單缸風冷柴油機調壓整流裝置的制作方法

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本實用新型涉及柴油機領域，特別是涉及一種單缸風冷柴油機調壓整流裝置。

背景技術：

現有小型風冷柴油機主要采用機械式噴油泵斷油熄火，斷油方式主要有：①油門組合控制噴油泵，②噴油泵自帶電磁閥開關。

在噴油泵自帶電磁閥開關狀態，柴油機必須在配有電瓶的狀態下才能打開電磁閥開關啟動，該缺點是啟動時必須有電瓶，或者手動采用機械方式打開電磁閥開關啟動，因手動采用機械方式打開電磁閥開關啟動，這是一個強制動作，若沒有人為的復位動作，該開關會一直強制打開，電磁閥開關將失去功能，操作復雜，且在正常工作中不能實現自動保護功能。

現有的調壓整流裝置輸入電壓范圍小，輸出電壓紋波大，對電瓶充電時電流沖擊大，會縮短電瓶壽命。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種單缸風冷柴油機調壓整流裝置，本調壓整流裝置輸入電壓范圍大，輸出電壓紋波小，輸入電壓低于設定輸出電壓時，可直接輸出比設定值低的電壓，有效的解決了柴油機在啟動時在無電瓶的情況下無法啟動或啟動后無法自動保護的功能，同時提高了電瓶充電質量，提高電瓶使用壽命。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種單缸風冷柴油機調壓整流裝置，包括開關電源電路、旁路供電電路以及旁路控制電路，所述開關電源電路用于將充電線圈輸出的電壓進行調壓整流后輸出，所述旁路供電電路用于將充電線圈輸出的電壓進行整流濾波后輸出，所述旁路控制電路用于檢測旁路供電電路的輸出電壓，并將檢測到的輸出電壓與設定值進行比較，斷開旁路供電電路。

所述旁路供電電路包括第10二極管D10、第11二極管D11和第5濾波電容C5，所述第10二極管D10的正極與調壓整流裝置的第一輸入接口連接，所述第11二極管D11的正極與調壓整流裝置的第二輸入接口連接，所述第10二極管D10的負極、第11二極管D11的負極均與第5濾波電容C5的正極連接，所述第5濾波電容C5的正極與調壓整流裝置的第一輸出接口P1連接。所述第5濾波電容C5的負極分別與調壓整流裝置的第二輸出接口P3連接。第5濾波電容C5的兩端并聯有電阻R51K。調壓整流裝置的兩個輸出接口之間設有第3二極管D3，所述第3二極管D3的正極與調壓整流裝置的第二輸出接口P3連接，所述第3二極管D3的負極與調壓整流裝置的第一輸出接口P1連接。

所述旁路控制電路包括第4開關管Q4、第2開關管Q2、第2穩壓管DW2，所述第4開關管Q4的基極與第23電阻R23的一端連接，第23電阻R23的另一端接地，所述第4開關管Q4的基極經電阻與調壓整流裝置的第一輸出接口連接，所述第4開關管Q4的發射極接地，所述第4開關管Q4的集電極分別與第2穩壓管DW2的負極、第10電阻R10的一端、第20電阻R20的一端連接，所述第2穩壓管DW2的正極接地，第10電阻R10的另一端與調壓整流裝置的第一輸出接口連接，第20電阻R20的另一端與第2開關管Q2的柵極連接，所述第2開關管Q2的源極接地，所述第2開關管Q2的漏極與調壓整流裝置的第二輸出接口P3連接。

所述開關電源電路包括電源電路、輸入整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制電路、輸出整流濾波電路、電壓反饋電路、電流取樣電路，所述電源電路用于為PWM控制電路供電，所述輸入整流濾波電路的輸入端與調壓整流裝置的輸入接口連接，所述輸入整流濾波電路的輸出端與功率變換電路的輸入端連接，功率變換電路的輸出端與輸出整流濾波電路連接，所述電壓反饋電路的輸入端與整流濾波電路的輸出端連接，所述電壓反饋電路的輸出端與PWM控制電路的第一輸入端連接，所述電流取樣電路的輸入端與功率變換電路連接，所述電流取樣電路的輸出端與PWM控制電路的第二輸入端連接，所述PWM控制電路的輸出端與功率變換電路連接。

所述開關電源電路的第一輸出端與調壓整流裝置的第一輸出接口之間設有第2二極管D2，所述第2二極管D2的正極與開關電源電路的第一輸出端連接，所述第2二極管D2的負極與調壓整流裝置的第一輸出接口連接。

所述輸入整流濾波電路包括整流橋堆D4和第4濾波電容C4，所述整流橋堆D4的兩個輸入端分別與調壓整流裝置的兩個輸入接口連接，所述整流橋堆D4的第一輸出端接地，所述整流橋堆D4的第二輸出端分別與第4濾波電容C4的正極、高頻變壓器B1的初級繞組的第一端連接，所述第4濾波電容C4的負極接地。

所述功率變換電路包括高頻變壓器B1、第1開關管Q1。高頻變壓器B1設有初級繞組、次級繞組、控制電源繞組。高頻變壓器B1的初級繞組的第二端與第1開關管Q1的漏極、RC整流濾波電路的輸入端連接，RC整流濾波電路的輸出端分別與輸入整流濾波電路的輸出端、高頻變壓器B1的初級繞組的第一端連接，高頻變壓器B1的次級繞組與輸出整流濾波電路的輸入端連接，所述第1開關管Q1的源極分別與第18電阻R18的一端、第14電阻R14的一端、第4穩壓管DW4的正極連接，所述第18電阻R18的另一端接地，第14電阻R14的另一端、第4穩壓管DW4的負極均與第1開關管Q1的柵極連接，第1開關管Q1的柵極經第13電阻R13與PWM芯片U1的輸出端連接。所述第1開關管Q1的源極與第22電阻R22的一端連接，第22電阻R22的另一端分別與第10電容C10的一端、PWM芯片U1的ISEN端連接，第10電容C10的另一端接地。

所述RC整流濾波電路包括第5二極管D5、第4電阻R4、第2電容C2，所述第5二極管D5的正極分別與高頻變壓器B1的初級繞組的第二端、第1開關管Q1的漏極連接，第5二極管D5的負極分別與第4電阻R4的一端、第2電容C2的一端連接，第4電阻R4的另一端、第2電容C2的另一端均與輸入整流濾波電路的輸出端、高頻變壓器B1的初級繞組的第一端連接。

所述輸出整流濾波電路包括第1二極管D1、第3濾波電容C3，所述第1二極管D1的正極與高頻變壓器B1的次級繞組第二端連接，所述第1二極管D1的負極分別與第3濾波電容C3的正極、第5電阻R5的一端連接，所述第3濾波電容C3的負極、第5電阻R5的另一端、高頻變壓器B1的次級繞組的第一端均連接參考地。所述輸出整流濾波電路還包括第1電阻R1、第1電容C1，第1電阻R1與第1電容C1串聯后與第1二極管D1并聯。

所述電壓反饋電路包括第7電阻R7、光電耦合器IC1、第1穩壓管DW1，所述第7電阻R7的一端與輸出整流濾波電路的輸出端連接，所述第7電阻R7的另一端與光電耦合器IC1的第一輸入端連接，所述光電耦合器IC1的第二輸入端與第1穩壓管DW1的負極連接，所述第1穩壓管DW1的正極連接參考地。穩壓管DW1決定輸出電壓的大小。所述光電耦合器（IC1）的輸出端與PWM控制電路連接。所述光電耦合器IC1的第一輸出端與PWM芯片U1的COMP 端連接，所述光電耦合器IC1的第二輸出端分別與第21電阻R21的一端、第3開關管Q3的基極連接，所述第21電阻R21的另一端接地，所述第3開關管Q3的發射極接地，第3開關管Q3的集電極分別與PWM芯片U1的VFB端、第15電阻R15的一端、第7電容C7的正極連接，第7電容C7的負極接地，第15電阻R15的另一端與PWM芯片U1的VREF端連接。PWM芯片U1的VREF端與第16電阻R16的一端連接，第16電阻R16的另一端分別與PWM芯片U1的RT/CT端、第8電容C8的一端連接，第8電容C8的另一端接地。

所述開關電源電路設有限流電路，用于更好的限制住最大輸出電流，保護電瓶因電流過大造成損傷。

所述限流電路包括光電耦合器IC1、第一基準源D12、第30電阻R30，所述光電耦合器IC1的輸出端與PWM控制電路連接，所述光電耦合器IC1的第一輸入端經第7電阻R7與輸出整流濾波電路的輸出端連接，所述光電耦合器IC1的第二輸入端與第一基準源D12的陰極連接，所述第一基準源D12的陽極連接參考地，第一基準源D12的參考端分別與第28電阻R28的一端、第29電阻R29的一端、第13電容C13的一端連接，所述第13電容C13的另一端連接參考地，所述第29電阻R29的另一端分別與第30電阻R30的一端、調壓整流裝置的第二輸出接口連接，第30電阻R30的另一端連接參考地，所述第28電阻R28的另一端與第25電阻R25的一端、第26電阻R26的一端、第12電容C12的正極、第二基準源D13的陰極連接，第12電容C12的負極、第二基準源D13的陽極均連接參考地，第26電阻R26的另一端分別與第27電阻R27的一端、第二基準源D13的參考端連接，第27電阻R27的另一端連接參考地，第25電阻R25的另一端與輸出整流濾波電路的輸出端連接。

所述電源電路包括啟動電路和PWM供電電路，所述啟動電路的輸入端與輸入整流濾波電路的輸出端連接，所述啟動電路的輸出端與PWM控制電路的電源端連接，所述PWM供電電路的輸入端與功率變換電路的高頻變壓器的控制電源繞組連接，所述PWM供電電路的輸出端與PWM控制電路的電源端連接。所述啟動電路包括第2電阻R2、第3電阻R3、第11電阻R11、第12電阻R12，所述第2電阻R2與第3電阻R3并聯，所述第11電阻R11與第12電阻R12并聯，所述第2電阻R2的一端與輸入整流濾波電路的輸出端連接，所述第2電阻R2的另一端與第11電阻R11的一端連接，第11電阻R11的另一端與PWM控制電路的電源端連接。所述PWM供電電路包括第8二極管D8、第6濾波電容C6、第3穩壓管DW3，所述第8二極管D8的正極與高頻變壓器的控制電源繞組的第二端連接，第8二極管D8的負極與第17電阻R17的一端連接，第17電阻R17的另一端分別與第19電阻R19的一端、第6濾波電容C6的正極、第11電容C11的一端、第3穩壓管DW3的負極連接，第6濾波電容C6的負極、第11電容C11的另一端、第3穩壓管DW3的正極、高頻變壓器的控制電源繞組的第一端均接地，第19電阻R19的另一端與PWM控制電路的電源端連接。

本實用新型的有益效果為：柴油機自帶的充電線圈在啟動轉速下輸出電壓很低，不能夠讓開關電源電路啟動，因此本實用新型設計旁路供電電路，在柴油機啟動時，通過旁路供電電路給電磁閥開關供電，本實用新型的旁路供電電路提高啟動轉速下的輸出電壓，滿足啟動轉速下電磁閥開關（電磁閥開關的工作電壓是在DC8V~15V）正常工作。啟動完成后電壓升高，當旁路供電電路輸出電壓達到設定值時，旁路控制電路控制旁路供電電路斷開，此時，充電線圈在柴油機工作轉速范圍內給開關電源電路提供電壓，經調壓整流后為用電器和電瓶充電提供電源。采用上述結構，使得本實用新型的調壓整流裝置在啟動時可直接將充電線圈輸出的電壓經旁路供電電路整流后供電磁閥使用，在柴油機正常工作時給充電線圈輸出的電壓經開關電源電路調壓整流后為為電磁閥供電和電瓶充電。設計旁路供電電路是為了解決發電機啟動時，燃油電磁閥不工作的狀態。

本實用新型不需人為打開電磁閥開關的動作，當啟動時，柴油機自身的充電線圈就會輸出電壓通過調壓整流裝置處理后為電磁閥開關提供電源，打開電磁閥開關，讓柴油機正常工作，當機油壓力出現不足時，油壓傳感器就會通過控制電磁閥開關電源通斷，實現保護。

本實用新型的調壓整流裝置采用本實用新型的開關電源電路，使得調壓整流裝置輸入電壓范圍大，輸出電壓紋波小，輸入電壓低于設定輸出電壓時，可直接輸出比設定值低的電壓，有效的解決了柴油機在啟動時在無電瓶的情況下無法啟動或啟動后無法自動保護的功能，同時提高了電瓶充電質量，提高電瓶使用壽命。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型的單缸風冷柴油機調壓整流裝置的電路圖。

具體實施方式

參見圖1，一種單缸風冷柴油機調壓整流裝置，包括開關電源電路、旁路供電電路2以及旁路控制電路3，所述開關電源電路用于將充電線圈輸出的電壓進行調壓整流后輸出，所述旁路供電電路用于將充電線圈輸出的電壓進行整流濾波后輸出，所述旁路控制電路用于檢測旁路供電電路的輸出電壓，并將檢測到的輸出電壓與設定值進行比較，斷開旁路供電電路，使旁路供電電路與調壓整流裝置的輸出接口P1、P3斷開。調壓整流裝置的輸入接口P2、P4接充電線圈，調壓整流裝置的輸出接口P1、P3為電磁閥供電和電瓶充電。電瓶的作用是在電起動是為啟動電機提供電源，手啟動時可不需要電瓶。旁路供電電路主要用于對燃油電磁閥在發電機啟動時供電。設計旁路供電電路是為了解決發電機啟動時，燃油電磁閥不工作的狀態。

所述旁路供電電路包括第10二極管D10、第11二極管D11和第5濾波電容C5，所述第10二極管D10的正極與調壓整流裝置的第一輸入接口連接，所述第11二極管D11的正極與調壓整流裝置的第二輸入接口連接，所述第10二極管D10的負極、第11二極管D11的負極均與第5濾波電容C5的正極連接。所述第5濾波電容C5的正極與調壓整流裝置的第一輸出接口P1連接。所述第5濾波電容C5的負極分別與調壓整流裝置的第二輸出接口P3連接。第5濾波電容C5的兩端并聯有電阻R51K。電阻R51K是給C5放電的。調壓整流裝置的兩個輸出接口之間設有第3二極管D3，所述第3二極管D3的正極與調壓整流裝置的第二輸出接口連接，所述第3二極管D3的負極與調壓整流裝置的第一輸出接口連接。D3為續流二極管，用于給電磁閥提供放電回路。

所述開關電源電路包括電源電路、輸入整流濾波電路11、功率變換電路12、PWM控制電路13、輸出整流濾波電路14、電壓反饋電路15、電流取樣電路，所述電源電路用于為PWM控制電路供電，所述輸入整流濾波電路的輸入端與調壓整流裝置的輸入接口連接，所述輸入整流濾波電路的輸出端與功率變換電路的輸入端連接，功率變換電路的輸出端與輸出整流濾波電路連接，所述電壓反饋電路的輸入端與整流濾波電路的輸出端連接，所述電壓反饋電路的輸出端與PWM控制電路的第一輸入端連接，所述電流取樣電路的輸入端與功率變換電路連接，所述電流取樣電路的輸出端與PWM控制電路的第二輸入端連接，所述PWM控制電路的輸出端與功率變換電路連接。

開關電源電路的第一輸出端與調壓整流裝置的第一輸出接口之間設有第2二極管D2，所述第2二極管D2的正極與開關電源電路的第一輸出端連接，所述第2二極管D2的負極與調壓整流裝置的第一輸出接口連接。D2的作用是將開關電源電路與旁路供電電路隔開。

電流取樣電路包括電阻R18、電阻R22、電容C10。R18為取樣電阻，R22與C10構成一個RC濾波器；當R18上的電壓超過1V時，就改變PWM的占空比，從而控制整個電路。

所述輸出整流濾波電路包括第1二極管D1、第3濾波電容C3，所述第1二極管D1的正極與高頻變壓器B1的次級繞組第二端連接，所述第1二極管D1的負極分別與第3濾波電容C3的正極、第5電阻R5的一端連接，所述第3濾波電容C3的負極、第5電阻R5的另一端、高頻變壓器B1的次級繞組的第一端均連接參考地。R5的作用為給開關電源帶一個小負載，防止開關電源上電瞬間輸出電壓過沖。所述輸出整流濾波電路還包括第1電阻R1、第1電容C1，第1電阻R1與第1電容C1串聯后與第1二極管D1并聯。 R1與C1組成吸收回路，吸收次級繞組產生的尖峰。

所述電壓反饋電路包括第7電阻R7、光電耦合器IC1、第1穩壓管DW1，所述第7電阻R7的一端與輸出整流濾波電路的輸出端連接，所述第7電阻R7的另一端與光電耦合器IC1的第一輸入端連接，所述光電耦合器IC1的第二輸入端與第1穩壓管DW1的負極連接，所述第1穩壓管DW1的正極連接參考地。穩壓管DW1決定輸出電壓的大小。所述光電耦合器IC1的第一輸出端與PWM芯片U1的COMP 端連接，所述光電耦合器IC1的第二輸出端分別與第21電阻R21的一端、第3開關管Q3的基極連接，所述第21電阻R21的另一端接地，所述第3開關管Q3的發射極接地，第3開關管Q3的集電極分別與PWM芯片U1的VFB端、第15電阻R15的一端、第7電容C7的正極連接，第7電容C7的負極接地，第15電阻R15的另一端與PWM芯片U1的VREF端連接。PWM芯片U1的VREF端與第16電阻R16的一端連接，第16電阻R16的另一端分別與PWM芯片U1的RT/CT端、第8電容C8的一端連接，第8電容C8的另一端接地。

所述PWM控制電路采用型號為UC3843的PWM芯片U1。

所述開關電源電路設有限流電路16，用于更好的限制住最大輸出電流，保護電瓶因電流過大造成損傷。

所述電源電路包括啟動電路17和PWM供電電路18，所述啟動電路的輸入端與輸入整流濾波電路的輸出端連接，所述啟動電路的輸出端與PWM控制電路的電源端連接，所述PWM供電電路的輸入端與功率變換電路的高頻變壓器的控制電源繞組連接，所述PWM供電電路的輸出端與PWM控制電路的電源端連接。所述啟動電路包括第2電阻R2、第3電阻R3、第11電阻R11、第12電阻R12，所述第2電阻R2與第3電阻R3并聯，所述第11電阻R11與第12電阻R12并聯，所述第2電阻R2的一端與輸入整流濾波電路的輸出端連接，所述第2電阻R2的另一端與第11電阻R11的一端連接，第11電阻R11的另一端與PWM控制電路的電源端連接。所述PWM供電電路包括第8二極管D8、第6濾波電容C6、第3穩壓管DW3，所述第8二極管D8的正極與高頻變壓器的控制電源繞組的第二端連接，第8二極管D8的負極與第17電阻R17的一端連接，第17電阻R17的另一端分別與第19電阻R19的一端、第6濾波電容C6的正極、第11電容C11的一端、第3穩壓管DW3的負極連接，第6濾波電容C6的負極、第11電容C11的另一端、第3穩壓管DW3的正極、高頻變壓器的控制電源繞組的第一端均接地，第19電阻R19的另一端與PWM控制電路的電源端連接。

本實用新型的工作原理：旁路供電電路將充電線圈產生的交流電經過D10，D11與C5整流濾波后供給電磁閥。旁路控制電路通過對MOS管Q2的控制，來實現對旁路電路的控制；當電壓低于設定值時，Q2導通，控制旁路供電電路接入；當電壓大于等于設定值時Q2關斷，控制旁路供電電路斷開，旁路供電電路斷開后，由與旁路供電電路并聯的開關電源電路給電磁閥繼續供電。

調壓整流裝置的第一輸出接口為電流輸出端，調壓整流裝置的第二輸出接口為電流輸入端。調壓整流裝置的第二輸出接口經采樣電阻R30連接參考地，當輸出電流升高，采樣電阻R30兩端電壓升高，第一基準源D12的參考端電壓升高超過設定值，第一基準源D12導通，光電耦合器IC1導通，PWM芯片U1的引腳VFB被拉低，當U1檢測到VFB被拉低，就改變輸出的PWM的占空比，達到限制輸出電流的目的。當輸出電壓電壓升高，第1穩壓管DW1兩端電壓升高超過設定值，第1穩壓管DW1導通，光電耦合器IC1導通，PWM芯片U1的引腳VFB被拉低，當U1檢測到VFB被拉低，就改變輸出的PWM的占空比，使輸出電壓維持穩定。改變PWM的占空比，就改變了輸出功率的大小，當電壓變化時，輸出功率改變，電流不變，電壓就會改變，當電流變化時，輸出功率改變，電壓不變，電流就會改變，從而實現調壓、限流的目的。

本實用新型不僅僅局限于上述實施例，在不背離本實用新型技術方案原則精神的情況下進行些許改動的技術方案，應落入本實用新型的保護范圍。

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