车用交流发电机充电指示电路的改进设计

随着现代车辆舒适度、智能化水平的提高，各种智能电控系统越来越多，整车用电负荷也在逐步增大，因而保证车辆发电机的正常工作状态就显得更为重要。特别是使用电控系统的车辆，一旦电源系统失效，几乎就只能停车。以下分析目前广泛使用的车用交流发电机充电指示线路的潜在隐患及改进措施。

国内车用交流发电机的电路结构基本相同，都是由发电绕组（定子）、励磁绕组（转子，有的机型使用永磁转子）、整流管、稳压器（可以调节励磁电流稳压，也可以通过开关元件直接调节输出电压。稳压器可以集成到发电机内部，也可以外置）组成。在壳体上一般有充电输出（+b）端子、指示灯（d+）端子、中性点（n）端子、搭铁（e）端子，其中中性点端子不是必需的。发电机的充电指示灯电路结构都类似：依靠额外附加的3个二极管输出直流电压以控制充电指示灯。但是这种应用极为广泛的充电指示电路存在有缺陷，即当发电机内部故障不能充电时，其充电指示电路却可以是完好的，因而指示灯也正常熄灭，表示正在充电。其实却是蓄电池在供应整车用电，直到蓄电池耗尽不能起动车辆为止。下面以东风eq1021h15q型汽油皮卡车充电电路（发电机件号：31qm- 01010 /14v80a）进行分析，并找出改进办法。

一、工作过程分析

如图1所示，二极管d1～d6是大功率主整流管，组成3相星形整流电路，供应整车用电及充电。中功率二极管d7～d9是稳压器和充电指示电路专用整流管，输出的14v直流电压（d+）与主输出（+b）隔离。当发电机运转时，+b与d+端都输出14v直流电压。由图1可以看出，当主整流管d1～d3由于故障断路、其他整流管正常时，充电指示回路仍然可以正常工作。即当d+端输出14v直流电压时，主输出端（+b）却不一定有输出。这样，一旦蓄电池耗尽就会造成车辆不能起动（笔者公司就有数台皮卡车因蓄电池耗尽抛锚在野外，只好由救援车辆送去新蓄电池救急）。

二、改进措施

由以上分析可以看出，判断发电机是否发电的直接可靠的方法就是检测主输出（+b）端的输出充电电流。而检测d+端电压只是一种间接方法，虽然多数情况下 d+和+b的输出是同步的（比如定子绕组、整流管d4～d6损坏造成不发电时，d+和+b将同时没有输出电压），但以上分析的情况却并没有同步，一旦蓄电池耗尽有可能造成严重后果。以下列举几个可以采用的改进方法。

1．开发使用新型充电指示（干簧）继电器。此（干簧）继电器的作用同样是指示发电机的充电输出情况，但是初级线圈串联在+b端输出回路里，直接检测充电电流（可以称之为电流型干簧继电器。普通常用的都是电压型的），见图2。这种继电器有2个关键参数：初级线圈额定电压降、初级线圈额定动作电流。电阻r为发电机提供初始励磁电流（调节器独立供电的发电机不用电阻r）。这种线路较为简单。