CN102201775B - 调节机动车旋转电机的设备和包括此调节设备的电机 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的调节设备(1、2)具有如下类型：其能够将机动车的机载电力网的直流电压(B+)置于预定的设定值的控制之下。基于预定的设定值和电力网的直流电压之间的误差电压，激励电流(EXC)提供给交流发电机，并且具有由数字处理块(9)确定的占空系数(RC)。根据本发明，提供系统(11)以使得数字块电自给。该系统包括具有自给电容器的电压保持装置(110)和自给控制装置(111)。

Description

调节机动车旋转电机的设备和包括此调节设备的电机
技术领域
本发明涉及用于调节装备在机动车辆中的尤其是交流发电机或交流发电机-起动机类型的多相旋转电机的设备。本发明还涉及使用此设备的旋转电机。
背景技术
在机动车辆的领域，为人们所公知的是，通过所谓的“调节”设备，独立于引擎的旋转速度或仪器的电消耗，将由机动车交流发电机提供给机载电力网的电压保持在预定的设定值。
现今，机动车零件制造者通过使用基于数字技术的电子调节器已经开发了非常高性能的交流发电机和交流发电机起动机。
但是，电子调节器可能对它们的电源中的微断（micro-cut）以及由机载网络发送的瞬时干扰敏感。
发明内容
因而本发明的目的是提高电子调节器对电源中的微断以及由机动车的机载网络发送的瞬时干扰的阻抗性。
它的主题具体地是用于调节机动车辆的多相旋转电机的设备，该设备是如下类型的，基于预定的设定值和电力网的直流电压之间的误差电压，通过用模拟控制块控制具有由数字处理块确定的占空系数的周期性的激励电流，将由此电机供电的机载电力网的直流电压置于该预定的设定值的控制下，该设备包括用于使得该数字处理块电自给（self-sufficient）的系统，并且该系统包括具有自给电容器的电压保持装置，以便提供仅仅为该数字处理块供电的自给电源电压。
根据本发明的调节设备区别特征在于，它包括自给控制装置，用于根据该自给电源电压的幅度控制该数字处理块的自给，并且其区别特征在于，该自给控制装置包括用于在该自给电源电压低于该数字块的参考电源电压时停止该数字处理块的至少一个时钟的装置。
此外，前述自给控制装置有利地包括用于在该自给电源电压低于该数字块的参考再初始化电压时再初始化该数字处理块的至少一个数字控制电路的装置。
根据本发明的用于调节机动车辆的多相旋转电机的设备的区别特征还在于，该具有自给电容量的电压保持装置的电容器通过至少一个防回流（anti-return）二极管连接到机载网络。
非常有利地，所述具有自给电容量的电压保持装置包括用于限制该自给电源电压的装置，这些限制装置优选地包括至少一个齐纳二极管。
可替换地，所述具有自给电容量的电压保持装置包括用于调节该自给电源电压的装置，这些调节装置优选地包括至少一个比较器和诸如晶体管之类的开关元件。
本发明还涉及机动车辆的多相旋转电机，其可以用作发电机，包括具有上面说明的特性的调节设备。
这些少数必要说明将使得本领域技术人员清楚由根据本发明的调节设备提供的相比于现有技术的优点。
在下面结合附图提供的描述中给出本发明的详细说明。应当注意，这些附图除了示出说明书的文本之外没有其它目的，并且它们不以任何方式构成对本发明的范围的限制。
附图说明
图1是包括根据现有技术已知的数字处理块和模拟控制块的用于调节机动车辆的多相旋转电机的设备的示意图。
图2是显示根据本发明的用于调节机动车辆的多相旋转电机的设备中的数字处理块和模拟控制块的布置的示意图。
图3是显示包括在根据本发明的调节设备中的具有自给电容量的电压保持电路的功能的图。
图4显示包括在根据本发明的调节设备中的具有自给电容量的电压保持电路的具体实施例。
具体实施方式
图1中的示意图涉及根据现有技术的设备，包括与根据本发明不同的调节设备类型1、2的元件。
此调节设备1、2基本上包括两个部分1、2，即：控制电路1和包括MOSFET类型的晶体管8（具有绝缘栅场效应的晶体管）的功率电子设备2，以控制施加于旋转电机的激励线圈3的激励电流+EXC、-EXC。注意，电路1和2可以被制造为所谓的单片类型的单个ASIC的形式。
控制电路1具体地包括：
-数字处理块9，包括数字控制电路4和实时时钟系统5；和
-模拟控制块10，包括PWM脉冲发生器6，其占空系数RC由数字控制电路4确定；和信号适配电路7，其已知为用于这些PWM脉冲的驱动器，产生用于功率电子设备2的晶体管8的控制信号EXC。这里注意，电路7可以包括放大器和升压泵电路。
该调节环路的设定值在这种情况下经由接口电路设置的，该接口电路通过通信线COM连接到机动车的发动机控制单元（未示出）。
由数字控制电路4和时钟系统5构成的数字处理块9和由PWM脉冲发生器6和它的信号适配电路7构成的模拟控制块10由并联的机载电力网B+供电。
一般说来，调节器1、2的控制电路1的最小工作电压在5V到8V之间。
机载电力网B+上的某些瞬时干扰造成电压“间隙”或微断，其电平下降到调节器1、2的最小工作电压以下，并且其可能成为故障的原因。
根据本发明，在控制电路1中放置用于使得数字处理块9电自给的系统，其允许即使在机载电力网B+发生微断时调节器1,2也令人满意地操作。
图2示意地示出了对此问题的技术方案，根据本发明其由在控制电路1中放置用于产生电自给的系统11构成，以使得继续为数字处理块9提供自给电源电压V0，甚至在机载网络B+的微断期间也如此。
用于产生电自给的系统11包括具有自给电容器C的电压保持电路110和自给控制电路111。
根据特定实施例，本发明有利地使得可以使用具有低值的自给电容器C，例如大约600pF。这是可以的，并且下面将变得更明显，首先由于通过电容器C仅仅为数字块11保持电源电压的事实，第二由于电路111执行自给控制。这里注意，本发明容许的自给容量的低值允许将此电容器C容易地集成在以ASIC的形式制造的根据本发明的调节器中。
在此特定实施例中，自给电压保持电路110包括自给电容器C、二极管D、电阻器R和齐纳二极管Z。
二极管D是电容器C和机载电力网B+之间的防回流二极管。此二极管D阻止此电容器C在微断和电干扰期间放电到网络B+上。
电阻器R和齐纳二极管Z保证自给电源电压V0的电平调整和限制。
现在还参考图3描述通过自给控制电路111实现的自给控制策略。
如图3所示，此策略包括在系统11中实现形成自给装置12，用于在自给电源电压V0不再能由自给电压保持电路110保持在至少等于数字块9的参考电源电压V1时，停止数字处理块9的时钟系统5。在此特定实施例中，数字块9的参考电源电压V1大约为3V。
由时钟系统5提供的时钟的停止使得数字块9，特别是数字控制电路4进入可忽略损耗的状态。在此状态中，完整地保护包含在数字块9的寄存器中的数字值。如上面说明书所述，数字块9的此可忽略的损耗状态允许具有低值的自给电容器C的使用。
自给电压保持电路110为数字控制电路4提供足以保护寄存器中的数字值直到自给电源电压V0下降到数字块9的参考再初始化电压V2以下的电压幅度。
当自给电源电压V0下降到V2以下时，自给控制电路111包括的再初始化装置13引起数字控制电路4的再初始化。
数字块9的参考再初始化电压V2必须具有足够数字控制电路4的寄存器在发生再初始化之前保持在确定状态下的电平，一般大约为1V。
图4示出了与图2中的电路相比改进了的自给电压保持电路的实施例110’。
在此实施例中，提供诸如晶体管15之类的开关元件以及比较器16，以将在自给电压保持电路110’的电容器C的端子处获得的自给电源电压V0调节到最佳值。
将理解，本发明不简单地局限于该说明书中描述的特定实施例。
具体地，引用的电子组件类型仅仅以示例方式表示。任何其它类型的具有相同功能的组件的实施方式将仅仅构成变形实施例。
这些其它实施例不会超出本发明的范围。

Claims (9)

1.一种用于多相旋转电机的调节设备（1、2），其是如下类型的，其能够基于预定的设定值和机载电力网（B+）的直流电压之间的误差电压，通过由模拟控制块（10）控制具有由数字处理块（9）确定的占空系数（RC）的周期性的激励电流（+EXC、-EXC），将由所述多相旋转电机供电的机载电力网（B+）的直流电压置于所述预定的设定值的控制之下，所述调节设备（1、2）包括用于使得所述数字处理块（9）电自给的系统（11），并且所述系统（11）包括具有自给电容器的电压保持装置（110），以便提供仅仅为所述数字处理块（9）供电的自给电源电压（V0）；其特征在于，所述调节设备（1、2）还包括自给控制装置（111），用于根据该自给电源电压（V0）的幅度控制该数字处理块（9）的自给，并且其特征在于，所述自给控制装置（111）包括用于在所述自给电源电压（V0）低于所述数字处理块（9）的参考电源电压（V1）时停止所述数字处理块（9）的至少一个时钟（5）的装置（12）。 
2.根据权利要求1所述的用于多相旋转电机的调节设备（1、2），其特征在于，所述自给控制装置（111）包括用于在所述自给电源电压（V0）低于所述数字处理块（9）的参考再初始化电压（V2）时再初始化所述数字处理块（9）的至少一个数字控制电路（4）的装置（13）。 
3.根据权利要求1或2所述的用于多相旋转电机的调节设备（1、2），其特征在于，具有自给电容器（C）的所述电压保持装置（110）的所述自给电容器（C）通过至少一个防回流二极管（D）连接到所述机载电力网（B+）。 
4.根据权利要求3所述的用于多相旋转电机的调节设备（1、2），其特征在于，所述具有自给电容器的电压保持装置（110）包括用于限制所述自给电源电压（V0）的装置（R、Z）。 
5.根据权利要求4所述的用于多相旋转电机的调节设备（1、2），其特征在于，所述用于限制所述自给电源电压（V0）的装置（R、Z）包括至少一个齐纳二极管（Z）。 
6.根据权利要求1或2所述的用于多相旋转电机的调节设备（1、2），其特征在于，所述具有自给电容器的电压保持装置（110）包括用于调节所述自给电源电压（V0）的装置（15、16）。 
7.根据权利要求6所述的用于多相旋转电机的调节设备（1、2），其特 征在于，所述用于调节所述自给电源电压（V0）的装置（15、16）包括至少一个比较器（16）和开关元件（15）。 
8.根据权利要求7所述的用于多相旋转电机的调节设备（1、2），其特征在于所述开关元件（15）是晶体管。 
9.一种用于机动车辆的多相旋转电机，其能够用作发电机，包括根据前述权利要求1到8中的任何一个所述的调节设备（1、2）。 
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