浅谈多功能电压调节器的原理及应用

【３】安明华．Ｍ型电压调节器的原理分析与检测［Ｊ］汽车电器，
２０１２（３）：４８—５０．
通用酝酿ＣＶＴ无级变速箱拟取代日本产品
据美国《沃德汽车》（ｗａｒｄ§ＡｕＩｏ）日前报道，通用汽车 自行开发的ＣＶＴ无级变速箱项目已经进入后期阶段。该项目初 见成效，通用汽车在位于庞蒂亚克的全球动力总成研发总部召 集零部件供应商，为新款ｃＶＴ展开零部件投标。 尽管相关细节信息极其有限，但消息来源指出，通用自主 的ＣＶＴ预计将在２０１９年用于数款“大批量生产”的车型，将 匹配今年问世的新一代小排量三缸和四缸发动机。 随着美国乃至全球油耗和ｃＯ！排放法规收紧，各大车企都 在寻求多种途径提升车型产品的环保特性。美国在２０１２年推 出了２０２５年美国汽车企业平均燃油经济性标准，要求到２０２５ 年美国新车平均燃油经济性达到５４．５英里／美制加仑，较２０１２ 年几乎提升一倍，约合百公里油耗４．３
电压调节器工作原理
２．１基本工作原理
收稿日期：２０１４—１１—１９ 作者简介：文晓明（１９８７一），男，硕士，助教，主要从事汽车维修方面的教学研究工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｘｍｓｘｌ９８７＠１６３．ｃｏｍ。
！！！！：！垒竖！卫！！！堕旦！塑
０５５
研究与开发
万方数据
蓄电池通过ＩＧ向调节器供电，调节器检测到Ｎ端电压为 ０，ｓ端电压为１２ Ｖ，控制开关点亮充电指示灯，并且间断导 通励磁电路，使励磁电路通过电流小，防止磁场绕组过热。 （２）输出电压低于调节电压时 发动机启动后，调节器开始正常工作。当Ｎ端电压为调节 电压的一半时，控制开关熄灭充电指示灯，表示发电机开始发
ａｎａｌｙｚｅｄ ｄｅｅｐｌｙ．
Ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｔ ｈａｓ ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ
ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，
ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅ ａｎｄ ｏｉｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ． Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｃｉｒｃｕｉｔ
０５６
万方数据
ｏｆ ｍｕｌｔｉｆｈｎｃｔｉｏｎａｌ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，
ｗｅｒｅ
ｔｈｅ ｓｔｎｌｃｔｕｌ．ｅ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ
ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｗａｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｄｅｔａｉｌｌｙ，
ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ
ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｈｎｃｔｉｏｎｓ
Ｌ。
而以油耗低闻名的ｃＶＴ则是多家车企在传动系统方面的未 来发展方向之一。关于上述报道，通用汽车方面并未证实，但 也没有否认。通用汽车动力总成业务部发言人Ｔｏｎ，Ｒｅａｄ告诉 媒体：“我们不能确认是否在推进ｃＶＴ项目，但显然我们拥有
这个能力。”
（来源：盖世汽车网）
研究与开发
垒！！！竺塑堕旦！塑！！！！：１
２ 图１ 多功能电压调节器发电系统
电池ຫໍສະໝຸດ Baidu
如图１所示，Ｓｗ为点火开关，ＩＧ在“他励”时为调节器 供电，Ｌ连接充电指示灯，ｓ直接检测蓄电池端电压，用以调 节充电电压使其更加精确，Ｂ端在正常发电后为调节器供电， Ｆ连接发电机励磁电路，Ｎ为中性点电压检测端，ＦＲ为通信端 口，可发送励磁电流的ＰｗＭ等信息至ＥＣｕ。该调节器的基本 工作原理： （１）点火开关接通，发动机停机时
［Ｊ］．汽车电器，２０１２（７）：５８～５９． ３
结束语
供电系统是汽车电路系统的心脏，影响着整车电器的运
行。汽车电器与电路的发展壮大给汽车供电系统带来挑战。大 规模集成电路的发展运用，给发电机调节器创造了更大空间去 实现各种功能，保证汽车的稳定运行。多功能电压调节器不仅 在稳定发电机输出电压方面更加可靠，还可与ＥＣｕ协同工作， 调整整车用电策略，也可调节发动机运转状态，使得汽车更加 平稳运行及达到最佳能源使用效率。未来汽车电路系统中，多 功能电压调节器必将被广泛应用，其功能也会进一步完善，带 来更加稳定、舒适的驾驶体验。
ｏｎ
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＭｕｌｔｉｆＵｎｃｔｉｏｎａｌ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ＷＥＮ Ｘｉａｏｍｉｎｇ
Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｎｏｎ—Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｅｒ Ｓｃｈｏｏｌ， Ｂｅｎｇｂｕ Ａｎｈｕｉ ２３３０１ １，
（Ｂｅｎｇｂｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．
速波动。
（３）输出电压高于调节电压时 当ｓ端电压等于调节电压上限时，调节器控制关断励磁电 路，发电机输出电压减小；当Ｓ端电压等于调节电压下限时， 调节器控制励磁电路导通，发电机输出电压增大。通过控制开 关管的闭合与断开，使得发电机输出电压稳定在一定范围内。
２．２
多功能电压调节器的附加功能 多功能集成电路电压调节器可完成电路检测、告警及保护
电。
利用调节器的ＰｗＭ负载信号输出，Ｅｃｕ可智能调节发动 机怠速转速。－其工作原理是ＰｗＭ信号与预设值比较判断当前 用电负荷情况，Ｅｃｕ根据用电情况相应地增加或减小发动机怠 速转速，以便达到在轻负载情况下尽量降低怠速转速、减小怠 速噪声及节约油耗，而在重负载情况下提高怠速转速，以避免 整车亏电及熄火等风险。 （５）软加载功能 当负载突然增大，输出功率的突然增大导致机械扭矩突 变，在低速时，会对发动机造成较大影响，怠速时可能产生熄 火现象。软加载就是指负载突变时，调节器励磁占空比逐渐增 加，发电机的输出功率不立即增大，而是在一定时间内逐渐增 大的，避免导致发动机转速较大波动及熄火的风险。同时，由 负载信号输出功能得出的ＰｗＭ负载信号，结合发动机转速， 可获得发电机阻力扭矩补偿量对发动机进行扭矩补偿，消除转
Ｃｈｉｎａ）
Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｎｎａｎｃｅ ａｂｏｕｔ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｍｆｏｒｔ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｉｓ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｖｏｌｔａｇｅ Ｉ．ｅｇｕｌａｔｏｒ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｓｔａｔｕｓ
但要能提供更大的供电量，并且具备更高的供电可靠性和供电 质量。这就要求汽车发电系统除了拥有高性能的发电机及可靠 的整流装置外，还必须配备高品质的电压调节器。多功能集成 电路电压调节器满足这一要求，应用前景广泛。
１
多功能电压调节器的应用现状
汽车发电机电压调节器是汽车电源系统的一个关键部件，
它通过调节交流发电机的励磁电流从而达到在不同转速、不同 负载条件下稳定交流发电机输出电压的目的，使得车内用电器 件能够正常工作，防止电瓶损伤，延长其使用寿命。随着科学 技术与工艺的发展，电压调节器由机械触点式、晶体管式发展 为集成电路式、微机控制式，其功能也越加多样，如充电指 示、故障诊断及过压保护等功能。目前，国内主流仍使用单功 能电压调节器，部分中高端车型采用多功能电压调节器，如宝 马全系、奇瑞Ａ３等，而欧美汽车发电机多采用多功能电子调 节器。随着车载用电器件数量和种类的增多，功能单一的电压 调节器已不适应车载电器设备的用电需求，逐渐被多功能电压 调节器所取代。多功能电压调节器的功能也在不断丰富，由简 单的指示、保护、诊断等功能发展到能够与车载电脑通信、调 整整车用电策略、根据用电情况智能调节怠速转速等。
的功能，也可与汽车Ｅｃｕ之间通信，Ｅｃｕ进行综合分析运算， 管理用电器的使用策略，或者调整发动机转速以适应整车用电 需求。下面介绍几种多功能电压调节器的附加功能。 （１）过压欠压保护功能 当发电机输出电压过高或过低时。点亮过压或欠压指示 灯，提醒驾驶员发电机工作异常，以便及时排除故障。可用比 较器、基准电压源和分压电路方便实现该功能。 （２）过热保护功能 当发电机温度升高导致调节器温度过高时，调节器会关断 励磁电路，使发电量减小或不发电，避免调节器和发电机因高 温而损坏。当温度降低后，调节器又会控制恢复发电。 （３）发电机延时切入功能 发动机启动时，发电机励磁方式为“他励”，一方面消耗 了蓄电池的能量，另一方面产生的电磁阻力矩不利于发动机的 启动。因此，在发动机启动过程中，关断励磁电路，发电机不 工作，电磁力矩损耗为零，使发动机启动更轻松，更平顺。当 发动机成功启动后，发电机进入正常工作状态。 （４）负载信号输出功能 参考文献： 【ｌ】李春明．汽车电器与电路［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２０１０． 【２】黄会平，王宝良．内装式电压调节器结构原理及常见故障分析
浅谈多功能电压调节器的原理及应用
文晓明
（汽车士官学校装备保障系，安徽蚌埠２３３０１１）
摘要：多功能电压调节器具有更高的可靠性及稳定性，提升了车辆驾驶的安全性与舒适性。介绍多功能电压调节器的应用现 状，详细阐述了集成电路式电压调节器的结构及基本工作原理，深入分析了多功能电压调节器附加功能的原理与作用，表明其在 故障诊断与保护、稳定发动机运转、节约油耗等方面的突出优势。 关键词：电压调节器；交流发电机；汽车电路 Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：
Ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｏ。； Ａ１ｔｅｍａｔｏｒ；
０
引言
现代汽车电子系统的作用凸显，这种趋势要求供电系统不
普通的电压调节器功能较为单一，不具备检测、保护功 能，电路异常造成的瞬间高电压可能会造成调节器和用电器件 的损坏。而多功能电压调节器在普通调节器功能的基础上，增 加了报警、保护、检测等功能，使得汽车电气系统运行更加可 靠、稳定。多功能调节器的发电机电路原理如图１所示。