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汽车电气:电压调节器分类及特点

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:汽车用交流发电机调节器有电磁振动式调节器、晶体管调节器和集成电路调节器3种。3种调节器的基本原理都是以转速为基础,通过改变励磁电流来保证发电机输出电压的恒定。电磁振动式调节器又称触点式调节器,它的特点是结构复杂、调节精度低、有火花干扰、可靠性差、寿命短,目前已经被淘汰。晶体管调节器优点是可通过较大的励磁电流,适合于功率较大的发电机。

汽车电气:电压调节器分类及特点

汽车用交流发电机调节器有电磁振动式调节器、晶体管调节器和集成电路调节器3种。3种调节器的基本原理都是以转速为基础,通过改变励磁电流来保证发电机输出电压的恒定。

电磁振动式调节器又称触点式调节器,它的特点是结构复杂、调节精度低、有火花干扰、可靠性差、寿命短,目前已经被淘汰。

晶体管调节器优点是可通过较大的励磁电流,适合于功率较大的发电机。其特点是电压调节精度高、无线电干扰小、体积小、可靠性高。

随着集成电路技术的发展,集成电路调节器由于它体积特别小,可直接安装在发电机内部,省去了与发电机外部的连线,其具有工作可靠性高、防潮、防尘、耐高温性能好、价格低等优点,现广泛应用于桑塔纳奥迪等车型中。

1.晶体管调节器

以国产JFT106型晶体管调节器为例进行说明。

(1)组成

国内外产生的晶体管调节器的结构与设计基本相同,一般都是由2~3个三极管、1~2个稳压管和一些电阻、电容、二极管等电子元件组成。外壳用铝合金或钢板合密封。在外売上通常铸有“+”、“S”或“D+”表示火线接柱,“-”或“E”表示搭铁接柱,“F”或“DF”表示磁场接柱符号。

JFT106型晶体管调节器主要由组成分压器的电阻R1、R2和R3,晶体三极管的偏置电阻R5、R6、R7和R8,正反馈电阻R4、稳压管V3,组成复合大功率三极管开关电路V4、V6、V7三极管,续流二极管V8,电容器C1、C2等组成。

(2)工作过程

JFT106型晶体管调节器电路如图2-36所示。

JFT106型晶体管调节器属外搭铁式调节器,它可以与14V、750W的外搭式九管硅整流发电机配套,也可以与14V、功率小于1000W的外搭式六管硅整流发电机相配套。该调节器有“+”、“F'、“-”3个接线柱。其中“+”接线柱与发电机“F1”接线柱经熔断器,由点火开关“IG”接线柱供电;“F”接线柱与发电机“F2”接线柱相连接;“-”接线柱搭铁。

图2-36 JFT106型晶体管调节器电路

调节器工作过程如下。

接通点火开关S,蓄电池电压经分压器加在稳压管VD3两端,此时,VD3截止,三极管VT4截止,而VT6、VT7导通,接通了发电机的励磁电路,发电机进行他励建立电动势。当发电机端电压升高到高于蓄电池电压时,发电机由他励转为自励正常发电。

随着发电机转速的升高,当发电机端电压高于规定值时,稳压管VD3导通,三极管VT4由截止转为导通,VT6、VT7则由导通转为截止,切断磁场电路,发电机端电压下降;当降至规定值时VD3又截止,VT4也截止,VT6、VT7又导通,再次接通励磁电路,发电机端电压又上升。如此反复,使发电机电压保持在规定值附近。

二极管VD2接在稳压管VD3之前,其作用是保证稳压管安全可靠地工作。当发电机端电压过高时,VD2能限制流过VD3的电流,以防止烧坏VD3;当发电机端电压降低时,VD2又迅速截止,以保证VD3可靠截止。(www.xing528.com)

续流二极管VD8作用是防止VT7截止时,励磁绕组中的自感电动势击穿VT7

电阻VD4具有提高灵敏度、加速VT7翻转、减少三极管过度损耗、改善调压质量的作用。

电容器VD1、VD2可降低晶体管的幵关频率,进一步减少管耗。

稳压管VD1起到过电压保护作用,利用稳压管的稳压特性,可在发电机负载突然减小或蓄电池接线突然断开时,对发电机所产生的正向瞬时过电压起保护作用,并可利用其正向导通特性对开关断开时,对电路中可能产生的瞬时过电压起保护作用。

2.集成电路调节器

集成电路调节器又称IC调节器,与晶体管调节器的工作原理是一样的,都是利用晶体管组成开关电路,以控制励磁电流调节发电机的输出电压。它们的区别是;集成电路调节器把电路中的若干元件集成在同一基片上,制成一个独立的电子芯片,安装在发电机内部,构成整体式交流发电机。

(1)集成电路调节器的输入电压信号的检测,

集成电路调节器根据检测点不同把输入电压信号的检测方法分为发电机电压检测法和蓄电池电压检测法两种,基本电路如图2-37所示。

图2-37 集成电路调节器的输入电压信号检测

发电机电压检测法与蓄电池电压检测法的最大区别在于,前者所取信号直接来自于发电机的输出端,后者则来自于蓄电池的端电压。相比较而言,采用发电机电压检测法可省去信号输入线,缺点是当发电机至蓄电池电路上的压降损失较大时,可导致蓄电池的端电压偏低,引起蓄电池充电不足。因此,大功率发电机多采用蓄电池电压检测法,使蓄电池的端电压得以保证。但采用蓄电池电压检测法后,若发电机的电压输出线或信号输入线短路时,由于无法检测发电电机的工作情况,会造成发电机失控,故在多数使用电路中,对其电路作了相应改进。

(2)集成电路调节器实例

日产汽车集成电路调节器的形式很多,基本电路如图2-38所示。电路结构与JF106型晶体管调节器的电路大体相同,仅在指示灯上并联了一个100Ω的电阻,保证指示灯丝烧断后,电流仍能通过。工作过程如下。

打开点火幵关,蓄电池电压加在分压器上,由于电压小于发电机调节值,VD2截止,VT3截止。由R3给VT4提供基极电流,VT4、VT6导通,发电机获得励磁电流。其电流通路为:蓄电池正极→点火开关S→充电指示灯HL→电流表→调节器“L”接线柱→励磁绕组→磁场接线柱“F”→VT6→蓄电池负极。此时,充电指示灯亮,发电机他励,发电机不能给蓄电池充电。

随着发电机转速升高,励磁二极管的输出端电压升高。当输出端电压高于蓄电池电压,充电指示灯熄灭。发电机自励,发电机开始向蓄电池充电。当发电机转速继续升高,其输出电压超过调节值时,晶体管VT3导通,VT4、VT6截止,励磁电流减小,发电机输出电压降低。当发电机输出电压值低于调节值时,VT3又截止,VT4、VT6导通,励磁电流增大,发电机输出电压又升高。如此反复,把电压控制在规定范围内。

其他元件的作用:在此电路中,增加了与分压器串联的二极管VD1,R5与VD1并联,这样可防止蓄电池与发电机的接线有断路故障时发电机失控。

图2-38 日产汽车集成电路调节器

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