[其他]发电机用电压调整器及其控制方法

说明书

本发明涉及到一个发电机用的电压调整器，特别涉及到为汽车蓄电池充电用的交流发电机的电压调整器。

为使蓄电池足量充电，要求发电机的电压在低温下比较高，而在高温下比较低。众所周知，在技术上，对于汽车蓄电池充电用交流发电机的电压调整器。希望能按周围温度变化来进行控制以保持电压平稳。

例如，美国专利U.S.PNo.3718849说明书中所介绍的一个方法，提出了按在电压调整器处所测温度来改变电压调整器的调整电压。

在上述先有技术中为了改变调整器电压而测出调整器处周围的温度。然而在这种情况下，只有当检测的环境温度比较高时，方使调整电压降低。这是因为以上方法之目的在于满足蓄电池充电特性和电气负荷（电动机、调速控制器等等）特性的要求。但是自激发电机的磁场电流在100%负载比时由下式给出：

IF＝V_S-V_F/R_F

式中IF代表磁场电流（安），V_S代表调整电压（伏），V_F代表功率晶体管的压降和R_F代表磁场线圈的电阻（欧）。因此，由于调整电压V_S的改变而引起磁场电流I_F的变化比较小。例如：在-10℃到+90℃温度范围内磁场电流变化大约为10%。

除上述以外，近来看到一个明显的趋势就是发动机（引擎）安装在汽车内很小的空间，于是发电机周围的温度可能上升很高，这就造成一种危险，即由于电压调整器产生的热量使各半导体元件的温度可能超过允许的结温。

本发明的一个目的是提供一个适用于蓄电池充电发电机的电压调整器，其中，即使电压调整器周围温度上升到不正常高度，也能避免组成电压调整器的各半导体元件遭受热击穿。

本发明的特点在于按电压调整器处的温度来控制调整器中功率晶体管的最大导通比，即使在蓄电池充电发电机用的电压调整器周围温度上升到不正常的高度时，也能保护各半导体元件免于遭到热击穿。

图1是按本发明实施方案带有发电机的电压调整器电路;

图2是图1的负载控制或导通比控制电路详图;

图3示出取自图2电路的各输出电压波形，

图4示出图2控制电路的各温度特性;

图5是图1实施方案中磁场电流与环境温度的关系曲线;

图6示出图1实施方案中调整器环境温度与各结温之间的关系特性曲线。

本发明的一个实施方案示于图1。图中，星形连接的发电机枢线圈3通过一个三相全波整流器5连接到蓄电池7。蓄电池7的（+）极通过电键开关8连至充电指示灯9的一端。充电指示灯9的另一端连至L端子上。被连至L端子上的还有磁场线圈4的一端，续流二极管11的阴极，第一变阻器16的一端，分压器的组成部分-第三变阻器18的一端，导通比控制电路19的一端和变阻器20的一端。磁场线圈4的另一端接地。续流二极管11的阳极接至功率晶体管10的集电极，后者的射极接地，其基极则连至第一晶体管10的集电极，后者的射极接地，其基极则连至第一晶体管13的射极。功率晶体管10的射极也连至蓄电池7的（-）极。

第一电阻器16的另一端连至第二晶体管12的集电极，后者的射极连至第一晶体管13的基极。第二晶体管12的基极连至导通比控制电路19。第二电阻器20的另一端和第三晶体管14的集电极与第一晶体管13的集电极相连接，第三晶体管14的射极接地，其基极连至稳压二极管15的阳极上。稳压二极管15的阴极连至分压器的组成部分-第三电阻器18的另一端以及第四电阻器17的一端。而后者的另一端接地。

电压调整器2由作用如开关装置的功率晶体管10、续流二极管11、晶体管12、13、14、稳压二极管15、电阻器16、17、18、20和导通比控制电路19所组成。

辅助整流器6连接到三相全波整流器5上，发电机1由电枢线圈3、磁场线圈4、三相全波整流器5和辅助整流器6所组成，电压调整器2整体安装并固定到发电机1的底盘上，图中符号B代表蓄电池端子。

由上述组成的电路，在接通电键开关8时，初始励磁电流经由充电指示灯9通过磁场线圈4。当电键开关8接通时，第一和第二晶体管13和12被导通，而第三晶体管14不导通。以后当发动机（引擎）开始旋转使已励磁线圈4的转子起动，产生电能。结果发电机端电压上升而充电指示灯息火，致使电流通过辅助二极管6馈电给磁场线圈4。