[发明专利]飞轮式永磁交流发电机桥式整流调压器

说明书

本发明涉及一种为柴油机机动车辆提供照明用电的飞轮式永磁交流发电机之桥式整流调压装置，适用于以柴油为动力源的各类机动车辆，例如农工车、拖拉机等车用照明系统电压控制。

飞轮式永磁交流发电机是一种新颖的提供柴油机动车照明用的发电机，其采用永久磁铁，结构简单，与柴油机配套方便。飞轮式永磁交流发电机的现有电压调节装置采用全波整流方式，其发电机发出的电能约55%自耗在该全波整流调压过程中，能耗大。效率低;并且由于现有的全波整流电压调节装置不带蓄电瓶，故车内电压随车速大小而波动很大，照明灯具时亮时暗，效果欠佳。

本发明的目的就是提供一种节能、高效的配用蓄电瓶的桥式整流电压调节装置，其能耗小，效率高，调制的电压稳定，适用各种柴油机机动车辆的照明系统。

本发明是这样实现的：图1为本发明的结构示意图，图2是本发明的电路原理图。本发明由桥式整流装置1、电压检控装置2、散热底板3以及紧固件、接线柱等构成。桥式整流装置1由整流二极管D1、D2和可控硅SCR1、SCR2等组成桥式整流与输出电流控制电路，由于这些电子器件在工作状态下发热严重，故桥式整流装置1直接连接或固定在散热底板3上。电压检控装置2含有由R1、R2、D3、D4、Dw、R3、T1、C1组成的充电电压检测控制电路和由集成电路555、D5、R5、R6、C3、C4、C5等组成的触发脉冲发生电路。电压检控装置2也固定于散热底板3上，为了避免电压检控装置2的电子器件受到由桥式整流装置1发出的热量的影响，电压检控装置2可以局部悬空固定在散热底板3上（如图1所示），也可在其与散热底板3之间夹衬绝热材料后予以固定，散热底板3可采用铝板。

本发明的工作原理是：参见图2，其AC两输入端接飞轮式永磁交流发电机两输出端;其输出端的（+）端和（-）端间并联接蓄电瓶、车用照明具或其他用电设备，K为开关端，直接接车辆的启动开关（即点火开关），只有当K闭合时本发明才接通工作。

由D1、D2和SCR1、SCR2组成的桥式整流和输出电流控制电路将经AC端输入的交流电转换为直流电。SCR1、SCR2不但参与整流，而且还发挥着控制输出电流的功能。在R1、R2、D3、D4、Dw、R3、T1、C1组成的充电电压检测控制电路中，由R1、R2、D3、D4、Dw与R3分压产生T1的基准电压。T1采用开关晶体管（如采用3DK2B开关晶体管）。R1、R2用以调整设定的额定电压;D3、D4、Dw起到了温度补偿调节功能，使得本发明在环境温度大于65℃的恶劣条件下可以维持正常工作，同时，又将采样得到的蓄电瓶电压的微小变化量及时反馈到T1的基极上;C1主要对采样得到的电压进行平滑处理，减少充电脉动产生的影响。集成电路555和D5、R5、D6、C3、C4、C5组成的触发脉冲发生电路，其工作频率约为4KHZ，而飞轮式永磁交流发电机的交流电频率随车辆转速提高而提高，在额定转速时频率为220HZ，这样，可确保当本发明输出电压高于蓄电瓶电压时，能及时触发而向蓄电瓶充电。

当车辆行驰时，发电机发出交流电，经桥式整流装置D1、D1、SCR1、SCR2整流成直流，该直流经（+）端对电瓶充电。当充电电压达到额定值时，经R1、R2、C1对充电脉动进行平滑处理。若处理后的值仍大于额定值，则T1输出低电平，该电平控制脉冲发生器禁止产生触发脉冲，SCR1、SCR2停止工作，充电瞬间停止。由于电瓶的特性和车辆上的耗电，电瓶电压必将下降。只要电瓶电压有微小下降，即促使T1输出高电平，脉冲发生器开始工作，SCR1、SCR2被触发导通，对电瓶再次进行充电，这少量的充电电流又使电瓶电压上升到额定值，这时T1又被关闭，周而复之，电瓶始终动态平衡在某一额定值。由于本发明检测灵敏度高，所以从宏观上来看，电瓶电压始终稳定在额定值，这样达到及时给电瓶充电和保护电瓶的二个目的。

本发明常取额定充电电压14.0伏，最大输出功率140瓦。

本发明与现有的飞轮式永磁交流发电机全波整流调压器相比较，能耗小，效率高，自身能耗可以从后者的45%下降到10%左右，具有显著节能效果。并且，本发明采用了高灵敏的充电电压检测控制电路，从而调制稳定的额定电压，能明显增强车用照明和其他用电设备的使用效果。

本发明实施例之一如下：

结构示意如图1，电路如图2。

主要电子元件参数是：

D1：D8151/12A-400V    R1：30Ω

D2：D8151/12A-400V    R2：240Ω