專利名稱：可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電壓整流輸出控制電路，特別是用于摩托車單相或三相永磁 發(fā)電機(jī)上的可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有摩托車穩(wěn)壓器廣泛采用并聯(lián)可控硅對(duì)地短路削波調(diào)壓原理，這類調(diào)節(jié)器均屬 于“短路分流式”的穩(wěn)壓電路，另外還有少量的采用可控硅橋式半控整流穩(wěn)壓器。采用并聯(lián)可控硅對(duì)地短路削波調(diào)壓原理的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，其整流部分采用橋式全波 整流電路，穩(wěn)壓部分采用并聯(lián)式可控硅短路泄放電路，其工作原理是靠短路消耗掉發(fā)電機(jī) 過(guò)高的輸出電壓，以求得負(fù)載端電壓的穩(wěn)定，這樣的穩(wěn)壓器由于通過(guò)大電流對(duì)地短路，整流 穩(wěn)壓器和發(fā)電機(jī)線圈均嚴(yán)重發(fā)熱，極易燒毀；另一方面永磁發(fā)電機(jī)產(chǎn)生反向磁場(chǎng)，阻礙轉(zhuǎn)子 運(yùn)動(dòng)，使負(fù)荷加重，同時(shí)消耗發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，浪費(fèi)電能，油耗增高。采用可控硅橋式半控整流的穩(wěn)壓器，其整流部分采用二極管與可控硅連接整流， 二極管的陰極與磁電機(jī)輸出端連接，二極管的陽(yáng)極并聯(lián)輸出負(fù)電壓接地，可控硅的陽(yáng)極與 磁電機(jī)的輸出端連接，可控硅的陰極并聯(lián)輸出正極電壓供車用電，這種整流電路的缺陷 有1、可控硅陽(yáng)極是金屬頭，該金屬頭與磁電機(jī)輸出端的交流電連接，可控硅的散熱 是靠陽(yáng)極的金屬頭與穩(wěn)壓器的金屬外殼緊貼散熱，可控硅陽(yáng)極的金屬頭連接的是交流電， 而穩(wěn)壓器的金屬外殼連接的是電壓負(fù)極端為接地，這種結(jié)構(gòu)可控硅為了與外殼導(dǎo)熱，可控 硅的陽(yáng)極金屬頭必須加一個(gè)絕緣墊片才能與外殼緊貼散熱，造成絕緣制造工藝要求高，成 本也隨之增高；2、加上絕緣墊片的可控硅與穩(wěn)壓器的外殼傳熱受阻，散熱效率低，夜間行車穩(wěn)壓 器大電流工作時(shí)可控硅的溫度快速上升使其靈敏度下降，同時(shí)易造成元器件老化；3、可控硅同步觸發(fā)信號(hào)控制電路設(shè)計(jì)的不足導(dǎo)致觸發(fā)靈敏度低，它由二極管DT 陽(yáng)極聯(lián)接磁電機(jī)交流電的輸出端，DT的陰極并聯(lián)輸出移相正電壓，通過(guò)電阻R1、電容C1、電 阻R2、二極管DZ直接觸發(fā)SCR的控制極，由穩(wěn)壓二極管和三極管Q1導(dǎo)通負(fù)極與Rl、CI、R2 輸出正觸發(fā)電流短路削波控制。這種可控硅同步觸發(fā)信號(hào)控制電路，限制了輸入交流電電 壓波動(dòng)的幅度，影響穩(wěn)壓器與交流電高壓工作的穩(wěn)定性，當(dāng)設(shè)計(jì)電阻Rl、R2的電阻值大時(shí) 提供可控硅連續(xù)觸發(fā)電流偏小，摩托車在低速行使時(shí)可控硅同步觸發(fā)信號(hào)控制電流偏小， 低速時(shí)可控硅的陰極正電端輸出過(guò)低導(dǎo)致充電性不足；設(shè)計(jì)電阻Rl、R2的電阻值較小，穩(wěn) 壓器輸入交流電大時(shí)R1、R2輸出的電流太大導(dǎo)致穩(wěn)壓管DZ和三極管Q1與電阻R1、R2輸出 的觸發(fā)正電流短路削波，會(huì)造成R1、R2、DZ、Q1嚴(yán)重發(fā)熱，甚至元件被燒毀而告終。這樣的穩(wěn) 壓器只適合發(fā)電量小于110伏發(fā)電機(jī)的摩托車在中速行使?，F(xiàn)為了給摩托整車供電量足， 各廠都采用了單相八組線圈以上的磁電機(jī)，其發(fā)電量達(dá)到210V左右，因可控硅橋式半控整 流穩(wěn)壓器存在上述缺點(diǎn)，導(dǎo)致市場(chǎng)不能普及使用。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能根據(jù)負(fù)載用電量大小自 動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出，節(jié)省油量、功率損耗小、散熱效果較好、低速充電靈敏度高，中、高速 耐壓穩(wěn)定、耐壓較高的可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，包括磁電機(jī)，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是磁 電機(jī)的輸出端連接有負(fù)極半控橋式整流電路和控制信號(hào)電路，所述的控制信號(hào)電路的輸出 端與負(fù)極半控橋式整流電路中的可控硅的控制極連接，所述的負(fù)極半控橋式整流電路輸出 電壓的正、負(fù)極端分別與飽和回路控制電路的輸入端、輸出端連接。所述的負(fù)極半控橋式整流電路由可控硅、整流二極管和濾波電容組成，可控硅陽(yáng) 極并聯(lián)，構(gòu)成共陽(yáng)極組，為輸出電壓的負(fù)電極端，整流二極管陰極并聯(lián)，構(gòu)成共陰極組，為輸 出電壓的正電極端，可控硅的陰極分別與整流二極管的陽(yáng)極連接，磁電機(jī)交流輸出端與可 控硅的陰極端和整流二極管的陽(yáng)極端連接，濾波電容的正極與整流二極管的陰極連接，負(fù) 極與可控硅的陽(yáng)極連接。所述的可控硅控制極分別與隔離二極管的陰極連接，隔離二極管的陽(yáng)極均并聯(lián)， 構(gòu)成共陽(yáng)極組，與控制信號(hào)電路的輸出端連接。磁電機(jī)輸出端設(shè)有同步觸發(fā)控制電路，該電路由二極管D4、D5和D6組成，所述的 二極管的陰極分別與磁電機(jī)輸出端連接，二極管的陽(yáng)極均并聯(lián)，構(gòu)成共陽(yáng)極組，與控制信號(hào) 電路輸入端連接。所述的控制信號(hào)電路由二極管D7、D8、D9、電阻R1、電容C1、電阻R3和三極管Q1 組成，電阻R2的一端與同步觸發(fā)控制電路的二極管共陽(yáng)極組串聯(lián)，另一端與電容C1、電阻 R3以及三極管Q2的集電極連接，電容C1的另外管腳與負(fù)極半控整流橋輸出的正電極端連 接，電阻R3的另一端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極與所述的負(fù)電極端連接， 三極管Q1的集電極與電阻R1連接，電阻R1的另一端與所述的可控硅控制極連接的隔離二 極管的共陽(yáng)極組串聯(lián)。所述的飽和回路控制電路由穩(wěn)壓二極管Zl、Z2、三極管Q2、Q3、電阻R4、R5、R6、R7 和電容C2組成，穩(wěn)壓二極管Z1的陽(yáng)極與所述的負(fù)電極端連接，陰極通過(guò)串聯(lián)電阻R4與三 極管Q2的基極連接，三極管Q2的發(fā)射極與正電極端連接，集電極與電阻R2、電容C1和電阻 R3連接，穩(wěn)壓二極管Z2的陰極通過(guò)串聯(lián)電阻R6與所述的正電極端連接，陽(yáng)極與電容C2的 正極、電阻R7和三極管Q3的基極連接，電容C2負(fù)極和電阻R7的另一端與負(fù)電極端連接， 三極管Q3的發(fā)射極與負(fù)電極端連接，集電極通過(guò)串聯(lián)電阻R5與三極管Q2的基極連接。采用上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型具有可根據(jù)負(fù)載用電量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出， 即負(fù)載用電多少，發(fā)電機(jī)就輸出多少，負(fù)載停止用電，發(fā)電機(jī)就停止輸出，使發(fā)電機(jī)不在帶 負(fù)荷，節(jié)省油量及功率損耗、散熱快接地性能強(qiáng)、低速充電靈敏度高，中、高速耐壓穩(wěn)定、能 承受現(xiàn)有摩托車永磁發(fā)電機(jī)的最高峰值電壓210V以上耐壓的優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型適用于三相永磁發(fā)電機(jī)的電路圖；圖2為本實(shí)用新型適用于單相永磁發(fā)電機(jī)的電路圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容作進(jìn)一步的非限定性闡述。實(shí)施例如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，包括磁電機(jī)， 磁電機(jī)的輸出端連接有負(fù)極半控橋式整流電路和控制信號(hào)電路，所述的控制信號(hào)電路的輸 出端與負(fù)極半控橋式整流電路中的可控硅的控制極連接，所述的負(fù)極半控橋式整流電路輸 出電壓的正、負(fù)極端分別與飽和回路控制電路的輸入端、輸出端連接。本實(shí)用新型采用的方案是由三個(gè)部份關(guān)聯(lián)組成1、可控硅SCR1、SCR2、SCR3和整 流二極管Dl、D2、D3組成負(fù)極半控橋式整流電路；2、隔離二極管D7、D8、D9、電阻Rl、R2、R3 電容C1和三極管Q1組成控制信號(hào)電路；3、三極管Q2、Q3電阻R4、R5、R6、R7穩(wěn)壓二極管 Zl、Z2和電容C2組成飽和回路控制電路。以三相電路為例，參照?qǐng)D1，負(fù)極半控橋式整流電路由可控硅SCR1、SCR2和SCR3 陽(yáng)極并聯(lián)，整流二極管D1、D2和D3陰極并聯(lián)，可控硅SCR1的陰極與二極管D1陽(yáng)極連接，可 控硅SCR2的陰極與二極管D2陽(yáng)極連接，可控硅SCR3的陰極與二極管D3陽(yáng)極連接，可控硅 SCR1、SCR2和SCR3的控制極連接觸發(fā)電流，組成可控硅負(fù)極半控橋式整流電路；磁電機(jī)交 流輸出端與可控硅SCR1、SCR2和SCR3的陰極和整流二極管Dl、D2和D3的陽(yáng)極分別連接， 二極管Dl、D2和D3并聯(lián)的陰極為輸出電壓的正電極端，可控硅SCR1、SCR2和SCR3并聯(lián)的 陽(yáng)極為輸出電壓的負(fù)電極端(即接地端)，正電極端和負(fù)電極端并聯(lián)有濾波電容C3，即濾波 電容C3的正極與整流二極管的陰極連接，負(fù)極與可控硅的陽(yáng)極連接。磁電機(jī)輸出端設(shè)有同步觸發(fā)控制電路，該電路由二極管D4、D5和D6組成，二極管 的陰極分別與磁電機(jī)輸出端連接，二極管的陽(yáng)極均并聯(lián)，構(gòu)成共陽(yáng)極組，與控制信號(hào)電路輸 入端連接。具體地，二極管D4陰極與二極管D3陽(yáng)極和可控硅SCR3陰極并聯(lián)，二極管D5陰 極與二極管D2陽(yáng)極和可控硅SCR2陰極并聯(lián)，二極管D6陰極與二極管D1陽(yáng)極和可控硅SCR1 陰極并聯(lián)，磁電機(jī)交流輸出端分別連接二極管D4、D5和D6的陰極?？刂菩盘?hào)電路由二極管D7、D8、D9、電阻R1、電容C1、電阻R3和三極管Q1組成，電 阻R2的一端與同步觸發(fā)控制電路的二極管共陽(yáng)極組串聯(lián)，另一端與電容C1、電阻R3以及 三極管Q2的集電極連接，電容C1的另外管腳與負(fù)極半控整流橋輸出的正電極端連接，電阻 R3的另一端與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極與所述的負(fù)電極端連接，三極管 Q1的集電極與電阻R1連接，電阻R1的另一端與所述的可控硅控制極連接的隔離二極管的 共陽(yáng)極組串聯(lián)。具體地，二極管D4、D5和D6陽(yáng)極并聯(lián)輸出移相負(fù)極電壓端與R2串聯(lián)，經(jīng)過(guò)電阻R2 限流后的負(fù)電壓與電容C1、電阻R3和三極管Q2的集電極連接，電容C1另外管腳與負(fù)極半 控整流橋輸出的電壓正極端連接，電阻R2輸出的負(fù)電流經(jīng)過(guò)電容C1檢波整形與電阻R3串 聯(lián)，負(fù)電流通過(guò)電阻R3限流與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極與電容C3的負(fù)極 端連接，三極管Q1的集電極與電阻R1連接，電阻R3限流的負(fù)極電流導(dǎo)入控制三極管Q1基 極，使三極管Q1發(fā)射極和集電極導(dǎo)通，正電壓連接電容C3導(dǎo)出的正電頻通過(guò)三極管Q1發(fā) 射極與集電極導(dǎo)通流向電阻R1限流，隔離二極管D7、D8和D9的陽(yáng)極并聯(lián)后與電阻R1的另 一端串聯(lián)，二極管D7的陰極與可控硅SCR3的控制極連接，二極管D8的陰極與可控硅SCR2的控制極連接，二極管D9的陰極與可控硅SCRl的控制極連接，電阻Rl限流的正電流通過(guò) 二極管D7、D8和D9導(dǎo)向，直接觸發(fā)可控硅SCR3、SCR2和SCRl的控制極，構(gòu)成可控硅同步觸 發(fā)控制信號(hào)電路。飽和回路控制電路由穩(wěn)壓二極管Z1、Z2、三極管Q2、Q3、電阻R4、R5、R6、R7和電容C2組成，穩(wěn)壓二極管Zl的陽(yáng)極與所述的負(fù)電極端連接，陰極通過(guò)串聯(lián)電阻R4與三極管Q2 的基極連接，三極管Q2的發(fā)射極與正電極端連接，集電極與電阻R2、電容Cl和電阻R3連 接，穩(wěn)壓二極管Z2的陰極通過(guò)串聯(lián)電阻R6與所述的正電極端連接，陽(yáng)極與電容C2的正極、 電阻R7和三極管Q3的基極連接，電容C2負(fù)極和電阻R7的另一端與負(fù)電極端連接，三極管 Q3的發(fā)射極與負(fù)電極端連接，集電極通過(guò)串聯(lián)電阻R5與三極管Q2的基極連接。當(dāng)負(fù)極電壓值超過(guò)穩(wěn)壓二極管Zl的穩(wěn)壓值時(shí)，負(fù)電壓反向擊穿導(dǎo)通，穩(wěn)壓管Zl反 向擊穿導(dǎo)通的電流經(jīng)電阻R4限流控制三極管Q2的基極，使三極管Q2的發(fā)射極與集電極導(dǎo) 通正電流與電阻R2輸出的負(fù)極電流進(jìn)行適當(dāng)短路削波，電阻R2輸出的負(fù)極流與三極管Q2 導(dǎo)通的正電放電后三極管Ql就不能導(dǎo)通正電頻率供給可控硅SCR控制極的觸發(fā)電流，可控 硅SCR控制極中斷觸發(fā)電流時(shí)陽(yáng)極就停止輸出，當(dāng)可控硅SCR陽(yáng)極輸出負(fù)極電壓值小于穩(wěn) 壓管Zl的穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓管不再導(dǎo)通負(fù)極電流到三極管Q2的基極，基極沒(méi)有負(fù)電流控制 時(shí)，發(fā)射極的正電流無(wú)法導(dǎo)通到三極管Q2的集電極與電阻R2輸出的負(fù)電流短路削波，使電 阻R2輸出的負(fù)電流繼續(xù)控制三極管Ql導(dǎo)通觸發(fā)電流供給可控硅SCR的控制極，通過(guò)觸發(fā) 電流“通_斷”方式控制可控硅SCR的控制極，使可控硅SCR —直輸出穩(wěn)定設(shè)定值的負(fù)載電 壓。電壓正極端經(jīng)過(guò)電阻R6串聯(lián)穩(wěn)壓管Z2陰極、穩(wěn)壓管Z2的陽(yáng)極與電容C2的正極、電阻 R7、三極管Q3的基極連接，電容C2負(fù)極、電阻R7與負(fù)電極端連接，三極管Q3的發(fā)射極與負(fù) 電極端連接、集電極與電阻R5串聯(lián)、通過(guò)電阻R5與三極管Q2的基極連接，正極電壓經(jīng)電阻 R6限流與穩(wěn)壓管Z2的陰極連接，正電壓值超過(guò)穩(wěn)壓管Z2的穩(wěn)壓值時(shí)陰極反向擊穿導(dǎo)通電 流至陽(yáng)極經(jīng)電容C2、電阻R7的時(shí)間常數(shù)延遲后控制三極管Q3的基極，使其發(fā)射極的負(fù)極電 流與集電極導(dǎo)通，導(dǎo)通的負(fù)電流經(jīng)電阻R5限流輸入到三極管Q2的基極控制，使三極管Q2 與Ql的控制電流短路削波控制，使可控硅SCR —直輸出穩(wěn)定設(shè)定值的負(fù)載電壓，組成電壓 飽和回路控制電路。參照?qǐng)D1圖2，單相電路只與磁電機(jī)的兩相輸出端連接，因此與三相電路相比，相 應(yīng)地少用一個(gè)可控硅SCR3和與其連接的三個(gè)二極管D3、D4、D7，其余與三相電路相同。
權(quán)利要求可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，包括磁電機(jī)，其特征在于磁電機(jī)的輸出端連接有負(fù)極半控橋式整流電路和控制信號(hào)電路，所述的控制信號(hào)電路的輸出端與負(fù)極半控橋式整流電路中的可控硅的控制極連接，所述的負(fù)極半控橋式整流電路輸出電壓的正、負(fù)極端分別與飽和回路控制電路的輸入端、輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的 負(fù)極半控橋式整流電路由可控硅、整流二極管和濾波電容組成，可控硅陽(yáng)極并聯(lián)，構(gòu)成共陽(yáng) 極組，為輸出電壓的負(fù)電極端，整流二極管陰極并聯(lián)，構(gòu)成共陰極組，為輸出電壓的正電極 端，可控硅的陰極分別與整流二極管的陽(yáng)極連接，磁電機(jī)交流輸出端與可控硅的陰極端和 整流二極管的陽(yáng)極端連接，濾波電容的正極與整流二極管的陰極連接，負(fù)極與可控硅的陽(yáng) 極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的 可控硅控制極分別與隔離二極管的陰極連接，隔離二極管的陽(yáng)極均并聯(lián)，構(gòu)成共陽(yáng)極組，與 控制信號(hào)電路的輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，其特征在于磁電機(jī) 輸出端設(shè)有同步觸發(fā)控制電路，該電路由二極管D4、D5和D6組成，所述的二極管的陰極 分別與磁電機(jī)輸出端連接，二極管的陽(yáng)極均并聯(lián)，構(gòu)成共陽(yáng)極組，與控制信號(hào)電路輸入端連 接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，其特征在于 所述的控制信號(hào)電路由二極管D7、D8、D9、電阻R1、電容Cl、電阻R3和三極管Ql組成，電阻 R2的一端與同步觸發(fā)控制電路的二極管共陽(yáng)極組串聯(lián)，另一端與電容Cl、電阻R3以及三極 管Q2的集電極連接，電容Cl的另外管腳與負(fù)極半控整流橋輸出的正電極端連接，電阻R3 的另一端與三極管Ql的基極連接，三極管Ql的發(fā)射極與所述的負(fù)電極端連接，三極管Ql 的集電極與電阻Rl連接，電阻Rl的另一端與所述的可控硅控制極連接的隔離二極管的共 陽(yáng)極組串聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的 飽和回路控制電路由穩(wěn)壓二極管Z1、Z2、三極管Q2、Q3、電阻R4、R5、R6、R7和電容C2組成， 穩(wěn)壓二極管Zl的陽(yáng)極與所述的負(fù)電極端連接，陰極通過(guò)串聯(lián)電阻R4與三極管Q2的基極連 接，三極管Q2的發(fā)射極與正電極端連接，集電極與電阻R2、電容Cl和電阻R3連接，穩(wěn)壓二 極管Z2的陰極通過(guò)串聯(lián)電阻R6與所述的正電極端連接，陽(yáng)極與電容C2的正極、電阻R7和 三極管Q3的基極連接，電容C2負(fù)極和電阻R7的另一端與負(fù)電極端連接，三極管Q3的發(fā)射 極與負(fù)電極端連接，集電極通過(guò)串聯(lián)電阻R5與三極管Q2的基極連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可控硅負(fù)極半控橋式整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器，包括磁電機(jī)，其特征在于磁電機(jī)的輸出端連接有負(fù)極半控橋式整流電路和控制信號(hào)電路，所述的控制信號(hào)電路的輸出端與負(fù)極半控橋式整流電路中的可控硅的控制極連接，所述的負(fù)極半控橋式整流電路輸出電壓的正、負(fù)極端分別與飽和回路控制電路的輸入端、輸出端連接。該調(diào)節(jié)器用于摩托車單相或三相永磁發(fā)電機(jī)上，能根據(jù)負(fù)載用電量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出，節(jié)省油量、功率損耗小、接地性能強(qiáng)、散熱快、低速充電靈敏度高，中、高速耐壓穩(wěn)定、耐壓較高。
文檔編號(hào)H02P9/26GK201563099SQ20092016474
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者秦艷雙, 秦艷斌 申請(qǐng)人:秦艷斌