車用交流發電機充電指示電路的改進設計

隨著現代車輛舒適度、智能化水平的提高，各種智能電控系統越來越多，整車用電負荷也在逐步增大，因而保證車輛發電機的正常工作狀態就顯得更為重要。特別是使用電控系統的車輛，一旦電源系統失效，幾乎就只能停車。以下分析目前廣泛使用的車用交流發電機充電指示線路的潛在隱患及改進措施。

國內車用交流發電機的電路結構基本相同，都是由發電繞組（定子）、勵磁繞組（轉子，有的機型使用永磁轉子）、整流管、穩壓器（可以調節勵磁電流穩壓，也可以通過開關元件直接調節輸出電壓。穩壓器可以集成到發電機內部，也可以外置）組成。在殼體上一般有充電輸出（+b）端子、指示燈（d+）端子、中性點（n）端子、搭鐵（e）端子，其中中性點端子不是必需的。發電機的充電指示燈電路結構都類似：依靠額外附加的3個二極管輸出直流電壓以控制充電指示燈。但是這種應用極為廣泛的充電指示電路存在有缺陷，即當發電機內部故障不能充電時，其充電指示電路卻可以是完好的，因而指示燈也正常熄滅，表示正在充電。其實卻是蓄電池在供應整車用電，直到蓄電池耗盡不能起動車輛為止。下面以東風eq1021h15q型汽油皮卡車充電電路（發電機件號：31qm- 01010 /14v80a）進行分析，并找出改進辦法。

一、工作過程分析

如圖1所示，二極管d1～d6是大功率主整流管，組成3相星形整流電路，供應整車用電及充電。中功率二極管d7～d9是穩壓器和充電指示電路專用整流管，輸出的14v直流電壓（d+）與主輸出（+b）隔離。當發電機運轉時，+b與d+端都輸出14v直流電壓。由圖1可以看出，當主整流管d1～d3由于故障斷路、其他整流管正常時，充電指示回路仍然可以正常工作。即當d+端輸出14v直流電壓時，主輸出端（+b）卻不一定有輸出。這樣，一旦蓄電池耗盡就會造成車輛不能起動（筆者公司就有數臺皮卡車因蓄電池耗盡拋錨在野外，只好由救援車輛送去新蓄電池救急）。

二、改進措施

由以上分析可以看出，判斷發電機是否發電的直接可靠的方法就是檢測主輸出（+b）端的輸出充電電流。而檢測d+端電壓只是一種間接方法，雖然多數情況下 d+和+b的輸出是同步的（比如定子繞組、整流管d4～d6損壞造成不發電時，d+和+b將同時沒有輸出電壓），但以上分析的情況卻并沒有同步，一旦蓄電池耗盡有可能造成嚴重后果。以下列舉幾個可以采用的改進方法。

1．開發使用新型充電指示（干簧）繼電器。此（干簧）繼電器的作用同樣是指示發電機的充電輸出情況，但是初級線圈串聯在+b端輸出回路里，直接檢測充電電流（可以稱之為電流型干簧繼電器。普通常用的都是電壓型的），見圖2。這種繼電器有2個關鍵參數：初級線圈額定電壓降、初級線圈額定動作電流。電阻r為發電機提供初始勵磁電流（調節器獨立供電的發電機不用電阻r）。這種線路較為簡單。