一種汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的電壓調(diào)節(jié)器。汽車(chē)在行駛中，特別是在城市道路行駛路口有紅綠燈，時(shí)有怠速情況發(fā)生。一般司機(jī)應(yīng)對(duì)的方法，一種是發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)著，松開(kāi)離合汽車(chē)?yán)^續(xù)發(fā)電，浪費(fèi)燃油；另一種方法是發(fā)動(dòng)機(jī)也怠速，這時(shí)發(fā)電機(jī)因怠速就發(fā)不出足夠的電量供用電器使用，用電器就會(huì)消耗蓄電池的電量以滿(mǎn)足用電器的正常需求，因此就希望汽車(chē)電壓調(diào)節(jié)器有一功能，能使發(fā)電機(jī)在怠速時(shí)也能夠平穩(wěn)正常、發(fā)出足夠的電量供給用電器或蓄電池。本發(fā)明利用單片機(jī)ECU和晶體管組成開(kāi)關(guān)電路，以控制激磁電流通斷時(shí)間來(lái)控制汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的電壓調(diào)節(jié)器以此解決上敘問(wèn)題。用于農(nóng)、林、牧風(fēng)力發(fā)電機(jī)，農(nóng)用和工程特種車(chē)發(fā)電機(jī)等領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的電壓調(diào)節(jié)器
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明，涉及一種汽車(chē)在發(fā)動(dòng)機(jī)低怠速時(shí)，能使汽車(chē)發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的電壓調(diào)節(jié)器。適用于各乘用車(chē)發(fā)電機(jī)，以及農(nóng)、林、牧風(fēng)力發(fā)電機(jī)，農(nóng)用車(chē)發(fā)電機(jī)和工程特種車(chē)發(fā)電機(jī)等領(lǐng)域。
技術(shù)背景:
[0002]如今在每一輛汽車(chē)、拖拉機(jī)(內(nèi)然機(jī)車(chē))中幾乎都有發(fā)電機(jī)，汽車(chē)發(fā)電機(jī)大多數(shù)都是交流整流發(fā)電機(jī)。由于交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，其轉(zhuǎn)速隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，時(shí)常伴有汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行情況，而且通常發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的速比會(huì)在1.5?3之間，因此交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化范圍非常大，而發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)又與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、磁通量等成正比，所以發(fā)電機(jī)的輸出電壓必然會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加。然而車(chē)載用電器等設(shè)備(包括蓄電池)都須要一個(gè)穩(wěn)定和干凈的電源環(huán)境，這樣一來(lái)，對(duì)于一個(gè)能時(shí)刻提供穩(wěn)定干凈的電源是那么的必要;一般車(chē)載發(fā)電機(jī)有14V系列和28V系列兩種，這兩種發(fā)電機(jī)其輸出電壓范圍通常會(huì)在14±0.2V和28±0.3V。為了滿(mǎn)足車(chē)載用電設(shè)備需穩(wěn)定電壓供電，使交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓在發(fā)動(dòng)機(jī)的所有工況下基本保持穩(wěn)定，交流發(fā)電機(jī)就必須配用一個(gè)高效、穩(wěn)定的電壓調(diào)節(jié)器才能滿(mǎn)足要求。
[0003]目前汽車(chē)電壓調(diào)節(jié)器的內(nèi)部電路有采用分立器件的、專(zhuān)用集成電路的(單芯片的)、微處理器組合其它元器件的等幾種常見(jiàn)電路，其能夠使得發(fā)電機(jī)輸出精度較高且文波較小的電壓值，同時(shí)還可以包括如DAC、Flash存儲(chǔ)器電路等，可以存儲(chǔ)電池和電源的參考數(shù)據(jù)以及電池電壓、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整蓄電池狀態(tài)、輸出功率、是否有異常等情況。
[0004]諸如歷代電壓調(diào)節(jié)器，在發(fā)動(dòng)機(jī)低怠速時(shí)會(huì)出現(xiàn)不能為車(chē)載電器以及蓄電池供電或充電的情況。例如一輛汽車(chē)在等紅綠燈時(shí)，司機(jī)通常會(huì)松開(kāi)油門(mén)踏板使發(fā)動(dòng)機(jī)低怠速運(yùn)行，幾乎沒(méi)有人愿意再踩著油門(mén)讓發(fā)動(dòng)機(jī)做“無(wú)用功”，因?yàn)檐?chē)停下來(lái)時(shí)根本沒(méi)必要再繼續(xù)踩下油門(mén)踏板，不僅耗油而且又對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)益加速發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械磨損，這樣一來(lái)(如果使用上敘的電壓調(diào)節(jié)器)發(fā)電機(jī)發(fā)電不足或者不產(chǎn)電，使得沒(méi)有足夠的電量提供給車(chē)載其它設(shè)備或用電器使用，此時(shí)車(chē)載用電器就會(huì)消耗蓄電池的電量以滿(mǎn)足用電器的正常運(yùn)行。因此就希望汽車(chē)電壓調(diào)節(jié)器不僅要有上述功能的同時(shí)，還要使發(fā)電機(jī)在低怠速甚至更低的運(yùn)行速度時(shí)也能夠正常、平穩(wěn)發(fā)電，以供車(chē)載電器需求，以此解決上敘問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]為了解決上敘問(wèn)題，本發(fā)明利用單片機(jī)ECM和晶體管等組成控制電路，以調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流、通斷時(shí)間、感知外界溫度或接受發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制信號(hào)R等來(lái)調(diào)節(jié)控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓。在典型實(shí)施例中，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)低怠速時(shí)甚至更低速度能使汽車(chē)發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的方法和系統(tǒng)，來(lái)克服和減輕上面討論的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足。減輕了突然因轉(zhuǎn)速升高所帶來(lái)的電流沖擊，也減小了對(duì)系統(tǒng)電壓的沖擊，同時(shí)也減小了電磁脈沖強(qiáng)度帶給車(chē)載用電設(shè)備的電磁干擾或沖擊，提高了車(chē)載用電器的使用壽命，克服了發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)行甚至更低速度時(shí)發(fā)電不足或者不發(fā)電等不良現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖1是《一種汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的電壓調(diào)節(jié)器》原理圖
【具體實(shí)施方式】
[0007]本發(fā)明《一種汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的電壓調(diào)節(jié)器》，其原理如說(shuō)明書(shū)附圖所示。
[0008]所敘方法和電路包括:發(fā)電機(jī)的定子線圈繞組相序自定義W端取一個(gè)交流控制電壓信號(hào)電路、I Cl比較電路和開(kāi)關(guān)電路Q(chēng)l以及發(fā)電機(jī)IC2、Q2、D13自動(dòng)勵(lì)磁穩(wěn)壓電路組成。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)低怠速時(shí)，檢測(cè)信號(hào)首先通過(guò)發(fā)電機(jī)定子線圈繞組相序自定義W端取一個(gè)交流電壓控制信號(hào)，并通過(guò)發(fā)電機(jī)自定義相序W端的交流電壓控制信號(hào)有無(wú)、電壓電平的高低、頻率多少Hz與集成電路ICl中的比較電路設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比或比較智能判斷其電壓和頻率的高低、有無(wú)，并通過(guò)參考D+、Ig、B、S、的信號(hào)工作情況，由集成電路ICl基準(zhǔn)比較電路進(jìn)行比較判定處理。ICl比較電路對(duì)Ql的基極輸出是低電平還是高電平進(jìn)行比較判斷，去控制Ql導(dǎo)通或截止，及時(shí)配合發(fā)電機(jī)勵(lì)磁供電電路，來(lái)控制勵(lì)磁線圈L4的磁通量的多少，并通過(guò)自動(dòng)穩(wěn)壓電路IC2、Q2以及穩(wěn)壓二極管D13完成發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程。
[0009]若發(fā)電機(jī)W端的交流電壓控制信號(hào)有，且交流控制電壓低、頻率低(低于汽車(chē)怠速、頻率不能為零)，意味著發(fā)電機(jī)怠速運(yùn)行事件的發(fā)生，從而響應(yīng)發(fā)電機(jī)正常發(fā)電事件出現(xiàn)，為了發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電，在ICl基準(zhǔn)比較電路參考比較下且Ig、D+為低電平，而B(niǎo)、S為高電平時(shí)，則ICl推動(dòng)級(jí)輸出高電平控制(Ql基極的電壓大于Vd電壓1.5V)Q1導(dǎo)通及時(shí)啟動(dòng)勵(lì)磁電流由電池經(jīng)過(guò)Ql、D11、勵(lì)磁線圈L4在經(jīng)過(guò)Q2自動(dòng)限流穩(wěn)壓來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁強(qiáng)度，同時(shí)由自動(dòng)穩(wěn)壓電路IC2、Q2以及穩(wěn)壓二極管D13完成發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程，以保證汽車(chē)發(fā)電機(jī)能平穩(wěn)發(fā)電。
[0010]若發(fā)電機(jī)W的交流電壓控制信號(hào)有且電壓低、頻率低，但I(xiàn)g為高電平時(shí)，而S端無(wú)論高、低電平，則ICl比較電路推動(dòng)級(jí)輸出為低電平，Ql不導(dǎo)通，不啟動(dòng)由電池到勵(lì)磁線圈L4的供電電路，給勵(lì)磁線圈L4供電。當(dāng)發(fā)電機(jī)W端交流控制信號(hào)的電壓升到大于或等于ICl比較基準(zhǔn)設(shè)定值時(shí)，ICl比較電路推動(dòng)級(jí)控制Ql關(guān)閉，此時(shí)勵(lì)磁線圈L4勵(lì)磁電流由發(fā)電機(jī)供電電路供電，勵(lì)磁線圈L4在經(jīng)過(guò)Q2自動(dòng)限流穩(wěn)壓來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁強(qiáng)度，同時(shí)由自動(dòng)穩(wěn)壓電路IC2、Q2以及穩(wěn)壓二極管D13完成發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程。
[0011 ]汽車(chē)發(fā)電機(jī)在另一狀態(tài)下，其中當(dāng)ICl檢測(cè)到發(fā)電機(jī)W端有交流控制電壓信號(hào)并不滿(mǎn)足其設(shè)定值時(shí)，ICl比較電路推動(dòng)級(jí)控制Ql截止不啟動(dòng)由電池到勵(lì)磁線圈L4的供電電路，給勵(lì)磁線圈L4供電；通過(guò)汽車(chē)發(fā)電機(jī)發(fā)電一段時(shí)間后，當(dāng)ICl檢測(cè)到W端有交流控制電壓信號(hào)并且滿(mǎn)足其規(guī)定值時(shí)，ICl比較電路推動(dòng)級(jí)控制Ql導(dǎo)通及時(shí)啟動(dòng)勵(lì)磁電流由電池經(jīng)過(guò)Q1、D11、勵(lì)磁線圈L4在經(jīng)過(guò)Q2自動(dòng)限流穩(wěn)壓來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁強(qiáng)度，同時(shí)由自動(dòng)穩(wěn)壓電路IC2、Q2以及穩(wěn)壓二極管D13完成發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程，以保證汽車(chē)發(fā)電機(jī)能平穩(wěn)發(fā)電。
[0012]發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)電路是由IC2、Q2和穩(wěn)壓二極管D13構(gòu)成的控制電路，其工作原理根據(jù)D+、B、R和F的電壓工作運(yùn)行情況來(lái)判斷是否輸出高電平給Q2的柵極，通過(guò)Q2通斷來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓值的高低，把電壓穩(wěn)定在一定的范圍。
[0013]通過(guò)以上原理所述電路分析本發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器工作過(guò)程，因此就這樣克服和減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速甚至更低速度時(shí)發(fā)電機(jī)發(fā)電不足的問(wèn)題或者有可能不發(fā)電的問(wèn)題，以確保汽車(chē)用電器和蓄電池正常用電需求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的調(diào)壓節(jié)器，利用單片機(jī)ECM和晶體管等組成控制電略，以調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流、通斷時(shí)間、感知外界溫度或接受發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制信號(hào)等來(lái)調(diào)節(jié)控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓，所敘的方法和電路包括DAC、Fl ash存儲(chǔ)器、I Cl比較電路和開(kāi)關(guān)電路Q(chēng)l以及發(fā)電機(jī)1C2、Q2、D13自動(dòng)勵(lì)磁穩(wěn)壓電路，可以存儲(chǔ)電池和電源的參考數(shù)據(jù)以及電池電壓、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，并實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整蓄電池狀態(tài)、輸出功率、是否有異常等情況，其特征在于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)低怠速時(shí)，檢測(cè)信號(hào)首先通過(guò)發(fā)電機(jī)定子線圈繞組相序自定義W端取一個(gè)交流電壓控制信號(hào)，并通過(guò)發(fā)電機(jī)自定義相序W端的交流電壓控制信號(hào)有無(wú)、電壓電平的高低、頻率多少Hz與集成電路ICl中的比較電路設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比或比較，智能判斷其電壓和頻率的高低、有無(wú)，并通過(guò)參考D+、Ig、B、S、的信號(hào)工作情況，由集成電路ICl基準(zhǔn)比較電路進(jìn)行比較判定處理，ICl比較電路對(duì)Ql的基極輸出是低電平還是高電平進(jìn)行比較判斷，去控制Ql導(dǎo)通或截止，及時(shí)配合發(fā)電機(jī)勵(lì)磁供電電路，來(lái)控制勵(lì)磁線圈L4的磁通量的多少，并通過(guò)自動(dòng)穩(wěn)壓電路IC2、Q2以及穩(wěn)壓二極管D13完成發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的調(diào)壓節(jié)器，其特征在于發(fā)電機(jī)W端的交流電壓控制信號(hào)有，且交流控制電壓低、頻率低(低于汽車(chē)怠速、頻率不能為零)，意味著發(fā)電機(jī)怠速運(yùn)行事件的發(fā)生，從而響應(yīng)發(fā)電機(jī)正常發(fā)電事件出現(xiàn)，為了發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電，在ICl基準(zhǔn)比較電路參考比較下且Ig、D+為低電平，而B(niǎo)、S為高電平時(shí)，則ICl推動(dòng)級(jí)輸出高電平控制(Ql基極的電壓大于Vd電壓1.5V)Q1導(dǎo)通及時(shí)啟動(dòng)勵(lì)磁電流由蓄電池經(jīng)過(guò)Ql、D11、勵(lì)磁線圈L4在經(jīng)過(guò)Q2自動(dòng)限流穩(wěn)壓來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁強(qiáng)度，同時(shí)由自動(dòng)穩(wěn)壓電路IC2、Q2以及穩(wěn)壓二極管D13完成發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程，以保證汽車(chē)發(fā)電機(jī)能平穩(wěn)發(fā)電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的調(diào)壓節(jié)器，其特征在于發(fā)電機(jī)W的交流電壓控制信號(hào)有且電壓低、頻率低，但I(xiàn)g為高電平時(shí)，而S端無(wú)論高、低電平，則ICl比較電路推動(dòng)級(jí)輸出為低電平，Ql不導(dǎo)通，不啟動(dòng)由蓄電池到勵(lì)磁線圈L4的供電電路，給勵(lì)磁線圈L4供電，當(dāng)發(fā)電機(jī)W端交流控制信號(hào)的電壓升到大于或等于ICl比較基準(zhǔn)設(shè)定值時(shí)，ICl比較電路推動(dòng)級(jí)控制Ql關(guān)閉，此時(shí)勵(lì)磁線圈L4勵(lì)磁電流由發(fā)電機(jī)供電電路供電，勵(lì)磁線圈L4在經(jīng)過(guò)Q2自動(dòng)限流穩(wěn)壓來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁強(qiáng)度，同時(shí)由自動(dòng)穩(wěn)壓電路IC2、Q2以及穩(wěn)壓二極管D13完成發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車(chē)低怠速時(shí)能使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電的調(diào)壓節(jié)器，其特征在于ICl檢測(cè)到發(fā)電機(jī)W端有交流控制電壓信號(hào)并不滿(mǎn)足其設(shè)定值時(shí)，ICl比較電路推動(dòng)級(jí)控制Ql截止不啟動(dòng)由蓄電池到勵(lì)磁線圈L4的供電電路，給勵(lì)磁線圈L4供電，通過(guò)汽車(chē)發(fā)電機(jī)發(fā)電一段時(shí)間后，當(dāng)ICl檢測(cè)到W端有交流控制電壓信號(hào)并且滿(mǎn)足其規(guī)定值時(shí)，ICl比較電路推動(dòng)級(jí)控制Ql導(dǎo)通及時(shí)啟動(dòng)勵(lì)磁電流由電池經(jīng)過(guò)Ql、D11、勵(lì)磁線圈L4在經(jīng)過(guò)Q2自動(dòng)限流穩(wěn)壓來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁強(qiáng)度，同時(shí)由自動(dòng)穩(wěn)壓電路IC2、Q2以及穩(wěn)壓二極管D13完成發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程，以保證汽車(chē)發(fā)電機(jī)能平穩(wěn)發(fā)電。
【文檔編號(hào)】H02P101/45GK105897095SQ201511002354
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日
【發(fā)明人】劉成, 雷蕾
【申請(qǐng)人】荊州炬擎科技有限公司