李倩 张航斌
摘 要：本文以微芯公司PIC16F616单片机为核心，检测发电机电压、蓄电池电压，智能地控制发电机输出电压。整个系统分为单片机控制系统、功率控制系统，具有自动调节电压，温度补偿，脉宽调制，稳定输出电压功能，有着良好的市场前景和应用价值。
关键词：单片机；智能控制；自动调节；稳定输出
在汽车行驶过程中，随着发动机转速变化，发电机电压调节器开关频率会随之变化，输出电压不稳定，而且会干扰汽车电器系统，为了避免这种情况的发生，需要一个更智能化的电压调节系统，防止电压波动和电器系统干扰。目前，汽车发电机电压调节器一般采用分立元件及运算放大器，性能稳定性差，外围电路结构复杂，没有温度补偿，电压调节率低，可靠性差，随着汽车行业发展，汽车电器用电量逐渐增大，汽车发电机功率逐渐加大，这种调节器已经无法满足所需，汽车发电机智能电压控制系统研制与普及已成为一种新的需求。
国内外很多汽车研究大多致力于传统汽车发电机的智能化控制，其研究的发电机智能控制系统的控制理论基本相同，利用上位控制器控制汽车发电机的输出电压，通过LIN总线实现测控系统信息的传递。另外，宝马公司研制的传统汽车发电机智能控制的机械传动中添加了离合器，在汽车蓄电池饱和或者不需要供电的状态下，离合器自动断开，切断汽车发电机的能量输入。通用汽车公司与丰田汽车公司研制的汽车发电机控制系统的理论体系相似，是汽车电源管理系统的一部分，首先励磁发电机输出电压可以通过改变磁场的空占比实现变压，像丰田推出的雷克萨斯LS430轿车，通过对汽车发电机空占比调节在0-100%之间浮动，实现了发电机输出电压在0-14.5V之间的调节，进而控制输出电压。传统汽车发电机智能控制系统的改造和应用具有很多局限性，首先是智能控制系统的结构组成需要对传统汽车进行结构改装，改变汽车核心的控制单元，生产成本过高，因此不能在经济车型上广泛应用。我国汽车工业起步较晚，因此在汽车电源管理方面的研究不够深入，核心技术都由国外企业掌握。
本文研究的智能电压控制系统以微芯公司PIC16F616单片机为核心，检测发电机电压、蓄电池电压，智能地控制发电机输出电压。整个系统分为单片机控制系统、功率控制系统，具有自动调节电压，温度补偿，脉宽调制，稳定输出电压功能。
1 PIC16F616单片机概述
PIC16F616是一款14引脚、8位的CMOS单片机。采用精简指令集，仅有35条指令，由于采用了数据总线和指令总线分离的哈佛总线结构，使得除少量指令不是单周期之外，大部分的指令都是单周期指令。这样有利于提高单片机的运行速度和执行效率。PIC16F616这款单片机供电电压可以在2V到5.5V之间，内部集成了一个RC振荡器，频率可以配置成8MHZ或者4MHZ，也可以用外部晶振提供时钟。内部集成有AD转换、比较器等硬件模块，还具有上电复位、欠压复位、看门狗、代码保护等功能。三个定时器、PWM发生器等可以由用户编程。
2 单片机主程序
4 结语
随着汽车的普及和生活水平不断的提高，人们对汽车电气性能的要求也越来越高，利用单片机控制发电机系统智能调节，实现汽车发电机可靠的电压输出。市场前景很好。而且可以普及到轿车、客车等，并可延伸到风力发电机的控制，应用范围比较广泛。
基金项目：本文是2017年浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划项目《汽车发电机智能电压控制系统研制》（编号：2017R474003）的研究成果。
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