專利名稱：智能型電壓調(diào)整器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電壓調(diào)整器。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)內(nèi)燃機(jī)車所用電壓調(diào)整器全部將啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的電壓亦即蓄電池浮充電壓控制在110V左右，這是不合理的。
合理的浮充電壓不是個(gè)恒定值，而是一個(gè)與溫度有關(guān)的具有負(fù)溫度系數(shù)的變量。攝氏25度時(shí)單格電池的電壓是2.3V，我們稱這一電壓為基準(zhǔn)電壓。溫度每升高一度，單格電池的合理浮充電壓應(yīng)該是在基準(zhǔn)電壓的基礎(chǔ)上下降3.9MV。溫度每下降一度，單格電池的合理浮充電壓應(yīng)該是在基準(zhǔn)電壓的基礎(chǔ)上升高3.9MV。
內(nèi)燃機(jī)車用蓄電池多為48格。任意溫度T下的浮充電壓應(yīng)為U?。?.3×48+0.0039×48×(25-T)U?。?10.4+0.1872(25-T)-----------------------------------(1)負(fù)15度時(shí)的浮充電壓為U?。?10.4+0.1872(25+15)＝117.889V正40度時(shí)的浮充電壓為U浮＝110.4+0.1872(25-40)＝107.59V這就是說，當(dāng)蓄電池的溫度由正40度降到負(fù)15度時(shí)，浮充電壓應(yīng)該由107.59V線性上升到117.89V，一般電壓調(diào)整器的110V恒定電壓對(duì)于高寒地區(qū)負(fù)15度所對(duì)應(yīng)的浮充電壓117.89V而言太低了。這會(huì)造成蓄電池虧電。而對(duì)于正40度所對(duì)應(yīng)的107.59V而言又太高了，這會(huì)造成蓄電池過充。虧電和過充都會(huì)使蓄電池受損。虧電還會(huì)使次日啟車發(fā)生困難。
實(shí)踐證明，實(shí)際的浮充電壓比規(guī)定的浮充電壓差5％，免維護(hù)鉛酸蓄電池的浮充壽命縮短一半。一般電壓調(diào)整器的恒定電壓110V與負(fù)15度對(duì)應(yīng)的浮充電壓117.89V比相差6.99％。與正40度對(duì)應(yīng)的浮充電壓107.59比相差2.24％。嚴(yán)重影響浮充壽命，如果采用合理的浮充電壓，免維護(hù)鉛酸蓄電池的浮充壽命可達(dá)10年以上。
目前，我國內(nèi)燃機(jī)車由于都采用110V恒壓充電，蓄電池的壽命一般在2年以下，不僅浪費(fèi)大，而且由于內(nèi)燃機(jī)車用大容量蓄電池所含大量有害化學(xué)物質(zhì)還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種浮充電壓由單片計(jì)算機(jī)控制，可根據(jù)不同溫度使啟動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出合理的不同的浮充電壓的智能型電壓調(diào)整器，該電壓調(diào)整器不僅延長了蓄電池的浮充壽命，而且還保證了在任意溫度下蓄電池都能充足電。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案敘述如下智能型電壓調(diào)整器，其特征在于該電壓調(diào)整器包括主電路、微機(jī)控制電路、傳感電路、發(fā)電機(jī)發(fā)電電路；主電路的主要部件是集成電路TL494，1腳接發(fā)電電壓UF的分壓U+，2腳接微機(jī)輸出的控制電壓UK5616，9、10腳并聯(lián)與IGBT管連接；微機(jī)控制電路的控制中心是中央處理器CPU，UK5616是串行DA轉(zhuǎn)換TLV5616的輸出端，CPU通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口與串行DA轉(zhuǎn)換TLV5616相連接，CPU還通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口與顯示電路連接；溫度傳感器參數(shù)UT、電瓶端壓UD、限流值UI通過串行A/D轉(zhuǎn)換電路TLC2543與CPU相連接，串行A/D轉(zhuǎn)換電路TLC2543是通過P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口與CPU相連接的；CPU的P0.1口與超壓繼電器J連接，P0.1口與報(bào)警器FM相連接；傳感電路包括溫度傳感、電瓶端壓傳感、限流傳感；在傳感電路的輸入端設(shè)有隨溫度變化的熱敏電阻。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是智能型電壓調(diào)整器可根據(jù)不同溫度使啟動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出合理的不同的浮充電壓的智能型電壓調(diào)整器，該電壓調(diào)整器不僅延長了蓄電池的浮充壽命，而且還保證了在任意溫度下蓄電池都能充足電。


圖1是發(fā)電機(jī)發(fā)電電路原理圖。
圖2是主電路圖。
圖3是微機(jī)控制電路圖。
圖4是傳感電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的電路主要由四部分構(gòu)成發(fā)電機(jī)發(fā)電電路、主電路、微機(jī)控制電路、采傳感電路。
1、發(fā)電機(jī)發(fā)電電路原理(圖1)圖1中B1-B2是勵(lì)磁線圈，如果T/3與T/5間的IGBT管導(dǎo)通B1-B2就有流通過，發(fā)電機(jī)MG即可發(fā)電。TGBT管是以數(shù)千赫的頻率以脈沖形式導(dǎo)通的。通斷占空比越大發(fā)電電壓UF越大。我們正是通過控制IGBT管占空比來控制發(fā)電電壓UF的。IGBT的通斷是由主電路來控制的。
在T/9與T/7之間連接有取樣電阻RF，在T/9和T/1之間連接有二極管D，T/1與勵(lì)磁線圈B1-B2之間連接有電阻R1。
2、主電路(圖2)主電路由集成電路TL494等構(gòu)成。1腳接發(fā)電電壓UF之分壓值U+，2腳接微機(jī)輸出之控制電壓UK5616，在其中間設(shè)有電阻R5。9、10腳并聯(lián)控制IGBT管，在其中間接有電阻R6、R7。1腳通過R4發(fā)電電壓UF的分壓電阻R2、R3相連接，。在2腳與集成電路TL494之1腳電壓U+與2腳電壓U-極小差值決定了由9、10腳控制的IGBT管占空比。
UF越小，其分壓值U+越小，在U-一定時(shí)自然U+-U-也越小。集成電路TL494的功能是U+-U-越小由9、10腳控制的IGBT管占空比越大。由二之1可知占空比越大發(fā)電電壓UF越大。發(fā)電電壓UF越大它在10K電阻上的分壓U+越大從而使U+-U-增大占空比減少，而占空比減少又使發(fā)電電壓UF下降。因此這一負(fù)反饋?zhàn)饔媚苁筓F很快穩(wěn)定在某一值上。
集成電路TL494的1、2腳是放大器的二個(gè)輸入腳，由于放大器放大倍數(shù)很大U+-U-有極微小的變化都會(huì)引起UF的較大調(diào)整，因此我們可以近似的認(rèn)為U+＝U-。圖2可見，UF在110K和10K上的分壓比為120/10＝12。所以UF＝12U+＝12U-。即UF＝12U-我們完全可以給定U-。例如，令U-＝9.2V則UF＝12U-＝12×9.2＝110.4V。U-正是微機(jī)控制輸出的UK5616?，F(xiàn)在我們來研究UK5616。
3、微機(jī)控制電路(圖3)UK5616是串行DA轉(zhuǎn)換5616的輸出端。CPU通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口分時(shí)控制串行DA轉(zhuǎn)換5616。一般情況下微機(jī)根據(jù)溫度輸出UK5616。使UF＝110.4+0.1872(25-T).見(1)式。
在特殊情況下如超壓、短路、電瓶虧電時(shí)，微機(jī)輸出不同的UK5616從而輸出不同的發(fā)電電壓UF。
CPU還通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口分時(shí)控制LED顯示器。
溫度傳感器參數(shù)UT、電瓶端壓UD、限流值UI通過串行A/D轉(zhuǎn)換電路2543進(jìn)入CPU。串行A/D轉(zhuǎn)換電路2543是通過P2.0，P2.1，P2.2，P2.3與CPU交換信息的.
P0.0控制超壓繼電器J.當(dāng)發(fā)生超壓時(shí)J吸合，其常閉點(diǎn)開啟系統(tǒng)失電.P0.1控制報(bào)警，當(dāng)發(fā)生超壓、過流電瓶嚴(yán)重虧電時(shí)發(fā)出報(bào)警聲音。
4、傳感電路(圖4)(1)溫度傳感熱敏電阻R在不同溫度下有不同阻值分壓后得到不同電壓UB進(jìn)入傳感電路處理后輸出溫度傳感電壓UT。在該電路中還設(shè)有分壓電阻R8。
(2)電瓶端壓傳感電瓶端壓在T/1腳，進(jìn)入傳感電路處理后輸出電瓶端壓傳感電壓UD。
(3)限流傳感在圖2發(fā)電機(jī)發(fā)電電路原理圖中，流經(jīng)取樣電阻RF(0.006Ω)(即T/7-T/9間)的不同電流在T/7與T/9上產(chǎn)生不同的壓降，該壓降進(jìn)入傳感電路處理后輸出限流傳感電壓UI，通過串行A/D轉(zhuǎn)換電路TLC2543進(jìn)入CPU。CPU隨時(shí)通過UI監(jiān)視發(fā)電機(jī)工作電流變化，一旦發(fā)生電流超限，立即降壓報(bào)警。
權(quán)利要求1.智能型電壓調(diào)整器，包括發(fā)電機(jī)發(fā)電電路，其特征在于該電壓調(diào)整器還包括主電路和微機(jī)控制電路、傳感電路；主電路的主要部件是集成電路TL494，1腳接發(fā)電電壓UF的分壓U+，2腳接微機(jī)輸出的控制電壓UK5616，9、10腳并聯(lián)與IGBT管連接；微機(jī)控制電路的控制中心是中央處理器CPU，UK5616是串行DA轉(zhuǎn)換TLV5616的輸出端，CPU通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口與串行DA轉(zhuǎn)換TLV5616相連接，CPU還通過P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4口與顯示電路連接；溫度傳感器參數(shù)UT、電瓶端壓UD、限流值U1通過串行A/D轉(zhuǎn)換電路TLC2543與CPU相連接，串行A/D轉(zhuǎn)換電路TLC2543是通過P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口與CPU相連接的；CPU的P0.1口與超壓繼電器J連接，P0.1口與報(bào)警器FM相連接；傳感電路包括溫度傳感、電瓶端壓傳感、限流傳感；在傳感電路的輸入端設(shè)有隨溫度變化的熱敏電阻。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能型電壓調(diào)整器。該電壓調(diào)整器包括主電路、微機(jī)控制電路、傳感電路、發(fā)電機(jī)發(fā)電電路；主電路的集成電路TL494的1腳接發(fā)電電壓U
文檔編號(hào)H02J7/14GK2710232SQ200420032028
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者潘卯辰 申請(qǐng)人:鞍山市鞍資鐵路設(shè)備有限公司