淺談摩托車用開關式調壓器

鄔克全

（四川省隆昌縣古宇廟水庫管理所，四川 內江 642150）

淺談摩托車用開關式調壓器

鄔克全

（四川省隆昌縣古宇廟水庫管理所，四川 內江 642150）

本文介紹了摩托車用短路式調壓器和開關式調壓器的工作原理，并分析了短路式調壓器的缺點和開關式調壓器的優點。

調壓器；穩壓；控制

摩托車的電壓調節器作為當前摩托車上的一個十分重要的運行設備，其最主要的功能構建就是把摩托車自身的磁電機發出的交流電進行對應的整流構架，從而變成直流電，然后經過穩壓處理之后提供的電流可以給蓄電池進行充電，并且供給其他的電器設備進行使用。

根據調壓器的調壓工作方式分兩類，一類是采用短路調壓方式，則稱為短路式調壓器，另一類是采用開關調壓方式，則被叫作開關式的調壓器。對于摩托車自身而言，其所使用的調壓器的性能不同和好壞，不斷對摩托車自身的電氣性能造成了巨大的影響，還會對摩托車自身的能耗提升或者降低有著十分重大的影響。

磁電機是通過發動機的曲軸進行作為直接的連帶運動的，其主要的轉動速度是根據發動機自身的運轉速度變化而隨機產生變化的，也就是說，當發動機自身的運轉速度不斷提升的時候，那么磁電機所輸出的電壓也會呈現出等比例上升的形式，反之則相反。一般的磁電機從低轉速到最高轉速下，經整流后的電壓輸出范圍也是從最低0V升到最高約200V，所以我們如果先要把變化的范圍曲線如此巨大的直流電壓進行對應的穩定，使其保持在大約14.5V的浮動區間上，至于這樣才可以保證摩托車的蓄電池以及針對的電氣設備進行使用，就是一個需要認真去分析和解決的問題。

磁電機在做發電機，輸出帶有負載時，通過磁電機內部電流根據外界負載大小變化而變化，即隨負載電流大小變化而變化，當外界負載增加時，負載電流加大，磁電機內部的電流也相應增加，磁電機相應的內耗也在增加，只有磁電機在空載，即輸出端開路時，造成磁電機內部幾乎無電流流過，此時磁電機幾乎不消耗能量。

一、短路式調壓器的工作原理

短路式調壓器在工作時，如圖1所示，磁電機輸出的交流電經二極管整流后變成直流，向蓄電池充電及負載使用。當該充電電壓超過設定值時，由采樣控制電路分別向可控硅SP1、SP2發出其觸發信號，使其導通，使磁電機繞組通過可控硅和二極管來形成對應的回路以取得近似于短路的效果，然后我們就可以對磁電機當前進行輸出的電壓進行對應的波峰削減以便達到降壓的效果，然后通過降電壓的手段來對電壓自身的繼續升高行為做出對應的控制，從而使得電壓保持一種穩定的效果。這樣，當在白天行車的時候如果我們不打開車頭的大燈，那么摩托車的自身用電量就會很少。但這個時候，磁電機所輸出的電壓一端就會很高，因此，可控硅SP1、SP2和二極管長時間就保持著一種連通到導電的狀態來形成對應的短路構建以便降低當前過高的電壓數值，同時磁電機的輸出能量部分絕大多數以短路方式都消耗在磁電機及調壓器自身上，使得磁電機發出的能量以熱形式白白浪費。

二、短路式調壓器的優勢以及劣勢

從以上的方式我們可以看出這種調壓器的優勢和劣勢：

1.調壓器內部的短路開關元件，在用電負荷小的時候，長期處于滿負荷工作狀態，發熱較高，這樣容易造成電子元件的老化，從而降低調壓器的使用壽命。

2.由于調壓器是采用短路削波方式來調節電壓，在低轉速時，電壓過低，而在高轉速時電壓又過高，且這樣控制又很不穩定，因此造成調壓器輸出電壓波動范圍較大，穩壓精度低。在高速運轉時，過高的電壓容易造成蓄電池過充而損壞，最終造成摩托車上其他用電器也被燒壞等等。

3.如果磁電機長期短路發熱，而磁電機又是永磁式，則容易造成永磁體退磁，甚至燒壞線圈等，這樣也縮短磁電機壽命。

4.在不帶電瓶時帶50W大燈其輸出電壓不足12V無法達到大燈的照明度。

5.在不帶電瓶時帶直流點火器無法再運行高速。

6.可控硅在電路中工作在削波狀態，輸出電壓沖擊小，但電流較大對元器件要求較高。

短路式調壓器有以下幾點優點：

1.因可控硅在電路中工作在削波狀態，輸出電壓沖擊小。

2.短路式調壓器控制電路簡單成本較低。

3.低速輸出電壓約高于開關式，供直流點火器低速點火比開關好。

三、開關式調壓器工作原理

開關式調壓器在工作時，如圖2所示，由于可控硅的工作特性，使得此時將磁電機發出的交流電整流成直流電，向蓄電池充電及負載使用。當該充電電壓超過設定值時，信號采集控制電路將輸出一個信號，加上可控硅的工作特性，使其可控硅關斷，使得磁電機處于開路狀態，從而達到穩壓作用。

這樣看來，開關調壓器在摩托車自身不使用電或者是在蓄電池自身的蓄電量十分充足的時候，就可以對磁電機自身的供電回路進行自動切斷，讓磁電機進行自動的空轉行為操作，但是當我們對于用電設備的電量需要進行補充或者是蓄電池自身的電量達不到使用標準，需要進行充電的時候，摩托車自身又可以進行自動地針對磁電機的供電回路的連通，這樣我們就可以保證對于摩托車的電器設備部分供電的正常運行，以及給蓄電池進行充電的行為正常運行。

四、開關式調壓器的優缺點

從以上分析來看，開關式調壓器克服了短路式調壓器的幾大缺陷，而且還具有以下顯著的優點：

開關式調壓器的控制開關可以自動調節磁電機的自身負荷，這樣開關式調壓器在斷開輸出端時，磁電機內部和調壓器主回路中幾乎無電流流過，從而也就不存在以熱的形式來消耗，然而磁電機又是通過發動機曲軸驅動，而發動機曲軸動力又是燃油燃燒做功而來，這樣從能量守恒的觀點來看，由于減少了以熱量形式散發的能量消耗，因此，開關式調壓器的使用真正起到節能的作用。

開關式調壓器有以下幾點缺點：

1.由于目前開關式采用電路控制元器件電路復雜，高速時控制信號由于電容的延遲易造成電壓失控。

2.控制電路復雜，成本較高。

結語

開關式調壓器的作用，除了根據負載實際需要通過開關來準確控制電能輸出，達到節能的目的外，其高精度的穩壓效果也是節能降耗的有效手段，有極高的穩壓精度做保證，對用電器承受電壓波動的要求大大降低。因此，開關式調壓器將代替短路式調壓器是必然的結果。

［1］康華光.電子技術基礎［M］.北京：高等教育出版社，1982.

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