[实用新型]集成压控式汽车电压调节器

说明书

本实用新型属于电子式机车电压调节器。

机车在运行时是依靠交流发电机为动力运行的。运行时还同时对电瓶进行充电。传统的电子电压调节器主要采用常规电路分立元件组成。常出现如下不足之处：因功率级在内置式，汽车发动机散热条件苛刻状态下工作，易导致调节器自耗功率大，升温高，可靠性差，影响调压器控制精度和调节器使用寿命。目前尽管有改用集成式调节器做法，但是均采用电流型控制形式。同样不能克服大电流自耗功率大，升温高，不稳定等缺点，特别是汽车怠速及大负载时，很难保证对蓄电瓶充电。一旦蓄电瓶电池耗尽，汽车发动就有困难。

本实用新型的目的是提供一种用集成块和特殊功能器件组成的调节器。通过电平信号比较，提高控制系统电压，引入抛负载过保护和过压保护措施，以达到降低汽车电压调节器功率自耗，保证蓄电平及时充电，以实现汽车安全、可靠行驶的目的。

集成压控式汽车电压调节器的发明原理是：以一单片集成电路块(IC)为主体，一方面实现电平比较、放大、控制；另外又以集成块(IC)中的DC-DC电路与相关分立元件共同构成控制系统高电压源和抛负载保护和电压保护系统。在技术上具体是这样实现的：电压控制系统由集成块(IC)中的电平比较器和功率输出级，DC-DC电路取样电路，基准电压电路，过压保护电路，抛负载保护电路构成。当电平比较器从取样电路得到一电压信号后，与发电机系统基准电压相比较，输出一个信号到功率输出级，经功放输出形成电压型控制发电机系统。另方面电压控制系统电源(简称DC-DC电压源)由振荡器(包括集成块IC的一部分与相关分立主件)，二倍压电路构成。它形成一个约为高于发电机系统电压二倍的电压源。一旦出现超负载电压时，过压保护电路和抛负载保护电路则会将其吸收。

本实用新型与现有的汽车电压调节器相比，最大优点是采用集成电压型控制后，其电性能好，稳定可靠。据测试，其转速特性Δ＜0.01V，负载特性Δ＜0.15V，在高温100℃下工作2小时，动态热测调节值Δ＜0.3V。其自耗功率反为电流型的七分之一。有效地避免了升温高，易损坏的缺点。其次降低了输出电平损耗率(约为现有调节器的六分之一)。起到降低发电转速，保证了怠速及大负载时对蓄电瓶的充电。如果采用外搭铁形式，还可以节省十只元件，不仅节约成本，还能缩小体积。本调节器应用面广，不仅可用于汽车，还可以用于其他各种机车。

本实用新型一共涉及3幅说明书附图。其中：

图1集成压控式汽车电压调节器实物示意图结构。其中X为印刷电路，Y为外壳，Z为输出接线端。

图2集成压控式汽车电压调节器工作原理框图。其中，1A为电平比较器，2A是功率输出级，3A是DC-DC电路，(其中3A₁为振荡器，3A₂为二倍电压电路)，4A为取样电路，5A是基准电压，6A是过压保护，7A为抛负载保护，B是发电机系统。如果将1A至7A统称为A系统，则A系统即为B系统的集成压控电压调节系统。二者结合称为集成压控式汽车电压调节器。

图3是集成压控式汽车电压调节器的电子线路图。现与图2相结合加经说明：发电机B输出电压经电阻R7、R8分压得到一个取样电压(4A)与由电阻R6、二级管D₁形成的基准电压(5A)经由集成块(IC)进行比较输出，对2A功放BG进行电压控制，再由功放BG输出给发电机励磁线圈L，形成闭环控制，进而稳定发电机输出电压；另一路DC-DC电路3A由集成块(IC)的另一部分与电阻R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，电容C₁组成振荡器3A1，信号经电容C₃，C₄和二极管D₂，D₄组成的二倍压电路3A2，得到一个高电压，经电阻R₉，R₁₁输入功放BG，形成电压控制系统的电压源，电阻R9取值应大于10KΩ(千欧姆)。电阻R₁₀压敏电阻R₀和二极管D₄组成抛负载保护电路7A，可以吸收抛负载时产生的过电压。二极管D₅为功放BG输入端过压保护部件。二极管D₆是反向电势吸收部件。电容C₂为取样点滤波部件，它可使输出励磁波形呈类似脉宽调制变化，以减小动态损耗，一般取值在0.1-1μF(微法拉)。

本实用新型的另一种实施方案是：当调节器采用外搭铁形式。省略DC-DC电路3A。具体实施办法是：把图3中F₁、F₂二点短接，F点断开，并将二极管D₆，线圈回路串入F点断开处；断开电阻R₉的M端，改接N端即可。这种方案性能比前述方案稍差些，但是成本低于前者。