐵路設備有限公司