CN102819227A - 一种汽车电压调节电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车电压调节电路，包括电源模块与数模转换器、软启动电路、安全保护电路、指示灯驱动电路和励磁驱动电路连接；系统时钟与计数器连接；计数器与数模转换器和脉冲发生器连接；数模转换器与比较器连接；采样电路与滤波电路连接；滤波电路与比较器连接；软启动电路和比较器与逻辑电路连接；相位处理与频率检测电路与软启动电路和错误检测电路连接；脉冲发生器与RS触发器和软启动电路连接；RS触发器与逻辑电路连接；安全保护电路与逻辑电路和错误检测电路连接；逻辑电路与励磁驱动电路连接；励磁驱动电路与励磁功率管及续流二极管连接；过热保护电路与错误检测电路和逻辑电路连接。解决了汽车发电机没有转动、励磁断路或短路、突增或突降负载等造成的发电电压过高或发电中断等失控现象,导致的危急到发电设备、用电设备,甚至汽车运行的安全问题。

Description

一种汽车电压调节电路

技术领域

本发明属于汽车控制电路技术领域，尤其涉及一种汽车电压调节电路。

背景技术

汽车交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的转速比为1.7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将导致发电机的输出电压发生较大范围变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压在发动机所有工作状况下基本保持恒定。调节器的功能是在发电机转速变化时，自动调节发电机输出电压，使其不因发电机转速高时电压过高烧坏用电设备和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电设备工作失常。其调压原理是：当发电机转速升高时，调节器通过减小发电机励磁电流来减小磁通，使发电机的输出电压保持不变；当发电机的转速降低时，调节器通过增大发电机的励磁电流来增加磁通，使发电机的输出电压保持不变。由于汽车发电系统的工作环境十分恶劣，相应地，对作为汽车电源系统心脏部件的电压调节器的性能要求也很高，除要求具有优良的电压调节性能外，还有许多特殊的要求，如强的耐振性，宽的工作温度范围（约-40℃～175℃），耐化学腐蚀以及能够承受在超负荷状态下的高压、大电流冲击和点火引起的脉冲冲击等。

目前，市场上流行的电压调节器虽然具有优良的电压调节性能以及一些保护功能，但是，由于汽车发电系统中的一些故障，如发电机没有转动、励磁断路或短路、突增或突将大负载等，这将造成发电电压过高或发电中断等失控现象, 结果将危及到发电设备、用电设备, 甚至汽车运行的安全。因此要求电压调节器具有对发电系统工作状况进行检测和适当处理以及不给发电系统造成过大负担功能，目前市面上的汽车电压调节器不具备这些功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题： 提供一种汽车电压调节电路，以解决发电机没有转动、励磁断路或短路、突增或突降负载等造成的发电电压过高或发电中断等失控现象, 导致的危急到发电设备、用电设备, 甚至汽车运行的安全问题。

本发明技术方案：

一种汽车电压调节电路，它包括：

电源模块，提供控制电压，与数模转换器、软启动电路、安全保护电路、指示灯驱动电路和励磁驱动电路导线连接；

系统时钟，提供时钟信号，与计数器通过导线连接；

计数器，提供五位数字计数信号，与数模转换器和脉冲发生器通过导线连接；

数模转换器，将计数器的数字输出信号转变为模拟量信号，并将该模拟量信号送至比较器，与比较器通过导线连接；

采样电路，通过电压反馈对发电机的输出电压进行采样，与滤波电路通过导线连接；

滤波电路，对采样电路的采样信号进行低通滤波，滤波信号送至比较器，与比较器通过导线连接；

比较器，将数模转换器转换的模拟量信号和滤波电路输出的滤波信号进行比较，得到控制信号，与逻辑电路通过导线连接；

相位处理与频率检测电路，相位处理是根据电机相电压的输入，将发电机输出的正弦波信号转换为方波信号，频率检测电路用于对输入的相电压频率进行检测，与软启动电路和错误检测电路通过导线连接；

软启动电路，根据相位处理与频率检测电路和脉冲发生器的输出信号，提供预励磁功能和启动阶段实现软启动功能，与逻辑电路通过导线连接；

脉冲发生器，通过计数器提供的输入脉冲信号，输出切入频率和励磁频率，与RS触发器和软启动电路通过导线连接；

RS触发器，通过脉冲发生器输出的频率信号，产生一个励磁脉冲信号，与逻辑电路通过导线连接；

安全保护电路，对电压调节器过流、过压、高压警告、低压警告和欠压进行保护，与逻辑电路和错误检测电路通过导线连接；

逻辑电路，输出励磁占空比和驱动指示灯晶体管，与励磁驱动电路通过导线连接；

励磁驱动电路，驱动励磁功率管，与励磁功率管及续流二极管通过导线连接；

过热保护电路，对指示灯晶体管及调节器整体电路进行温度保护，与错误检测电路和逻辑电路通过导线连接。

所述的汽车电压调节电路，它还包括：

错误检测电路，根据安全保护电路、过热保护电路和相位处理与频率检测电路的输入信息，对电压调节器过压、欠压、励磁断路、短路、发电机工作状态进行检测，与指示灯驱动电路通过导线连接；

指示灯驱动电路，根据错误检测电路的输出信息，驱动相应指示灯亮，与指示灯输出电路通过导线连接；

指示灯输出电路，根据指示灯驱动电路的输出信号，触发相应的指示灯。

电源模块包括PTAT电流产生电路、电压抬升电路、一重电流反馈电路、二重电流反馈电路和输出驱动级， PTAT电流产生电路与电压抬升电路连接，一重电流反馈电路与PTAT电流产生电路和基准电流端连接，二重电流反馈电路连接在输入电源和电压抬升电路的输出端之间，电压抬升电路的输出端连接到驱动电路的输入端。 

比较器包括差分输入对管和共源放大器，差分输入对管与共源放大器导线连接。

软启动电路包括：

频率检测电路，用于判断当前软启动电路的工作状态，频率检测电路输入端与脉冲发生器的输出端连接，频率检测电路输出端与第二计数器电路的复位端连接。

第二计数器电路，为第二数模转换电路提供输入信号，第二计数器电路与占空比检测电路和第二数模转换电路连接，计数脉冲输入端与系统时钟相连接。

第二数模转换电路，用于产生软启动电压，第二数模转换电路的输入端与第二计数器电路的输出端连接，第二数模转换电路的输出端与第二比较器电路的输入端连接。

占空比检测电路，用于检测每个励磁周期的占空比，占空比检测电路的输出端分别与第二计数器电路的置数输入端连接。

第二比较器电路，用于比较软启动电压和第二数模转换器输出的锯齿波电压，获得占空比逐渐增大的软启动控制信号。

本发明有益效果：

 本发明根据数模转换器来实现PWM调制的斜坡补偿电路，以提高发电机输出电压稳定性和调节器负载调整率； 当汽车钥匙开关置于ON后，在汽车发动之前，发电机没有转动，预励磁电路产生一个占空比为17%的方波驱动励磁晶体管工作，减轻发电机对发动机的负载作用，保证汽车能够平稳启动，在汽车行驶过程中，通过相位处理与频率检测电路来判断汽车发电机是否正常工作，若检测到相电压为零，同时检测到励磁晶体管没有出现过流，则说明发电机没有转动或者是励磁断路，这时由蓄电池给整车提供电源，励磁信号占空比控制在最小值，下一次启动汽车时发现并维修解决这一问题；若出现励磁短路，过流保护电路会检测到励磁晶体管过流，这时将励磁信号占空比控制在最小值，保证发电机能够正常发电的同时避免励磁晶体管印过流而损坏。

在汽车行驶过程中，尤其是在低速行驶时，突增或突降大负载都会引起发电机输出电压有较大波动。这时采样电路检测到B+端电压有较大波动，若波动超出了所设定的保护范围，则软启动电路（或软关断电路）启动，使励磁信号占空比逐步增大（或逐步减小），避免因励磁信号占空比突变而对发动机造成较大的机械扭矩，从而保证整车安全平稳运行；本发明的错误检测电路、指示灯驱动电路和指示灯输出电路实时检测错误并通过指示灯输出，方便操作人员查看，本发明解决了汽车发电机没有转动、励磁断路或短路、突增或突降负载等造成的发电电压过高或发电中断等失控现象, 导致的危急到发电设备、用电设备, 甚至汽车运行的安全问题。

附图说明：

图1为本发明系统组成框图；

图2为本发明的软启动电路模块组成示意图；

图3为本发明电路接线原理图。

具体实施方式：

一种汽车电压调节电路，它包括（见图1）：

1.              电源模块，电源模块是一个多输出的基准源，输出电压为DC5V,2.5V和3.5V的基准电压，它包括PTAT电流产生电路、电压抬升电路、双重电流反馈电路和输出驱动级，PTAT电流产生电路与电压抬升电路连接，一重电流反馈电路与PTAT电流产生电路和基准电流端连接，二重电流反馈电路连接在输入电源和电压抬升电路的输出端之间，电压抬升电路的输出端连接到驱动电路的输入端， PTAT电流产生电路产生的PTAT电流流经电压抬升电路将基准电压值抬高，同时对基准电压进行温度补偿。一重电流反馈电路取样PTAT电流和基准电流进行比较，将误差电流放大并对基准电压值进行负反馈控制。二重电流反馈电路连接在输入电源和电压抬升电路的输出之间，通过负反馈控制流过PTAT电流产生电路、电压抬升电路和一重电流反馈电路的总电流，从而提高在宽电源电压范围内的基准精度。电压抬升电路的输出连接到驱动电路的输入，由驱动电路分配出需要的基准电压值，同时确定输出基准的驱动能力。其功能为：1、为各功能模块提供5V电源电压，2、为数模转换器的输出电压提供2.5V偏移量，为软启动电路、安全保护电路、指示灯驱动电路和励磁驱动电路等电路提供相应参考电压，实现相应的控制功能。

系统时钟，提供时钟信号，与计数器通过导线连接，系统时钟采用由双电压比较器构成的恒流充放电的电路结构。恒定电流产生电路包括工艺补偿级和PTAT电压补偿级。

从而实现工艺补偿以及温度补偿。工艺补偿级中产生电流源的MOS管的栅极和源极分别连接到PTAT电压补偿级中电流源支路上的电阻两端。系统时钟的功能为：1、确定发电机的切入转速，融化不同的金属丝可以改变时钟频率，从而改变切入转速；2、给D/A模块部分计数器提供计数脉冲；3、给软启动电路提供时钟信号。所设计发电机的切入转速分别为1800rpm、1400rpm、1350rpm以及900rpm，则相应的时钟频率分别为5.76kHz、4.48kHz、4.32kHz以及2.88kHz，发电机切入频率、励磁频率以及调节器触发频率相等，分别为180Hz、140Hz、135Hz以及90HZ。

计数器，提供五位数字计数信号，与数模转换器和脉冲发生器通过导线连接，计数器采用五位减法计数器构成，减法计数器的驱动由系统时钟信号来驱动，每一步就是一个调节器的占空比周期。

数模转换器，将计数器的数字输出信号转变为模拟量信号，并将该模拟量信号送至比较器，与比较器通过导线连接，数模转换器包括重叠电阻器串、模拟开关、三线-八线译码器和二线-四线译码器。计数器的输出端分别连接到三线-八线译码器和二线-四线译码器输入端，电源模块输出的参考电压DC2.5V和3.5V分别接在重叠电阻器串两端。

采样电路，通过电压反馈对发电机的输出电压进行采样，提高调节器负载调整率。因为电压控制模式直接从输出端采样信号，负载增减的变化能够及时反应到PWM控制器，从而能很快地调整脉冲的占空比，与滤波电路通过导线连接。

滤波电路，对采样电路的采样信号进行低通滤波，提供一个干净的信号与模数转换器输出的锯齿波经过比较器进行比较，与比较器通过导线连接。

比较器，将数模转换器转换的模拟量信号和滤波电路输出的滤波信号进行比较，得到控制信号，与逻辑电路通过导线连接，比较器采用两级构成，第一级采用NMOS管作为差分输入对管，第二级采用共源放大器。

相位处理与频率检测电路，相位处理与频率检测，相位处理电路根据相电压的输入，把发电机输出的正弦波电压转换为方波电压，提供数字信号给频率检测电路以及错误检测电路。频率检测电路用于对相电压频率进行测量，其功能为：1、当相电压频率低于一倍切入转速频率并且钥匙开关在ON的位置时，调节器处于预励磁状态，否则调节器退出预励磁状态；2、如果相电压频率大于2倍切入转速频率，当负载增加的时候，占空比马上增加没有延迟，当负载减少的时候，软加载功能不起作用；3、对发电机缺相的检测；相位处理与频率检测电路包括一个2-bit计数器、延时电路、锁存器、反相器和与门组成。2-bit计数器由两个可复位保持的D触发器单元构成，计数器的高位经反相器后送到与门的一个输入端，计数器的低位送到与门的另一个输入端，与门的输出端链接到锁存器的输入，延时电路连接在本模块的复位输入端和两个可复位保持的D触发器单元的两个复位端之间。

软启动电路，根据相位处理与频率检测电路和脉冲发生器的输出信号，提供预励磁功能和启动阶段实现软启动功能，与逻辑电路通过导线连接。

软启动电路包括（图2）：频率检测电路，用于判断当前软启动电路的工作状态，频率检测电路输入端与脉冲发生器的输出端连接，频率检测电路输出端与第二计数器电路的复位端连接，基准频率脉冲输入端接频率为1/2倍切入转速频率的窄脉冲信号。相位输入端接脉冲发生器的信号作为计数脉冲。

第二计数器电路，为第二数模转换电路提供输入信号，第二计数器电路与占空比检测电路和第二数模转换电路连接，第二计数器电路的计数脉冲输入端与系统时钟相连接，第二计数器电路的五位输出端与第二数模转换电路对应的五位输入端连接，其计数脉冲输入端与控制软启动时间的计数脉冲连接，第二计数器电路的五个置数端分别与占空比检测电路的输出端相连接。

第二数模转换电路，用于产生软启动电压，第二数模转换电路的输入端与第二计数器电路的输出端连接，第二数模转换电路的输出端与第二比较器电路的输入端连接。第二数模转换电路的两个输入基准端分别接3.5V和2.5V基准电压，用来决定软启动电压的上限电压和下限电压。五个数据输入端和第二计数器电路的五个数据输出端对应相连，第二数模转换电路的输出端与比较器电路的一个输入端连接。

占空比检测电路，用于检测每个励磁周期的占空比，占空比检测电路的输出端分别与第二计数器电路的置数输入端连接，占空比检测电路的五位输出端分别与第二计数器电路的置数输入端连接，锁存信号端与系统的pwm控制电路的输出电平反向后的电平连接，提供锁存信号和通过延时电路提供复位信号。

第二比较器电路，用于比较软启动电压和第二数模转换器输出的锯齿波电压，获得占空比逐渐增大的软启动控制信号。

软启动电路原理是采用数字控制第二数模转换电路的输出结果来获得斜坡上升的软启动电压，然后通过把软启动电压与主电路部分的数模转换器输出的锯齿波电压进行比较，从而获得一个占空比逐渐增大的控制信号来控制开关管的导通，达到软启动的目的。

脉冲发生器，通过计数器提供的输入脉冲信号，输出切入频率和励磁频率，与RS触发器和软启动电路通过导线连接，这一模块的功能为：1、在每一个计数器的占空比的周期里，产生一个占空比为3.125%窄脉冲信号让励磁晶体管在每一个励磁周期的开始时刻设置在ON，这个触发的频率等于切入频率和励磁频率；脉冲发生器包括一些逻辑门电路和锁存电路，逻辑门电路网络连接计数器的不同输出端，产生出一定占空比的方波信号，再将这一方波信号送到锁存器中锁存起来。

2、当调节器处于过热等状况时，提供一个最小6.25%励磁占空比。

RS触发器，通过脉冲发生器输出的频率信号，产生一个励磁脉冲信号，与逻辑电路通过导线连接；其功能为：1、在每个占空比周期开始的时候，产生一个脉冲信号将励磁晶体管状态置为ON，直到比较器输出电平翻转时，将励磁晶体管状态置为OFF；2、当处于预励磁时，提供29%励磁占空比；3、当处于软启动和软加载模式时，励磁占空比在原来基础上逐渐增大；4、当调节器处于过热等状况时，提供一个最小6.25%励磁占空比。

安全保护电路，对电压调节器过流、过压、高压警告、低压警告和欠压进行保护，与逻辑电路和错误检测电路通过导线连接；安全保护电路主要包括过流、过压、高压警告、低压警告以及欠压的保护；1、过流保护电路采用senseFET结构，由于励磁功率管电流很大，不能直接用电阻进行采样，所以采用senseFET作为励磁功率管的比例电流源来取样，通过电阻取样电流转换为电压方法实现。2、过压保护采用经典过压保护电路结构，当电压升高到1.5倍调节电压时，稳压二极管被击穿，三极管导通，输出高电平进行过压保护控制信号。3、高压警告，高压警告电路主要由取样电阻、比较器及延时电路构成。4、低压警告，低压警告电路主要由取样电阻、比较器、延时电路以及二与门电路构成。5、欠压保护，欠压保护电路主要由取样电阻、比较器及二与门电路构成。

逻辑电路，输出励磁占空比和驱动指示灯晶体管，与励磁驱动电路通过导线连接；逻辑电路由一些门电路构成，对各种控制信号进行逻辑运算来实现对励磁晶体管的合理控制。

励磁驱动电路，驱动励磁功率管，与励磁功率管及续流二极管通过导线连接；励磁驱动电路和指示灯驱动电路都由DC2.5V基准电压和两个比较器实现死区时间控制，在输出端采用电阻和稳压管对励磁功率管输入回路保护。励磁驱动电路包括死区时间产生电路、逻辑控制电路、推挽输出级构成，死区时间产生电路分别取样推挽输出级两个MOS管的栅极电位，和基准电压进行比较，逻辑控制电路对输出信号和死区时间产生电路的输出信号进行逻辑运算来实现死区时间控制，推挽输出级确定驱动电流的大小。

过热保护电路，对指示灯晶体管及调节器整体电路进行温度保护，与错误检测电路通过导线连接；过热保护电路包括温度检测电路、电平产生电路、波形整形电路、迟滞控制电路组成。用NPN管的BE结开启电压的变化来取样温度的变化，并通过电阻网络将温度的变化转换一定电压值的变化，电平产生电路由一级共射电路来实现，波形整形电路由三级反相器构成，迟滞控制由一个NMOS管将倒数第二级反相器的输出取样回温度检测电路中并构成正反馈来实现。

错误检测电路，根据安全保护电路、过热保护电路和相位处理与频率检测电路的输入信息，对电压调节器过压、欠压、励磁断路、短路、发电机工作状态进行检测，与指示灯驱动电路通过导线连接；错误检测电路包括一个五位的或非门，其五个输入端分别接到频率检测输出端、过流保护电路输出端、过压保护电路输出端、欠压保护电路输出端、过热保护电路输出端。

指示灯驱动电路，根据错误检测电路的输出信息，驱动相应指示灯亮，与指示灯输出电路通过导线连接；指示灯驱动电路的结构和励磁驱动电路一样，区别只在于推挽输出级所提供的驱动电流要小很多。

指示灯输出电路，根据指示灯驱动电路的输出信号，触发相应的指示灯。

下面结合附图3对本发明进行进一步说明： 

电源模块：它包含有一个输入端Vin，三个输出端V_5V、V_3.5V、V_2.5V分别输出DC5V、3.5V、2.5V的基准电压，V_5V接到分别接到各个模块电路的电源输入端Vdd；V_3.5V接到数模转换器以及软启动电路的3.5V输入端；V_2.5V分别接到数模转换器、模块软启动电路的2.5V输入端、安全保护电路、励磁驱动电路和指示灯驱动电路的2.5V基准输入端R25。

数模转换器：包含基准输入端2.5V、3.5V，数据输入端Q1-Q5，输出端OUT。2.5V、3.5V输入端和电源模块中对应的Ｖ_2.5V、Ｖ_3.5V输出端相连接；数据输入端Q1-Q5与计数器的数据输出端Q1-Q5相连接；输出端OUT连接到比较器的反向输入端-。

计数器：它包含一个脉冲输入端CP和五位数据输出端Q1-Q5。脉冲输入端CP和系统时钟的时钟输出端OUT相连接；数据输出端Q1-Q5分别与数模转换器的数据输入端Q1-Q5和脉冲发生器的输入端Q1-Q5对应连接。

系统时钟：包含一个时钟输出端OUT。该模块的输入端为其电源端Vdd，与电源模块的V_5V端相连接。

采样电路：包含一个输入端和一个输出端OUT。输入端Vin连接到汽车发电机系统的B+端；输出端OUT连接到滤波电路的输入端Vin。

滤波电路：包含有输入端Vin和输出端OUT。输入端Vin连接到采样电路的OUT端；输出端OUT连接到比较器的同向输入端+。

脉冲发生器：包含数据输入端Q1-Q5，输出端OUT1、OUT2。其输入端Q1-Q5与数模转换器的输入端Q1-Q5对应连接；输出端OUT1连接到逻辑电路的最小占空比信号输入端LD；输出端OUT2连接到软启动电路的CP端和RS触发器的R端。

比较器：包含同向输入端+、反向输入端-、输出端OUT。同向输入端+与滤波电路的OUT端相连；反向输入端-与数模转换器的OUT端相连；比较器输出端OUT端与逻辑电路的PWM_in端相连。

RS触发器：包含输入端R、S，输出端OUT。其输入端R与脉冲发生器的输出端OUT2以及软启动电路的CP端相连接；S端与逻辑电路的PWM_out端相连；RS触发器的OUT端连接到逻辑电路的励磁信号输入端D。

过热保护电路：它包含一个过温输出端Tout，该模块的输入端为其电源输入端Vdd， 过温输出端Tout连接到错误检测电路的过温检测端TR和逻辑电路的过温控制端T。

安全保护电路：它包含2.5V基准输入端R25，过流输出端C_out，过压输出端HV_out，欠压输出端LV_out。过流输出端C_out端连接到错误检测电路的过流检测端CR和逻辑电路的过流控制端C；过压输出端HV_out端连接到错误检测电路的过压检测端HVR和逻辑电路的过压控制端HV；欠压输出端LV_out端连接到错误检测电路的欠压检测端LVR和逻辑电路的欠压控制端LV。

软启动电路：包含有基准输入端2.5V、3.5V，时钟输入端CP，PWM信号占空比检测端Duty_detect，负载反馈控制检测端LRC，相位检测端phase，输出端OUT；时钟输入端CP端和脉冲发生器的OUT2端以及RS触发器的R端相连接；PWM信号占空比检测端Duty_detect和RS触发器的OUT端相连；负载反馈控制检测端LRC和汽车发电机系统的B+端相连；相位检测端phase端和相位处理与频率检测电路的的相位信号转换输出端P_out相连；输出端OUT端和逻辑电路的软启动输入端soft相连接。

相位处理与频率检测电路：包含相位信号输入端Ph1，相位信号转换输出端P_out，相位信号频率检测端FP。Ph1端连接发电机的任意一相定子绕组；相位信号转换输出端P_out连接到软启动电路的phase端；相位信号频率检测端FP端连接到错误检测电路的相位信号错误检测端P_detect。

错误检测电路：包含过温检测端TR，过流检测端CR，过压检测端HVR，欠压检测端LVR，相位信号错误检测端P_detect，输出端OUT。其过温检测端TR端连接到过热保护电路的Tout端和逻辑电路的T端；CR端连接到安全保护电路的C_out端和逻辑电路的C端；HVR端连接到安全保护电路的HV_out端和逻辑电路的HV端；LVR端连接到安全保护电路的LV_out端和逻辑电路的LV端；OUT端连接到指示灯驱动电路的Vin端。

逻辑电路：包含PWM信号输入端PWM_in，软启动信号输入端soft，励磁信号输入端D，最小占空比信号输入端LD，过温控制端T，过流控制端C，过压控制端HV，欠压控制端LV，输出端OUT。其PWM_in端与比较器的OUT端相连；soft端与软启动电路的OUT端相连；D端与RS触发器的OUT端相连；LD端与脉冲发生器的OUT1端相连；T端与过热保护电路的Tout端以及错误检测电路的TR端相连；C端与安全保护电路的C_out端以及错误检测电路的CR端相连；HV端与安全保护电路的HV_out端以及错误检测电路的HVR端相连；LV端与安全保护电路的LV_out以及错误检测电路的LVR端相连；OUT端与励磁驱动电路的Vin端相连。

励磁驱动电路：包含励磁信号输入端Vin，励磁晶体管驱动信号输出端OUT。其Vin端与逻辑电路的OUT端相连接；OUT端与励磁功率管及续流二极管的栅极G相连接。

指示灯驱动电路：包含指示灯信号输入端Vin，指示灯晶体管驱动信号输出端OUT。Vin端与错误检测电路的OUT端相连接；OUT端与指示灯输出电路的栅极G相连接。

励磁功率管及续流二极管：励磁晶体管的栅极G连接到励磁驱动电路的OUT端；励磁晶体管的漏极D接到汽车发电机系统的励磁端F；励磁晶体管的源极S接到汽车发电机系统的搭铁端E；续流二极管的负极连接到汽车发电机系统的正极输出端B+。

指示灯输出电路：指示灯输出电路的栅极G连接到指示灯驱动电路的OUT端；指示灯输出电路的漏极D连接到汽车发电机系统的指示灯连接端Ｌ；指示灯输出电路的源极S连接到汽车发电机系统的搭铁端E。

Claims (5)

1.一种汽车电压调节电路，它包括：

电源模块，提供控制电压，与数模转换器、软启动电路、安全保护电路、指示灯驱动电路和励磁驱动电路导线连接；

系统时钟，提供时钟信号，与计数器通过导线连接；

计数器，提供五位数字计数信号，与数模转换器和脉冲发生器通过导线连接；

数模转换器，将计数器的数字输出信号转变为模拟量信号，并将该模拟量信号送至比较器，与比较器通过导线连接；

采样电路，通过电压反馈对发电机的输出电压进行采样，与滤波电路通过导线连接；

滤波电路，对采样电路的采样信号进行低通滤波，滤波信号送至比较器，与比较器通过导线连接；

比较器，将数模转换器转换的模拟量信号和滤波电路输出的滤波信号进行比较，得到控制信号，与逻辑电路通过导线连接；

相位处理与频率检测电路，相位处理是根据电机相电压的输入，将发电机输出的正弦波信号转换为方波信号，频率检测电路用于对输入的相电压频率进行检测，与软启动电路和错误检测电路通过导线连接；

软启动电路，根据相位处理与频率检测电路和脉冲发生器的输出信号，提供预励磁功能和启动阶段实现软启动功能，与逻辑电路通过导线连接；

脉冲发生器，通过计数器提供的输入脉冲信号，输出切入频率和励磁频率，与RS触发器和软启动电路通过导线连接；

RS触发器，通过脉冲发生器输出的频率信号，产生一个励磁脉冲信号，与逻辑电路通过导线连接；

安全保护电路，对电压调节器过流、过压、高压警告、低压警告和欠压进行保护，与逻辑电路和错误检测电路通过导线连接；

逻辑电路，输出励磁占空比和驱动指示灯晶体管，与励磁驱动电路通过导线连接；

励磁驱动电路，驱动励磁功率管，与励磁功率管及续流二极管通过导线连接；

过热保护电路，对指示灯晶体管及调节器整体电路进行温度保护，与错误检测电路和逻辑电路通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车电压调节电路，其特征在于它还包括：

错误检测电路，根据安全保护电路、过热保护电路和相位处理与频率检测电路的输入信息，对电压调节器过压、欠压、励磁断路、短路、发电机工作状态进行检测，与指示灯驱动电路通过导线连接；

指示灯驱动电路，根据错误检测电路的输出信息，驱动相应指示灯亮，与指示灯输出电路通过导线连接；

指示灯输出电路，根据指示灯驱动电路的输出信号，触发相应的指示灯。

3.根据权利要求1所述的一种汽车电压调节电路，其特征在于：电源模块包括PTAT电流产生电路、电压抬升电路、一重电流反馈电路、二重电流反馈电路和输出驱动级， PTAT电流产生电路与电压抬升电路连接，一重电流反馈电路与PTAT电流产生电路和基准电流端连接，二重电流反馈电路连接在输入电源和电压抬升电路的输出端之间，电压抬升电路的输出端连接到驱动电路的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种汽车电压调节电路，其特征在于：比较器包括差分输入对管和共源放大器，差分输入对管与共源放大器导线连接。

5.根据权利要求1所述的一种汽车电压调节电路，其特征在于：软启动电路包括：

频率检测电路，用于判断当前软启动电路的工作状态，频率检测电路输入端与脉冲发生器的输出端连接，频率检测电路输出端与第二计数器电路的复位端连接；

第二计数器电路，为第二数模转换电路提供输入信号，第二计数器电路与占空比检测电路和第二数模转换电路连接，计数脉冲输入端与系统时钟相连接；

第二数模转换电路，用于产生软启动电压，第二数模转换电路的输入端与第二计数器电路的输出端连接，第二数模转换电路的输出端与第二比较器电路的输入端连接；

占空比检测电路，用于检测每个励磁周期的占空比，占空比检测电路的输出端分别与第二计数器电路的置数输入端连接；

第二比较器电路，用于比较软启动电压和第二数模转换器输出的锯齿波电压，获得占空比逐渐增大的软启动控制信号。

Images