CN103777142A - 用于汽车发电机的信号侦测电路 - Google Patents
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Abstract
一种用于各种汽车发电机的信号侦测电路，包括一震荡单元，提供一第一震荡脉波信号、一第二震荡脉波信号、第三震荡脉波信号及第四震荡脉波信号；一交流讯号处理单元，用于接收发电机的相讯号、第一震荡信号以及第三震荡脉波信号，当相讯号为交流讯号时即启动此单元，输出一第二相讯号；一直流信号处理单元，用于接收发电机的相讯号、第一震荡信号及第二震荡脉波信号，当相讯号为直流讯号时即启动此单元，输出一第一相讯号；一缺相侦测及处理单元，用于接收第一相讯号或第二相讯号及第四震荡脉波信号，依第一相讯号或第二相讯号的频率高低，而输出一个缺相警示讯号；及一指示灯控制单元，用于接收缺相警示讯号，则输出灯控讯号控制指示灯亮。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于汽车发电机的信号侦测电路，尤其涉及一种可应用于不同汽车发电机的系统侦测，以判定发电机是否正常运转。
背景技术
汽车发电机系统工作电路主要由电压调节器、发电机转子、定子线圈、一整流桥(D1-D6)、指示灯及电瓶组成。汽车发动时，由内燃机皮带带动发电机运转，同时激磁电流流入转动中的发电机转子，而产生磁场，发电机的定子感应此磁场而产生交流电，交流电经整流桥转换为直流电输出，此输出对电瓶充电，提供汽车电子器件用电需求。
而指示灯设置在汽车驾驶座的仪表板上，有两种状况指示会亮起：
(1)当发电机相关电路发生异常状况时，指示灯即亮起，警示驾驶者。异常状况解除时，即关闭指示灯。
(2)在汽车启动之初，发电机尚未真正供电给车上电器，此时指示灯亮，以知会驾驶者。当相关电路侦测到系统信号，可以开始供电时，即关闭指示灯。
请参阅图1，为一种现有的A型的发电机系统工作电路，普遍用于日系汽车发电机，其特点在于转子1激磁电流由电池2的正极先经转子1后，再经功率晶体管3到电池的负极。应用于发电机上，转子激磁电流则是由发电机的两个碳刷分别流入与流出，转子激磁电流由碳刷电池端流入，经转子从Field端流出。
此电路的信号侦测系统由发电机产生交流电压，其频率根据发电机转动速度而不同，转速越快频率越高。此交流电压输入电压调节器4的相(PHASE)端，由电压调节器4内部逻辑电路侦测频率，在引擎刚启动、发电机刚开始转动时，电压调节器4内部逻辑电路侦测此交流电频率尚未达额定值，指示灯6亮。当交流电频率达额定值，则关闭指示灯6。
请参阅图2，为B型的发电机系统工作电路，主要用于美系汽车发电机，其特点为转子7激磁电流由电瓶8正极先经功率晶体管9后，再经转子7到电瓶8负极，应用于发电机上，转子7激磁电流则是由发电机的二碳刷分别流出，转子7激磁电流由碳刷的Field端流入，经转子7从接地端流出。
此电路的信号侦测系统由发电机产生一交流电压，其频率根据发电机转动速度而不同，转速越快频率越高。此交流电压输入电压调节器10的相(PHASE)端11，由电压调节器10内部逻辑电路侦测频率，在引擎刚启动、发电机刚开始转动时，电压调节器10内部逻辑电路侦测此交流电频率尚未达额定值，指示灯12亮。当交流电频率达额定值，则关闭指示灯12。
请参阅图3，为D+型的发电机系统工作电路，主要应用于欧系汽车发电机与重负载车辆系统，其定子13感应电流后，往两个方向输出，一路电流对电瓶14充电，另一路电流由发电机的小整流桥(D8～D10)整流后输入转子15，称转子电流。激磁电流由电瓶14正极经切换开关16、指示灯17、D+18，再经转子15、功率晶体19到电瓶14负极。
当切换开关16接上后，代表汽车钥匙已经转到第一段，此时发电机尚未启动，但车上电器已经可从电瓶14获得电源，指示灯17亮。待发电机开始运转，因定子13感应电流逐渐增加，转子15电流也随之增加，电压调节器20的D+端电压亦随之升高。此时，因指示灯两端的电压差值降低，指示灯17也随之熄灭，提示驾驶者发电机已经进入供电状态。
对于A及B型式发电机而言，相(Phase)为发电机定子输出，由此交流信号频率可换算得到发电机转速状态。对于D+发电机电路而言，所称的相(phase)为直流信号，可由相(PHASE)信号得到发电机的稳压状态。
在不同的发电机电路中，相(PHASE)都是侦测发电机运作是否正常的信号之一。为了提示驾驶者发电机运作异常的状态，以下两种情况会启动缺相(phasefault)警示：
（1）发电机刚启动时，此时尚未稳定发电，因此设定为缺相(phase fault)，以知会驾驶者此时发电状况。
（2）发电机正常运转情况下，当调节器与发电机连接的相(Phase)线脱落时，即侦测不到发电机的Phase信号，此状况亦称缺相(phase fault)。
（3）发电机与内燃机相接的皮带断裂，内燃机无法再带动发电机转动，亦设定为缺相(phase fault)。
电压调节器处理相(PHASE)信号时，对相缺(phase fault)情况的警示方式为车上指示灯亮。
D+型式发电机系统的指示灯灭灯的盲点，对驾驶者而言，指示灯须具备警示功能，对汽车电气系统运行的任何状态皆需要精准判断并提示驾驶者，而传统D+发电机电路系统仅根据灯泡本身压降特性进行亮灯与灭灯的动作，无法根据系统条件来制定灯泡警示规格。D+发电机电路在B+端(Battery)与D+端间有一灯泡，发电机还没开始转动时，B+端与D+端的电位差使灯泡亮起，当发电机转动发电，D+端电压逐渐上升，因两端电压差缩小，灯泡亮度逐渐降低，当D+端电压上升至与B+端相当时，因无电位差，灯泡熄灭。在发电机启动后，D+电压逐渐上升期间，灯泡亮度逐渐降低，直至熄灭。此状况下的灯泡on与off之间没有明确分界，只是逐渐熄灭，on与off的电压规格会因使用的灯泡功率、灯泡内阻不同而有差异。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于汽车发电机的信号侦测电路，其可利用相的侦测，来判断发电机的运转正常与否，而可适用于各种汽车发电机者。
为达到上述的目的，本发明公开了一种用于汽车发电机的信号侦测电路，包括一震荡单元、一交流讯号处理单元、一交流讯号处理单元、一缺相侦测及处理单元以及一指示灯控制单元。其中：震荡单元，提供一第一震荡脉波信号(CLK1)、一第二震荡脉波信号(CLK2)、第三震荡脉波信号(CLK3)及第四震荡脉波信号(CLK4)，该第二震荡脉波信号(CLK2)与第三震荡脉波信号(CLK3)的频率具固定的倍数关系；交流讯号处理单元，用于接收该发电机的相讯号(Phase)、该第一震荡信号(CLK1)以及第三震荡脉波信号(CLK3)，当相讯号(Phase)为直流讯号时，此单元不响应，当相讯号(Phase)为交流讯号时，即启动此单元，以输出一第二相讯号(Phase2)；直流信号处理单元，用于接收发电机的相讯号(Phase)、该第一震荡信号(CLK1)及第二震荡脉波信号(CLK2)，当相讯号(Phase)为交流讯号时，此单元不响应，当相讯号(Phase)为直流讯号时，即启动此单元，输出一第一相讯号(Phase1)；缺相侦测及处理单元，用于接收该第一相讯号(Phase1)或第二相讯号(Phase2)及第四震荡脉波信号(CLK4)，依据第一相讯号(Phase)或第二相讯号(Phase)的频率高低，而输出一个缺相警示讯号；指示灯控制单元，用于接收该缺相警示讯号，则输出灯控讯号(Lamp CLT)控制指示灯亮。
如是，可借由指示灯的关与闭来判定发电机运作是否正常，且可借由相的侦测，可适用于各种汽车发电机使用。
本发明的上述及其它目的、优点和特色由以下较佳实施例的详细说明并参考附图以更深入地了解。
附图说明
图1为现有的A型发电机的系统工作电路图。
图2为现有的B型发电机的系统工作电路图。
图3为现有的D+型发电机的系统工作电路图。
图4为本发明用于汽车发电机的信号侦测电路图。
附图标记说明：
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
如图4所示，本发明用于汽车发电机的信号侦测电路，其接收发电机的交流相讯号(Phase)或直流相讯号(Phase)，用于关闭或开启指示灯，以显示发电机运作是否正常。
该电路包括一震荡单元20、一交流讯号处理单元22、一直流讯号处理单元24、一缺相侦测及处理单元26及一指示灯控制单元28。
震荡单元20提供一第一震荡脉波信号(CLK1)30、一第二震荡脉波信号(CLK2)32、第三震荡脉波信号(CLK3)34及第四震荡脉波信号(CLK4)36，第一震荡脉波信号(CLK1)为1:12.8kHz、第二震荡脉波信号(CLK2)为2:37.5Hz、第三震荡脉波信号(CLK3)为3:9.375Hz及第四震荡脉波信号(CLK4)为4:37.5Hz。其中该第一震荡脉波信号(CLK1)30为系统最高频信号，密集侦测相讯号(Phase)38；第二震荡脉波信号(CLK2)32与第三震荡脉波信号(CLK3)34具有固定的倍数关系，或可为相同频率，而为同一震荡脉波信号；第四震荡脉波信号(CLK4)36为缺相警示讯号的警示标准。
交流讯号处理单元22用于接收该发电机的相讯号(Phase)38、第一震荡信号(CLK1)30以及第三震荡脉波信号(CLK3)34，当相讯号38(Phase)为直流讯号时，此单元不响应，当相讯号38(Phase)为交流讯号时，即启动此单元，以输出一第二相讯号(Phase2)40；交流讯号处理单元22以第一震荡信号(CLK1)30为基础，作为相讯号38(Phase)侦测的重设信号，以持续侦测信号相(Phase)38；交流讯号处理单元22以第三震荡脉波信号(CLK3)34作为计数器频率，将交流相讯号38(Phase)作为计数重设信号，依据交流相讯号38(Phase)频率不同，其结果用于输出一第二相讯号(Phase2)40。
直流信号处理单元24用于接收发电机的相讯号(Phase)38、该第一震荡信号(CLK1)30及第二震荡脉波信号(CLK2)32，当相讯号38(Phase)为交流讯号时，此单元不响应，当相讯号38(Phase)为直流讯号时，即启动此单元，输出一第一相讯号(Phase1)42。
缺相侦测及处理单元26用于接收该第一相讯号(Phase1)42或第二相讯号(Phase2)40及第四震荡脉波信号(CLK4)36，依据第一相讯号(Phase)42或第二相讯号(Phase)40的频率高低，而输出一个缺相警示讯号44；当第一相讯号(Phase1)42或第二相讯号(Phase2)40的频率比第四震荡脉波信号(CLK4)36高时，则解除缺相警示，当该第一相讯号42(Phase1)或第二相讯号(Phase2)40的频率比第四震荡脉波信号(CLK4)36低时，则启动缺相警示。
指示灯控制单元28，用于接收缺相警示讯号44，则输出灯控讯号(LampCLT)46控制指示灯亮。
当指示灯亮时，代表发电机运转未正常，而指示灯关闭时，代表发电机已正常运作。
本发明利用相讯号的侦测，来作为亮灭指示灯的方式，进而判断发电机运转是否正常，可适用于各种型号的汽车发电机使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种泛用于各种汽车发电机的信号侦测电路，其接收发电机的交流相讯号或直流相讯号，用于关闭或开启指示灯，其特征在于，该电路包括：
一震荡单元，提供一第一震荡脉波信号、一第二震荡脉波信号、第三震荡脉波信号及第四震荡脉波信号，该第二震荡脉波信号与第三震荡脉波信号的频率具有固定的倍数关系；
一交流讯号处理单元，用于接收该发电机的相讯号、该第一震荡信号以及第三震荡脉波信号，当相讯号为直流讯号时，此单元不响应，当相讯号为交流讯号时，即启动此单元，以输出一第二相讯号；
一直流信号处理单元，用于接收发电机的相讯号、该第一震荡信号及第二震荡脉波信号，当相讯号为交流讯号时，此单元不响应，当相讯号为直流讯号时，即启动此单元，输出一第一相讯号；
一缺相侦测及处理单元，用于接收该第一相讯号或第二相讯号及第四震荡脉波信号，依据第一相讯号或第二相讯号的频率高低，而输出一个缺相警示讯号；以及
一指示灯控制单元，用于接收该缺相警示讯号，则输出灯控讯号控制指示灯亮。
2.如权利要求1所述的用于汽车发电机的信号侦测电路，其特征在于，该交流讯号处理单元及直流讯号处理单元以该第一震荡信号为基础，作为相讯号侦测的重设信号，以持续侦测相讯号。
3.如权利要求1所述的用于汽车发电机的信号侦测电路，其特征在于，该交流讯号处理单元以第三震荡脉波信号作为计数器频率，将交流相讯号作为计数重设信号，依据交流相讯号频率不同，其结果用于输出一第二相讯号。
4.如权利要求1所述的用于汽车发电机的信号侦测电路，其特征在于，该直流讯号处理单元以第二震荡脉波信号作为计数器频率，将直流相讯号作为计数重设信号，其结果用于输出一第一相讯号。
5.如权利要求1所述的用于汽车发电机的信号侦测电路，其特征在于，该缺相侦测及处理单元，当第一相讯号或第二相讯号的频率比第四震荡脉波信号高时，则解除缺相警示；当该第一相讯号或第二相讯号的频率比第四震荡脉波信号低时，则启动缺相警示。
6.如权利要求1所述的用于汽车发电机的信号侦测电路，其特征在于，其中该第二震荡脉波信号与第三震荡脉波信号具有相同的频率，而可为同一震荡脉波信号。
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