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应用电子专业毕业论文（GY6调节器）

xinshou_235

2012-10-22 14:49:47 2608 调节器

1.2 GY6稳压调节器原理电路、元器件列表. 2

3.2蓄电池充电及过充保护电路工作原理. 5

摩托车GY6整流稳压器电路工作原理解析

摘要：摩托车上有个非常重要的电器部件，它为摩托车各电气设备提供稳定的电压，这就是整流稳压器，即我们俗称的“调节器”。整流就是将交流电压变为直流电压，稳压就是将发电机输出的不稳定电压稳定在规定范围内，以便电瓶合理充电和车灯稳定亮度；实现这两个功能的器件，我们就称之为整流调节器。摩托车整流稳压器从产生到现在已经经历了几个阶段，但直到目前为止，大多数摩托车仍使用削波短路型稳压整流器。

关键词：电路原图；主要元件；电路原理；测试数据

引言

跟随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的提高，我国汽摩配工业已经步入高速成长期。摩托车的产量在不断的增加，其科技水平也不断发展。现代制造科技急速与电子技术、信息技术日益密切融合在一起。摩托车与汽车已经不再是简单的交通工具，而已成为现代科技的载体。

在摩托车电子设备中整流稳压器是一个非常重要的器件，为摩托车的车灯供电，以及稳定的直流电压给电瓶充电都是经过磁电机和整流稳压器工作供给的。因此、人们对摩托车整流稳压器的制造与测试非常的重视。

瑞安市宸豪机车部件有限公司座落于瑞安市罗凤工业区，公司主要生产汽车调节器、摩托车CDI、整流稳压器、闪光器等产品，产品远销俄罗斯、伊朗、东南亚、欧洲、非洲等国家和地区。

1 GY6整流稳压器的介绍1.1整流稳压器的用途

GY6整流稳压器是由照明稳压电路，以及蓄电池充电和过充保护电路组成。摩托车上的电能均由车上的磁电机（交流发电机）供给。磁电机的输出交流电压经整流稳压器整流和稳压后，供给车上的电器使用并给蓄电池充电。该装置是当磁电机的输出电压超过额定电压时，利用整流稳压器内部的可控硅导通对磁电机的输出电压进行削波而实现稳压的。

1.2 GY6稳压调节器原理电路、元器件列表

+B—蓄电池正 AC—磁电机充电线圈 L—磁电机照明线圈 GND—地线

图1 调节器原理图

1.3元器件清单

整流稳压器所需元器件清单如下表:

表1 电路中所有的元器件

标号	类型	数值	封装
R1	电阻	4K7	贴片
R2	电阻	470R	贴片
R3	电阻	330R	贴片
D1	整流硅堆	MD5S	贴片
D2	整流二极管	M7	贴片
D3	整流二极管	M7	贴片
D4	整流二极管	M7	贴片
ZW1	稳压二极管	6V8	贴片
ZW2	稳压二极管	15V3	贴片
Q1	三极管	2L	贴片
SCR1	单向可控硅	BT151	贴片
SCR2	单向可控硅	BT151	贴片

由以上元器件构成的整流稳压器实物图和整流稳压电路板图如下所示:

图2 整流稳压器实物图图3 整流稳压电路板图

2 主要元器件介绍2.1可控硅的介绍

可控硅又称晶闸管，是大功率半导体电子元器件，在各个领域中都广泛的应用，它用于交流电源的相位控制，电子开关交流调压等。它是带控制的整流二极管件，可用来做高电压和高电流的控制。可控硅器件主要用在开关方面，使器件从关闭或是阻断的状态转换为开启或是导通的状态。

图4可控硅构造图

2.2可控硅的结构及工作原理

从外形上主要有螺旋式，平板式和平底式三种，有阳极A，阴极K和控制集G三个电极。管芯P型或N型半导体交叠成的四层结构，有三个PN结，其结构示意图。

从阴极向上数第一、二、三层可看成是一只NPN型晶体管，而二、三、四层组成为一只NPN型晶体管。

图5 可控硅的原理结构图

如图5所示P1引出的电极为阳极A，N2引出的电极为K，P2引出的电极为控制极G，即K接外电源负极时，A接外电源正极时，如果控制机G无触发电压,,VT2则截止，导致VT2的Ic1=0，所以VT1也截止，这样当G极无电流时，可控硅是截止的。当然VT1,VT2存在着穿透电流，但此时晶体管hfe极低，不可能使晶体管处于导通状态。若控制极上加上一个极小的正向电压VG或IG时，VT2导通，IG最够大时，可控硅与一般晶体二极管福安特性相近；此时，若取掉IG可控硅仍然导通，只有将Va降低很多，可控硅才截止。用保护电路的可控硅正是利用这个特性现实电路自动关断的，即电路中出现过压、过流时，可控硅触发而导通，迫使供电电源由于负载过重而停振，只有排除故障后恢复电源才有可能重新正常工作。

3 GY6调节器电路原理分析3.1电路工作流程

图6为半波整流调节器内部电路原理图，因生产厂家不同，内部电子线路及电子元气件参数略有不同，，但其基本工作原理是相同的。

如下图6所示：

图6 电路原理图

3.2蓄电池充电及过充保护电路工作原理

稳压磁电机输出的交流电压经可控硅整流后形成直流电压给蓄电池充电。当蓄电池正电压达到额定电压后继续充电，并不能使蓄电池增加电能只会使电解液发热、蒸发干涸，甚至使蓄电池外壳过热变形，即所谓的过充电现象。所以，在半波整流调节器的线路中设计有充电终止保护功能。

图7 供+B蓄电池充电电路

如图7标识的箭头的充电走向，可控硅SCR2是可控硅整流元件，当磁电机充电线圈输出的交流电为正半周时，可控硅SCR2触发极有电流通过导通对蓄电池充电。当磁电机转速由低渐高, 当线圈输出的电压与蓄电池电压差达到可控硅的触发导通条件时, 经过可控硅阳极和阴极对蓄电池充电, 并向电路中的其它用电设备提供直流电压。

SCR2的触发电路为：AC→R3→D3→SCR2触发极→SCR2阴极→蓄电池正极→蓄电池负极→接地。

VS2的充电电路：AC→SCR2阳极→SCR2阴极→蓄电池正极→蓄电池负极→接地。

当磁电机发出交流电压时，经R3限流、D4单向导通，当稳压二极管ZW2两端电压超过击穿值时导通，从而使可控硅触发极电压稳定在一个设定值。当蓄电池电压随着充电而升高，可控硅SCR2触发极到阴极的电压差小于可触发工作的电压而截至，以达到防止蓄电池过充保护的功能

3.3照明稳压电路工作原理

图8中可以看出，可控硅SCR1这个削波泄流元件，只能交流的负半周导通泄流，在交流电正半周SCR1是不能导通泄流的，所以，对交流电正半周无调节电压能力即对蓄电池的充电电压无调节能力。

图8 照明灯原理电路图

当磁电机转速低，照明线圈发出的交流电经整流桥后，电压无法达到稳压二极管ZW1的击穿电压时，三极管Q1不导通，可控硅SCR1控制极无触发电流而截止。这时SCR1对磁电机产生的交流电流不进行削波。

当磁电机转速升高、输出的照明电压也随之升高，照明电压经整流桥D1后形成直流电压。当这一电压达到设计电压阀值时，击穿稳定二极管ZW1。ZW1一旦击穿，三极管Q1获得基极电流，使可控硅SCR1获得触发电流而触发导通。

其SCR1触发电路：GND→二极管3→Q1发射极→D2→SCR1触发极→SCR阴极→交流电输入

可控硅SCR1获得触发电流，导通AC端与GND端的交流电负半周，使交流负半周削波泄流，从而降低照明负载的电压。

4 测试4.1 测试的目的

整流稳压器生产加工完成后，要对其工作的稳定性和可靠性进行测试，已达到标准参数的的要求。

图9 调节器的测试台

4.2 测试过程

将GY6整流稳压器接在磁电机测试台上，打开照明开关，给蓄电池充电开光，交流电压开关，电瓶充电开关，磁电机转速在1711圈速的时候磁电机发出的电流电压为19V，当接上调节器时照明电压为14.3V，+B蓄电池充电电压为14.6V，磁电机的转速增加磁电机发出的电流电压也随之增加，调节器的压降在13.5V，磁电机转速增加调节器照明电压值跟+B电压始终保持不变，这就说明调节器已经起到稳压的作用了。

图10 电路板的信号输入端

5 电路波形 5.1 示波器的用途

示波器是一种用途十分广泛的电子测试量仪表。它能把肉眼看不见的电信号变成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测试信号的作用下。电子束就好像一支笔的笔尖，可以在上面描绘出被测的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

图11 波形测试

5.2 测试波形

首先将示波器的电源线接在电源插口上，将示波器的开光按钮打开，示波器上有两个通道（CH1，CH2），接下来将示波器的探头接在接在CH1上，探头上有个鳄鱼夹是接地的，探头上的针式测试电路上要测的电位波形。

测试一：

图1将调节器接在电源上，开启磁电机电源开关，磁电机输出的是交流信号。

将示波器的探头上的鳄鱼夹接在调节器的接地端口上，然后将埋头上的针指向调节器的AC输入端，示波器上的显出的信号为交流信号。

图12电源AC输入信号波形

测试二：

GY6调节器电路的L头灯是可控硅SCR1获得触发电流，导通AC端与GND端的交流电负半周，使交流电负半周削波泄流，AC端于接地端的电压为0V，实现了调节接在照明灯端与接地端在交流电负半周也降到0V，实现了调节接在照明灯端交流电压的升高，SCR1在交流电负半周的导通角前提，可加大负半周削波泄流的力度来降低照明负载电压的平均值。