最佳答案

摩托車上有個非常重要的電器部件，它為機車電瓶提供穩定的充電電壓，這就是穩壓整流器，即我們俗稱的“硅整流”。整流就是將交流電壓變為直流電壓，穩壓就是將發電機輸出的不穩定電壓穩定在規定范圍內，以便電瓶合理充電和車燈穩定亮度；實現這兩個功能的器件，我們就稱之為穩壓整流器。 摩托車穩壓整流器從產生到現在已經經歷了幾個階段，但直到目前為止，大多數摩托車仍使用技術上存在嚴重缺陷的削波短路型穩壓整流器，嚴重浪費Ｎ多電能。隨著電子科技的發展、新技術和新元器件不斷出現，新一代的開關型穩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壓整流器。 　　　 在未發明整流管前，摩托車只能采用復雜的激磁直流發電機，使用機械調壓法；就是用繼電器調節激磁電流的大小，是一種簡單的機械開關調壓電路。整流二極管發明后，人們嘗試采用簡單些三菱發電機配件的激磁交流發電機，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電機而不用結構簡單小巧、故障率極低的永磁交流發電機呢？因為永磁交流發電機的磁場與線圈是固富豪發電機配件定的，輸出電壓和頻率隨發動機轉速成正比變化，電壓范圍較寬，無法象激磁交流發電機一樣用調整激磁電流大小的方法從內部調節輸出電壓的大小，故只能發出電壓后再設法穩壓。 當時的技術條件雖然無法實現穩壓輸出，但因小功率永磁交流發電機結構簡單，故障率少，后來還是被廣泛用到了摩托車上。最早的永磁交流發電機用的整流器是不帶穩壓功能的，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穩定電壓（如XF250）。 發電機發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；由于電瓶特有的穩壓性能，所以電壓能夠穩定在合適的范圍。但這種穩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。 在發動機運轉時，如果電瓶電路突然斷開，沒了電瓶對發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。 　　 隨著電子科技的發展，出現了電子整流穩壓器。早期整流穩壓器柴油發電機采用并聯方式穩壓，也就是削波短路穩壓。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。 這種短路穩壓方式在當時使永磁交流發電機的穩壓性能得到提高，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。 這種電子整流穩壓器又可分為全波和半波穩壓兩種。全波整流穩壓器同時對正負半波進行削波穩壓，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）。 半波整流穩壓器是對負半波進行削波達到穩壓的目的，而將輸出的正半波用來給電瓶充電，此穩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（小功率發電機除外）。有些車的發電量較大，使用改進后的開關穩壓半波整流器，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，整流穩壓器自動提高穩壓數值，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。 其實并聯穩壓電路的采用也是迫不得已的，且只能用在小功率永磁發電機上；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，這種穩壓器多是做成簡易交流穩壓器的形式汽車發電機電壓，接在大燈電路上；以其瞬間過壓放電的特性，可以避免發動機飛車時燒毀大燈． 因為永磁交流發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出的電能就是多余的，必須泄放掉才能使電壓穩定在15V。這樣就造成了電能的白白浪費；尤其是在白天，短路穩壓一方面使永磁交流發電機負荷加重，產生反向磁場，阻礙轉子的運動，同時消耗發動機動力。 消耗浪費電能的同時，另一方面由于穩壓器通過大電流對地短路，整流穩壓器和發電機線圈均會嚴重發熱，極易燒毀。這是并聯穩壓不可避免的弊端。根據某機臺架測試，接上整流穩壓器和不接時，發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電機的大排量車，將穩壓整流器拔除后怠速自然升高300-500轉，松油門后發動機慣性加大。經理論計算，4沖程發動機上裝用100W的永磁交流發電機使用并聯短路方式的穩壓整流器，每百公里多消耗0.16升汽油。 　　　　 由于并聯穩壓電路比較浪費電能，人們又發明了串聯穩壓方式的電路，就是用可控硅做發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，消除了并聯穩壓電路類似水閘常開嚴重浪費電能的現象。 串聯穩壓與并聯穩壓相比有不可比擬的優勢，如電壓穩定性、轉換效率、帶負載能力、壽命等方面，串聯穩壓整流器均明顯高出并連穩壓電路；它可在不改變磁電機參數的情況下，帶動更大功率的燈泡，使之達到汽車的照明水平，不但節電節油，安全性也有所提高。 　　　　 因穩壓整流器的工作電流較大，發動機輸出的電壓與發電機零配件頻率變化范圍較寬，一般的串聯電路還不夠理想，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。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，才使串聯型開關電源穩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電源變為高頻狀態，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而不是線性狀態) 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，而發熱量越小。現在的開關管的阻值越來越小，常規RF系列的管子（MOS），內部電阻都很小，自身發熱也就比較小些。打個比方，一個24V/10KW的電源，如果是傳統變壓器方式，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的應用早已普及，現成的電子零部件也很多，雖然開關型穩壓整流器在摩托車中尚未推廣，但摩托車整流穩壓器遲早會走開關電路穩壓的路子。但國內多數企業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定電壓的并連整流穩壓器要合理很多；但在發動機轉速較低時，發電機輸出電壓偏低，充電能力略嫌不足，大燈也不夠亮。對于此點不足，通常是將發電機的線匝多繞些，讓發動機在低轉速時，發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，以保證電路的充電效果。這樣的電路效果與簡易串連穩壓整流器有點類似，發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電機調節器提高；但其好處是：發動機在怠速狀態也有電力輸送給電瓶。（個人觀點：既然是串連開關電路，還是將發動機的輸出電壓提高些，整流穩壓電路就可以簡單些，發動機的怠速也比較容易穩定些。） 　　　　 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：無觸點汽車發電系統的研究_汽車發電機轉速 詳細說明本文設計、制作了一套發電機零配件汽車發電機常見故障1.2kVA，14V無觸點汽車發電系統，康明斯發電機并在實驗室

回答者：b0t69cgjpsz2016-05-31 00:00