一種爪極發(fā)電機勵磁電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電壓調(diào)節(jié)器，尤其涉及一種爪極發(fā)電機勵磁電壓調(diào)節(jié)器，實現(xiàn)爪極發(fā)電機在不同轉(zhuǎn)速下電路穩(wěn)定輸出交流220V電壓，屬于發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)領域。
【背景技術】
[0002]在生產(chǎn)生活領域的大型設備中，動力系統(tǒng)及控制系統(tǒng)大都由發(fā)動機帶動發(fā)電機，發(fā)電機轉(zhuǎn)速隨工作狀態(tài)不同有很大變化，發(fā)電機的負載(用電設備)狀態(tài)也隨時變化，會導致發(fā)電機輸出電壓的變化。用電設備要求發(fā)電機的輸出電壓變化要小，因此，電壓調(diào)節(jié)器是必不可少的部分，電壓調(diào)節(jié)器使發(fā)電機的輸出電壓在轉(zhuǎn)速和負載變化時保持穩(wěn)定。
[0003]現(xiàn)有電壓調(diào)節(jié)器一般有兩種實現(xiàn)方式，一種是采用微處理控制器的數(shù)字電路實現(xiàn)，如實用新型專利《具有微處理控制器的汽車發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器》(ZL 200620002951.3)，微處理控制器抗電磁干擾性差，對運行環(huán)境要求高，環(huán)境惡劣情況下微處理控制器程序可能出現(xiàn)異常，因此這種電壓調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定，可靠性差；另一種采用模擬電路實現(xiàn)，如實用新型專利《汽車發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器》(ZL 200520087591.7)、實用新型專利《車載電源及發(fā)電機控制裝置》(ZL 200720095723.X)和實用新型專利《汽車發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器》(ZL200620052038.4)，這種電壓調(diào)節(jié)器的缺陷是電路復雜、體積大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種爪極發(fā)電機勵磁電壓調(diào)節(jié)器，電路簡單、易于實現(xiàn)、抗干擾能力強、系統(tǒng)可靠性高。
[0005]本實用新型的技術解決方案是:一種爪極發(fā)電機勵磁電壓調(diào)節(jié)器，包括控制電路、驅(qū)動電路、功率回路和反饋單元;控制電路的輸入端與反饋單元的輸出端連接，控制電路的輸出端與驅(qū)動電路的輸入端連接，驅(qū)動電路的輸出端與功率回路的輸入端連接，功率回路的輸出端以及反饋單元的輸入端與爪極發(fā)電機的勵磁繞組連接；
[0006]反饋單元實時采集爪極發(fā)電機的實際輸出電壓U0，對其進行調(diào)制后得到反饋電壓Uf輸出給控制電路;控制電路實時接收給定電壓Ui和反饋單元輸出的反饋電壓Uf，并對給定電壓Ui進行調(diào)制得到調(diào)制后的電壓，根據(jù)調(diào)制后的電壓和反饋電壓的差值變化情況生成PWM信號輸出給驅(qū)動電路;所述爪極發(fā)電機的實際電壓和給定電壓Ui的調(diào)制比率相同；驅(qū)動電路對PffM信號放大后得到驅(qū)動信號，并輸出給功率回路;功率回路在驅(qū)動信號的控制下接通和關斷，得到調(diào)制后的電壓實時輸出給爪極發(fā)電機勵磁繞組，以使爪極發(fā)電機的實際輸出電壓逐漸達到給定電壓Ui。
[0007]所述控制電路包括SG3524控制芯片、PWM輸出頻率設定單元、參考電壓設定單元和誤差放大器相位補償單元；
[0008]參考電壓設定單元包括電阻R6和電阻R7，電阻R6和電阻R7的一端同時與SG3524控制芯片的2腳連接，電阻R6的另一端與SG3524控制芯片的11腳連接，電阻R7的另一端與SG3524控制芯片的16腳連接；
[0009]P麗輸出頻率設定單元包括電阻R5和電容Cl，電阻R5的兩端分別與SG3524控制芯片的4腳和6腳連接，電容Cl的兩端分別與SG3524控制芯片的4腳和7腳連接；
[0010]誤差放大器相位補償單元包括并聯(lián)連接的電阻R8和電容C2，電阻R8和電容C2并聯(lián)連接的電路兩端分別與SG3524控制芯片的9腳和I腳連接；
[0011]SG3524控制芯片的15腳接+15V外部電源，14腳、11腳、8腳、4腳和5腳接地，12腳和13腳輸出PffM信號。
[0012]所述反饋單元包括電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4，電阻Rl的一端與爪極發(fā)電機的實際輸出電壓連接，另一端與電阻R2的一端連接，電阻R2的另一端分別與電阻R3和電阻R4的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R4的另一端與SG3524控制芯片的I腳連接。
[0013]所述驅(qū)動電路包括IR2110驅(qū)動芯片、二極管V1、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、充電電容Cl以及電容C2;
[0014]二極管Vl的陰極與IR2110驅(qū)動芯片的6腳連接，二極管Vl的陽極與+15V電源連接，充電電容Cl的負極與IR2110驅(qū)動芯片的6腳連接，充電電容Cl的正極與IR2110驅(qū)動芯片的5腳連接，電容C2連接在IR2110驅(qū)動芯片的6腳和5腳之間，電阻R9連接在IR2110驅(qū)動芯片的7腳和5腳之間，電阻Rll的一端與IR2110驅(qū)動芯片的7腳連接，電阻Rll的另一端與功率回路連接；IR2110驅(qū)動芯片的I腳同時與電阻RlO的一端和電阻R12的一端連接，電阻RlO的另一端接地，電阻R12的另一端與功率回路連接；IR2110驅(qū)動芯片的5腳與爪極發(fā)電機的勵磁繞組連接，10腳與控制電路輸出的PWM信號連接，12腳接高電平，3腳和9腳連接+15V電源，11腳、13腳和2腳接地。
[0015]所述功率回路包括開關管V6、開關管V7、二極管V2、二極管V4、二極管V5和二極管V7；
[0016]開關管V6的柵極與驅(qū)動電路的電阻RU連接，開關管V6的源極同時與爪極發(fā)電機勵磁繞組的一端、二極管V2的陽極、二極管V3的陰極連接，爪極發(fā)電機勵磁繞組的另一端同時與二極管V7的陽極、二極管V4的陰極以及開關管V5的漏極連接，開關管V6的漏極一方面同時與二極管V7的陰極和二極管V2的陰極連接，另一方面輸出爪極發(fā)電機的電壓;二極管V3的陽極、二極管V4的陽極、開關管V5的源極均接地;開關管V5的柵極與驅(qū)動電路的電阻Rl 2連接。
[0017]本實用新型與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于:
[0018](I)本實用新型采用SG3524控制芯片與IR2110驅(qū)動芯片相結合的方式實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)，外圍電路使用簡單的分立元器件電阻電容實現(xiàn)，兼具了模擬電路和數(shù)字電路的優(yōu)點，不需要用戶燒寫程序，沒有軟件不完善帶來的風險，同時電阻電容不受外界環(huán)境影響，抗電磁干擾性強，對運行環(huán)境如溫度、濕度、振動噪聲等工作條件要求低，電路簡單、功耗小、功能單一，既降低了電路的復雜性，又提高了穩(wěn)定性和可靠性。
[0019](2)本實用新型SG3524控制芯片通過外圍電路參考電壓設定單元將給定電壓值調(diào)制在芯片可以處理的范圍內(nèi)，反饋單元通過R1、R2、R3和R4同比例對發(fā)電機實際電壓進行調(diào)制，從而極大擴展了勵磁電壓調(diào)節(jié)器的工作電壓范圍。
[0020](3)傳統(tǒng)的微處理控制器結合外圍電路基于模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換實現(xiàn)信號放大以及電壓調(diào)節(jié)，實現(xiàn)復雜，轉(zhuǎn)換過程容易出錯;傳統(tǒng)的模擬電路一般通過運算放大器、比較器以及邏輯門器件等實現(xiàn)信號放大以及電壓調(diào)節(jié)，器件多且電路復雜，而本實用新型利用IR2110驅(qū)動芯片實現(xiàn)PWM信號的放大，同時利用開關管實現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)，硬件電路簡單，易于實現(xiàn)，減小了電壓調(diào)節(jié)器的體積，簡單的電路結構也降低了電路中某器件故障而導致的電壓調(diào)節(jié)器故障，從而進一步提高了可靠性。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實用新型電壓調(diào)節(jié)器組成框圖；
[0022]圖2為本實用新型控制電路和反饋單元電路圖；
[0023 ]圖3為本實用新型驅(qū)動電路和功率回路電路圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，本實用新型爪極發(fā)電機勵磁電壓調(diào)節(jié)器包括控制電路201、驅(qū)動電路202、功率回路203和反饋單元205;控制電路201的輸入端與反饋單元205的輸出端連接，控制電路201的輸出端與驅(qū)動電路202的輸入端連接，驅(qū)動電路202的輸出端與功率回路203的輸入端連接，功率回路203的輸出端以及反饋單元205的輸入端與爪極發(fā)電機的勵磁繞組連接。
[0025]反饋單元205實時采集爪極發(fā)電機的實際輸出電壓U0，對其進行調(diào)制后得到反饋電壓Uf輸出給控制電路201;控制電路201實時接收給定電壓Ui和反饋單元205輸出的反饋電壓Uf，并對給定電壓Ui進行調(diào)制得到調(diào)制后的電壓，根據(jù)調(diào)制后的電壓和反饋電壓的差值變化情況生成PWM信號輸出給驅(qū)動電路202;所述爪極發(fā)電機的實際電壓和給定電壓Ui的調(diào)制比率相同；驅(qū)動電路202對PWM信號放大后得到驅(qū)動信號，并輸出給功率回路203;功率回路203在驅(qū)動信號的控制下接通和關斷，得到調(diào)制后的電壓實時輸出給爪極發(fā)電機勵磁繞組，以使爪極發(fā)電機的實際輸出電壓逐漸達到給定電壓Ui。
[0026]如圖2所示，控制電路201采用單端PffM輸出方式，由SG3524控制芯片301、參考電壓設定單元302、PWM輸出頻率設定單元304以及誤差放大器相位補償單元305組成。參考電壓設定單元302由R6與R7組成，電阻R6和電阻R7的一端同時與SG3524控制芯片的2腳連接，電阻R6的另一端與SG3524控制芯片的11腳連接，電阻R7的另一端與SG3524控制芯片301的16腳連接，R6和R7與16腳構成分壓電路對參考電壓進行分壓調(diào)制得到調(diào)制后的電壓Ut，作為SG3524控制芯片301內(nèi)部的誤差放大器的輸入電壓。P麗輸出頻率設定單元304由R5和Cl組成，R5的兩端分別與SG3524控制芯片的4腳和6腳連接，電容Cl的兩端分別與SG3524控制芯片的4腳和7腳連接，R5和Cl共同決定PffM的輸出頻率，本設計中設定其頻率為20KHz，誤差放大器相位補償單元305由C2與R8并聯(lián)組成，并聯(lián)連接的電路兩端分別與SG3524控制芯片的9腳和I腳連接，作為誤差放大器的相位補償電路，用于對反饋單元205輸出給控制電路201的反饋電壓Uf進行相位補償，使Uf和Ut相位一致。SG3524控制芯片301的15腳接+15V外部電源，14腳、11腳、8腳、4腳和5腳接地，12腳和13腳并聯(lián)輸出PffM信號。
[0027]反饋單元205包括電阻Rl、電阻R2、電阻R3和電阻R4，電阻Rl的一端與爪極發(fā)電機的實際輸出電壓連接，另一端與電阻R2