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摩托車上有個非常重要的電器部件，它為機車電瓶提供穩(wěn)定的充電電壓，這就是穩(wěn)壓整流器，即我們俗稱的“硅整流”。整流就是將交流電壓變?yōu)橹绷麟妷�，穩(wěn)壓就是將發(fā)電機輸出的不穩(wěn)定電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內，以便電瓶合理充電和車燈穩(wěn)定亮度；實現(xiàn)這兩個功能的器件，我們就稱之為穩(wěn)壓整流器。 摩托車穩(wěn)壓整流器從產生到現(xiàn)在已經經歷了幾個階段，但直到目前為止，大多數(shù)摩托車仍使用技術上存在嚴重缺陷的削波短路型穩(wěn)壓整流器，嚴重浪費Ｎ多電能。隨著電子科技的發(fā)展、新技術和新元器件不斷出現(xiàn)，新一代的開關型穩(wěn)壓整流器已研制成功并已面世，人們在開始認識并使用它；相信不久，它就能全面替代削波短路型穩(wěn)壓整流器。 　　　 在未發(fā)明整流管前，摩托車只能采用復雜的激磁直流發(fā)電機，使用機械調壓法；就是用繼電器調節(jié)激磁電流的大小，是一種簡單的機械開關調壓電路。整流二極管發(fā)明后，人們嘗試采用簡單些三菱發(fā)電機配件的激磁交流發(fā)電機，同時采用機械調壓；后來慢慢用電子調壓替代機械調壓，就是現(xiàn)在汽車上用的調壓方式。 為什么早期摩托車要用結構復雜的激磁交流發(fā)電機而不用結構簡單小巧、故障率極低的永磁交流發(fā)電機呢？因為永磁交流發(fā)電機的磁場與線圈是固富豪發(fā)電機配件定的，輸出電壓和頻率隨發(fā)動機轉速成正比變化，電壓范圍較寬，無法象激磁交流發(fā)電機一樣用調整激磁電流大小的方法從內部調節(jié)輸出電壓的大小，故只能發(fā)出電壓后再設法穩(wěn)壓。 當時的技術條件雖然無法實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，但因小功率永磁交流發(fā)電機結構簡單，故障率少，后來還是被廣泛用到了摩托車上。最早的永磁交流發(fā)電機用的整流器是不帶穩(wěn)壓功能的，只有四個整流二極管，即全波整流，它全靠電瓶的蓄電能力來實現(xiàn)穩(wěn)定電壓（如XF250）。 發(fā)電機發(fā)出的交流電經過二極管橋式整流直接給電瓶充電，充電電壓就是發(fā)電機輸出電壓，隨轉速變化很大，電壓與電流都遠遠超過電瓶正常的充電電壓和電流；由于電瓶特有的穩(wěn)壓性能，所以電壓能夠穩(wěn)定在合適的范圍。但這種穩(wěn)壓是以電瓶壽命為代價的，雖然電瓶的設計壽命為三年，但一般如此使用一年內就會損壞。 在發(fā)動機運轉時，如果電瓶電路突然斷開，沒了電瓶對發(fā)電機峰值電壓的吸收，某些用電部件便會即刻燒毀。而且隨著時間的推移，電瓶穩(wěn)壓性能會逐漸失去，電壓會逐漸升高，很容易燒毀某些用電部件。因全波充電容易過充，就出現(xiàn)了半波充電，即只有一個二極管的整流器。因半波充電晚上電力不足，所以大燈只能由發(fā)電機交流直接供電，如早期的鈴木A100、本田CG125等。 半波充電也存在著問題：白天行駛時，電瓶仍然過充，于是就在照明線上接有泄流電阻，將電流通過電阻發(fā)熱泄放掉，以免電瓶過充提前損壞（也不能用密封電瓶，否則極易充壞）；晚上行車，低車速時大燈昏暗，而且燈光隨著發(fā)動機轉速變化，照明效果不理想，電瓶也不能充足。 　　 隨著電子科技的發(fā)展，出現(xiàn)了電子整流穩(wěn)壓器。早期整流穩(wěn)壓器柴油發(fā)電機采用并聯(lián)方式穩(wěn)壓，也就是削波短路穩(wěn)壓。如12V車型，當輸出電壓高過15V時，可控硅導通，輸入電流通過可控硅接地，發(fā)電機輸出電壓不再升高；當負載用電導致輸出電壓下降，低于15V時，可發(fā)電機出租控硅截止，輸入電流全部供給負載，如此反復，使電壓基本上保持在15V左右。 這種短路穩(wěn)壓方式在當時使永磁交流發(fā)電機的穩(wěn)壓性能得到提高，使得摩托車性能有了很大進步，可以隨意加大發(fā)動機轉速而不必顧忌輸出的電壓；不論是電瓶壽命，還是燈光亮度，都得到了一定控制，表面上的這種效果比較令人滿意。 這種電子整流穩(wěn)壓器又可分為全波和半波穩(wěn)壓兩種。全波整流穩(wěn)壓器同時對正負半波進行削波穩(wěn)壓，將輸出的正半波和負半波都利用來給整車及電瓶供電，能量比較充足，故可像汽車那樣實施直流照明（如FXD125、QJ125、鈴木王等）。 半波整流穩(wěn)壓器是對負半波進行削波達到穩(wěn)壓的目的，而將輸出的正半波用來給電瓶充電，此穩(wěn)壓整流器供電能力較差，不能使用直流照明，只能使用燈光亮度隨轉速而變化的交流照明方式（如豪邁125、嘉陵70、AX100），但電瓶略微耐用些。 　　　 摩托車不管是交流供電還是直流供電，使用的發(fā)電機功率基本一樣，只是接線方式和使用的整流器不同而已。如要將交流供電改為直流供電，只需換個整流器并改一下線路即可（小功率發(fā)電機除外）。有些車的發(fā)電量較大，使用改進后的開關穩(wěn)壓半波整流器，怠速燈光也很亮，就沒有必要改直流了。 這里要強調一下全波穩(wěn)壓整流器上檢測線的作用：這根檢測線是接到電門鎖出線上，用來檢測線路上的電壓值的。當晚上開燈時，由于線路上有損耗，電瓶電壓與線路電壓有差別，線路電壓低于15V時，整流穩(wěn)壓器自動提高穩(wěn)壓數(shù)值，使線路電壓始終維持15V。這從設計角度來看考慮很周全，但實際上有些電瓶因線路壓降過大，造成檢測失誤致使充電電壓過高而損壞，這是很多人所忽視的問題。 其實并聯(lián)穩(wěn)壓電路的采用也是迫不得已的，且只能用在小功率永磁發(fā)電機上；其根本原因是這種電路本身就是一種短路故障，故只能用在特定的場合。在摩托車中，這種穩(wěn)壓器多是做成簡易交流穩(wěn)壓器的形式汽車發(fā)電機電壓，接在大燈電路上；以其瞬間過壓放電的特性，可以避免發(fā)動機飛車時燒毀大燈． 因為永磁交流發(fā)電機的電壓和頻率變化范圍實在太寬，在起步轉速時就要求發(fā)電機輸出功率能滿足整車全部設備用電，那么此轉速提高后多發(fā)出的電能就是多余的，必須泄放掉才能使電壓穩(wěn)定在15V。這樣就造成了電能的白白浪費；尤其是在白天，短路穩(wěn)壓一方面使永磁交流發(fā)電機負荷加重，產生反向磁場，阻礙轉子的運動，同時消耗發(fā)動機動力。 消耗浪費電能的同時，另一方面由于穩(wěn)壓器通過大電流對地短路，整流穩(wěn)壓器和發(fā)電機線圈均會嚴重發(fā)熱，極易燒毀。這是并聯(lián)穩(wěn)壓不可避免的弊端。根據(jù)某機臺架測試，接上整流穩(wěn)壓器和不接時，發(fā)動機的輸出功率相差達150~250W，幾乎是一輛電瓶車行走的動力。 有的車型因怠速時輸出電壓較高，嚴重影響怠速，如鈴木GS125、錢江125-J、豪爵鉆豹125、建設雅馬哈SR150、大沙125及各種采用永磁交流發(fā)電機的大排量車，將穩(wěn)壓整流器拔除后怠速自然升高300-500轉，松油門后發(fā)動機慣性加大。經理論計算，4沖程發(fā)動機上裝用100W的永磁交流發(fā)電機使用并聯(lián)短路方式的穩(wěn)壓整流器，每百公里多消耗0.16升汽油。 　　　　 由于并聯(lián)穩(wěn)壓電路比較浪費電能，人們又發(fā)明了串聯(lián)穩(wěn)壓方式的電路，就是用可控硅做發(fā)電機與摩托車電路之間的電子開關，這如同自來水的水龍頭，需要用多少水，就放出多少水，不用水就關閘，消除了并聯(lián)穩(wěn)壓電路類似水閘常開嚴重浪費電能的現(xiàn)象。 串聯(lián)穩(wěn)壓與并聯(lián)穩(wěn)壓相比有不可比擬的優(yōu)勢，如電壓穩(wěn)定性、轉換效率、帶負載能力、壽命等方面，串聯(lián)穩(wěn)壓整流器均明顯高出并連穩(wěn)壓電路；它可在不改變磁電機參數(shù)的情況下，帶動更大功率的燈泡，使之達到汽車的照明水平，不但節(jié)電節(jié)油，安全性也有所提高。 　　　　 因穩(wěn)壓整流器的工作電流較大，發(fā)動機輸出的電壓與發(fā)電機零配件頻率變化范圍較寬，一般的串聯(lián)電路還不夠理想，需要使用比較復雜的開關電源電路才能達到更理想的狀態(tài)。早期開關電源的電路比較復雜，令人不太愿意接受；近幾年開關元件大批量生產面世，才使串聯(lián)型開關電源穩(wěn)壓器有可能走向市場。 開關電源就是用通過振蕩電路控制開關管進行高速的導通與截止．將直流電轉化為高頻率的交流電提供給電感器進行變壓，從而產生整車電路所需要的電壓。目前對開關電源電路應用最多的是日用電器的220V轉變成低壓直流，例如使用ＬＥＤ代替鎢絲白熾燈的交流>>直流電源變壓電路。 常用的多是將220V/50Hz的交流電轉換為高頻交流電，因為高頻電流在電感變壓電路中的效率要比使用50Hz電源高很多；所以開關變壓器就可以做的很小，成本較低，而且在工作時也不是很熱。如果不將50Hz電源變?yōu)楦哳l狀態(tài)，那開關電源電路就沒有實踐意義。 　　 開關電源大體可以分為隔離和非隔離兩種，隔離型的必定有開關變壓器，而非隔離的未必一定有。 　　簡單地說,開關電源的工作原理程序是: 1.交流電源輸入，經簡單的整流濾波成原始直流電源。 2.通過高頻PWM(脈沖寬度調制)信號控制開關管，將直流脈沖加到開關變壓器初級上。 3.開關變壓器次級感應出高頻電壓，對電瓶實施充電，或是經整流濾波后供給負載電路。 4.輸出部分通過取樣電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以便自控＝穩(wěn)定輸出電壓。 5.通過電路零件的不同組合連接，開關電源可以有升壓或降壓的功能，或是相反的輸出極性。 　　　　　 交流電源輸入在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高。開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出。一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀汽車發(fā)電機故障開關電源。 　　 以上說的是開關電源的大致工作原理；其實目前已經有了集成度非常高的專用芯片,可以使外圍電路非常簡單,甚至做到免調試。例如TOP系列的開關電源芯片(或稱模塊),只要配合一些阻容元件,和一個開關變壓器,就可以做成一個基本的開關電源。最后說點開關電源的電路常識： 　　 開關電源的輸出應為直流而不是交流。滿足以下三個條件即為開關電源： 1，開關(電路中的電力電子器件工作在開關狀態(tài)而不是線性狀態(tài)) 2，高頻(電路中的電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻) 3，直流(電源輸出是直流而不是交流) 　　 開關管的等效阻抗上的消耗功率越大，電路輸出效率越小，而發(fā)熱量越大。通常在開關管上消耗的功率P等于電流的平方乘以電阻，那么電阻就是越小越好，電阻小則輸出效率高，而發(fā)熱量越小。現(xiàn)在的開關管的阻值越來越小，常規(guī)RF系列的管子（MOS），內部電阻都很小，自身發(fā)熱也就比較小些。打個比方，一個24V/10KW的電源，如果是傳統(tǒng)變壓器方式，體積類似于電視機，一般女生搬不動，散熱相當于冬天室內的熱風機；而開關電源體積較小，其散熱有一只電腦風扇就足以應付。車用開關電源整流器主要特點是輸入頻率高，而且輸入電壓是不固定的，但目前的電子技術不難生產制造。 有些人以大燈亮度來衡量整流器的好壞，這是非常錯誤的。燈泡的發(fā)光效果受電壓影響，電壓過高則光亮耀眼。如果某整流器質量較差，穩(wěn)定性不好，輸出的電壓偏高，那么燈泡必然很亮；但車上的電瓶與燈泡等電壓規(guī)格是預定的，過高電壓使用的后果，必然會很快損壞電瓶與燈泡。 　　 目前開關電源在其他行業(yè)的應用早已普及，現(xiàn)成的電子零部件也很多，雖然開關型穩(wěn)壓整流器在摩托車中尚未推廣，但摩托車整流穩(wěn)壓器遲早會走開關電路穩(wěn)壓的路子。但國內多數(shù)企業(yè)有拼低成本搞壓價競爭的習慣，其產品質量因此會受到嚴重影響，為此諸位車友在選購相關部件時，還得仔細挑選。 　 對于不同的機車和電瓶，開關電源電路有以下不同的類型： 一、簡易定壓開關型整流器： 有的電瓶可以使用低頻電流簡易充電方式，使用帶限流定壓的開關電路的整流器即可。通常可以做成橋堆整流>單向可控硅>輸出。取樣電路可預先設定在某一電壓值，限流可使用常規(guī)電阻；隨著電瓶逐步被充足，直流電路中的電壓逐步升高，整流器輸出的充電電流逐步減少，直到最后幾乎完全截止。 這樣的電路比較容易自制，成本較低，而且比靠短路電流來穩(wěn)定電壓的并連整流穩(wěn)壓器要合理很多；但在發(fā)動機轉速較低時，發(fā)電機輸出電壓偏低，充電能力略嫌不足，大燈也不夠亮。對于此點不足，通常是將發(fā)電機的線匝多繞些，讓發(fā)動機在低轉速時，發(fā)電機也有足夠點亮大燈和充入電瓶的電力。 二、高頻開關智能型整流器： 對于要求較高的車載電瓶，例如電油雙動力車之類的４８Ｖ電瓶組，因其電壓較高，電瓶又是適于高頻充電的那類。此時需要采用高頻脈沖智能充電方式，需要采用高頻開關電源電路形式，需要整流器內含電壓取樣>自控電路，需要有瞬間放電＝恢復電瓶蓄電能力的電路，需要有隨同電瓶電壓逐步升高而逐步減少充電電流的自動控制電路；其電路復雜程度不亞于在家使用的智能充電器。 這樣的電路比較復雜，不太容易自制，而且成本會比較高些。電路形式可有兩種：一種是類似上述的電路，開關管類似于自來水的放水龍頭，輸入電壓必須高于電瓶電壓才有電流通過；與上述不同的是開關管是工作在高頻開關狀態(tài)，以保證電路的充電效果。這樣的電路效果與簡易串連穩(wěn)壓整流器有點類似，發(fā)動機輸出的電壓必須高于電瓶電壓，整流器才有較大電流充入電瓶和點亮大燈。 另一種電路比較特別些，是輸入電壓低于電瓶組電壓的變壓整流電路，還是使用發(fā)電機輸出的電力，經簡易整流濾波后，靠電子振蕩電路輸出高電壓，對電瓶的充電狀態(tài)有點類似于使用水泵將水往高處打的局面。具體給電瓶和大燈充電多少，都由取樣電路決定。這樣做在電路上比較麻煩些，成本也會有所汽車發(fā)電機調節(jié)器提高；但其好處是：發(fā)動機在怠速狀態(tài)也有電力輸送給電瓶。（個人觀點：既然是串連開關電路，還是將發(fā)動機的輸出電壓提高些，整流穩(wěn)壓電路就可以簡單些，發(fā)動機的怠速也比較容易穩(wěn)定些。） 　　　　 雖然俺目前正在為電油雙混合動力車研制上述的第二種智能充電器，但目前對于摩托界最實際的做法，還是盡快實現(xiàn)上述第一種簡易定壓開關型整流器。只要做到電瓶不過量充電，電瓶的壽命就可以延長許多，車燈也有希望使用直流供電。對于廣大車友來說，電瓶哪怕只延長半年的壽命，就幾乎相當于每年節(jié)約了幾十￥的電瓶費用，買汽油可以供小羊多跑幾百公里的路程。。。相關閱讀：無觸點汽車發(fā)電系統(tǒng)的研究_汽車發(fā)電機轉速 詳細說明本文設計、制作了一套發(fā)電機零配件汽車發(fā)電機常見故障1.2kVA，14V無觸點汽車發(fā)電系統(tǒng)，康明斯發(fā)電機并在實驗室

回答者：b0t69cgjpsz2016-05-31 00:00