智能電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電壓調(diào)節(jié)器，特別是涉及一種智能電壓調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車發(fā)電機(jī)是為車輛提供電能的電氣設(shè)備，其轉(zhuǎn)速隨汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化。汽車發(fā)電機(jī)電動勢的高低與其轉(zhuǎn)速及磁極的磁通量成正比，因此，汽車發(fā)電機(jī)輸出的電壓必然隨著其轉(zhuǎn)速的變化而變化。由于在一定條件下發(fā)電機(jī)的輸出功率是定值(P=U * I)，當(dāng)車輛電器負(fù)載較小時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的電壓會升高，而車輛電器負(fù)載較大時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的電壓會降低。而車用電器設(shè)備及蓄電池充電均要求發(fā)電機(jī)必須在某一恒定電壓下工作(例如12V系統(tǒng)的工作電壓一般為14±0.25V，24V系統(tǒng)的工作電壓為28±0.3V)，這就需要調(diào)節(jié)和控制發(fā)電機(jī)輸出電壓的裝置，即電壓調(diào)節(jié)器。
[0003]電壓調(diào)節(jié)器主要是利用流過轉(zhuǎn)子的勵磁電流的通斷，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子磁場的大小進(jìn)行工作的。當(dāng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓低于調(diào)節(jié)電壓，電壓調(diào)節(jié)器不起作用，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓超過調(diào)節(jié)電壓預(yù)設(shè)值時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器重新接通勵磁電流，電壓再次逐漸升高，調(diào)節(jié)器開始新一輪的調(diào)節(jié)循環(huán)。
[0004]目前，市場上的電壓調(diào)節(jié)器主導(dǎo)產(chǎn)品為第四代混合集成電路調(diào)節(jié)器，國內(nèi)乘用車和客車大都采用這種調(diào)節(jié)器，混合集成電路調(diào)節(jié)器制造工藝非常嚴(yán)格并且達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)才能降低成本，只有具備相當(dāng)?shù)膶I(yè)技術(shù)水平、設(shè)備水平和規(guī)?；膶I(yè)廠家才能生產(chǎn)。這種混合集成電路調(diào)節(jié)器一旦裝車，其輸出電壓設(shè)定值無法在線修改，電壓調(diào)整精度也無法精確控制。由于受限于元器件本身參數(shù)的誤差，即便是在生產(chǎn)過程中，這種調(diào)壓器的輸出電壓設(shè)定值的一致性也很難保證。這樣不但影響生產(chǎn)周期還增加了額外的成本。另外，這種混合集成電路的調(diào)壓器無法支持多發(fā)電機(jī)并聯(lián)使用時(shí)的電壓調(diào)節(jié)工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種控制精確、調(diào)節(jié)方便快捷的智能電壓調(diào)節(jié)器。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]設(shè)計(jì)一種智能電壓調(diào)節(jié)器，含有主控模塊、信號采集模塊、勵磁信號控制模塊、驅(qū)動模塊、通訊模塊和電源模塊，主控模塊中含有微控制器，信號采集模塊中含有邏輯電平轉(zhuǎn)換器，發(fā)電機(jī)的相位信號進(jìn)入微控制器的第二模擬量輸入端，發(fā)電機(jī)的相位信號還通過邏輯電平轉(zhuǎn)換器后進(jìn)入微控制器的第二開關(guān)量輸入端，勵磁信號控制模塊中含有施密特觸發(fā)逆變器和場效應(yīng)管，微控制器的PWM輸出信號通過施密特觸發(fā)逆變器后進(jìn)入場效應(yīng)管的柵極，場效應(yīng)管的漏極與發(fā)電機(jī)的勵磁線圈連接，場效應(yīng)管的漏極還通過第一電阻與微控制器的第一模擬量輸入端連接，微控制器通過驅(qū)動模塊控制汽車儀表盤上的指示燈和繼電器，微控制器的通訊口與通訊模塊連接，電源模塊的輸入端與發(fā)電機(jī)的電源輸出端連接，電源模塊的輸出為主控模塊、信號采集模塊、勵磁信號控制模塊、驅(qū)動模塊和通訊模塊供電，發(fā)電機(jī)的電源輸出端還通過第二電阻與微控制器的第三模擬量輸入端連接，以便微控制器對發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行檢測。
[0008]信號采集模塊中還含有第一二極管、第一穩(wěn)壓管、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻，發(fā)電機(jī)的相位信號輸出端依次通過正向連接的第一二極管、第三電阻與邏輯電平轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，邏輯電平轉(zhuǎn)換器的輸出端通過第四電阻與微控制器的第二開關(guān)量輸入端連接，邏輯電平轉(zhuǎn)換器的輸入端通過第一穩(wěn)壓管和第五電阻的并聯(lián)接地，邏輯電平轉(zhuǎn)換器的輸入端還通過第六電阻與微控制器的第二模擬量輸入端連接。
[0009]邏輯電平轉(zhuǎn)換器用來對汽車發(fā)電機(jī)的相位信號進(jìn)行整形。
[0010]微控制器的PWM信號輸出端通過第七電阻與施密特觸發(fā)逆變器的輸入端連接，施密特觸發(fā)逆變器的輸出端與場效應(yīng)管的柵極連接，施密特觸發(fā)逆變器的輸出端還通過第八電阻與汽車控制器的勵磁信號檢測端連接，場效應(yīng)管的漏極通過正向連接的第二二極管接發(fā)電機(jī)的電源輸出端，場效應(yīng)管的漏極還通過第一電阻和第九電阻的串聯(lián)與微控制器的第一模擬量輸入端連接，第一電阻和第九電阻的連接點(diǎn)通過第十電阻接地，場效應(yīng)管的源極接地，場效應(yīng)管為N溝道型場效應(yīng)管。
[0011]驅(qū)動模塊中含有第一達(dá)林頓管和第二達(dá)林頓管，微控制器的繼電器控制信號通過第一達(dá)林頓管驅(qū)動汽車儀表盤上的繼電器，微控制器的指示燈控制信號通過第二達(dá)林頓管驅(qū)動汽車儀表盤上的指示燈。
[0012]驅(qū)動模塊中還含有三極管，微控制器的繼電器控制信號輸出端與第一達(dá)林頓管的基極連接，第一達(dá)林頓管的發(fā)射極接電源，第一達(dá)林頓管的集電極通過第十一電阻與汽車儀表盤的信號端連接；微控制器的指示燈控制信號輸出端通過第十二電阻與第二達(dá)林頓管的基極連接，第二達(dá)林頓管的發(fā)射極通過第十三電阻接地，第二達(dá)林頓管的集電極也與汽車儀表盤的信號端連接，第二達(dá)林頓管的發(fā)射極還與三極管的基極連接，三極管的發(fā)射極通過第十四電阻接地，三極管的集電極與第二達(dá)林頓管的基極連接；第一達(dá)林頓管為PNP型，第二達(dá)林頓管和三極管為NPN型。
[0013]微控制器的第零模擬量輸入端通過第十五電阻與汽車儀表盤的信號端連接。汽車儀表盤的信號端輸出的IGN信號進(jìn)入微控制器的第零模擬量輸入端。
[0014]通訊模塊中含有CAN收發(fā)器、CAN通訊接口和LIN接口，微控制器的通訊口通過CAN收發(fā)器與CAN通訊接口連接，微控制器的LIN通訊端與LIN接口連接；CAN收發(fā)器的型號為:MC33901。
[0015]通訊模塊的主要功能是將信號采集模塊采集到的發(fā)電機(jī)信息實(shí)時(shí)地以CAN報(bào)文和LIN報(bào)文的形式傳遞出去，以備查詢；另外，通訊模塊還負(fù)責(zé)接受第三方ECU傳來的負(fù)載、電池及行車工況等信息。
[0016]電源模塊中含有第二穩(wěn)壓管和第三二極管，發(fā)電機(jī)的電源輸出端通過第二穩(wěn)壓管接地，發(fā)電機(jī)的電源輸出端與第三二極管正極連接，第三二極管的負(fù)極即為電源模塊的輸出端。
[0017]微控制器的型號為:MM9Z1_638 ;邏輯電平轉(zhuǎn)換器的型號為:MC74VHC1GT08 ;施密特觸發(fā)逆變器的型號為:NC7SZ14M5X。
[0018]本實(shí)用新型具有積極有益的技術(shù)效果:
[0019]1.本實(shí)用新型采用信號采集模塊對汽車發(fā)電機(jī)的相位信號進(jìn)行檢測，采用勵磁信號控制模塊對汽車發(fā)電機(jī)的勵磁線圈進(jìn)行控制，采用驅(qū)動模塊對汽車儀表盤上的指示燈和繼電器進(jìn)行控制，采用通訊模塊與汽車控制器E⑶通訊，同時(shí)還對汽車發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行檢測，通過實(shí)時(shí)掃描發(fā)電機(jī)的輸出電壓(B+端電壓)以及處理CAN/LIN總線傳來的負(fù)載和車輛工況等信息，修正勵磁回路的開啟比例，控制精確、可靠。
[0020]2.本實(shí)用新型可在汽車發(fā)電機(jī)工作的時(shí)候，由第三方汽車控制器ECU對發(fā)電機(jī)的電壓輸出值進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，調(diào)節(jié)方便、快捷。
[0021]【附圖說明】:
[0022]圖1為智能電壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為主控模塊的電路原理示意圖；
[0024]圖3為勵磁信號控制模塊的電路原理示意圖；
[0025]圖4為信號采集模塊的電路原理示意圖；
[0026]圖5為驅(qū)動模塊的電路原理示意圖；
[0027]圖6為通訊模塊的電路原理示意圖；
[0028]圖7為電源模塊的電路原理示意圖。
[0029]【具體實(shí)施方式】:
[0030]參見圖1?圖7，智能電壓調(diào)節(jié)器含有主控模塊、信號采集模塊、勵磁信號控制模塊、驅(qū)動模塊、通訊模塊和電源模塊，主控模塊中含有微控制器U1，信號采集模塊中含有邏輯電平轉(zhuǎn)換器U4，發(fā)電機(jī)的相位信號進(jìn)入微控制器Ul的第二模擬量輸入端VSENSE2，發(fā)電機(jī)的相位信號還通過邏輯電平轉(zhuǎn)換器U4后進(jìn)入微控制器Ul的第二開關(guān)量輸入端PTB2，勵磁信號控制模塊中含有施密特觸發(fā)逆變器U6和場效應(yīng)管Q2，微控制器Ul的PWM輸出信號通過施密特觸發(fā)逆變器U6后進(jìn)入場效應(yīng)管Q2的柵極，場效應(yīng)管Q2的漏極與發(fā)電機(jī)的勵磁線圈連接，場效應(yīng)管Q2的漏極還通過第一電阻R7與微控制器Ul的第一模擬量輸入端VSENSEI連接，微控制器Ul通過驅(qū)動模塊控制汽車儀表盤上的指示燈和繼電器，微控制器Ul的通訊口與通訊模塊連接，電源模塊的輸入端與發(fā)電機(jī)的電源輸出端VBAT連接，電源模塊的輸出為主控模塊、信號采集模塊、勵磁信號控制模塊、驅(qū)動模塊和通訊模塊供電，發(fā)電機(jī)的電源輸出端VBAT還通過第二電阻Rl與微控制器Ul的第三模擬量輸入端VSENSE3連接，以便微控制器Ul對發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行檢測。
[0031]信號采集模塊中還含有第一二極管D2、第