電子開關式電壓調節器的製作方法
2023-09-21 00:37:05 3
專利名稱：電子開關式電壓調節器的製作方法
技術領域：
本實用新型提供一種矽整流發電機的電子開關式電壓調節器，屬於電變量的調節裝置。
為穩定用於機動車輛、船舶等的矽整流交流發電機輸出電壓，現常使用的電壓調節器有機械式和電晶體電路結構，機械式結構因有觸點和機械運動，產生電火花，使用壽命短；採用電晶體放大電路控制發電機的勵磁電流，則電子元件功耗大，容易損壞。近來，現有技術中又出現了電子開關式調節器，如中國專利公告的《電子開關調節器》(90210303.2)，它雖有功耗小、抗震性好的優點。但因其取樣放大電路中的晶體三極體工作於放大狀態，對電壓變化的鑑別能力低，因而使得電壓調節精度不高；功率放大級控制端採用分立元件，導通時等效電阻較大，致使電壓調節範圍不夠寬；沒有過熱保護功能，電子元件易損壞；電路複雜，可靠性差。
本實用新型的目的是為克服上述的不足之處，而提供一種電壓調節精度高、範圍寬，結構簡單，工作可靠的用於矽整流交流發電機的電子開關式電壓調節器。
本實用新型的電子開關式電壓調節器由取樣電路、穩壓電路、壓控開關電路、功率開關電路、保護電路和安裝盒組成。
附
圖1為本實用新型結構圖；附圖2為本實用新型電路圖；附圖3為電路印刷板圖。
現結合附圖所示實施例對本實用新型的結構和工作原理作出詳細說明。
由電阻R1、R2串聯構成分壓式取樣電路，R1的另一端為發電機輸出接線柱B，R2的另一端為搭鐵接線柱E，其中R1＝4.7KΩ，R2＝2.2KΩ。穩壓電路由電阻R3、穩壓二極體DW組成，R3的一端與DW的負極連接，R3的另一端、DW的正極並接在接線柱B、E之間，其中R3＝470Ω，DW選用2CW53。壓控開關電路由晶體三極體BG和電阻R4組成，BG的基極、發射極分別連接電阻R1、R2的連接點和電阻R3、穩壓二極體DW負極的連接點，電阻R4並接在晶體三極體BG的集電極與接線柱E之間，其中晶體三極體BG選用CS9015，電阻R4＝2.2KΩ。功率開關電路由功率開關IC構成，其2腳連接晶體三極體BG集電極，3、1腳分別連接接線柱B、E，5腳為調節器輸出接線柱F，直接向發電機勵磁線圈輸出勵磁電流。保護電路由負、正極並接在接線柱F、E之間的續流二極體D構成，當功率開關IC關斷時，為發電機勵磁線圈的自感電壓提供通路，D選用1N5402。為抑制異常情況下的脈衝電壓，進一步提高調節器的工作可靠性，可在接線柱B、E之間並接一隻電源濾波電容器C，C的正、負極分別連接接線柱B、E，C選用47uF／25V。
各電子元件按附圖3所示焊接好後，將印刷電路板固定在安裝盒內，接線柱B、F、E從安裝盒一側伸出，粘接固定上蓋後，用螺栓通過盒體兩邊的固定耳上的圓孔固定在矽整流交流發電機旁邊。接線柱B、F分別連接矽整流交流發電機的輸出端、勵磁線圈的一端，接線柱E並接勵磁線圈的另一端、發電機的搭鐵端後再搭鐵。
工作中，當發電機的輸出電壓低於額定值時，晶體三極體BG基極電位下降，而其發射極電位由於穩壓電路的作用而處於穩定值，於是晶體三極體BG迅速導通並進入飽和狀態，其集電極電位接近發射極電位，而高於功率開關IC控制端腳2的導通電位，則IC導通，此時其電源端腳3和輸出端腳5之間的等效電阻很小，勵磁線圈上的電壓將等於發電機的輸出電壓，處於全勵磁狀態，導致發電機的輸出電壓升高，由於取樣電路的作用，晶體三極體BG的基極電位亦將升高，當發電機輸出電壓達到額定值時，晶體三極體BG、功率開關IC先後關斷，勵磁電壓消失，發電機輸出電壓下降。發電機輸出電壓的下降又將導致晶體三極體BG的飽和導通，於是重複上述過程，從而使得發電機輸出電壓穩定在額定值上。
本實施例為使用14V直流電源、負極搭鐵的汽車上的矽整流交流發電機而設計，用於其他場合時，只要將電路中有關元件的連接極性、參數、型號作相應的改變即可。
本實用新型由於採用以上設計，壓控開關電路中的晶體三極體BG工作於取決其基極電位微小變化(mV級)的開關狀態，開關頻率高，因此電壓調節精度高、功耗小、效率高；由於採用功率開關IC，其通態時的等效電阻很小(約0.2Ω)，因此即使發電機的轉速較低或負載較重時，勵磁線圈仍能獲得足夠的勵磁電流，使發電機輸出電壓穩定在額定值上，電壓調節範圍寬，且具有過壓、過流、過熱、負載短路等保護功能，完全模擬機械式電壓調節器工作過程，並具有其優點和克服了其不足之處；結構簡單、安裝方便，工作可靠，適用於各類機動車輛、船舶等的矽整流交流發電機輸出電壓的調節。
權利要求1.一種電子開關式電壓調節器，其特徵是它由取樣電路、穩壓電路、壓控開關電路、功率開關電路、保護電路和安裝盒組成，由電阻R1、R2串聯構成分壓式取樣電路，R1的另一端為發電機輸出接線柱B，R2的另一端為搭鐵接線柱E，穩壓電路由電阻R3、穩壓二極體DW組成，R3的一端與DW的負極連接，R3的另一端、DW的正極並接在接線柱B、E之間，壓控開關電路由晶體三極體BG和電阻R4組成，BG的基極、發射極分別連接電阻R1、R2的連接點和電阻R3、穩壓二極體DW負極的連接點，電阻R4並接在晶體三極體BG的集電極與接線柱E之間，功率開關電路由功率開關IC構成，其2腳連接晶體三極體BG集電極，3、1腳分別連接接線柱B、E，5腳為調節器輸出接線柱F，直接向發電機勵磁線圈輸出勵磁電流，保護電路由負、正極並接在接線柱F、E之間的續流二極體D構成，各電子元件焊接好後，將印刷電路板固定在安裝盒內，接線柱B、F、E從安裝盒一側伸出，固定上蓋。
2.如權利要求1所述的電子開關式電壓調節器，其特徵是接線柱B、E之間並接一隻電源濾波電容器C，C的正、負極分別連接接線柱B、E。
專利摘要一種電子開關式電壓調節器，它由取樣電路，穩壓電路、壓控開關電路、功率開關電路、保護電路和安裝盒組成。壓控開關電路中的晶體三極體工作於開關狀態，電壓調節精度高、功耗小、效率高；採用功率開關IC，使之電壓調節範圍寬，且具有過壓、過流、過熱、負載短路等保護功能，完全模擬機械式電壓調節器工作過程，並具有其優點和克服了其不足之處，結構簡單，安裝方便，工作可靠，適用於各類機動車輛、船舶等的矽整流交流發電機輸出電壓的調節。
文檔編號H02P9/14GK2109024SQ9123179
公開日1992年7月1日 申請日期1991年12月28日 優先權日1991年12月28日
發明者周湘源 申請人:衡陽市銀河電子有限公司, 周湘源