技术摘要：
本发明公开了一种摩托车三相调压器的控制方法及控制系统，所述控制方法中的三相调压器为三相全波整流电路，设置一个电压最大值VMAX和一个电压最小值VMIN，所述电压最大值VMAX大于所述电压最小值VMIN，通过按设定的整流方法对所述三相调压器的整流状态进行控制，以使得  全部
背景技术：
现有摩托车三相调压器采用可控硅、二极管/可控硅、二极管/MOSFET、MOSFET构建 的整流电路，磁电机ACG的三相电流加载在整流电路上，经整流电路整流后输出给负载，其 控制方式均设置了一个标准参考电压，当调压器输出电压高于参考电压时，控制电路输出 控制信号控制调压器主电路开关元件停止整流，当调压器输出电压低于参考电压时，控制 电路输出控制信号控制调压器主电路开关元件整流输出。 这些调压器绝大多数没有做三相脉冲的统一协调和规划，负载变化、磁电机ACG转 速变化均影响调压器端口输出电压，调压器内部滤波环节时间常数相对固定，不可能和负 载变化、磁电机ACG转速变化相匹配，例如，当调压器的输出电压高于标准参考电压时，调压 器可能是A、B、C三相中的任意一相正在整流输出，此时控制电路输出控制信号将控制调压 器的主电路对应相的开关元件停止整流输出；而当调压器停止整流导致输出电压低于标准 参考电压时，控制电路又会输出控制信号使得调压器主电路对应相的开关元件整流输出， 此时调压器也可能是A、B、C三相中的任意一相整流输出，这就导致了调压器控制输出分配 在每一相上的比例和时序随机，这种随机性导致了调压器三相输出功率不均衡、磁电机ACG 三相输出功率不均衡、调压器散热器散热能力富裕等问题，而调压器三相功率不均衡还容 易导致局部温升过高，调压器整机可靠性降低等问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能实 现三相调压器的三相输出功率平衡，从而避免局部温度过高导致的三相调压器可靠性降低 的摩托车三相调压器的控制方法。 另外，本发明还提供一种摩托车三相调压器的控制系统，以实现三相调压器的三 相输出功率平衡，从而避免局部温度过高，提高三相调压器的整机可靠性。 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 一种摩托车三相调压器的控制方法，所述控制方法中的三相调压器为三相全波整 流电路，设置一个电压最大值VMAX和一个电压最小值VMIN，所述电压最大值VMAX大于所述电压 最小值VMIN，通过按设定的整流方法对所述三相调压器的整流状态进行控制，以使得所述三 相调压器的输出电压波形呈在所述电压最大值VMAX和所述电压最小值VMIN之间变化的三角 波曲线，进而使得三相调压器的输出电压中值达到控制目标电压VSET，所述控制目标电压 VSET的计算方法为： 本发明的工作原理是：采用本发明的控制方法时，通过设置电压最大值VMAX和电压 4 CN 111555641 A 说　明　书 2/12 页 最小值VMIN，并通过设定的整流方法对三相调压器的整流状态进行控制，由于三相调压器在 整流输出时会提高输出电压，而在停止整流时会降低输出电压，因此，本发明的控制方法通 过对三相调压器的整流状态的合理控制，可以使得三相调压器的输出电压波形始终保持为 在电压最大值VMAX和电压最小值VMIN之间变化的三角波曲线，进而使得三相调压器的输出电 压中值达到控制目标电压VSET，实现了通过控制电压最大值VMAX和电压最小值VMIN来间接控 制目标电压的目的。 这种控制方法由于三相调压器的输出电压在电压最大值VMAX和电压最小值VMIN之 间变化是需要一定的时间来完成的，同时由于磁电机ACG产生的A、B、C三相交流电压具有固 有时序且连续，因此三相调压器的输出电压在电压最大值VMAX和电压最小值VMIN之间的变化 将均匀有序的分配在A、B、C三相上，从而使得三相调压器的三相输出功率保持均衡，磁电机 ACG三相输出功率平衡。 本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明具有如下优点： 1)磁电机ACG三相输出功率均衡，定子绕组上不会产生恒定的直流电流分量，也不 会产生一个固有阻尼转矩，磁电机ACG运行时负载转矩平衡，没有低频噪声。 2)三相调压器三相功率均衡，则三相调压器三相损耗均衡，三相调压器散热措施 更经济，与现有技术中需要至少增加散热30％以应对两相无输出、剩余相全输出的极端散 热需求相比，本发明的散热成本大大降低。 3)三相调压器的各开关元件结温要求降低，三相调压器三相功率均衡的结温要求 会低于现有技术中不均衡时的结温要求，从而使得本发明的结温要求更低，成本也更低。 4)本发明由于三相调压器的三相功率均衡，因此不会造成局部温度的过高，三相 调压器的整机可靠性大大提高。 优选的，所述设定的整流方法为： 当所述三相调压器的输出电压下降到所述电压最小值VMIN时，所述三相调压器整 流输出使得三相调压器的输出电压不断上升，直到三相调压器的输出电压上升到所述电压 最大值VMAX； 当所述三相调压器的输出电压上升到所述电压最大值VMAX时，所述三相调压器停 止整流输出使得三相调压器的输出电压不断下降，直到三相调压器的输出电压下降到所述 电压最小值VMIN。 这样，由于磁电机ACG输出的A、B、C三相电流是有序变化的，且互差120°电角度，在 某一时刻，A相正半波整流输出，后续B相、然后C相正半波整流输出，三相调压器持续整流并 使得输出电压持续升高，这种一直保持的整流输出状态将均匀有序的分配于A、B、C三相，直 到三相调压器输出电压达到设置上限电压最大值VMAX；当三相调压器输出电压达到设置上 限电压最大值VMAX时，关闭三相整流，三相调压器没有输出，系统由电瓶提供，直到三相调压 器的输出电压下降达到设置下限电压最小值VMIN时；当三相调压器的输出电压下降达到设 置下限电压最小值VMIN时，重新开启三相整流，三相调压器整流输出，三相调压器持续整流 并使得输出电压持续升高，这种一直保持的整流输出状态将均匀有序的分配于A、B、C三相， 直到三相调压器输出电压达到设置上限电压最大值VMAX，如此反复，使得三相调压器输出电 压的波形形成为包络在电压最大值VMAX和电压最小值VMIN之间上升和下降的电压三角波曲 线，同时使得三相调压器的三相输出功率始终保持均衡。 5 CN 111555641 A 说　明　书 3/12 页 优选的，所述电压最大值VMAX和所述电压最小值VMIN按下列公式进行选取： VMAX＝VSET ΔV VMIN＝VSET-ΔV 式中：ΔV为标准偏差值。 这样，标准偏差值可以根据实际可以接受的偏差范围来进行选取，然后再进一步 的确定电压最大值VMAX和电压最小值VMIN的取值，最终实现的是通过控制电压最大值VMAX和 电压最小值VMIN来间接控制目标电压的目的。 一种实现上述摩托车三相调压器的控制方法的控制系统，包括三相调压器和控制 电路，所述三相调压器为三相全波整流电路，所述控制电路包括VMIN电压识别单元、VMAX电压 识别单元、逻辑处理单元和三相开关元件驱动单元； 所述VMIN电压识别单元用于将所述三相调压器的输出电压与所述电压最小值VMIN 进行比较，并在所述三相调压器的输出电压小于等于所述电压最小值VMIN时输出有效信号 VL给所述逻辑处理单元； 所述VMAX电压识别单元用于将所述三相调压器的输出电压与所述电压最大值VMAX 进行比较，并在所述三相调压器的输出电压大于等于所述电压最大值VMAX时输出有效信号 VH给所述逻辑处理单元； 所述逻辑处理单元用于接收所述VMIN电压识别单元和所述VMAX电压识别单元的信 号作为输入信号，并根据接收的输入信号向所述三相开关元件驱动单元发出整流或停止整 流信号； 所述三相开关元件驱动单元用于接收所述逻辑处理单元发出的整流或停止整流 信号，并根据接收到的信号对所述三相调压器中的开关元件发出或停止发出控制信号，以 使得所述三相调压器整流输出或停止整流输出； 所述逻辑单元在接收到所述VMIN电压识别单元的有效信号VL时，所述逻辑单元发 出整流信号给所述三相开关元件驱动单元，所述三相开关元件驱动单元对所述三相调压器 中的开关元件发出控制信号，以使得所述三相调压器整流输出； 所述逻辑单元在接收到所述VMAX电压识别单元的有效信号VH时，所述逻辑单元发 出停止整流信号给所述三相开关元件驱动单元，所述三相开关元件驱动单元对所述三相调 压器中的开关元件停止发出控制信号，以使得所述三相调压器停止整流输出。 这样，利用VMIN电压识别单元和VMAX电压识别单元分别将三相调压器的输出电压与 电压最小值VMIN和电压最大值VMAX进行比较，并将比较的结果输送给逻辑处理单元，逻辑处 理单元再根据接收到的VMIN电压识别单元和VMAX电压识别单元的信号发出整流或停止整流 信号给三相开关元件驱动单元，三相开关元件驱动单元再对三相调压器中的开关元件发出 或停止发出控制信号，以使得三相调压器整流输出或停止整流输出。因此，本发明的控制系 统通过对三相调压器的整流状态的合理控制，可以使得三相调压器的输出电压波形始终保 持为在电压最大值VMAX和电压最小值VMIN之间变化的三角波曲线，由于三相调压器的输出电 压在电压最大值VMAX和电压最小值VMIN之间变化是需要一定的时间来完成的，同时磁电机 ACG产生的A、B、C三相电压具有固有时序且连续，因此三相调压器的输出电压在电压最大值 VMAX和电压最小值VMIN之间的变化将均匀有序的分配在A、B、C三相上，从而使得三相调压器 的三相输出功率保持均衡，磁电机ACG三相输出功率平衡。 6 CN 111555641 A 说　明　书 4/12 页 优选的，所述VMIN电压识别单元的输入端与所述三相调压器的输出端连接，以便将 所述三相调压器的输出电压进行采集，所述VMIN电压识别单元的输出端与所述逻辑处理单 元连接，所述VMIN电压识别单元将采集到的所述三相调压器的输出电压与所述电压最小值 VMIN进行比较，并在所述三相调压器的输出电压小于等于所述电压最小值VMIN时输出有效信 号VL给所述逻辑处理单元； 所述VMAX电压识别单元的输入端与所述三相调压器的输出端连接，以便将所述三 相调压器的输出电压进行采集，所述VMAX电压识别单元的输出端与所述逻辑处理单元连接， 所述VMAX电压识别单元将采集到的所述三相调压器的输出电压与所述电压最大值VMAX进行 比较，并在所述三相调压器的输出电压小于等于所述电压最大值VMAX时输出有效信号VH给 所述逻辑处理单元。 这样，VMIN电压识别单元和VMAX电压识别单元分别与三相调压器的输出端进行连 接，以此来采集三相调压器的输出电压，同时VMIN电压识别单元和VMAX电压识别单元的输出 端还分别与逻辑单元连接，以便将各自比较的结果输出给逻辑单元。 优选的，当所述逻辑单元接收到所述VMIN电压识别单元的有效信号VL时，所述逻辑 单元持续发出整流信号给所述三相开关元件驱动单元，所述三相开关元件驱动单元对所述 三相调压器中的开关元件发出控制信号，以使得所述三相调压器整流输出，直到所述逻辑 单元接收到所述VMAX电压识别单元发出的有效信号VH； 当所述逻辑单元在接收到所述VMAX电压识别单元的有效信号VH时，所述逻辑单元 持续发出停止整流信号给所述三相开关元件驱动单元，所述三相开关元件驱动单元对所述 三相调压器中的开关元件停止发出控制信号，以使得所述三相调压器停止整流输出，直到 所述逻辑单元接收到所述VMIN电压识别单元发出的有效信号VL。 这样，当三相调压器的输出电压小于等于电压最小值VMIN时，VMIN电压识别单元发 出有效信号VL给逻辑处理单元，逻辑处理单元接收到该信号后将持续发出整流信号给三相 开关元件驱动单元，直到逻辑单元接收到VMAX电压识别单元发出的有效信号VH，此时三相调 压器的输出电压等于电压最大值VMAX；当三相调压器的输出电压等于电压最大值VMAX使得 VMAX电压识别单元发出有效信号VH给逻辑单元时，逻辑单元接收该信号将持续发出停止整 流信号给三相开关元件驱动单元，直到逻辑单元接收到VMIN电压识别单元发出的有效信号 VL，此时三相调压器的输出电压等于电压最小值VMIN，如此往复。 由于磁电机ACG输出的A、B、C三相电流是有序变化的，且互差120°电角度，在某一 时刻，A相正半波整流输出，后续B相、然后C相正半波整流输出，三相调压器持续整流并使得 输出电压持续升高，这种一直保持的整流输出状态将均匀有序的分配于A、B、C三相，直到三 相调压器输出电压达到设置上限电压最大值VMAX；当三相调压器输出电压达到设置上限电 压最大值VMAX时，关闭三相整流，三相调压器没有输出，系统由电瓶提供，直到三相调压器的 输出电压下降达到设置下限电压最小值VMIN时；当三相调压器的输出电压下降达到设置下 限电压最小值VMIN时，重新开启三相整流，三相调压器整流输出，三相调压器持续整流并使 得输出电压持续升高，这种一直保持的整流输出状态将均匀有序的分配于A、B、C三相，直到 三相调压器输出电压达到设置上限电压最大值VMAX，如此反复，使得三相调压器输出电压的 波形形成为包络在电压最大值VMAX和电压最小值VMIN之间上升和下降的电压三角波曲线，同 时使得三相调压器的三相输出功率始终保持均衡。 7 CN 111555641 A 说　明　书 5/12 页 优选的，所述逻辑处理单元的输出端与所述三相开关元件驱动单元的输入端连 接，所述三相开关元件驱动单元的输出端共三个，所述三相开关元件驱动单元的三个输出 端分别与所述三相调压器中的三相开关元件一一对应连接。 这样，逻辑处理单元的输出端与三相开关元件驱动单元的输入端连接，以便将逻 辑处理单元的控制信号传递给三相开关元件驱动单元，而将三相开关元件驱动单元的三个 输出端分别与三相调压器中的三相开关元件一一对应连接，以便三相开关元件驱动单元能 对三相中的开关元件进行控制，由于三相调压器的输出是均匀有序的分配在A、B、C三相上 的，将三相开关元件驱动单元的三个输出端分别与三相调压器中的三相开关元件一一对 应，这样使得三相开关元件驱动单元能够有效的任意相的开关元件进行控制，保证了三相 调压器的输出分配在各相上时各相开关元件的正常有效的工作。 优选的，所述三相调压器的上桥臂包括可控硅SCR1、可控硅SCR2和可控硅SCR3，所 述三相调压器的下桥臂包括二极管D1、二极管D2和二极管D3，所述三相开关元件驱动单元 的三个输出端分别与控硅SCR1的控制极、可控硅SCR2的控制极和可控硅SCR3的控制极一一 对应连接。 这样，将三相调压器的上桥臂设计为三个可控硅SCR1～SCR3，并将三相开关元件 驱动单元的三个输出端分别与三个可控硅SCR1～SCR3的控制极一一对应连接，这样，当逻 辑处于单元发出整流或停止整流的控制信号给三相开关元件驱动单元时，三相开关元件驱 动单元能够根据此时三相调压器的工作情况对对应的可控硅的开关状态进行控制，以便实 现三相调压器工作状态的控制。如当逻辑处理单元发出整流控制信号给三相开关元件驱动 单元时，三相开关元件驱动单元发出控制信号给对应可控硅的控制极，以此实现对应可控 硅的导通，实现三相调压器的整流；当逻辑处理单元发出停止整流控制信号给三相开关元 件驱动单元时，三相开关元件驱动单元停止发出控制信号给对应可控硅的控制极，以此实 现对应可控硅的关断，实现三相调压器的停止整流。 优选的，所述三相调压器的上桥臂包括二极管D4、二极管D5和二极管D6，所述三相 调压器的下桥臂包括二极管D7、二极管D8、二极管D9、可控硅SCR4、可控硅SCR5和可控硅 SCR6，可控硅SCR4、可控硅SCR5和可控硅SCR6分别与二极管D7、二极管D8、二极管D9一一对 应反向并联连接，且所述三相开关元件驱动单元的三个输出端分别与可控硅SCR4的控制 极、可控硅SCR5的控制极和可控硅SCR6的控制极一一对应连接。 这样，将三相调压器的下桥臂设计为三个二极管D7～D9和三个可控硅SCR4～ SCR6，并将三个可控硅SCR4～SCR6和三个二极管D7～D9一一对应反向并联连接，则在下桥 臂的可控硅导通时，与该可控硅反向并联连接的二极管将处于短接状态，当下桥臂的可控 硅关断时，与该可控硅反向并联连接的二极管将处于能够导通状态，这样，当逻辑处于单元 发出整流或停止整流的控制信号给三相开关元件驱动单元时，三相开关元件驱动单元能够 根据此时三相调压器的工作情况对对应的可控硅的开关状态进行控制，以便实现三相调压 器工作状态的控制。如当逻辑处理单元发出整流控制信号给三相开关元件驱动单元时，三 相开关元件驱动单元停止发出控制信号给对应下桥臂可控硅的控制极，此时该可控硅关 断，而与该可控硅反向并联连接的二极管处于能够开通状态，该二极管与上桥臂的二极管 形成整流回路，以此实现三相调压器的整流；当逻辑处理单元发出停止整流控制信号给三 相开关元件驱动单元时，三相开关元件驱动单元发出控制信号给对应下桥臂可控硅的控制 8 CN 111555641 A 说　明　书 6/12 页 极，此时该可控硅导通，而与该可控硅反向并联连接的二极管处于短接状态，该二极管与上 桥臂的二极管不能形成整流回路，以此实现三相调压器的停止整流。 附图说明 图1为BANG-BANG控制方法示意图； 图2为本发明实施例一中三相调压器的主电路图； 图3为本发明实施例一中摩托车三相调压器的控制系统示意图； 图4为本发明实施例一和实施例二中三相调压器的三相交流输入和输出电压波形 图； 图5为本发明实施例二中三相调压器的主电路图； 图6为本发明实施例二中摩托车三相调压器的控制系统示意图。