專利名稱：永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及永磁發電機輸出電壓穩壓技術，特別是一種采用高精度電壓比較器調 節輸出電壓，采用獨立電源向可控硅門極控制電路、高精度電壓取樣比較電路供電，不用依 靠充電蓄電池而直接輸出電能的永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置。
背景技術：
目前，在航空器、輪船、汽車、工程機械、風力發電的供電中，采用永磁發電機越來 越普遍。永磁發電機的輸出電壓是隨著轉速變化的，因其工作轉速變化范圍大，因而輸出電 壓變化范圍也大轉速高時輸出電壓高，轉速低時輸出電壓低，有時甚至相差1-3倍。為了 穩定永磁三相交流發電機的輸出電壓，已有的技術采用機械或電子開關并聯短路電能泄放 法、機械或電子調節串聯電阻降壓法、單相或三相半控可控硅橋式整流電路穩壓法等穩壓 方式。目前采用的三相半控可控硅橋式整流穩壓電路中的電壓比較電路均采用穩壓二極管 和晶體三極管組成，其控制精度不高。此外，在現有技術中，可控硅門極控制電路、取樣和比 較電路一般均由三相半控可控硅橋式整流后的直流電供電，這種供電方式嚴重依賴被充電 蓄電池工作，一旦撤除蓄電池，每當三相半控可控硅橋式整流電路受控停止工作時，可控硅 門極控制電路、取樣和比較電路同時也會失電而停止工作，因此整個電路沒有接入蓄電池 就不能正常工作，限制了三相半控可控硅橋式整流穩壓電路的使用范圍，如需要直接輸出 穩壓直流電能的風力永磁交流發電機等。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的上述不足而提供一種電路工作可靠，穩壓精度高 的永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置。本發明的技術方案是一種永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置，包括由整 流二極管1、整流二極管2、整流二極管3、單向可控硅4、單向可控硅5、單向可控硅6、觸發 二極管7、觸發二極管8和濾波電容器31組成的三相可控硅半控橋式整流電路、由整流二 極管1、整流二極管2、整流二極管3、整流二極管10、整流二極管11和二整流極管12組成 的三相橋式全波整流電路、由濾波電容器17、電阻18、晶體三極管19、穩壓二極管20和濾 波電容器21組成的直流穩壓電路、由觸發二極管7、觸發二極管8、觸發二極管9、限流電阻 13、晶體三極管14、電阻15、電阻16、晶體三極管22和電阻23組成的可控硅門極控制電路 及上拉電阻24、高精度電壓比較器25、電阻26、穩壓二極管27、取樣電阻28、取樣電阻29和 濾波電容器30組成的高精度電壓取樣比較電路，其中，由三相橋式全波整流電路和直流穩 壓電路構成獨立電源，向高精度電壓取樣比較電路及可控硅門極控制電路供電。在本發明提供的永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置中，輸入端子34、輸入 端子35、輸入端子36端加載永磁三相交流發電機的三相交流電壓，輸入端子34連接整流 二極管1的負極、單向可控硅4的陽極和整流二極管10的正極，輸入端子35連接整流二極 管2的負極、單向可控硅5的陽極和整流二極管11的正極，輸入端子36連接整流二極管3的負極、單向可控硅6的陽極和整流二極管12的正極，整流二極管10的負極、整流二極管 11的負極和整流二極管12的負極與濾波電容器17的正極、電阻18、晶體三極管14的集電 極、晶體三極管19的集電極、電阻16連接，電阻16另一端與電阻15、晶體三極管22的集電 極連接，電阻18另一端連接晶體三極管19的基極和穩壓二極管20的負極，電阻15的另一 端與晶體三極管14的基極連接，單向可控硅4的門極連接觸發二極管7的負極，單向可控 硅5的門極連接觸發二極管8的負極，單向可控硅6的門極連接觸發二極管9的負極，單向 可控硅4的陰極、單向可控硅5的陰極、單向可控硅6的陰極與取樣電阻28、濾波電容器31 的正極及輸出端子32連接，觸發二極管7的正極、觸發二極管8的正極和觸發二極管9的 正極與限流電阻13連接，限流電阻13的另一端與晶體三極管14的發射極連接，晶體三極 管22的基極與電阻23連接，電阻23的另一端與高精度電壓比較器25輸出端及上拉電阻 24連接，上拉電阻24的另一端與晶體三極管19的發射極、濾波電容器21的正極、高精度 電壓比較器25正電源接入端及電阻26連接，電阻26的另一端與高精度電壓比較器25負 電壓輸入端及穩壓二極管27的負極連接，高精度電壓比較器25正電壓輸入端與取樣電阻 28、取樣電阻29及濾波電容器30連接，整流二極管1的正極、整流二極管2的正極、整流二 極管3的正極、穩壓二極管20的正極、濾波電容器17的負極、濾波電容器21的負極、晶體 三極管22的發射極、高精度電壓比較器25負電源接地端、穩壓二極管27的正極、取樣電阻 29另一端、濾波電容器30另一端、濾波電容器31的負極及輸出端子33接地。本發明提供的永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置其工作原理如下永磁發 電機開始運轉時，整流二極管1、整流二極管2、整流二極管3、整流二極管10、整流二極管 11和整流二極管12構成的三相橋式全波整流電路輸出直流電，再經由濾波電容器17、電阻 18、穩壓二極管20、晶體三極管19和濾波電容器21組成的直流穩壓器濾波穩壓，然后向由 上拉電阻24、高精度電壓比較器25、電阻26、穩壓二極管27、取樣電阻28、取樣電阻29和濾 波電容器30組成的電壓取樣比較電路及由觸發二極管7、觸發二極管8、觸發二極管9、限流 電阻13、晶體三極管14、電阻15、電阻16、晶體三極管22和電阻23組成的可控硅門極控制 電路提供工作電源，電路開始工作。高精度電壓比較器25負電壓輸入端的電壓由穩壓二極管穩定在電壓值Uw，高精 度電壓比較器25正電壓輸入端的電壓Ui由取樣電阻28和取樣電阻29從輸出電壓Uout 分壓取得。永磁發電機運轉時，如果整流穩壓裝置的輸出電壓Uout低于設定的目標穩壓值 U,這時Ui亦低于Uw，高精度電壓比較器25輸出端為低電平，晶體三極管22截止，晶體三極 管14導通，整流二極管1、整流二極管2、整流二極管3、整流二極管10、整流二極管11和整 流二極管12構成的三相橋式全波整流獨立電源正極通過晶體三極管14、電阻13、觸發二極 管7、觸發二極管8、觸發二極管9分別向單向可控硅4、單向可控硅5、單向可控硅6的門極 提供觸發電流，可控硅導通，單向可控硅4、單向可控硅5、單向可控硅6與整流二極管1、整 流二極管2、整流二極管3構成的三相可控硅半控橋式整流電路工作，輸出端子32輸出的直 流電壓Uout上升趨向設定的目標穩壓值U。如果整流穩壓裝置的輸出電壓Uout高于設定的目標穩壓值U，這時Ui高于Uw，高 精度電壓比較器25輸出端為高電平，晶體三極管22導通，晶體三極管14截止，三相橋式全 波整流獨立電源正極不再通過晶體三極管14、電阻13、觸發二極管7、觸發二極管8、觸發二極管9分別向單向可控硅4、單向可控硅5、單向可控硅6的門極提供觸發電流，可控硅截 止，單向可控硅4、單向可控硅5、單向可控硅6與整流二極管1、整流二極管2、整流二極管3 構成的三相可控硅半控橋式整流電路停止工作，輸出端子32輸出的直流電壓Uout下降趨 向設定的目標穩壓值U。當輸出電壓Uout下降到低于設定的目標穩壓值U時，電路又重復 上述工作過程，三相可控硅半控橋式整流電路恢復工作，輸出端子32輸出的直流電壓Uout 重新上升趨向設定的目標穩壓值U。電路不斷重復上述工作過程，使得輸出端子32輸出的 直流電壓Uout穩定在設定的目標穩壓值U。本發明與現有技術相比具有如下特點1、采用高精度電壓比較器調節永磁發電機穩壓裝置的輸出電壓，大大提高了控制 精度；2、采用三相橋式全波整流獨立電源向可控硅門極控制電路、高精度電壓取樣比較 電路供電，因此無論是否接入蓄電池，永磁交流發電機可控硅整流穩壓裝置都能夠穩定可 靠地輸出電能。以下結合附圖和具體實施方式
對本發明的詳細結構作進一步描述。
附圖1為本發明的電路示意圖。
具體實施例方式如附圖1所示一種永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置，包括由整流二極 管1、整流二極管2、整流二極管3、單向可控硅4、單向可控硅5、單向可控硅6、觸發二極管 7、觸發二極管8和濾波電容器31組成的可控硅半控橋式整流電路、由整流二極管1、整流二 極管2、整流二極管3、整流二極管10、整流二極管11和二整流極管12組成的三相橋式全 波整流電路、由濾波電容器17、電阻18、晶體三極管19、穩壓二極管20和濾波電容器21組 成的直流穩壓電路、由觸發二極管7、觸發二極管8、觸發二極管9、限流電阻13、晶體三極管 14、電阻15、電阻16、晶體三極管22和電阻23組成的可控硅門極控制電路及上拉電阻24、 高精度電壓比較器25、電阻26、穩壓二極管27、取樣電阻28、取樣電阻29和濾波電容器30 組成的電壓取樣比較電路，其中，由三相橋式全波整流電路和直流穩壓電路構成獨立電源， 向高精度電壓取樣比較電路及可控硅門極控制電路供電。在本發明提供的永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置中，輸入端子34、輸入 端子35、輸入端子36端加載永磁三相交流發電機的三相交流電壓，輸入端子34連接整流 二極管1的負極、單向可控硅4的陽極和整流二極管10的正極，輸入端子35連接整流二極 管2的負極、單向可控硅5的陽極和整流二極管11的正極，輸入端子36連接整流二極管3 的負極、單向可控硅6的陽極和整流二極管12的正極，整流二極管10的負極、整流二極管 11的負極和整流二極管12的負極與濾波電容器17的正極、電阻18、晶體三極管14的集電 極、晶體三極管19的集電極、電阻16連接，電阻16另一端與電阻15、晶體三極管22的集電 極連接，電阻18另一端連接晶體三極管19的基極和穩壓二極管20的負極，電阻15的另一 端與晶體三極管14的基極連接，單向可控硅4的門極連接觸發二極管7的負極，單向可控 硅5的門極連接觸發二極管8的負極，單向可控硅6的門極連接觸發二極管9的負極，單向可控硅4的陰極、單向可控硅5的陰極、單向可控硅6的陰極與取樣電阻28、濾波電容器31 的正極及輸出端子32連接，觸發二極管7的正極、觸發二極管8的正極和觸發二極管9的 正極與限流電阻13連接，限流電阻13的另一端與晶體三極管14的發射極連接，晶體三極 管22的基極與電阻23連接，電阻23的另一端與高精度電壓比較器25輸出端及上拉電阻 24連接，上拉電阻24的另一端與晶體三極管19的發射極、濾波電容器21的正極、高精度 電壓比較器25正電源接入端及電阻26連接，電阻26的另一 端與高精度電壓比較器25負 電壓輸入端及穩壓二極管27的負極連接，高精度電壓比較器25正電壓輸入端與取樣電阻 28、取樣電阻29及濾波電容器30連接，整流二極管1的正極、整流二極管2的正極、整流二 極管3的正極、穩壓二極管20的正極、濾波電容器17的負極、濾波電容器21的負極、晶體 三極管22的發射極、高精度電壓比較器25負電源接地端、穩壓二極管27的正極、取樣電阻 29另一端、濾波電容器30另一端、濾波電容器31的負極及輸出端子33接地。
權利要求
一種永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置，其特征是包括由整流二極管(1)、整流二極管(2)、整流二極管(3)、單向可控硅(4)、單向可控硅(5)、單向可控硅(6)、觸發二極管(7)、觸發二極管(8)和濾波電容器(31)組成的可控硅半控橋式整流電路、由整流二極管(1)、整流二極管(2)、整流二極管(3)、整流二極管(10)、整流二極管(11)和二整流極管(12)組成的三相橋式全波整流電路、由濾波電容器(17)、電阻(18)、晶體三極管(19)、穩壓二極管(20)和濾波電容器(21)組成的直流穩壓電路、由觸發二極管(7)、觸發二極管(8)、觸發二極管(9)、限流電阻(13)、晶體三極管(14)、電阻(15)、電阻(16)、晶體三極管(22)和電阻(23)組成的可控硅門極控制電路及由上拉電阻(24)、高精度電壓比較器(25)、電阻(26)、穩壓二極管(27)、取樣電阻(28)、取樣電阻(29)和濾波電容器(30)組成的電壓取樣比較電路，其中三相橋式全波整流電路和直流穩壓電路構成獨立電源，向高精度電壓取樣比較電路及可控硅門極控制電路供電；在永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置中，輸入端子(34)、輸入端子(35)、輸入端子(36)端加載永磁三相交流發電機的三相交流電壓，輸入端子(34)連接整流二極管(1)的負極、單向可控硅(4)的陽極和整流二極管(10)的正極，輸入端子(35)連接整流二極管(2)的負極、單向可控硅(5)的陽極和整流二極管(11)的正極，輸入端子(36)連接整流二極管(3)的負極、單向可控硅(6)的陽極和整流二極管(12)的正極，整流二極管(10)的負極、整流二極管(11)的負極和整流二極管(12)的負極與濾波電容器(17)的正極、電阻(18)、晶體三極管(14)的集電極、晶體三極管(19)的集電極、電阻(16)連接，電阻(16)另一端與電阻(15)、晶體三極管(22)的集電極連接，電阻(18)另一端連接晶體三極管(19)的基極和穩壓二極管(20)的負極，電阻(15)的另一端與晶體三極管(14)的基極連接，單向可控硅(4)的門極連接觸發二極管(7)的負極，單向可控硅(5)的門極連接觸發二極管(8)的負極，單向可控硅(6)的門極連接觸發二極管(9)的負極，單向可控硅(4)的陰極、單向可控硅(5)的陰極、單向可控硅(6)的陰極與取樣電阻(28)、濾波電容器(31)的正極及輸出端子(32)連接，觸發二極管(7)的正極、觸發二極管(8)的正極和觸發二極管(9)的正極與限流電阻(13)連接，限流電阻(13)的另一端與晶體三極管(14)的發射極連接，晶體三極管(22)的基極與電阻(23)連接，電阻(23)的另一端與高精度電壓比較器(25)輸出端及上拉電阻(24)連接，上拉電阻(24)的另一端與晶體三極管(19)的發射極、濾波電容器(21)的正極、高精度電壓比較器(25)正電源接入端及電阻(26)連接，電阻(26)的另一端與高精度電壓比較器(25)負電壓輸入端及穩壓二極管(27)的負極連接，高精度電壓比較器(25)正電壓輸入端與取樣電阻(28)、取樣電阻(29)及濾波電容器(30)連接，整流二極管(1)的正極、整流二極管(2)的正極、整流二極管(3)的正極、穩壓二極管(20)的正極、濾波電容器(17)的負極、濾波電容器(21)的負極、晶體三極管(22)的發射極、高精度電壓比較器(25)負電源接地端、穩壓二極管(27)的正極、取樣電阻(29)另一端、濾波電容器(30)另一端、濾波電容器(31)的負極及輸出端子(33)接地。
全文摘要
一種永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置，包括可控硅半控橋式整流電路、三相橋式全波整流電路、直流穩壓電路、可控硅門極控制電路及高精度電壓取樣比較電路，其中三相橋式全波整流電路和直流穩壓電路構成獨立電源，向高精度電壓取樣比較電路及可控硅門極控制電路供電。本發明提供的永磁三相交流發電機可控硅整流穩壓裝置采用專門的三相橋式全波整流獨立電源向可控硅門極控制電路及高精度電壓取樣比較電路供電，無論是否接入蓄電池，永磁交流發電機可控硅整流穩壓裝置都能夠穩定可靠地輸出電能，大大提高了穩壓裝置的電壓控制精度。
文檔編號H02P9/48GK101951220SQ20101027559
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月4日 優先權日2010年9月4日
發明者胡旻宇, 胡海洋 申請人:衡陽中微科技開發有限公司