專利名稱：可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電壓整流輸出控制電路，特別是用于摩托車單相或三相永磁 發電機上的可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器。
背景技術：
現有摩托車穩壓器廣泛采用并聯可控硅對地短路削波調壓原理，這類調節器均屬 于“短路分流式”的穩壓電路，另外還有少量的采用可控硅橋式半控整流穩壓器。采用并聯可控硅對地短路削波調壓原理的穩壓調節器，其整流部分采用橋式全波 整流電路，穩壓部分采用并聯式可控硅短路泄放電路，其工作原理是靠短路消耗掉發電機 過高的輸出電壓，以求得負載端電壓的穩定，這樣的穩壓器由于通過大電流對地短路，整流 穩壓器和發電機線圈均嚴重發熱，極易燒毀；另一方面永磁發電機產生反向磁場，阻礙轉子 運動，使負荷加重，同時消耗發動機動力，浪費電能，油耗增高。采用可控硅橋式半控整流的穩壓器，其整流部分采用二極管與可控硅連接整流， 二極管的陰極與磁電機輸出端連接，二極管的陽極并聯輸出負電壓接地，可控硅的陽極與 磁電機的輸出端連接，可控硅的陰極并聯輸出正極電壓供車用電，這種整流電路的缺陷 有1、可控硅陽極是金屬頭，該金屬頭與磁電機輸出端的交流電連接，可控硅的散熱 是靠陽極的金屬頭與穩壓器的金屬外殼緊貼散熱，可控硅陽極的金屬頭連接的是交流電， 而穩壓器的金屬外殼連接的是電壓負極端為接地，這種結構可控硅為了與外殼導熱，可控 硅的陽極金屬頭必須加一個絕緣墊片才能與外殼緊貼散熱，造成絕緣制造工藝要求高，成 本也隨之增高；2、加上絕緣墊片的可控硅與穩壓器的外殼傳熱受阻，散熱效率低，夜間行車穩壓 器大電流工作時可控硅的溫度快速上升使其靈敏度下降，同時易造成元器件老化；3、可控硅同步觸發信號控制電路設計的不足導致觸發靈敏度低，它由二極管DT 陽極聯接磁電機交流電的輸出端，DT的陰極并聯輸出移相正電壓，通過電阻R1、電容C1、電 阻R2、二極管DZ直接觸發SCR的控制極，由穩壓二極管和三極管Q1導通負極與Rl、CI、R2 輸出正觸發電流短路削波控制。這種可控硅同步觸發信號控制電路，限制了輸入交流電電 壓波動的幅度，影響穩壓器與交流電高壓工作的穩定性，當設計電阻Rl、R2的電阻值大時 提供可控硅連續觸發電流偏小，摩托車在低速行使時可控硅同步觸發信號控制電流偏小， 低速時可控硅的陰極正電端輸出過低導致充電性不足；設計電阻Rl、R2的電阻值較小，穩 壓器輸入交流電大時R1、R2輸出的電流太大導致穩壓管DZ和三極管Q1與電阻R1、R2輸出 的觸發正電流短路削波，會造成R1、R2、DZ、Q1嚴重發熱，甚至元件被燒毀而告終。這樣的穩 壓器只適合發電量小于110伏發電機的摩托車在中速行使。現為了給摩托整車供電量足， 各廠都采用了單相八組線圈以上的磁電機，其發電量達到210V左右，因可控硅橋式半控整 流穩壓器存在上述缺點，導致市場不能普及使用。
實用新型內容本實用新型的目的是針對現有技術的不足，而提供一種能根據負載用電量大小自 動調節發電機的輸出，節省油量、功率損耗小、散熱效果較好、低速充電靈敏度高，中、高速 耐壓穩定、耐壓較高的可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器。本實用新型的目的是通過下述的技術方案來實現的一種可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器，包括磁電機，與現有技術不同的是磁 電機的輸出端連接有負極半控橋式整流電路和控制信號電路，所述的控制信號電路的輸出 端與負極半控橋式整流電路中的可控硅的控制極連接，所述的負極半控橋式整流電路輸出 電壓的正、負極端分別與飽和回路控制電路的輸入端、輸出端連接。所述的負極半控橋式整流電路由可控硅、整流二極管和濾波電容組成，可控硅陽 極并聯，構成共陽極組，為輸出電壓的負電極端，整流二極管陰極并聯，構成共陰極組，為輸 出電壓的正電極端，可控硅的陰極分別與整流二極管的陽極連接，磁電機交流輸出端與可 控硅的陰極端和整流二極管的陽極端連接，濾波電容的正極與整流二極管的陰極連接，負 極與可控硅的陽極連接。所述的可控硅控制極分別與隔離二極管的陰極連接，隔離二極管的陽極均并聯， 構成共陽極組，與控制信號電路的輸出端連接。磁電機輸出端設有同步觸發控制電路，該電路由二極管D4、D5和D6組成，所述的 二極管的陰極分別與磁電機輸出端連接，二極管的陽極均并聯，構成共陽極組，與控制信號 電路輸入端連接。所述的控制信號電路由二極管D7、D8、D9、電阻R1、電容C1、電阻R3和三極管Q1 組成，電阻R2的一端與同步觸發控制電路的二極管共陽極組串聯，另一端與電容C1、電阻 R3以及三極管Q2的集電極連接，電容C1的另外管腳與負極半控整流橋輸出的正電極端連 接，電阻R3的另一端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發射極與所述的負電極端連接， 三極管Q1的集電極與電阻R1連接，電阻R1的另一端與所述的可控硅控制極連接的隔離二 極管的共陽極組串聯。所述的飽和回路控制電路由穩壓二極管Zl、Z2、三極管Q2、Q3、電阻R4、R5、R6、R7 和電容C2組成，穩壓二極管Z1的陽極與所述的負電極端連接，陰極通過串聯電阻R4與三 極管Q2的基極連接，三極管Q2的發射極與正電極端連接，集電極與電阻R2、電容C1和電阻 R3連接，穩壓二極管Z2的陰極通過串聯電阻R6與所述的正電極端連接，陽極與電容C2的 正極、電阻R7和三極管Q3的基極連接，電容C2負極和電阻R7的另一端與負電極端連接， 三極管Q3的發射極與負電極端連接，集電極通過串聯電阻R5與三極管Q2的基極連接。采用上述結構，本實用新型具有可根據負載用電量大小自動調節發電機的輸出， 即負載用電多少，發電機就輸出多少，負載停止用電，發電機就停止輸出，使發電機不在帶 負荷，節省油量及功率損耗、散熱快接地性能強、低速充電靈敏度高，中、高速耐壓穩定、能 承受現有摩托車永磁發電機的最高峰值電壓210V以上耐壓的優點。
圖1為本實用新型適用于三相永磁發電機的電路圖；圖2為本實用新型適用于單相永磁發電機的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型內容作進一步的非限定性闡述。實施例如圖1、圖2所示，本實用新型可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器，包括磁電機， 磁電機的輸出端連接有負極半控橋式整流電路和控制信號電路，所述的控制信號電路的輸 出端與負極半控橋式整流電路中的可控硅的控制極連接，所述的負極半控橋式整流電路輸 出電壓的正、負極端分別與飽和回路控制電路的輸入端、輸出端連接。本實用新型采用的方案是由三個部份關聯組成1、可控硅SCR1、SCR2、SCR3和整 流二極管Dl、D2、D3組成負極半控橋式整流電路；2、隔離二極管D7、D8、D9、電阻Rl、R2、R3 電容C1和三極管Q1組成控制信號電路；3、三極管Q2、Q3電阻R4、R5、R6、R7穩壓二極管 Zl、Z2和電容C2組成飽和回路控制電路。以三相電路為例，參照圖1，負極半控橋式整流電路由可控硅SCR1、SCR2和SCR3 陽極并聯，整流二極管D1、D2和D3陰極并聯，可控硅SCR1的陰極與二極管D1陽極連接，可 控硅SCR2的陰極與二極管D2陽極連接，可控硅SCR3的陰極與二極管D3陽極連接，可控硅 SCR1、SCR2和SCR3的控制極連接觸發電流，組成可控硅負極半控橋式整流電路；磁電機交 流輸出端與可控硅SCR1、SCR2和SCR3的陰極和整流二極管Dl、D2和D3的陽極分別連接， 二極管Dl、D2和D3并聯的陰極為輸出電壓的正電極端，可控硅SCR1、SCR2和SCR3并聯的 陽極為輸出電壓的負電極端(即接地端)，正電極端和負電極端并聯有濾波電容C3，即濾波 電容C3的正極與整流二極管的陰極連接，負極與可控硅的陽極連接。磁電機輸出端設有同步觸發控制電路，該電路由二極管D4、D5和D6組成，二極管 的陰極分別與磁電機輸出端連接，二極管的陽極均并聯，構成共陽極組，與控制信號電路輸 入端連接。具體地，二極管D4陰極與二極管D3陽極和可控硅SCR3陰極并聯，二極管D5陰 極與二極管D2陽極和可控硅SCR2陰極并聯，二極管D6陰極與二極管D1陽極和可控硅SCR1 陰極并聯，磁電機交流輸出端分別連接二極管D4、D5和D6的陰極。控制信號電路由二極管D7、D8、D9、電阻R1、電容C1、電阻R3和三極管Q1組成，電 阻R2的一端與同步觸發控制電路的二極管共陽極組串聯，另一端與電容C1、電阻R3以及 三極管Q2的集電極連接，電容C1的另外管腳與負極半控整流橋輸出的正電極端連接，電阻 R3的另一端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發射極與所述的負電極端連接，三極管 Q1的集電極與電阻R1連接，電阻R1的另一端與所述的可控硅控制極連接的隔離二極管的 共陽極組串聯。具體地，二極管D4、D5和D6陽極并聯輸出移相負極電壓端與R2串聯，經過電阻R2 限流后的負電壓與電容C1、電阻R3和三極管Q2的集電極連接，電容C1另外管腳與負極半 控整流橋輸出的電壓正極端連接，電阻R2輸出的負電流經過電容C1檢波整形與電阻R3串 聯，負電流通過電阻R3限流與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發射極與電容C3的負極 端連接，三極管Q1的集電極與電阻R1連接，電阻R3限流的負極電流導入控制三極管Q1基 極，使三極管Q1發射極和集電極導通，正電壓連接電容C3導出的正電頻通過三極管Q1發 射極與集電極導通流向電阻R1限流，隔離二極管D7、D8和D9的陽極并聯后與電阻R1的另 一端串聯，二極管D7的陰極與可控硅SCR3的控制極連接，二極管D8的陰極與可控硅SCR2的控制極連接，二極管D9的陰極與可控硅SCRl的控制極連接，電阻Rl限流的正電流通過 二極管D7、D8和D9導向，直接觸發可控硅SCR3、SCR2和SCRl的控制極，構成可控硅同步觸 發控制信號電路。飽和回路控制電路由穩壓二極管Z1、Z2、三極管Q2、Q3、電阻R4、R5、R6、R7和電容C2組成，穩壓二極管Zl的陽極與所述的負電極端連接，陰極通過串聯電阻R4與三極管Q2 的基極連接，三極管Q2的發射極與正電極端連接，集電極與電阻R2、電容Cl和電阻R3連 接，穩壓二極管Z2的陰極通過串聯電阻R6與所述的正電極端連接，陽極與電容C2的正極、 電阻R7和三極管Q3的基極連接，電容C2負極和電阻R7的另一端與負電極端連接，三極管 Q3的發射極與負電極端連接，集電極通過串聯電阻R5與三極管Q2的基極連接。當負極電壓值超過穩壓二極管Zl的穩壓值時，負電壓反向擊穿導通，穩壓管Zl反 向擊穿導通的電流經電阻R4限流控制三極管Q2的基極，使三極管Q2的發射極與集電極導 通正電流與電阻R2輸出的負極電流進行適當短路削波，電阻R2輸出的負極流與三極管Q2 導通的正電放電后三極管Ql就不能導通正電頻率供給可控硅SCR控制極的觸發電流，可控 硅SCR控制極中斷觸發電流時陽極就停止輸出，當可控硅SCR陽極輸出負極電壓值小于穩 壓管Zl的穩壓值時，穩壓管不再導通負極電流到三極管Q2的基極，基極沒有負電流控制 時，發射極的正電流無法導通到三極管Q2的集電極與電阻R2輸出的負電流短路削波，使電 阻R2輸出的負電流繼續控制三極管Ql導通觸發電流供給可控硅SCR的控制極，通過觸發 電流“通_斷”方式控制可控硅SCR的控制極，使可控硅SCR —直輸出穩定設定值的負載電 壓。電壓正極端經過電阻R6串聯穩壓管Z2陰極、穩壓管Z2的陽極與電容C2的正極、電阻 R7、三極管Q3的基極連接，電容C2負極、電阻R7與負電極端連接，三極管Q3的發射極與負 電極端連接、集電極與電阻R5串聯、通過電阻R5與三極管Q2的基極連接，正極電壓經電阻 R6限流與穩壓管Z2的陰極連接，正電壓值超過穩壓管Z2的穩壓值時陰極反向擊穿導通電 流至陽極經電容C2、電阻R7的時間常數延遲后控制三極管Q3的基極，使其發射極的負極電 流與集電極導通，導通的負電流經電阻R5限流輸入到三極管Q2的基極控制，使三極管Q2 與Ql的控制電流短路削波控制，使可控硅SCR —直輸出穩定設定值的負載電壓，組成電壓 飽和回路控制電路。參照圖1圖2，單相電路只與磁電機的兩相輸出端連接，因此與三相電路相比，相 應地少用一個可控硅SCR3和與其連接的三個二極管D3、D4、D7，其余與三相電路相同。
權利要求可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器，包括磁電機，其特征在于磁電機的輸出端連接有負極半控橋式整流電路和控制信號電路，所述的控制信號電路的輸出端與負極半控橋式整流電路中的可控硅的控制極連接，所述的負極半控橋式整流電路輸出電壓的正、負極端分別與飽和回路控制電路的輸入端、輸出端連接。
2.根據權利要求1所述的可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器，其特征在于所述的 負極半控橋式整流電路由可控硅、整流二極管和濾波電容組成，可控硅陽極并聯，構成共陽 極組，為輸出電壓的負電極端，整流二極管陰極并聯，構成共陰極組，為輸出電壓的正電極 端，可控硅的陰極分別與整流二極管的陽極連接，磁電機交流輸出端與可控硅的陰極端和 整流二極管的陽極端連接，濾波電容的正極與整流二極管的陰極連接，負極與可控硅的陽 極連接。
3.根據權利要求1所述的可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器，其特征在于所述的 可控硅控制極分別與隔離二極管的陰極連接，隔離二極管的陽極均并聯，構成共陽極組，與 控制信號電路的輸出端連接。
4.根據權利要求1所述的可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器，其特征在于磁電機 輸出端設有同步觸發控制電路，該電路由二極管D4、D5和D6組成，所述的二極管的陰極 分別與磁電機輸出端連接，二極管的陽極均并聯，構成共陽極組，與控制信號電路輸入端連 接。
5.根據權利要求1或3或4所述的可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器，其特征在于 所述的控制信號電路由二極管D7、D8、D9、電阻R1、電容Cl、電阻R3和三極管Ql組成，電阻 R2的一端與同步觸發控制電路的二極管共陽極組串聯，另一端與電容Cl、電阻R3以及三極 管Q2的集電極連接，電容Cl的另外管腳與負極半控整流橋輸出的正電極端連接，電阻R3 的另一端與三極管Ql的基極連接，三極管Ql的發射極與所述的負電極端連接，三極管Ql 的集電極與電阻Rl連接，電阻Rl的另一端與所述的可控硅控制極連接的隔離二極管的共 陽極組串聯。
6.根據權利要求1所述的可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器，其特征在于所述的 飽和回路控制電路由穩壓二極管Z1、Z2、三極管Q2、Q3、電阻R4、R5、R6、R7和電容C2組成， 穩壓二極管Zl的陽極與所述的負電極端連接，陰極通過串聯電阻R4與三極管Q2的基極連 接，三極管Q2的發射極與正電極端連接，集電極與電阻R2、電容Cl和電阻R3連接，穩壓二 極管Z2的陰極通過串聯電阻R6與所述的正電極端連接，陽極與電容C2的正極、電阻R7和 三極管Q3的基極連接，電容C2負極和電阻R7的另一端與負電極端連接，三極管Q3的發射 極與負電極端連接，集電極通過串聯電阻R5與三極管Q2的基極連接。
專利摘要本實用新型公開了一種可控硅負極半控橋式整流穩壓調節器，包括磁電機，其特征在于磁電機的輸出端連接有負極半控橋式整流電路和控制信號電路，所述的控制信號電路的輸出端與負極半控橋式整流電路中的可控硅的控制極連接，所述的負極半控橋式整流電路輸出電壓的正、負極端分別與飽和回路控制電路的輸入端、輸出端連接。該調節器用于摩托車單相或三相永磁發電機上，能根據負載用電量大小自動調節發電機的輸出，節省油量、功率損耗小、接地性能強、散熱快、低速充電靈敏度高，中、高速耐壓穩定、耐壓較高。
文檔編號H02P9/26GK201563099SQ20092016474
公開日2010年8月25日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者秦艷雙, 秦艷斌 申請人:秦艷斌