智能電壓調節器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電壓調節器，特別是涉及一種智能電壓調節器。
【背景技術】
[0002]汽車發電機是為車輛提供電能的電氣設備，其轉速隨汽車發動機轉速的變化而變化。汽車發電機電動勢的高低與其轉速及磁極的磁通量成正比，因此，汽車發電機輸出的電壓必然隨著其轉速的變化而變化。由于在一定條件下發電機的輸出功率是定值(P=U * I)，當車輛電器負載較小時，發電機輸出的電壓會升高，而車輛電器負載較大時，發電機輸出的電壓會降低。而車用電器設備及蓄電池充電均要求發電機必須在某一恒定電壓下工作(例如12V系統的工作電壓一般為14±0.25V，24V系統的工作電壓為28±0.3V)，這就需要調節和控制發電機輸出電壓的裝置，即電壓調節器。
[0003]電壓調節器主要是利用流過轉子的勵磁電流的通斷，進而調節轉子磁場的大小進行工作的。當發電機產生的電壓低于調節電壓，電壓調節器不起作用，當發電機輸出電壓超過調節電壓預設值時，電壓調節器重新接通勵磁電流，電壓再次逐漸升高，調節器開始新一輪的調節循環。
[0004]目前，市場上的電壓調節器主導產品為第四代混合集成電路調節器，國內乘用車和客車大都采用這種調節器，混合集成電路調節器制造工藝非常嚴格并且達到規模化生產才能降低成本，只有具備相當的專業技術水平、設備水平和規模化的專業廠家才能生產。這種混合集成電路調節器一旦裝車，其輸出電壓設定值無法在線修改，電壓調整精度也無法精確控制。由于受限于元器件本身參數的誤差，即便是在生產過程中，這種調壓器的輸出電壓設定值的一致性也很難保證。這樣不但影響生產周期還增加了額外的成本。另外，這種混合集成電路的調壓器無法支持多發電機并聯使用時的電壓調節工作。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是:提供一種控制精確、調節方便快捷的智能電壓調節器。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
設計一種智能電壓調節器，含有主控模塊、信號采集模塊、勵磁信號控制模塊、驅動模塊、通訊模塊和電源模塊，主控模塊中含有微控制器，信號采集模塊中含有邏輯電平轉換器，發電機的相位信號進入微控制器的第二模擬量輸入端，發電機的相位信號還通過邏輯電平轉換器后進入微控制器的第二開關量輸入端，勵磁信號控制模塊中含有施密特觸發逆變器和場效應管，微控制器的PWM輸出信號通過施密特觸發逆變器后進入場效應管的柵極，場效應管的漏極與發電機的勵磁線圈連接，場效應管的漏極還通過第一電阻與微控制器的第一模擬量輸入端連接，微控制器通過驅動模塊控制汽車儀表盤上的指示燈和繼電器，微控制器的通訊口與通訊模塊連接，電源模塊的輸入端與發電機的電源輸出端連接，電源模塊的輸出為主控模塊、信號采集模塊、勵磁信號控制模塊、驅動模塊和通訊模塊供電，發電機的電源輸出端還通過第二電阻與微控制器的第三模擬量輸入端連接，以便微控制器對發電機的輸出電壓進行檢測。
[0007]信號采集模塊中還含有第一二極管、第一穩壓管、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻，發電機的相位信號輸出端依次通過正向連接的第一二極管、第三電阻與邏輯電平轉換器的輸入端連接，邏輯電平轉換器的輸出端通過第四電阻與微控制器的第二開關量輸入端連接，邏輯電平轉換器的輸入端通過第一穩壓管和第五電阻的并聯接地，邏輯電平轉換器的輸入端還通過第六電阻與微控制器的第二模擬量輸入端連接。
[0008]邏輯電平轉換器用來對汽車發電機的相位信號進行整形。
[0009]微控制器的PWM信號輸出端通過第七電阻與施密特觸發逆變器的輸入端連接，施密特觸發逆變器的輸出端與場效應管的柵極連接，施密特觸發逆變器的輸出端還通過第八電阻與汽車控制器的勵磁信號檢測端連接，場效應管的漏極通過正向連接的第二二極管接發電機的電源輸出端，場效應管的漏極還通過第一電阻和第九電阻的串聯與微控制器的第一模擬量輸入端連接，第一電阻和第九電阻的連接點通過第十電阻接地，場效應管的源極接地，場效應管為N溝道型場效應管。
[0010]驅動模塊中含有第一達林頓管和第二達林頓管，微控制器的繼電器控制信號通過第一達林頓管驅動汽車儀表盤上的繼電器，微控制器的指示燈控制信號通過第二達林頓管驅動汽車儀表盤上的指示燈。
[0011]驅動模塊中還含有三極管，微控制器的繼電器控制信號輸出端與第一達林頓管的基極連接，第一達林頓管的發射極接電源，第一達林頓管的集電極通過第十一電阻與汽車儀表盤的信號端連接；微控制器的指示燈控制信號輸出端通過第十二電阻與第二達林頓管的基極連接，第二達林頓管的發射極通過第十三電阻接地，第二達林頓管的集電極也與汽車儀表盤的信號端連接，第二達林頓管的發射極還與三極管的基極連接，三極管的發射極通過第十四電阻接地，三極管的集電極與第二達林頓管的基極連接；第一達林頓管為PNP型，第二達林頓管和三極管為NPN型。
[0012]微控制器的第零模擬量輸入端通過第十五電阻與汽車儀表盤的信號端連接。汽車儀表盤的信號端輸出的IGN信號進入微控制器的第零模擬量輸入端。
[0013]通訊模塊中含有CAN收發器、CAN通訊接口和LIN接口，微控制器的通訊口通過CAN收發器與CAN通訊接口連接，微控制器的LIN通訊端與LIN接口連接；CAN收發器的型號為:MC33901。
[0014]通訊模塊的主要功能是將信號采集模塊采集到的發電機信息實時地以CAN報文和LIN報文的形式傳遞出去，以備查詢；另外，通訊模塊還負責接受第三方ECU傳來的負載、電池及行車工況等信息。
[0015]電源模塊中含有第二穩壓管和第三二極管，發電機的電源輸出端通過第二穩壓管接地，發電機的電源輸出端與第三二極管正極連接，第三二極管的負極即為電源模塊的輸出端。
[0016]微控制器的型號為:MM9Z1_638 ;邏輯電平轉換器的型號為:MC74VHC1GT08 ;施密特觸發逆變器的型號為:NC7SZ14M5X。
[0017]本發明具有積極有益的技術效果:
1.本發明采用信號采集模塊對汽車發電機的相位信號進行檢測，采用勵磁信號控制模塊對汽車發電機的勵磁線圈進行控制，采用驅動模塊對汽車儀表盤上的指示燈和繼電器進行控制，采用通訊模塊與汽車控制器ECU通訊，同時還對汽車發電機的輸出電壓進行檢測，通過實時掃描發電機的輸出電壓(B+端電壓)以及處理CAN/LIN總線傳來的負載和車輛工況等信息，修正勵磁回路的開啟比例，控制精確、可靠。
[0018]2.本發明可在汽車發電機工作的時候，由第三方汽車控制器ECU對發電機的電壓輸出值進行動態調整，調節方便、快捷。
[0019]【附圖說明】:
圖1為智能電壓調節器的結構示意圖；
圖2為主控模塊的電路原理示意圖；
圖3為勵磁信號控制模塊的電路原理示意圖；
圖4為信號采集模塊的電路原理示意圖；
圖5為驅動模塊的電路原理示意圖；
圖6為通訊模塊的電路原理示意圖；
圖7為電源模塊的電路原理示意圖。
[0020]【具體實施方式】:
參見圖1?圖7，智能電壓調節器含有主控模塊、信號采集模塊、勵磁信號控制模塊、驅動模塊、通訊模塊和電源模塊，主控模塊中含有微控制器U1，信號采集模塊中含有邏輯電平轉換器U4，發電機的相位信號進入微控制器Ul的第二模擬量輸入端VSENSE2，發電機的相位信號還通過邏輯電平轉換器U4后進入微控制器Ul的第二開關量輸入端PTB2，勵磁信號控制模塊中含有施密特觸發逆變器U6和場效應管Q2，微控制器Ul的PWM輸出信號通過施密特觸發逆變器U6后進入場效應管Q2的柵極，場效應管Q2的漏極與發電機的勵磁線圈連接，場效應管Q2的漏極還通過第一電阻R7與微控制器Ul的第一模擬量輸入端VSENSE1連接，微控制器Ul通過驅動模塊控制汽車儀表盤上的指示燈和繼電器，微控制器Ul的通訊口與通訊模塊連接，電源模塊的輸入端與發電機的電源輸出端VBAT連接，電源模塊的輸出為主控模塊、信號采集模塊、勵磁信號控制模塊、驅動模塊和通訊模塊供電，發電機的電源輸出端VBAT還通過第二電阻Rl與微控制器Ul的第三模擬量輸入端VSENSE3連接，以便微控制器Ul對發電機的輸出電壓進行檢測。
[0021]信號采集模塊中還含有第一二極管D2、第一穩壓管D3、第三電阻R12、第四電阻R14、第五電阻R13和第六電阻R3，發電機的相位信號輸出端依