專利名稱：一種具有快充功能的交流發電機電壓調節器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電機調壓器，特別是涉及一種具有 快充功能的交流發電機電壓調節器。二、 背景技術根據機動車輛的使用用途不同，例如城市公交，貨運碼頭、 車站、工廠等車輛，由于專做近距離的運輸工作，這些車輛經常是頻繁地關閉 和啟動，致使每次啟動所消耗的電量由于啟動后行駛的距離近、時間短不能及 時充分補充，導致車用蓄電池總是處于缺電狀態，這樣不僅會造成蓄電池常年 虧電而壽命減短，而且經常發生由于電瓶電量不足或電量用盡造成車輛無法啟 動的現象，嚴重地影響了車輛的正常使用。為此，有些司機為了不使蓄電池過 于虧空，不得不在停車時仍然讓發動機繼續運轉，帶動發電機發電向蓄電池繼 續充電以補充消耗的電量，客觀上造成了燃油的過量消耗。經過分析研究我們發現車輛在啟動過程中，由于啟動機要消耗大量的電 能，蓄電池中儲存的電量在短時間內被放出很多，雖然車輛啟動后發電機發電 并向蓄電池充電，但由于蓄電池的充電過程是一個相對比較緩慢的化學變化過 程，其端電壓上升很快但電量并不能同步充滿，但是傳統的電壓調節器在蓄電 池端電壓達到調節電壓值時就開始工作，使發電機由不間斷性發電變為間歇性 發電，導致蓄電池的充電過程由直充變為間歇性充電，使充電過程更為緩慢， 由于車輛是近距離行駛，雖然蓄電池電量還沒有完全充滿，但車輛卻已達到目 的不得不停車，充電過程也同時終止，這樣必然造成蓄電池電量的不足；如果 司機在車輛不使用的情況下讓發動機繼續運轉以給蓄電池充電，必然造成燃油 的浪費。三、 實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題針對背景技術傳統發電機電壓調節器存 在的弊端，提出一種具有快充功能的交流發電機電壓調節器，用于短距離運行 的車輛上，以提高發電機向蓄電池充電的能力。
本實用新型所采用的技術方案 一禾中具有快充功能的交流發電機電壓調節器，含有以功率管為核心的激磁電 流控制電路，激磁電流控制電路中功率管Q3與二極管D2組成的串聯支路兩端 引出分別連接蓄電池正、負極的+、-接線端，功率管Q3與二極管D2的接點即 調節器的輸出端F引出連接發電機勵磁線圈電源輸入接線端，激磁電流控制電路中功率管Q3的控制極連接以第一放大/比較器IC1為核心的電壓調節信號放大 電路的輸出端，兩個取樣電阻Ri、 R2串聯連接在調節器+、-接線端之間，兩 個取樣電阻Ri、 R2的接點連接放大/比較器IC1的一個輸入端，放大/比較器ICl 的另一輸入端接基準電壓，放大/比較器IC1的輸出端經過第一控制晶體管Qi 連接功率管Q3的控制基極，所述電壓調節信號放大電路中放大/比較器IC1的電 壓檢測信號輸入端連接有以第二放大/比較器IC2為核心的啟動時初充電控制電 路，放大/比較器IC2反相輸入端的兩個取樣電阻Ri1、 Ri2串聯連接在調節器+、 -接線端之間，兩個取樣電阻Rii、 Ri2的接點連接啟動時初充電控制電路中放 大/比較器IC2的反相輸入端，放大/比較器IC2同相輸入端浮動基準電壓信號的兩個取樣電阻(Rl3、 Rl4)—端連接電源，另一端連接第二控制晶體管Q2的基極，第二控制晶體管Q2的發射極連接調節器-接線端，其集電極連接放大/比較器 IC1的電壓檢測信號輸入端，兩個取樣電阻Ri3、Ri4的接點連接放大/比較器IC2 的基準電壓信號輸入端。所述的交流發電機電壓調節器，調節器+、-接線端之間串聯接入由限流電 阻(R5)和穩壓二極管(DW)組成的穩壓電路，穩壓電路提供激磁電流控制電 路中第一放大/比較器(ICl)和啟動時初充電控制電路第二放大/比較器(IC2)的工 作電源。所述的交流發電機電壓調'節器，穩壓電路同時提供激磁電流控制電路中放大 /比較器(IC1)的基準電壓源和啟動時初充電控制電路放大/比較器(IC2)的浮動基準電壓源。所述的交流發電機電壓調節器，激磁電流控制電路中第一放大/比較器(ICl) 的反相輸入端輸入的電壓檢測信號，其取樣電阻電源端直接連接車載蓄電池的正極。
所述的交流發電機電壓調節器，啟動時初充電控制電路中第二放大/比較器(IC2)的反相輸入端輸入的電壓檢測信號，其取樣電阻電源端直接連接車載蓄電 池的正極。本實用新型的有益積極效果1、 本實用新型發電機電壓調節器通過啟動時初充電控制電路，適當提高電 壓調節器在車輛啟動后的調節值，讓發電機在發電電壓達到正常調節值后仍能 繼續發電并向蓄電池充電，以保證蓄電池在車輛短距離運行過程中即能充滿電量，彌補由于頻繁啟動和短時間重復啟動而過度消耗的電量，借以達到有效消 除蓄電池經常虧電和電量不足影響車輛正常使用的目的。2、 本實用新型發電機電壓調節器對傳統調壓器結構改進不大，結構簡單， 并能達到時刻使蓄電池電量保持充足的目的，可以保證短距離行駛的車輛電量 充足，并有效延長蓄電池使用壽命，節約生產成本，具有很強的實用價值。四、
圖1為用于內搭鐵電壓調節器的基本電路原理示意圖； 圖2為用于外搭鐵電壓調節器的基本電路原理示意圖； 圖3、圖4分別是本實用新型具有快充功能的車用交流發電機電壓調節器的 另外兩種實施方式的基本電路原理示意圖。五具體實施方式
實施例一本實用新型具有快充功能的交流發電機電壓調節器，電路按功能 分為三部分1、以Q3為中心的激磁電流控制電路，其工作原理與其它類型的 調節器基本相同；2、以IC1為中心的電壓調節器信號獲得與放大電路；3、以 IC2為中心的啟動時初充電控制電路。本實施例具體電路結構原理參見圖l，激磁電流控制電路中功率管Q3與二極 管D2組成的串聯支路兩端引出分別連接蓄電池正、負極的+、-接線端子，功 率管Q3與二極管D2的接點引出連接發電機勵磁線圈電源輸入接線端子，即調 節器的輸出端(F)，功率管Q3的控制極連接放大/比較器IC1為核心的電壓調節 信號放大電路的輸出端，取樣電阻Ri、 R2串聯連接在調節器+、-接線端子之 間，其接點連接放大/比較器ICl的反相輸入端，放大/比較器ICl的同相輸入端
接基準電壓，該基準電壓源由串聯連接在調節器+、-接線端子之間、由限流電阻R5和穩壓二極管DW組成的穩壓電路提供，電阻R3 、R4—端連接穩壓源輸 出，另一端連接調節器-接線端子，R3 、 R4的接點接入IC1的同相輸入端，穩 壓電路同時提供激磁電流控制電路中放大/比較器(ICl)和啟動時初充電控制電 路放大/比較器(IC2)的工作電源；放大/比較器ICl的輸出端經過控制晶體管Qi 連接功率管Q3的控制基極，同所述電壓調節信號放大電路放大/比較器ICl的電 壓檢測信號輸入端連接有以放大/比較器IC2為核心的啟動時初充電控制電路， 取樣電阻Rii、 Ri2串聯連接在調節器+、-接線端子之間，其接點連接放大/比 較器IC2的反相輸入端，放大/比較器IC2的同相輸入端連接浮動基準電壓信號， 取樣電阻Rl3、 Rl4—端連接穩壓電源，另一端連接控制晶體管Q2的基極，控制 晶體管Q2的發射極連接調節器-接線端子，其集電極連接放大/比較器IC1的反 相輸入端，取樣電阻Ri3、 Ri4的接點放大/比較器IC2)的同相輸入端，啟動時初 充電控制電路放大/比較器IC2的浮動基準電壓源也由所述的穩壓電路提供。工作原理調節器正常工作時，Q2處于截止狀態，Q2的接入對Ri、 R2的分壓比不產 生影響；此時，當發電機發出的電壓低于調節器調節電壓時，Ri、 R2的分壓值 小于R3、 R4的分壓值，IC1處于截止狀態，此時Qi也截止，Q3飽和導通，發 電機激磁線圈中有電流通過，發電機發電，電路中的電壓升高，蓄電池同時被 充電。當發電機所發出的電壓高于調節器的調節值時，IC1及以Q3為中心的激 磁電流控制電路工作狀態正好與前述相反，發電機激磁線圈中沒有電流通過， 發電機停止發電，電路中的電壓下降。如此反復，實現電壓調節功能。以IC2為中心的啟動時初充電控制電路實際上是一個施密特觸發電路。其中 取樣電阻Rii、 Ri2的分壓值高于Ri、 R2的分壓值，Ri3、 Ri4的分壓值又高于 Rii、 Ri2的分壓值。當本申請的調節器剛接入電源時，由于IC2的反相輸入端 電位低于同相輸入端電位，其輸出端處于截止狀態，Q2的基極處于高電位，Q2 飽和導通，IC1的反相輸入端被強行接地處于低電位狀態，由此以Q3為中心的 激磁電流控制電路處于導通狀態，發電機激磁線圈中有電流通過，發電機發電 并向蓄電池充電；而且當發電電壓隨著蓄電池電壓的上升達到調節器的調節值
時，由于Ri、 R2的分壓接點被強行接地，調節器不進行調節動作而讓發電機繼 續發電，蓄電池得以繼續充電一段時間而被充滿。只有當發電電壓高于調節器 的正常調節值一定數值后，Rii、 Ri2的分壓值才上升到高于Ri3、 Ri4的分壓值 而導致IC2輸出反轉，Q2的輸出端由高電位變為低電位,于是Q2的基極由于IC2 輸出端的箝位而截止；此時，Rk R2的分壓值恢復正常，調節器然后按正常的 電壓調節值控制發電機的發電和蓄電池的充電。同時，Ri3、 Rm的分壓由于其 下端由通過Qi的基射極到地變為由IC2的輸出端短路到地，其電位在原來的基 礎上又下降了一定數值，其分壓值與Rii、 Ri2的分壓值相比更低，所以調節器 恢復正常調節后IC2始終會保持輸出端低電位、Q2截止的穩定狀態，不影響調 節器的正常調節性能。只有當車輛熄火再次發動后，才會重新起作用。實施例二參見圖2，本實施例是用于外搭鐵調節器的該申請方案的電路圖， 由于外搭鐵和內搭鐵電路中所采用的半導體器件導電極性相反，所以電路的實 際連接有所變動，但其工作原理相同。不再贅述。實施例三參見圖3，本實施例與實施例一的區別在于為了適應各種車輛 所采用的不同發電機型號要求，對信號取樣的方式做了變動激磁電流控制電 路中放大/比較器IC1的反相輸入端的取樣電阻Rl直接與車輛所攜帶的蓄電池 的正極連接，直接檢測蓄電池正極樁柱端的電壓，以提高檢測精度，確保蓄電池的充電精度。調節器工作時，先由以IC2為核心的快充電路控制發電機的發電電壓，等發電電壓上升到快充控制動作電壓時，快充控制電路動作，Q2由飽和導通變為截止，此時由Ri、R2組成的檢測電路工作，控制發電機的發電與否。 實施例四參見圖4，與實施例三同樣的目的。本實施例與實施例一的區別在于啟動時初充電控制電路放大/比較器IC2的反相輸入端輸入的取樣電阻Ru直接與車輛所攜帶的蓄電池的正極連接，直接檢測蓄電池正極樁柱端的電壓，等蓄電池的電壓上升到快充控制動作電壓時，快充控制電路動作，Q2由飽和導通變為截止，此時再由Ri、 R2組成的檢測電路工作，直接檢測發電機輸出 端的電壓，由此控制發電機的發電與否。以上兩種控制方式都可以保證在車輛啟動后的最初充電過程中蓄電池得到 比普通控制方式充更長的充電時間，以實現把蓄電池短時間內充滿的效果。
權利要求1、 一禾中具有快充功能的交流發電機電壓調節器，含有以功率管為核心的激 磁電流控制電路，激磁電流控制電路中功率管(Q3)與二極管(D2)組成的串聯支路 兩端即調節器+、-接線端分別連接蓄電池正、負兩極，功率管(Q3)與二極管(D2)的接點即調節器的輸出端(F)連接發電機勵磁線圈電源輸入端，激磁電流控制電 路中功率管(Q3)的控制極連接以第一放大/比較器(IC1)為核心的電壓調節信號放 大電路的輸出端，兩個取樣電阻(Ri、 R2)串聯連接在調節器+、-接線端之間， 兩個取樣電阻(Ri、 R2)的接點連接放大/比較器(IC1)的一個輸入端，放大/比較器 (IC1)的另一輸入端接基準電壓，放大/比較器IC1)的輸出端經過第一控制晶體管(Ql譯接功率管(Q3)的控制基極，其特征是所述電壓調節信號放大電路中放大/比較器(IC1)的電壓檢測信號輸入端連接有以第二放大/比較器(IC2)為核心的啟 動時初充電控制電路，放大/比較器(IC2)反相輸入端的兩個取樣電阻(RiK Ri2) 串聯連接在調節器+、-接線端之間，兩個取樣電阻(Rii、 Ri2)的接點連接啟動 時初充電控制電路中放大/比較器(IC2)的反相輸入端，放大/比較器(IC2)同相輸入端浮動基準電壓信號的兩個取樣電阻(Rl3、 Rl4)—端連接電源，另一端連接第二控制晶體管(Q2)的基極，第二控制晶體管(Q2)的發射極連接調節器-接線端，其 集電極連接放大/比較器(ICl)的電壓檢測信號輸入端，兩個取樣電阻(Ri3、 Ri4) 的接點連接放大/比較器(IC2)的基準電壓信號輸入端。
2、 根據權利要求1所述的交流發電機電壓調節器，其特征是調節器+、 -接線端之間串聯接入由限流電阻(R5)和穩壓二極管(DW)組成的穩壓電路， 穩壓電路提供激磁電流控制電路中第一放大/比較器(ICl)和啟動時初充電控制 電路第二放大/比較器(IC2)的工作電源。
3、 根據權利要求2所述的交流發電機電壓調節器，其特征是穩壓電路同 時提供激磁電流控制電路中放大/比較器(ICl)的基準電壓源和啟動時初充電控 制電路放大/比較器(IC2)的浮動基準電壓源。
4、 根據權利要求1或2或3所述的交流發電機電壓調節器，其特征是激 磁電流控制電路中第一放大/比較器(ICl)的反相輸入端輸入的電壓檢測信號， 其取樣電阻電源端直接連接車載蓄電池的正極。
5、根據權利要求1或2或3所述的交流發電機電壓調節器，其特征是啟 動時初充電控制電路中第二放大/比較器(IC2)的反相輸入端輸入的電壓檢測信 號，其取樣電阻電源端直接連接車載蓄電池的正極。
專利摘要本實用新型涉及一種發電機調壓器。一種具有快充功能的交流發電機電壓調節器，含有以功率管為核心的激磁電流控制電路，以第一放大/比較器為核心的電壓調節信號放大電路，所述電壓調節信號放大電路中放大/比較器的電壓檢測信號輸入端連接有以第二放大/比較器為核心的啟動時初充電控制電路，通過啟動時初充電控制電路適當提高調節器在車輛啟動后的調節值，讓發電機在發電電壓達到正常調節值后仍能繼續發電并向蓄電池充電，以保證蓄電池在車輛短距離運行過程中即能充滿電量，彌補由于頻繁啟動和短時間重復啟動而過度消耗的電量，借以達到有效消除蓄電池經常虧電和電量不足影響車輛正常使用的目的，有效延長蓄電池使用壽命，結構簡單，經濟實用。
文檔編號H02J7/14GK201038812SQ20072008932
公開日2008年3月19日 申請日期2007年1月29日 優先權日2007年1月29日
發明者徐俊亞 申請人:徐俊亞