j&5G\6: 解读“电子整流器”及其它....
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:]PM_V| 所谓“电子整流器”其实就是电子滤波器,为什么要混淆整流器与滤波器的定义?
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A(8n 作为学者,一定会根据产品特性起一个严谨的、名符其实的名称;作为商家利益为先,张冠李戴是常事。
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VsK>6S\T 我查阅了网上及汽车刊物各种资料,除了商家广告对这个“高科技”产品“电子整流器”有各种解读,也有托在其中推波逐润推波助澜外,并无专家学者对其功用作过分析评价,或许他们认为安装此物乃是脱裤放屁--多此一举。
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MZ>6o5K| 但实践正明有的车加装了“电子整流器”真有效果,能提升发动机性能及音响性能,我认为是真的。
q.#[TI ^ 既然加装了“电子整流器”真有效果,为什么众多汽车厂家弃之不用?千万不要说是几十元成本的原因而放弃。
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v 本文是在用我有限的知识水平去寻找一个合理的答案,不当之处请各位指正。
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9>zcBG8f 纯属个人观点,如与商家利益发生冲突勿怪。
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-K,-h[o 一、分析问题前要了解的
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~\x:<) 1. 必须认同一些产品的设计原则。
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gaA<}Tp, 首先必须承认汽车厂各种专业检测实验设备比我们的业余“实验”要科学得多,故此本人分析问题时会假定厂家设计是对的。
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)54%HM_$k 同理,在电子电器产品设计定型时,其允许工作的电压、电路电阻或电流存在一个正负范围内的误差率,当误差不超过设计上下限时那么它的工作一定是正常的,超过误差率范围它的工作就不一定正常了。
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6<K6Y5<6 2.必须了解汽车发电机的另类状态
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<0S=,! A.由于皮带转动的不均衡性带动发电机输出产生电压起伏现象。
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u.rY#cS,-R B.发电机碳刷与转子转动的接触面处于相对运动状态,故在微观中,碳刷与转子是由n个接触点联接导通。n是随接触面的位移增大或减小状况,当n减少到一定数量时,接触面便产生一个较大的电阻R,使电压输出波动,严重时R被热熔产生跳火开路现象,因此会产生一个幅度较大的感应电势(浪涌电压);有关资料数据云,发电机浪涌电压峰值近200V(包含电器的通断)。
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7t.!lh5G% 因此,发电机输出波形不是平滑,有寄生波存在。
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H:"maS\I 3.必须了解电池内阻特性
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FN[{s 电池内阻是一个变量,它与极板,电解液浓度有关,而极板在充电过程中不停变化,电解液也不断变化,当电池充满电时,电池内阻最小,随着放电过程的延续,电解液变成水,而两极金属铅板变成硫酸盐,均显电阻增大状态,放电终止时,电阻急剧增大,以致外部无压降,电压全部降落在内阻上。
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Zv#Ll@v 通常标称池内电阻为出厂时充满电后测试之内阻,随着电池的使用年限增加,实际内阻会趋于增大变化。
."FuwKSJCo 一般12V新蓄电池内阻为0.015~0.018Ω,旧蓄电池的内阻却多在0.085Ω以上,二者充电不足时内阻更大。
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l'eyq}& 二、车用电源特性
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15sp|$&` 发电机输出电与电池电组成合成电源对车上电器供电。
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kbe-1 <72 发电机输出的是正弦交流电,经全波整流后,电压幅度由零变到最大值后又下降到零再变至最大值,电压在零与峰值之间起伏。
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V]db'qB\ 合成电源对车上电器供电情况为:
~S,,w1` 当发电机电压>电池电压时,发电机向电池充电及向负荷供电;当发电机电压<电池电压时,电池向负荷供电;当发电机电压=电池电压时,发电机、电池共同向负荷供电。
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HK0!P* 蓄电池的等效电路为一个极大电容充放电,且与一个稳压管并联后再和内阻串联组成,如图。
"ozr+:#\ 电池的特性会对高于自身电压的外加电压进行削波,相当于电路中并了一个稳压管,稳压管的击穿电压为电池电压。
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TU,s*D&e 电流通过内阻则会产生一个压降,充电时使供电电压升高,放电时使输出有效电压下降。
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xSsa(b 如当电池电压为13v、内阻为0.1Ω,此时发电机有一浪涌电压使充电电流达到50A时,侧供电电压为:
YQ9'0F[l 13V+(50×0.1)V=18V
;g5m0l5 同样,当内阻只有0.02Ω时,充电电流达到50A时,
DS.RURzd{r 侧供电电压为:13V+(50×0.02)V=14V。
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2&:f&" 当发电机电压<电池电压时,内阻为0.1Ω,假设负荷总电流为20A,侧供电电压为:
$2oTkOA 13V-(20×0.1)V=11V
lGPUIoUo 当内阻只有0.02Ω时,侧供电电压为:
\8)U!9,$nn 13V-(20×0.02)V=12.6V。
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v 结论:电池内阻及供电线阻的变大,严重影响了车用电器供电电压的稳定性!!
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=}lh_ 由此结论我想到了有些车友故障灯无端端自动亮,经打磨电池接头(降低接触电阻)或跑高速(对电池大电流充电后内阻降低)会恢复正常的原因,就是供电电压稳定正常了,电路的干扰源被抑制到最小。
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h XfQ)$J 三、“电子整流器”对电路的影响
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`sUZuWL_ 1.车上电器用电需求电压严格稳定的有ECU、传感器...
ZtV9&rd7 其中ECU、传感器消耗功率不大,通常由ECU自带稳压电路供电,所以不受电源电压变动影响。
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H]Cy=Zi" 2. 由于点火线圈初级电流大小受供电电压及通电时间的控制,即点火线圈初级电流按指数曲线规律上升,电压越高、通电时间越长则电流越大,点火能量也就越大。
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k:*S&$S!E 点火线圈初级供电电流较大,每种工况电流导通时间不同,所以一般不带稳压供电。而改由ECU监测即时电源电压高低,发出指令控制点火线圈初级电流导通时间,点火线圈初级电流达到目标值即点火,使点火提前角及点火能量不受电源电压变动的影响。
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>"gf3rioW 但ECU不能检测到电源内阻及电线接触电阻变化的。所以当电源内阻或线电阻变大时,会使实际供给点火线圈初级有效电压下降,造成点火能量不足。
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K3m]%m2\ 如当某一工况时刻,ECU检测得电压为12V,算出点火线圈初级电流目标值为10安,发出导通时间为T的指令。
V2$h8\a 此时如果电池内阻为正常值时,到T结束时电流刚好为10A,如果电池内阻增大为非正常值时,则在T内达不到10A目标值。
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@?=|Y 在趋近线性负荷时:
!PrwH; 当电源电压为12V、内阻及线阻之和为0.2殴时,此时点火线圈初级电流需要为10安,则0.2X10=2V,实际上供给点火线圈初级电压为12-2=10V。
qHNE8\9 当内阻只有0.02Ω时,则0.02X10=0.2V,实际上供给点火线圈初级电压为12-0.2=11.8V。
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io#&o;M< 因此,当回路内阻变大后,ECU所检测到的电压是虚高的,不能提供足够的点火线圈初级电流。最严重的是使高压上升率下降,造成点火延后降低发动机性能。
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L0&RvI# 有关点火提前角对发动机性能影响甚大,有关祥述参阅:
94 e):
jS A. 高能 点火线圈、火花塞、高压线 对 动 力 影 响 解 密
9*E7}b, http://www.dncc.cn/dnccbbs71/dispbbs.asp?BoardID=41&ID=21191&replyID=&skin=1
zoDH` h_ B. 漫谈发动机点火能量
549jWG http://www.dncc.cn/dnccbbs71/dispbbs.asp?BoardID=41&ID=19062&replyID=&skin=1
bu=?N C. 数字式电子点火的简单原理
?7M.o http://www.dncc.cn/dnccbbs71/dispbbs.asp?BoardID=41&ID=8969&replyID=&skin=1
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etd&..]J 3.安装了电容滤波器后,根据电源电路特性的分析得出下面工作状况。
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Ne$"g[uFU A.当发电机向电池充电时,滤波器电容会被充电到一个峰值电压,如前例的:13V+(50×0.1)V=18V。
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i 当发电机输出峰值电压开始下降时,电容跟随发电机对负荷供电及向电池充电,电容放电后自身电压下降至与电池电压相等,此时与电池共同向负荷供电,直至充电期停止。
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W23]Bx 很明显,当电池并上滤波器后,由于电容储存着电能,并且无内阻,对电路起着辅助供电作用。弥补了电池本身因内阻增大使有效输出电压下降的缺陷;又因滤波器电容容量较大,对来自发电机的窄脉冲高电压有减缓作用。
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x'Pi5NRE 根据以上分析得出结论:
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Rq~t4sA: A【当误差不超过设计上下限时那么它的工作一定是正常的。】
PiLJZBUv 当电池内阻正常时,压降可忽略,滤波器不会影响电路。
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V'Qn sI B【超过误差率范围它的工作就不一定正常了。】
}bB`(B,m 当电池内阻逐渐增大至不正常时,压降已从量变到质变,滤波器对电路产生效用增大,弥补了电池本身因内阻增大使有效输出电压下降的缺陷。
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