[发明专利]高性能自激式交流发电机电子调节器

说明书

本发明属于交通电器技术领域，主要用于汽车、拖拉机交流发电机输出电压的自动调节，稳定输出电压。

目前国内外生产的调节器，可分为机械式、电子式两大类。这两类调节器，尽管其结构不同，其工作原理是相同的，都采用了他激振荡工作方式。按这种方式工作的调节器存在以下严重缺点：一是当发电机转速由低升高时，调节器开关频率由零上升，发电机低速运行时，调节器开关频率很低（零到几十赫），发电机输出电压产生超低频波动，这种超低频波动蓄电瓶难以将其滤掉，造成对整车电器的超低频干扰;二是调节不平滑，调节能力差，使发电机输出电压稳定度差;三是振荡频率难以控制，调节困难。

本发明的目的是设计一种调节平滑稳定、无低频波动、高稳定度的电子调节器。

本发明在原理上彻底革除了传统调节器的他激振荡工作方式，采用了可控占空比自激振荡工作方式。无论发电机以何种速度运行，自激振荡器均在一较高频率范围内自激振荡，而脉冲占空比随着发电机转速变化而变化，励磁电流随之变化，发电机输出电压被稳定在额定数值上。下面结合附图进一步说明其工作原理。

附图1是已有技术电子调节器方框图;

附图2是本发明的电子调节器方框图;

附图3是本发明的电子调节器输出脉冲占空比随发电机转速变化的波形示意图;

附图4是本发明的电子调节器输出脉冲占空比与发电机转速的关系曲线;

附图5是用串联开关稳压电源驱动电路组成的本发明电子调节器方框图;

附图6是本发明的晶体管式电子调节器实施例之一;

对于附图1所示已有技术的电子调节器，额定电压检测电路检测发电机输出电压，当电压低于额定值时，无控制信号输出，功率开关接通;当电压高于额定电压值时，检测电路输出一控制信号，功率开关断开，发电机输出电压降低，这样周而复始的产生他激振荡，振荡频率随发电机转速的变化而变化，发电机输出电压的波动频率亦随发电机转速的变化而变化，低速时会产生超低频波动，其稳定能力是较差的。

附图2是本发明的电子调节器方框图，它主要由基准电压电路、取样比较放大电路、可控占空比自激振荡器、功率开关电路等四部分组成。基准电压电路产生稳定的基准电压，取样比较放大电路将硅整流发电机输出电压取样并与基准电压比较放大，输出误差控制电压，可控占空比自激振荡器在该电压的控制下，输出占空比随之变化的矩形波脉冲，该脉冲驱动功率开关电路，使励磁线圈中的电流随发电机转速的升高而减小，稳定了发电机输出电压。附图3是本发明电子调子调节器输出脉冲占空比随发电机转速变化而变化的波形示意图，附图4是脉冲占空比与发电机转速的关系曲线。振荡脉冲频率可在几百赫到几十千赫范围内随意设定。

由附图2、附图3、附图4可知，本发明的电子调节器，其工作原理和串联开关稳压电源相似，因此可用任何类型的串联开关稳压电源电路（分离式、集成式、可控硅式等）组成本发明的电子调节器，只是将基准、取样比较放大电路的电源端由接电源输出端改接在电源输入端即可，附图5是用串联开关稳压电源电路组成的本发明电子调节器方框图。本发明亦可做成专用集成电路电子调节器。

附图6是用晶体管组成的本发明电子调节器实施例之一（负极搭铁）。图中：R₃、D₁组成基准电压电路，R₄、R₅、R₆、R₇R₈、T₃、T₄组成差分式取样比较放大电路;T₁、T₂等组成可控占空比自激多谐振荡器;T₅、T₆组成功率开关电路;L为励磁线圈;D₂为续流二极管;E为硅整流发电机输出电压。当E随发电机转速变化时，T₄基极电压随之变化，T₃、T₄通过射极耦合与基准电压比较放大后，T₃、T₄的导通程度产生相反方向的变化，C₁、C₂的充放电时间常数产生相反方向的变化，T₁、T₂振荡脉冲占空比随之变化，T₅、T₆的开关时间比变化，L中的电流产生与E变化相反的变化，发电机输出电压被稳定在额定值上。

本发明的电子调节器与国内外同类技术相比具有调节平滑稳定、无低频波动现象、发电机输出电压稳定度高等一系列优点，具有国际先进水平，是当代电子调节器的更新换代产品。