專利名稱：通用發(fā)電機(jī)速度控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于控制通用發(fā)電機(jī)速 度以控制輸出電壓頻率的通用汽油發(fā)電機(jī)控制器。
技術(shù)背景移動(dòng)型電源裝置，比如發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)，為了穩(wěn)定其輸出 頻率，通常采用機(jī)械調(diào)速來穩(wěn)定頻率，但是其存在著如下缺點(diǎn)第一， 這種形式的發(fā)電機(jī)穩(wěn)頻性能較差；第二，轉(zhuǎn)配中要在發(fā)動(dòng)機(jī)工作后才能 確定機(jī)械調(diào)速桿的位置，因此，第一次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)很有可能會(huì)飛車，帶來很大的危險(xiǎn)性；第三，生產(chǎn)、調(diào)節(jié)復(fù)雜。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種穩(wěn)頻 性能好，調(diào)速安全，生產(chǎn)、調(diào)節(jié)方便的通用發(fā)電機(jī)速度控制器。本實(shí)用新型通用發(fā)電機(jī)速度控制器的技術(shù)方案是其特征在于包括 頻率檢測(cè)控制電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，頻率檢測(cè)控制電路包括頻率檢測(cè)電路和單片微控制器MCU，頻率檢測(cè)電路由整流電路、降壓濾波電路 及比較電路組成，整流電路包括整流二極管D2、 D3、 D4、 Ds和瓷片電容 C6、 C7、 C16、 C19;降壓濾波電路包括電阻R4、 R5、 R7， 二極管D6、 D7 及電容Cn、 C18;比較電路包括電阻R6、 R8，電容Cu， 二極管D9及比 較器U，比較器輸出端連接單片微控制器MCU輸入端；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路具有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸入端與單片微控制器MCU輸 出端相連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出端與步進(jìn)電機(jī)M相連接；控制電路電 源由飛輪永磁發(fā)電機(jī)交流電源AC輸入經(jīng)整流穩(wěn)壓提供。本實(shí)用新型的通用發(fā)電機(jī)速度控制器，根據(jù)輸出電壓控制轉(zhuǎn)速，頻 率檢測(cè)電路用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)整流二極管D2、 D3、 D4、 Ds和瓷片電容C6、 C7、 C16、 C^組成的整流電路轉(zhuǎn)換為頻率加倍的 半波信號(hào)，該信號(hào)通過電阻R4、 R5、 二極管D6、 D7、電阻R7及電容Cn、 C^組成的降壓濾波電路后形成最大電壓為1.4V的脈沖信號(hào)，再經(jīng)電阻 R6、 R8，電容Qs， 二極管D9及比較器U組成的比較電路得到干凈穩(wěn)定 的方波信號(hào)送給單片微處理器MCU，單片微處理器MCU將轉(zhuǎn)速信號(hào)與給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速運(yùn)算，運(yùn)用PID算法得到步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)步數(shù)，從 而使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在一定的轉(zhuǎn)速上運(yùn)行，使得速度穩(wěn)定度高；并且使用電 子調(diào)速后，無需工人干預(yù)，程序自動(dòng)控制轉(zhuǎn)速，減少了工人轉(zhuǎn)配調(diào)節(jié)帶 來的隱患。本實(shí)用新型的通用發(fā)電機(jī)速度控制器，其所述的控制電路電源是二 極管Ds并聯(lián)瓷片電容C2。后分別連接電解電容C8、瓷片電容Q、 do及三端集成穩(wěn)壓器U3、 U4輸入端，三端集成穩(wěn)壓器u3的輸出端連接電解 電容Cu和瓷片電容C13，三端集成穩(wěn)壓器U4的輸出端連接電解電容C12和瓷片電容Cw、 C21，兩個(gè)三端集成穩(wěn)壓器U3、 U4的接地端接地，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入電解電容c8，利用其充放電特性，使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較 穩(wěn)定的直流電壓，電解電容Cs后接有三端集成穩(wěn)壓器(是線性降壓型 DC/DC轉(zhuǎn)換器)及電解電容Cu和C13，使得直流電壓更加穩(wěn)定。其瓷片 電容d、 C5的兩端分別與地和石英晶體振蕩器Bi兩端連接，石英晶體振 蕩器Bi兩端分別連接單片微控制器MCU的晶體振蕩器連接腳，通過石 英晶體振蕩器和單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路來得到單片機(jī)工作的時(shí)鐘源。其單 片微控制器MCU的復(fù)位腳連接由電阻R2、 ， 二極管，電解電容C2 組成的外部復(fù)位電路，二極管A有助于當(dāng)Vdd斷電時(shí)對(duì)電容C2進(jìn)行快 速放電。其所述的單片微控制器MCU是高速16位微控制器。其所述的 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是TA7774步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

圖1是本實(shí)用新型的通用發(fā)電機(jī)速度控制器的電路框圖； 圖2是本實(shí)用新型的通用發(fā)電機(jī)速度控制器的電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型公開了一種通用發(fā)電機(jī)速度控制器，如圖l、圖2所示， 其特征在于包括頻率檢測(cè)控制電路1和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路2，頻率檢測(cè) 控制電路1包括頻率檢測(cè)電路11和單片微控制器MCU，頻率檢測(cè)電路 11由整流電路、降壓濾波電路及比較電路組成，整流電路包括整流二極 管D2、 D3、 D4、 D5和瓷片電容C6、 C7、 C16、 C19;降壓濾波電路包括電 阻R4、 R5、 R7， 二極管D6、 D7及電容Cn、 C18;比較電路包括電阻R6、 R8，電容Cw 二極管D9及比較器U，比較器U輸出端連接單片微控制器MCU輸入端；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路2具有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器21，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器21輸入端與單片微控制器MCU輸出端相連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 器21輸出端與步進(jìn)電機(jī)M相連接;控制電路電源3由飛輪永磁發(fā)電機(jī)交 流電源AC (通常為12V)輸入經(jīng)整流穩(wěn)壓提供。根據(jù)輸出電壓控制轉(zhuǎn)速， 頻率檢測(cè)電路用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)整流二極管D2、 D3、 D4、 D5和瓷片電容Q、 C7、 C16、 d9組成的整流電路轉(zhuǎn)換為頻率加 倍的半波信號(hào)，該信號(hào)通過電阻R4、 R5、 二極管De、 D7、電阻&及電 容Cn、 Qs組成的降壓濾波電路后形成最大電壓為1.4V的脈沖信號(hào)，再 經(jīng)電阻R6、 R8,電容&5， 二極管D9及比較器U組成的比較電路得到干 凈穩(wěn)定的方波信號(hào)送給單片微處理器MCU，單片微處理器MCU將轉(zhuǎn)速 信號(hào)與給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速運(yùn)算，運(yùn)用PID算法得到步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)步 數(shù)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在一定的轉(zhuǎn)速上運(yùn)行，使得速度穩(wěn)定度高。其控 制電路電源3是二極管Ds并聯(lián)瓷片電容C2o后分別連接電解電容C8、瓷 片電容C9、 do及三端集成穩(wěn)壓器U3、 U4輸入端，三端集成穩(wěn)壓器U3 的輸出端連接電解電容Cn和瓷片電容d3，三端集成穩(wěn)壓器U4的輸出端連接電解電容Cu和瓷片電容d4、 C21，兩個(gè)三端集成穩(wěn)壓器U3、 114的 接地端接地，通過電解電容Cs、 C 、 C,2及三端集成穩(wěn)壓器U3、 114的 濾波作用，可得到非常穩(wěn)定干凈的波形信號(hào)。其瓷片電容Ci、 Q的兩端 分別與地(即接地)和石英晶體振蕩器B,兩端連接，石英晶體振蕩器Bi 兩端分別連接單片微控制器MCU的晶體振蕩器連接腳，有了石英晶體振 蕩器Bp單片機(jī)就有了穩(wěn)定的工作時(shí)鐘。當(dāng)Vdd上電速率太慢時(shí)，需要 外部上電復(fù)位電路，可由電阻R2、 Rp 二極管Dp電解電容C2組成的 外部復(fù)位電路連接單片微控制器MCU的復(fù)位腳，二極管A有助于當(dāng)Vdd 斷電時(shí)對(duì)電容C2進(jìn)行快速放電，在實(shí)際制造時(shí)，應(yīng)該選擇合適的Ri以確 保兩端的壓降不會(huì)違反器件電氣規(guī)范，還應(yīng)該選擇合適的R2以限制靜 電放電(ESD)或過度電性應(yīng)力(EOS)導(dǎo)致MCLR/Vpp引腳損壞時(shí)從 外部電容C2流入MCLR的電流。在實(shí)際選用單片微控制器MCU時(shí)，可 選擇高速16位微控制器，如30F系列(如30F2010)、 AVR系列或者51 系列；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器21可選用TA7774或者L619， L619電壓范圍大， 外圍電路簡(jiǎn)單，但是價(jià)格稍高；比較器U—般選用LM293，其價(jià)格便宜， 溫度范圍大，可以在85X:正常工作。
權(quán)利要求1、一種通用發(fā)電機(jī)速度控制器，其特征在于包括頻率檢測(cè)控制電路(1)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(2)，頻率檢測(cè)控制電路(1)包括頻率檢測(cè)電路(11)和單片微控制器(MCU)，頻率檢測(cè)電路(11)由整流電路、降壓濾波電路及比較電路組成，整流電路包括整流二極管(D2)、(D3)、(D4)、(D5)和瓷片電容(C6)、(C7)、(C16)、(C19)；降壓濾波電路包括電阻(R4)、(R5)、(R7)，二極管(D6)、(D7)及電容(C17)、(C18)；比較電路包括電阻(R6)、(R8)，電容(C15)，二極管(D9)及比較器(U)，比較器輸出端連接單片微控制器(MCU)輸入端；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(2)具有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(21)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(21)輸入端與單片微控制器(MCU)輸出端相連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(21)輸出端與步進(jìn)電機(jī)(M)相連接；控制電路電源(3)由飛輪永磁發(fā)電機(jī)交流電源(AC)輸入經(jīng)整流穩(wěn)壓提供。
2、 如權(quán)利要求1所述的通用發(fā)電機(jī)速度控制器，其特征在于所述 的控制電路電源(3)是二極管(D8)并聯(lián)瓷片電容(C2Q)后分別連接 電解電容(C8)、瓷片電容(C9)、 (C10)及三端集成穩(wěn)壓器(U3)、 (U4) 輸入端，三端集成穩(wěn)壓器(U3)的輸出端連接電解電容(C )和瓷片 電容(C13)，三端集成穩(wěn)壓器(U4)的輸出端連接電解電容(C12)和 瓷片電容(C14)、 (C21)，兩個(gè)三端集成穩(wěn)壓器(U3)、 (U4)的接地端 接地。
3、 如權(quán)利要求1所述的通用發(fā)電機(jī)速度控制器，其特征在于瓷片 電容(d)、 (C5)的兩端分別與地和石英晶體振蕩器(B。兩端連接， 石英晶體振蕩器(BO兩端分別連接單片微控制器(MCU)的晶體振 蕩器連接腳。
4、 如權(quán)利要求1所述的通用發(fā)電機(jī)速度控制器，其特征在于單片 微控制器(MCU)的復(fù)位腳連接由電阻(R2)、 (Rj)， 二極管(D。， 電解電容(C2)組成的外部復(fù)位電路。
5、 如權(quán)利要求1所述的通用發(fā)電機(jī)速度控制器，其特征在于所述 的單片微控制器(MCU)是高速16位微控制器。
6、 如權(quán)利要求1所述的通用發(fā)電機(jī)速度控制器，其特征在于所述 的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(21)是TA7774步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
專利摘要通用發(fā)電機(jī)速度控制器，其特征在于包括頻率檢測(cè)控制電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，頻率檢測(cè)控制電路包括頻率檢測(cè)電路和單片微控制器MCU，頻率檢測(cè)電路由整流電路、降壓濾波電路及比較電路組成，整流電路包括整流二極管D₂、D₃、D₄、D₅和瓷片電容C₆、C₇、C₁₆、C₁₉；降壓濾波電路包括電阻R₄、R₅、R₇，二極管D₆、D₇及電容C₁₇、C₁₈；比較電路包括電阻R₆、R₈，電容C₁₅，二極管D₉及比較器U，比較器輸出端連接單片微控制器MCU輸入端；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路具有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸入端與單片微控制器MCU輸出端相連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出端與步進(jìn)電機(jī)M相連接；控制電路電源由飛輪永磁發(fā)電機(jī)交流電源AC輸入經(jīng)整流穩(wěn)壓提供。
文檔編號(hào)H02P9/04GK201113885SQ200720192220
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者徐道聰, 陳吉明 申請(qǐng)人:陳吉明