高性能削波式永磁交流發電機電子穩壓器的製作方法
2023-05-12 06:42:36
專利名稱：高性能削波式永磁交流發電機電子穩壓器的製作方法
技術領域：
本技術用於由永磁交流發電機供電的摩託車和小型拖拉機，將永磁交流發電機輸出電壓穩定，屬於交通電器技術領域。
永磁交流發電機輸出電壓隨車速變化而變化，為使輸出電壓相對穩定，在已有技術中，採用了機械式電阻法，電子部分短路法，電子控制外電阻洩放法(見本人發明的申請號為88105250.7永磁交流發電機電子穩壓器)。機械電阻法、電子部分短路法的缺點是結構複雜、負載能力差、工作不可靠、輸出電壓質量差；電子控制外電阻洩放法在供電質量、可靠性等方面有了很大提高，其缺點是需要一大功率洩放電阻，散熱困難，生產工藝難度大。
本技術的目的是設計一種電路簡單、性能更優良、生產工藝簡單的高性能削波式永磁交流發電機電子穩壓器，它即可用於無電瓶車輛，也可用於有電瓶車輛。
本技術的技術關鍵是利用大功率晶體三極體基極穩壓控制激勵導通，處於放大狀態所呈現的動態臨介零阻特性，實現輸出電壓一個半周的削波。利用大功率晶體三極體發射結反向穩壓擊穿特性，實現輸出電壓另一半周的削波。
以下結合附圖及實施例說明其工作原理。
附
圖1是無電瓶車輛穩壓器原理方框圖；附圖2是無電瓶車輛穩壓器實施例之一；
附圖3是無電瓶車輛穩壓器在負半周時的工作原理圖；附圖4是無電瓶車輛穩壓器在正半周時的工作原理圖；附圖5是無電瓶車輛穩壓器輸出電壓波形圖；附圖6是無電瓶車輛穩壓器實施例之二；附圖7是有電瓶車輛穩壓器實施例之一；附圖8是有電瓶車輛穩壓器實施例之二；圖1所示本技術的無電瓶車輛穩壓器原理方框圖，由穩壓控制激勵電路、大功率動態臨介零阻削波電路兩部分組成。圖中虛線框內為永磁交流發電機等效電路，R0為輸出內阻，U1為開路輸出電壓，U2為加穩壓器後的輸出電壓。穩壓控制激勵電路實現輸出電壓檢測並輸出控制激勵信號，推動大功率動態臨介零阻削波電路，將輸出電壓削波，使其保持相對穩定。
對於圖2所示無電瓶車輛穩壓器，D1、T2R1D2R2組成穩壓控制激勵電路，T1是大功率晶體三極體，組成動態臨介零阻削波電路，工作原理如下負半周工作情況負半周電路工作情況如圖3所示，當發電機輸出電壓高於某一值時，D2擊穿，T2、T1導通，I3、I2、I1隨電壓U1的升高而增大，R0上的壓降增大，此時，由於T1處於放大狀態，呈動態臨介零阻狀態，U2隻有微小升高，其輸出電壓值為U2＝U1－I1R0＝UD2＋I3R2＋2.1V (1)式中UD2為D2的穩壓值，2.1V為T1T2發射結及D1正嚮導電壓值之和。R2用來防止T1導通時間的延時引起I3過大而將D2T2燒壞，因阻值很小，壓降很小，因此由式(1)可知，U2是基本穩定的。
正半周工作情況正半周工作情況如圖4所示，此時D1加反向電壓而截止，D2T2不工作，T1集射極加反向電壓，而一般大功率三極體發射結均有反向穩壓擊穿特性，相當於一大功率穩壓二極體，集電結相當於一大功率二極體，此時T1等效於一大功率穩壓管和一個大功率二極體串聯，當電壓U1的值高於某一值時，BE結擊穿，呈動態臨介零阻特性，輸出電壓為U2＝U1－R0I1＝UEB＋0.7V (2)顯然，適當選取UEB的值，可將輸出電壓U2的值穩定在某一值上。
D1的作用是防止T1集電結意外開路時，將T2D2燒壞。R1為用來降低T2的功耗，T3功率較大時，R1可去掉。
圖5是輸出電壓波形圖，由圖可知，輸出電壓U2被雙向削波。保持穩定，只要適當搭配D2及T1發射結穩壓擊穿值，可使U2正負半周基本對稱。
圖6所示無電瓶車輛穩壓器，去掉了T2R1，直接由D2R2D1組成穩壓控制激勵電路，D2應選用較大功率的穩壓管，T1選用達林頓管時，D2可仍選用小功率穩壓管，電路工作原理與圖2相同。
圖7、圖8所示的有電瓶車輛穩壓器，其特點是在圖2、圖6的基礎上增加了直流電瓶充電二極體D3，負半周工作情況與圖2、圖6相同；正半周時，輸出電壓若高於電瓶電壓U0在0.7V以上。D3導通，電瓶被充電，輸出電壓為U2＝U0＋0.7V (3)為保證電瓶可靠充電，T1發射結反向擊穿電壓應大於電瓶電壓，此時，T1不再工作。
本技術所設計的穩壓器，其突出優點是電路簡單、生產容易、無高壓脈衝輸出、輸出電壓波形對稱性好，電壓質量高、負載特性有突破性提高、電瓶充電可靠。
權利要求1.一種高性能削波式永磁交流發電機電子穩壓器，其特徵在於本穩壓器由穩壓控制激勵電路、大功率動態臨介零阻削波電路組成，其中穩壓控制激勵電路主要由穩壓管D2、三極體T2、二極體D1組成，大功率動態臨介零阻削波電路由大功率晶體三極體T1組成。D2一端接地線，另一端通過R2接T2基極，T2發射極通過D1接T1基極，T1集射極與發電機輸出端並聯，發射極接火線端，集電極接地線端。
2.按照權利要求1的高性能削波式永磁交流發電機電子穩壓器，其特徵在於穩壓控制激勵電路由一功率較大的穩壓管D2、二極體D1組成。
3.按照權利要求1或2的高性能削波式永磁交流發電機電子穩壓器，其特徵在於在火線端加一充電二極體D3，可將其用於有電瓶車輛，電瓶充電的半周期內，輸出電壓被電瓶削波，選擇發射結反向擊穿電壓高於電瓶電壓的大功率晶體三極體T1，可使其在充電半周期內處於不工作狀態。
專利摘要一種高性能削波式永磁交流發電機電子穩壓器，由穩壓控制激勵電路、大功率動態臨界零阻削波電路組成。穩壓控制激勵電路主要由一穩壓管和一激勵三極體或由一隻較大功率的穩壓管組成，大功率動態臨界零阻削波電路由一大功率晶體三極體組成。利用大功率晶體三極體基極穩壓激勵導通，處於放大狀態所呈現的動態臨界零阻特性。實現輸出電壓半周削波，利用大功率晶體三極體發射結反向穩壓擊穿特性實現輸出電壓另一半周的削波。
文檔編號H02P9/14GK2048649SQ8921090
公開日1989年11月29日 申請日期1989年3月17日 優先權日1989年3月17日
發明者李執強 申請人:李執強