1、 工作情景描述工作情景描述 一辆一辆2006年产丰田卡罗拉轿车，行驶里程为年产丰田卡罗拉轿车，行驶里程为120，000km，蓄电池常亏电，经检查发电机总成故障，需要对发电机总成蓄电池常亏电，经检查发电机总成故障，需要对发电机总成进行拆检与修复。进行拆检与修复。学习任务学习任务2.2 电源系统电路分析电源系统电路分析 汽车电器系统故障诊断与维修汽车电器系统故障诊断与维修 交流发电机端电压受转速和负载变化的影响较大，交流发电机端电压受转速和负载变化的影响较大，为了保证用电设备正常工作，防止蓄电池过充电，为了保证用电设备正常工作，防止蓄电池过充电，因此必须配用电压调节器才能保持恒定的电压值。因此必须
2、配用电压调节器才能保持恒定的电压值。学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析相关知识相关知识一、电压调节器的工作原理一、电压调节器的工作原理 交流发电机经整流后输出的直流电压为：交流发电机经整流后输出的直流电压为：式中，式中，f n，Is，K、N为常数。为常数。小结：小结：发电机发电机端电压端电压的高低取决于转子的的高低取决于转子的转速转速和和磁极磁通磁极磁通。为了保持电压为了保持电压U恒定，恒定，转速转速n时，时，即可通过减小励磁，即可通过减小励磁电流电流Is来实现；反之，来实现；反之，Is。KfNU44.434.2 学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析二、晶
3、体管式电压调节器的工作原理二、晶体管式电压调节器的工作原理 利用利用晶体管的开关晶体管的开关特性，来特性，来控制发电机磁场电流控制发电机磁场电流，使发电机的输出电压保持恒定。使发电机的输出电压保持恒定。14V 调节器的调压值一般在调节器的调压值一般在13.514.5V 之间，之间，28V 调节器调压值一般在调节器调压值一般在2729V 之间。之间。学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析图图1 外搭铁型电子电压调节器基本电路外搭铁型电子电压调节器基本电路1、外搭铁电子电压调节器基本工作原理、外搭铁电子电压调节器基本工作原理 学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析
4、2、内搭铁型电子电压调节器基本工作原理、内搭铁型电子电压调节器基本工作原理图图 2 内搭铁型电子电压调节器基本电路内搭铁型电子电压调节器基本电路 学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析3、电压调节器电压检测点的选择、电压调节器电压检测点的选择根据检测点的不同，可分为根据检测点的不同，可分为发电机电压检测电路发电机电压检测电路和和蓄电池电压检蓄电池电压检测电路测电路两类。两类。图图3 发电机电压检测电路发电机电压检测电路（1）发电机电压检测电路）发电机电压检测电路 分压器分压器R1、R2从发电从发电机机D十端得到电压。检测点十端得到电压。检测点P加到稳压管加到稳压管VS上的电压与
5、发上的电压与发电机输出电压成正比，所以该电机输出电压成正比，所以该电路称为发电机电压检测电路电路称为发电机电压检测电路（检测点在发电机上）。（检测点在发电机上）。学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析图图4 蓄电池电压检测电路蓄电池电压检测电路（2）蓄电池电压检测电路）蓄电池电压检测电路 分压器分压器R1、R2从蓄电池从蓄电池正极正极BAT得到电压。检测点得到电压。检测点P加到稳压管加到稳压管VS上的电压与蓄上的电压与蓄电池的端电压成正比，所以电池的端电压成正比，所以该电路称为蓄电池电压检测该电路称为蓄电池电压检测电路（检测点在蓄电池上）。电路（检测点在蓄电池上）。学习任务学习
6、任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析图图 5 集成电路调节器的输入电压信号检测集成电路调节器的输入电压信号检测 学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析发电机电压检测电路中，发电机的引出线减少一根。但是当发电机电压检测电路中，发电机的引出线减少一根。但是当发电机发电机B端至蓄电池正极端至蓄电池正极BAT电路上电压降较大时，可能导致蓄电路上电压降较大时，可能导致蓄电池充电不足。一般大功率发电机多采用蓄电池电压检测法。电池充电不足。一般大功率发电机多采用蓄电池电压检测法。蓄电池电压检测法可保证蓄电池的充电电压。但采用蓄电池蓄电池电压检测法可保证蓄电池的充电电压。但采用蓄电池电压
7、检测法后，若发电机的电压输出线或信号输入线短路时，由电压检测法后，若发电机的电压输出线或信号输入线短路时，由于无法检测发电机的工作情况，造成发电机失控。于无法检测发电机的工作情况，造成发电机失控。（3）结论）结论 学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析 当调节器当调节器S端至蓄电池正极端至蓄电池正极BAT导线断路时，将转为发电机电压检测。导线断路时，将转为发电机电压检测。图图6 蓄电池电压检测电路（改进电路）蓄电池电压检测电路（改进电路）学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析三、三、本本田田雅雅阁阁轿轿车车电电源源系系统统电电路路分分析析 学习任务学习任务2.2
8、电源系统电路分析电源系统电路分析本田雅阁轿车电源系统工作原理本田雅阁轿车电源系统工作原理 该系统调节器为内装式外搭铁型，由该系统调节器为内装式外搭铁型，由发电机电脑控制发电机电脑控制。在汽车电路中有一个负载检测仪，将电路中总负载电流信号在汽车电路中有一个负载检测仪，将电路中总负载电流信号送给电脑；调节器送给电脑；调节器C接线端子将发电机电压信号送至电脑，电脑接线端子将发电机电压信号送至电脑，电脑根据这两个信号判断磁场电路应该接通还是断开，输出控制信号根据这两个信号判断磁场电路应该接通还是断开，输出控制信号到到FR端子，驱动调节器的控制电路，适时地接通和断开磁场绕组端子，驱动调节器的控制电路，适
9、时地接通和断开磁场绕组电路，以此控制发电机的输出电压。电路，以此控制发电机的输出电压。学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析四、四、别别克克君君威威轿轿车车电电源源系系统统电电路路分分析析 学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析1、别克君威轿车电源系统电路图、别克君威轿车电源系统电路图 调节器安装于发电机内部，有调节器安装于发电机内部，有S、L、F、P四个外部连接端四个外部连接端子，其作用分别为：子，其作用分别为：S端端接外部参考电源，向调节器提供调节参考电压，调节接外部参考电源，向调节器提供调节参考电压，调节器根据该端电压的变化而输出不同宽度的磁场脉冲。器根据
10、该端电压的变化而输出不同宽度的磁场脉冲。L端端调节器的控制端，当该端无电压且发电机不运转时，调节器的控制端，当该端无电压且发电机不运转时，调节器的磁场脉冲输出端关闭。另外，当调节器的磁场脉冲输出端关闭。另外，当S端断电、发电机不转、端断电、发电机不转、系统电压低于系统电压低于112V或高于或高于16.5 V时，时，L端子接地，向外电路提端子接地，向外电路提供报警信号。供报警信号。F端端磁场脉冲输出端，供外部测量或检测。磁场脉冲输出端，供外部测量或检测。P端端发电机转速信号脉冲输出端。发电机转速信号脉冲输出端。学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析2、别克君威轿车电源系统工作原理
11、、别克君威轿车电源系统工作原理（1）发电机）发电机P端子未使用。端子未使用。（2）发电机内调节器是否工作取决于其）发电机内调节器是否工作取决于其L端的指令。端的指令。在发动机正常运转时，动力系统模块在发动机正常运转时，动力系统模块PCM向发电机向发电机L端提供端提供5V电压，调节器根据发电机电压向磁场绕组提供具有合适占空比的激磁电压，调节器根据发电机电压向磁场绕组提供具有合适占空比的激磁脉冲；脉冲；当点火开关接通但发动机没有运转或发动机转速过低时，当点火开关接通但发动机没有运转或发动机转速过低时，PCM切断向切断向L端子的电压输出，此时调节器将切断磁场绕组的电流，以减端子的电压输出，此时调节器
12、将切断磁场绕组的电流，以减小不必要的额外负荷。小不必要的额外负荷。学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析（3）发电机）发电机F端子是磁场脉冲数据输出端端子是磁场脉冲数据输出端.动力系统模块动力系统模块PCM用该数据计算发电机用该数据计算发电机PWM（脉宽调（脉宽调制制,pulse width modulated)。PCM利用发电机利用发电机PWM信号辅助控信号辅助控制怠速稳定。制怠速稳定。（4）在发电机内部，调节器有一个直流电压输入端（）在发电机内部，调节器有一个直流电压输入端（DC in）和）和一个交流电压输人端一个交流电压输人端(AC in)。直流输人端可以在发电机插头未连
13、接时（直流输人端可以在发电机插头未连接时（S、L、F、P断开）断开）向调节器提供工作电源和调节参考电压；调节器通过交流电压输向调节器提供工作电源和调节参考电压；调节器通过交流电压输人端感知发电机是否运转。人端感知发电机是否运转。学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析（4）充电报警控制）充电报警控制 别克君威轿车充电报警灯是由动力系统控制模块别克君威轿车充电报警灯是由动力系统控制模块PCM通过通过Class-2串行数据总线控制的，仪表上的报警灯与发电机之间没串行数据总线控制的，仪表上的报警灯与发电机之间没有直接连线。有直接连线。PCM控制报警灯点亮的条件：控制报警灯点亮的条件：P
14、CM插头插头C2之之61脚检测到发电脚检测到发电机机L端接地。在以下情况下，调节器控制端接地。在以下情况下，调节器控制L端接地，端接地，PCM收到此收到此信号后，通过信号后，通过Class-2串行数据总线控制充电报警灯点亮。串行数据总线控制充电报警灯点亮。系统电压低于系统电压低于11.2V时；时；系统电压高于系统电压高于16.5 V时；时；发电机不转时；发电机不转时；S端参考电压丢失时。端参考电压丢失时。学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析五、丰田电源系统电路图五、丰田电源系统电路图 1、丰田威驰电源系统电路图、丰田威驰电源系统电路图 2、丰田凌志、丰田凌志LEXUS电源系统电路图电源系统电路图 学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析 学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析 学习任务学习任务2.2电源系统电路分析电源系统电路分析
