CN104571248A - 汽车发电机的电压调节模块及电压调节电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发电机的电压调节模块及电压调节电路，前者包括驱动单元和控制单元，驱动单元在驱动单元的输入端有电流输入时，使输出端子与接地端子断开；控制单元包括第一分压电路和第三稳压管，第三稳压管的正极和负极分别与驱动单元的输入端和第一分压电路的第一分压点连接，第一分压电路包括电阻温度探测器，以使第一分压点的分压比随着环境温度的升高而增大。本发明通过使发电机在环境温度较高时提供较低的输出电压，及使发电机在环境温度较低时提供较高的输出电压，可有效避免蓄电池在环境温度较高时出现过充电状况及在环境温度较低时出现充电不足的状况，因此，可以有效延长蓄电池的使用寿命。

Description

汽车发电机的电压调节模块及电压调节电路

技术领域

本发明涉及汽车发电机技术领域，尤其涉及一种汽车发电机的电压调节模块及利用该电压调节模块调节发电机的输出电压的电压调节电路。

背景技术

汽车电源由蓄电池和发电机构成，当发动机未运行时由蓄电池给整车电气负载供电，当发动机运行带动发电机发电后，则由发电机给整车电气负载供电，同时向蓄电池充电。为了能够通过发电机向蓄电池充电，以保障蓄电池电量充足，发电机的输出电压应该高于蓄电池电压。由于蓄电池的特性会随环境温度的变化而变化，夏天时蓄电池活性较好，起动时能释放更多电量，所需充电电压就相对较低；冬天时蓄电池活性差，起动时释放的电量降低，所需充电电压就相对较高。因此，为了兼顾冬天和夏天，目前是将发电机的输出电压设定为基本等于对应夏天的充电电压和对应冬天的充电电压的中间值，具体为：若蓄电池的额定电压是12伏，则发电机的输出电压设定为14.5伏，若蓄电池的额定电压是24伏，则发电机的输出电压设定为28.5伏。

图1示出了现有的用于设定汽车发电机的输出电压的电压调节模块，该电压调节模块包括驱动单元和控制单元，及用于与外围电路连接的电源端子JL、接地端子JGND和输出端子JOUT，其中，该电源端子JL与汽车发电机的励磁线圈5的高电位端连接，接地端子JGND与蓄电池1的负极、进而与搭铁连接，输出端子JOUT与励磁线圈5的低电位端连接，该励磁线圈5的高电位端即为通过二极管D2与发动机4的充电指示灯端连接的一端。上述驱动单元包括第一电阻R1、第一三极管Q1和第二二极管Q2，第一电阻R1的一端与电源端子JL连接，第一电阻R1的另一端与第一三极管Q1的基极和第二二极管的集电极连接，第一三极管Q1的集电极和发射极分别与输出端子JOUT和接地端子JGND连接，第二三极管Q2的发射极与接地端子连接；上述控制单元包括分压电路和第三稳压管D3，分压电路包括串联连接在电源端子JL与接地端子JGND之间的第二电阻R2和第三电阻R3，第三稳压管D3的正极和负极分别与第二三极管Q2的基极和分压电路的分压点(第二电阻R2和第三电阻R3之间的电位点)连接。

该电压调节模块的调压原理如下：当点火开关2接通后，电流经发电机充电指示灯3、第二电阻R2和第三电阻R3形成闭合回路，此时第三电阻R3的端电压低于第三稳压管D3的击穿电压，第三稳压管D3截止，导致第二三极管Q2截止，进而使得第一三极管Q1导通，励磁线圈5将通过第一三极管Q1形成闭合回路，电流流经励磁线圈5产生磁场，因此，若此时起动发动机，发动机将带动发电机4旋转切割磁力线，发电机4开始发电；发电机4发电后，经过二极管D2给电压调节模块供电，发电机充电指示灯3两端的电压相等，发电机充电指示灯3熄灭，而且随着发电机4输出电压的逐渐上升，第三电阻R3的端电压也随之上升，当第三电阻R3的端电压大于第三稳压管D3的击穿电压时，第三稳压管D3导通，第二三极管Q2导通，拉低第一三极管Q1的基极电压，使得第一三极管Q1截止，励磁线圈5的闭合电路断开，励磁线圈5不再产生磁场，发电机4因无法切割磁力线而导致输出电压降低，此时，第三电阻R3的端电压会随之降低；当第三电阻R3的端电压降低到低于第三稳压管D3的击穿电压时，第三稳压管D3再次截止，第一三极管Q1再次导通，励磁线圈5再次通过第一三极管Q1形成闭合回路，进而使得电流流经励磁线圈5产生磁场，发电机4因切割磁力线而使输出电压上升，如此往复，便可将发电机4的输出电压恒定在上述设定数值上。

该种采用折中方式使发电机的输出电压恒定在设定数值上的结构存在以下缺陷：夏天时造成蓄电池过充电，进而加快蓄电池内部电解液的消耗，缩短蓄电池使用寿命；冬天时造成蓄电池充电不足，进而加剧蓄电池内部极板硫化，同样会缩短蓄电池使用寿命。

发明内容

本发明的实施例提供一种可根据温度变化改变发动机的输出电压的电压调节模块及利用该电压调节模块调节发电机的输出电压的电压调节电路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车发电机的电压调节模块，包括驱动单元和控制单元，及电源端子、接地端子和输出端子，所述驱动单元连接于所述电源端子与所述接地端子之间，所述驱动单元在驱动单元的输入端有电流输入时，使所述输出端子与所述接地端子断开；所述控制单元包括第一分压电路和第三稳压管，所述第一分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第三稳压管的正极和负极分别与所述驱动单元的输入端和所述第一分压电路的第一分压点连接；所述第一分压电路包括电阻温度探测器，以使第一分压点的分压比随着环境温度的升高而增大。

优选的是，所述电压调节模块还包括低压限制单元，所述低压限制单元用于在所述电源端子的电压低于设定的低压阈值时，禁止所述控制单元起作用而使所述输出端子与所述接地端子保持连接状态。

优选的是，所述低压限制单元包括低压检测电路和低压钳位电路，所述低压检测电路用于在所述电源端子的电压低于设定的低压阈值时经低压限制信号输出端输出高电平；所述低压钳位电路用于在所述低压限制信号输出端输出高电平时，禁止所述控制单元起作用而使所述输出端子与所述接地端子保持连接状态。

优选的是，所述低压检测电路包括第二分压电路、第六稳压管和第四三极管，所述第二分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第六稳压管的正极和负极分别与所述第四三极管的基极和所述第二分压电路的第二分压点连接，所述第四三极管的集电极经第七电阻与所述电源端子连接，所述第四三极管的发射极与所述接地端子连接，所述第四三极管的集电极与所述低压限制信号输出端连接；所述第二分压电路使得所述第二分压点的电压在所述电源端子的电压低于所述低压阈值时，低于所述第六稳压管的击穿电压；或者，

所述低压检测电路包括第二分压电路和控制器，所述第二分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第二分压电路的第二分压点与控制器的第二电压信号输入端连接；所述控制器在检测到所述第二分压点的电压低于所述低压阈值时，经所述低压限制信号输出端输出高电平。

优选的是，所述低压钳位电路包括第四二极管；所述驱动单元包括第一电阻、第一三极管和第二三极管，所述第一电阻的一端与所述电源端子连接，所述第一电阻的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极作为所述驱动单元的输入端，所述第一三极管的集电极与所述输出端子连接，所述第一三极管的基极通过第十电阻与所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极与所述接地端子连接；所述第四二极管的正极和负极分别与所述低压限制信号输出端和所述第一三极管的基极连接；或者，

所述低压钳位电路包括第一继电器，所述第一继电器的线圈连接在所述低压限制信号输出端与所述接地端子之间，所述第一继电器的常开触点连接在所述输出端子与所述接地端子之间。

优选的是，所述电压调节模块还包括高压限制单元，所述高压限制单元用于在所述电源端子的电压高于或者等于设定的高压阈值时，禁止所述控制单元起作用而使所述输出端子与所述接地端子保持断开状态。

优选的是，所述高压限制单元包括高压检测电路和高压钳位电路，所述高压检测电路用于在所述电源端子的电压高于或者等于设定的高压阈值时经高压限制信号输出端输出低电平；所述高压钳位电路用于在所述高压限制信号输出端输出低电平时，禁止所述控制单元起作用而使所述输出端子与所述接地端子保持断开状态。

优选的是，所述高压检测电路包括第三分压电路、第五稳压管和第三三极管，所述第三分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第五稳压管的正极和负极分别与所述第三三极管的基极和所述第三分压电路的第三分压点连接，所述第三三极管的集电极经第四电阻与所述电源端子连接，所述第三三极管的发射极与所述接地端子连接，所述第三三极管的集电极与所述高压限制信号输出端连接；所述第三分压电路使得所述第三分压点的电压在所述电源端子的电压高于或者等于所述高压阈值时，达到所述第五稳压管的击穿电压；或者，

所述高压检测电路包括第三分压电路和控制器，所述第三分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第三分压电路的第三分压点与控制器的第三电压信号输入端连接；所述控制器在检测到所述第三分压点的电压高于或者等于所述高压阈值时，经所述高压限制信号输出端输出低电平。

优选的是，所述驱动单元包括第一电阻、第一三极管和第二三极管，所述第一电阻的一端与所述电源端子连接，所述第一电阻的另一端与所述第一三极管的基极和所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极作为所述驱动单元的输入端，所述第一三极管的集电极与所述输出端子连接，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极与所述接地端子连接；

所述高压钳位电路包括导线，所述高压限制信号输出端与所述第一三极管的基极通过所述导线连接在一起；或者，所述高压钳位电路包括第二继电器，所述第二继电器的线圈连接在所述高压限制信号输出端与所述接地端子之间，所述第二继电器的常开触点与所述第一三极管串联连接在所述输出端子与所述接地端子之间。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车发电机的电压调节电路，包括第一二极管、第二二极管、发电机充电指示灯、蓄电池、点火开关和电压调节模块，所述蓄电池的正极经所述点火开关和所述发电机充电指示灯与所述电压调节模块的电源端子连接，所述电压调节模块的接地端子与所述蓄电池的负极连接；汽车发电机的充电指示灯端与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述电压调节模块的电源端子连接；汽车发电机的蓄电池正极端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述蓄电池的正极连接，汽车发电机的接地端与所述蓄电池的负极连接，汽车发电机的励磁线圈连接于所述电压调节模块的电源端子与所述电压调节模块的输出端子之间；所述电压调节模块为上述任一种所述的电压调节模块。

本发明的有益效果在于，本发明的汽车发电机的电压调节模块的控制单元设置有阻值随温度变化的电阻温度探测器，且其第一分压电路的第一分压点的分压比将随环境温度的升高而增大，这样，随着环境温度的升高，发电机的输出电压将降低，进而可防止蓄电池因在温度较高时出现过充电的状况而缩短使用寿命；而随着环境温度的降低，发电机的输出电压将升高，进而可防止蓄电池因在温度较低时出现充电不足的状况而缩短使用寿命。由此可见，本发明的电压调节模块及电压调节电路通过使发电机在环境温度较高时提供较低的输出电压，及使发电机在环境温度较低时提供较高的输出电压，可有效避免蓄电池在环境温度较高时出现过充电状况及在环境温度较低时出现充电不足的状况，因此，可以有效延长蓄电池的使用寿命。

附图说明

图1示出了现有的使发电机的输出电压恒定在设定数值上的电压调节模块的电路结构；

图2示出了根据本发明的电压调节模块的一种实施方式；

图3示出了图2中驱动单元的一种实施结构；

图4示出了图2中驱动单元的另一种实施结构；

图5示出了根据本发明的电压调节模块的另一种实施方式；

图6示出了图5中低压限制单元和高压限制单元的一种实施结构。

附图标记说明：

1-蓄电池；                  2-点火开关；

3-发电机充电指示灯；        4-汽车发电机；

5-发电机的励磁线圈；        D1-第一二极管；

D2-第二二极管；             D3-第三稳压管；

D4-第四二极管；             D5-第五稳压管；

D6-第六稳压管；             Q1-第一三极管；

Q2-第二三极管；             Q3-第三三极管；

Q4-第四三极管；             Ri-第i电阻，其中i取值为1至10；

RT-电阻温度探测器；         KA-继电器；

U1-驱动单元；               A1-低压限制单元；

A2-高压限制单元。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明为了解决现有电压调节模块因采用折中方式而使发电机的输出电压恒定在设定数值，进而导致蓄电池在温度较高时过充，及在温度较低时充电不足的问题，提供一种可根据温度变化改变发动机的输出电压的电压调节模块。如图2至图6所示，本发明的电压调节模块包括驱动单元U1和控制单元，及用于将电压调节模块接入汽车发电机的电压调节电路中的电源端子JL、接地端子JGND和输出端子JOUT，该驱动单元U1连接于电源端子JL与接地端子JGND之间，其在驱动单元的输入端有电流输入时，使输出端子JOUT与接地端子JGND断开，对应地，其将在驱动单元的输入端无电流输入时，使输出端子JOUT与接地端子JGND连接在一起；通过该结构即可将发电机的输出电压限定在改变驱动单元状态的电压临界值上。如图2和图5所示，该控制单元包括第一分压电路和第三稳压管D3，第一分压电路连接于电源端子JL与接地端子JGND之间，第三稳压管D3的正极和负极分别与驱动单元U1的输入端和第一分压电路的第一分压点连接，以通过第三稳压管D3是否导通控制驱动单元U1的状态，其中，该第一分压电路包括电阻温度探测器RT，以使第一分压点的分压比(即第一分压点相对接地端子GND的电位与电源端子JL相对接地端子GND的电位之间的比值)随着环境温度的升高而增大，对此，如果选择正温度系数的电阻温度探测器RT，应该将电阻温度探测器连接在第一分压点与接地端子JGND之间，如果选择负温度系数的电阻温度探测器RT，则应该将电阻温度探测器连接在电源端子JL与第一分压点之间。

如图3所示，上述驱动单元U1可采用如图1所示的现有结构，即包括第一电阻R1、第一三极管Q1和第二三极管Q2，第一电阻R1的一端与电源端子JL连接，第一电阻R1的另一端与第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1的集电极和发射极分别与输出端子JOUT和接地端子JGND连接，第二三极管Q2的发射极与接地端子连接，而第二三极管Q2的基极则作为驱动单元U1的输入端，第二三极管Q2将在其基极有电流流入时导通(第二三极管Q2的电压开启条件在控制单元的第三稳压管D3的作用下可实时满足)，进而将第一三极管Q1的基极电位拉低，输出端子JOUT与接地端子JGND在此时将因第一三极管Q1截止而断开；对应地，第二三极管Q2将在其基极无电流流入时截止，进而将第一三极管Q1的基极电位拉高，输出端子JOUT与接地端子JGND在此时将因第一三极管Q1导通而连接在一起。

上述驱动单元U1也可采用如图4所示的结构，即包括第一电阻R1、第二三极管Q2和继电器KA，该第一电阻R1、第二三极管Q2和继电器KA的线圈串联连接在电源端子JL与接地端子JGND之间，该第二三极管Q2的基极作为驱动单元U1的输入端，该继电器KA的常闭触点连接在输出端子JOUT与接地端子JGND之间。第二三极管Q2将在其基极有电流流入时导通(第二三极管Q2的电压开启条件在上述控制单元的稳压管的作用下可实时满足)，进而使继电器KA的线圈得电，输出端子JOUT与接地端子JGND在此时将因继电器KA的常闭触点断开而断开；对应地，第二三极管Q2将在其基极无电流流入时截止，进而使继电器KA的线圈失电，输出端子JOUT与接地端子JGND在此时将因继电器KA的常闭触点闭合而连接在一起。

本发明的汽车发电机的电压调节模块的工作原理为：该电压调节模块由控制单元的第三稳压管D3通过第一分压电路检测电源端子JL的电压，即汽车发电机的输出电压，当第一分压点的电压低于第三稳压管D3的击穿电压时，第三稳压管D3截止，无法向驱动单元U1的输入端提供电流，因此驱动单元U1将使输出端子JOUT和接地端子JGND连接在一起，此时，如图3和图4所示，发电机4的励磁线圈5通电，发电机4的输出电压将上升；当发电机4的输出电压上升至使第一分压点的电压高于或者等于第三稳压管D3的击穿电压时，第三稳压管D3导通，进而向驱动单元U1的输入端提供电流，因此驱动单元U1将使输出端子JOUT与接地端子JGND断开，此时，如图3和图4所示，发电机4的励磁线圈5断电，发电机4的输出电压将下降；当发电机4的输出电压下降至再次低于第三稳压管D3的击穿电压时，发电机4的输出电压将再次上升，如此往复，便可将发电机4的输出电压限定在由第一分压电路决定的数值上，在此，由于第一分压电路设置有电阻温度探测器RT，且第一分压点的分压比将随环境温度的升高而增大，这样，随着环境温度的升高，电源端子JL的使第一分压点的电压达到第三稳压管的击穿电压的电压越低，因此，该数值将随环境温度的升高而降低，进而实现了根据环境温度调节发电机的输出电压的目的。由此可见，通过本发明的电压调节模块可有效防止蓄电池1在环境温度较高时出现过充状况，及在环境温度较低时出现充电不足的状况，这可以保护蓄电池1不受损坏，进而延长蓄电池1的使用寿命。

图3和图4示出了第一分压电路采用正温度系数的电阻温度探测器RT的一种实施结构，该第一分压电路包括顺次串联连接在电源端子JL与接地端子JGND之间的第二电阻R2、第三电阻R3和电阻温度探测器RT，该第二电阻R2与第三电阻R3之间的电位点为上述第一分压点。

根据上述工作原理可知，如果将本发明的电压调节模块应用在环境温度极高的场合下，例如是高于60℃，将可能导致发电机的输出电压下降至低于蓄电池1的电压，进而造成发电机4无法为蓄电池1充电，为了使本发明的电压调节模块可以在环境温度极高的应用场合下发挥作用，如图5所示，可为电压调节模块设置低压限制单元A1，该低压限制单元A1用于在电源端子JL的电压(即电源端子JL与接地端子JGND之间的电压)低于设定的低压阈值时，禁止控制单元对驱动单元起作用而使输出端子JOUT与接地端子JGND保持连接状态，以使发电机4的励磁线圈5在该种条件下始终处于通电状态，进而使发电机4的输出电压上升至该低压阈值；对应地，该低压限制单元A1将在电源端子JL的电压高于或者等于该低压阈值时失去控制驱动单元U1的作用，进而由控制单元控制驱动单元U1的状态。由此可见，在设置该低压限制单元A1的情况下，可将发电机4的最低输出电压限制为该低压阈值。

该低压限制单元可包括低压检测电路和低压钳位电路，该低压检测电路用于在电源端子JL的电压低于设定的低压阈值时经低压限制信号输出端输出高电平或者低电平；而该低压钳位电路用于在低压限制信号输出端输出高电平或者低电平时，禁止控制单元起作用而使输出端子JOUT与接地端子JGND保持连接状态。

对于低压检测电路在电源端子JL的电压低于设定的低压阈值时经低压限制信号输出端输出高电平的实施方式，如图6所示，该低压检测电路可包括第二分压电路、第六稳压管D6和第四三极管Q4，该第二分压电路连接于电源端子JL与接地端子JGND之间，第六稳压管D6的正极和负极分别与第四三极管Q4的基极和第二分压电路的第二分压点连接，第四三极管Q4的集电极经第七电阻R7与电源端子JL连接，第四三极管Q4的发射极与接地端子JGND连接，而该第四三极管Q4的集电极与低压限制信号输出端连接；该第二分压电路要求使得第二分压点的电压(即第二分压点与接地端子JGND之间的电压)在电源端子JL的电压低于上述低压阈值时，低于第六稳压管D6的击穿电压，以使第六稳压管D6在该种条件下截止，进而使第四三极管Q4在该种条件下经低压限制信号输出端输出高电压；对应地，该第六稳压管D6将在电源端子JL的电压高于或者等于上述低压阈值时，达到第六稳压管的击穿电压而使第四三极管Q4导通，进而使第四三极管Q4在该种条件下经低压限制信号输出端输出低电压，此时低压限制单元A1失去作用；该第二分压电路例如包括串联连接的第八电阻R8和第九电阻R9，二者之间的电位点即为上述第二分压点。对于该种实施方式，该低压检测电路也可包括控制器和上述第二分压电路，该第二分压电路的第二分压点与控制器的第二电压信号输入端连接；该控制器在检测到第二分压点的电压低于上述低压阈值时，经低压限制信号输出端输出高电平；对应地，该控制器在检测到第二分压点的电压高于或者等于上述低压阈值时，经低压限制信号输出端输出低电平，以使低压限制单元A1失去作用。

对于低压钳位电路在低压限制信号输出端输出高电平时，禁止控制单元起作用而使输出端子JOUT与接地端子JGND保持连接状态的实施方式，如图6所示，该低压钳位电路可包括第四二极管D4，而驱动单元U1则在图3所示的实施例的基础上增加第十电阻R10，以使第二三极管Q2的集电极经该第十电阻R10与第一三极管Q1的基极连接，而该第四二极管D4的正极和负极分别与低压限制信号输出端和第一三极管Q1的基极连接，这样，在低压限制信号输出端输出高电平时，将通过第四二极管D4将第一三极管Q1的基极电位拉高，进而使第一三极管Q1在该种条件下始终处于导通状态，以保持输出端子JOUT与接地端子JGND之间的处于连接状态；另外，在低压限制信号输出端输出低电平时，该低压钳位电路利用第四二极管D4的单向导通作用隔离低压检测电路与驱动单元U1，进而禁止低压限制单元A1起作用。对于该种实施方式，该低压钳位电路也可包括第一继电器(图中未示出)，该第一继电器的线圈连接在低压限制信号输出端与接地端子之间，第一继电器的常开触点连接在输出端子JOUT与接地端子JGND之间，这样，在低压限制信号输出端输出高电平时，第一继电器的线圈得电，第一继电器的常开触点闭合，进而可将输出端子JOUT与接地端子JGND短路，以保持输出端子JOUT与接地端子JGND处于连接状态；另外，在低压限制信号输出端输出低电平时，第一继电器的线圈失电，第一继电器的常开触点断开，进而使低压限制单元A1失去作用。

对于低压检测电路在电源端子JL的电压低于设定的低压阈值时经低压限制信号输出端输出低电平的实施方式，该低压检测电路可在图6所示的包括上述第二分压电路、第六稳压管D6和第四三极管Q4的基础上，再增加末级三极管，该末级三极管的基极与第四三极管Q4的集电极连接，末级三极管的集电极与低压限制信号输出端连接；这样，在电源端子JL的电压低于上述低压阈值而使第二分压点的电压低于第六稳压管D6的击穿电压时，第六稳压管D6截止，第四三极管Q4截止，进而使增加的末级三极管导通而经低压限制信号输出端输出低电平；相反，末级三极管将在电源端子JL的电压高于或者等于上述低压阈值时截止，进而经低压限制信号输出端输出高电平，此时低压限制单元A1失去作用。对于该种实施方式，该低压检测电路也可包括控制器和上述第二分压电路，该第二分压电路的第二分压点与控制器的第二电压信号输入端连接；该控制器在检测到第二分压点的电压低于上述低压阈值时，经低压限制信号输出端输出低电平；对应地，该控制器在检测到第二分压点的电压高于或者等于上述低压阈值时，经低压限制信号输出端输出高电平，以使低压限制单元A1失去作用。

对于低压钳位电路在低压限制信号输出端输出低电平时，禁止控制单元起作用而使输出端子JOUT与接地端子JGND保持连接状态的实施方式，该低压钳位电路可包括第一继电器(图中未示出)，该第一继电器的线圈连接在低压限制信号输出端与接地端子之间，第一继电器的常闭触点连接在输出端子JOUT与接地端子JGND之间，这样，在低压限制信号输出端输出低电平时，第一继电器的线圈失电，第一继电器的常闭触点闭合，进而可将输出端子JOUT与接地端子JGND短路，以保持输出端子JOUT与接地端子JGND处于连接状态；另外，在低压限制信号输出端输出高电平时，第一继电器的线圈得电，第一继电器的常闭触点断开，进而使低压限制单元A1失去作用。

另外，根据上述工作原理还可知，如果将本发明的电压调节模块应用在环境温度极低的场合下，例如是低于-40℃，将可能导致发电机的输出电压过高而加剧蓄电池1的电解液损耗，同样会影响蓄电池1的使用寿命，为了使本发明的电压调节模块可以在环境温度极低的应用场合下发挥作用，如图5所示，可为电压调节模块设置高压限制单元A2，该高压限制单元A2用于在电源端子JL的电压(即电源端子JL与接地端子JGND之间的电压)高于或者等于设定的高压阈值时，禁止控制单元对驱动单元U1起作用而使输出端子JOUT与接地端子JGND保持断开状态，以使发电机4的励磁线圈5在该种条件下始终处于断电状态，进而使发电机4的输出电压下降至该高压阈值；对应地，该高压限制单元A2将在电源端子JL的电压低于该高压阈值时失去控制驱动单元U1的作用，进而由控制单元控制驱动单元U1的状态。由此可见，在设置该高压限制单元A2的情况下，可将发电机4的最高输出电压限制为该高压阈值。

该高压限制单元A2可包括高压检测电路和高压钳位电路，该高压检测电路用于在电源端子JL的电压高于或者等于上述高压阈值时经高压限制信号输出端输出低电平或者高电平；而该高压钳位电路则用于在高压限制信号输出端输出低电平或者高电平时，禁止控制单元起作用而使输出端子JOUT与接地端子JGND保持断开状态。

对于高压检测电路在电源端子JL的电压高于或者等于上述高压阈值时经高压限制信号输出端输出低电平的实施方式，如图6所示，该高压检测电路可包括第三分压电路、第五稳压管D5和第三三极管Q3，该第三分压电路连接于电源端子JL与接地端子JGND之间，第五稳压管D5的正极和负极分别与第三三极管Q3的基极和第三分压电路的第三分压点连接，第三三极管Q3的集电极经第四电阻R4与电源端子HL连接，第三三极管Q3的发射极与接地端子JGND连接，第三三极管Q3的集电极与高压限制信号输出端连接；该第三分压电路要求使得第三分压点的电压(即第三分压点与接地端子JGND之间的电压)在所述电源端子JL的电压(即电源端子JL与接地端子JGND之间的电压)高于或者等于上述高压阈值时，达到第五稳压管D5的击穿电压，使第五稳压管D5在该条件下导通，进而使高压限制信号输出端因第三三极管Q3导通而输出低电平；对应地，该第五稳压管D5将在电源端子JL的电压低于上述高压阈值时截止，进而使第三三极管Q3在该种条件下经高压限制信号输出端输出高电压，此时高压限制单元A2失去作用；该第三分压电路例如包括串联连接的第五电阻R5和第六电阻R6，二者之间的电位点即为上述第三分压点。在该种实施方式下，该高压检测电路也可包括控制器(图中未示出)和上述第三分压电路，该第三分压电路的第三分压点与控制器的第三电压信号输入端连接；该控制器在检测到第三分压点的电压高于或者等于上述高压阈值时，经高压限制信号输出端输出低电平；对应地，该控制器在检测到第三分压点的电压低于上述高压阈值时，经高压限制信号输出端输出高电平，以使高压限制单元A2失去作用。

对于高压钳位电路在高压限制信号输出端输出低电平时，禁止控制单元起作用而使输出端子JOUT与接地端子JGND保持断开状态的实施方式，如图6所示，该驱动单元可采用如图3所示的实施例，而该高压钳位电路可为简单的导线，通过该导线将该高压限制信号输出端与第一三极管Q3的基极连接在一起；这样，在高压限制信号输出端输出低电平时，将拉低第一三极管Q3的基极电压，进而使输出端子JOUT与接地端子JGND因第一三极管Q3在该条件下始终截止而保持断开状态；对应地，在高压限制信号输出端输出高电平时，第一三极管Q1的基极将可被控制单元正常拉低，因此可禁止高压限制单元A2在该种条件下起作用。在该种实施方式下，该高压钳位电路也可包括第二继电器(图中未示出)，该第二继电器的线圈连接在高压限制信号输出端与接地端子JGND之间，第二继电器的常开触点与图3所示的第一三极管Q1或者图4所示的继电器KA的常闭触点串联连接在输出端子JOUT与接地端子JGND之间；这样，在高压限制信号输出端输出低电平时，第二继电器的线圈失电，第二继电器的常开触点始终断开，进而保持输出端子JOUT与接地端子JGND在该种条件下处于断开状态；对应地，在高压限制信号输出端输出高电平时，第二继电器的线圈得电，第二继电器的常开触点始终闭合，进而使高压限制单元A2失去作用。

对于高压检测电路在电源端子JL的电压高于或者等于上述高压阈值时经高压限制信号输出端输出高电平的实施方式，该高压检测电路可在图6所示的包括上述第三分压电路、第五稳压管D5和第三三极管Q3的基础上，再增加末级三极管，该末级三极管的基极与第三三极管Q3的集电极连接，末级三极管的集电极与高压限制信号输出端连接；这样，在电源端子JL的电压高于或者等于上述高压阈值而使第三分压点的电压高于第五稳压管D5的击穿电压时，第五稳压管D5导通，第三三极管Q3导通，进而使增加的末级三极管截止而经高压限制信号输出端输出高电平；相反，末级三极管将在电源端子JL的电压低于上述高压阈值时导通，进而经高压限制信号输出端输出低电平，此时高压限制单元A2失去作用。在该种实施方式下，该高压检测电路也可包括控制器(图中未示出)和上述第三分压电路，该第三分压电路的第三分压点与控制器的第三电压信号输入端连接；该控制器在检测到第三分压点的电压高于或者等于上述高压阈值时，经高压限制信号输出端输出高电平；对应地，该控制器在检测到第三分压点的电压低于上述高压阈值时，经高压限制信号输出端输出低电平，以使高压限制单元A2失去作用。

对于高压钳位电路则用于在高压限制信号输出端输出高电平时，禁止控制单元起作用而使输出端子JOUT与接地端子JGND保持断开状态的实施方式，该高压钳位电路可包括第二继电器(图中未示出)，该第二继电器的线圈连接在高压限制信号输出端与接地端子之间，第二继电器的常闭触点连接在输出端子JOUT与接地端子JGND之间，这样，在高压限制信号输出端输出高电平时，第二继电器的线圈得电，第二继电器的常闭触点断开，进而可将输出端子JOUT与接地端子JGND断开，以保持输出端子JOUT与接地端子JGND处于断开状态；对应地，在高压限制信号输出端输出低电平时，第二继电器的线圈失电，第二继电器的常闭触点闭合，进而使高压限制单元A2失去作用。

上述各三极管根据其连接方式具体为NPN型三极管，本领域技术人员应当清楚的是，将上述三极管置换为MOS管可获得等同的技术方案。

参照图2和图3，本发明的汽车发电机的电压调节电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、发电机充电指示灯3、蓄电池1、点火开关2和上述电压调节模块，蓄电池1的正极经点火开关2和发电机充电指示灯3与电压调节模块的电源端子JL连接，电压调节模块的接地端子JGND与蓄电池1的负极连接；汽车发电机4的充电指示灯端与第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2的负极与电压调节模块的电源端子JL连接；汽车发电机4的蓄电池正极端与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与蓄电池1的正极连接，汽车发电机4的接地端与蓄电池1的负极连接，汽车发电机4的励磁线圈5连接于电压调节模块的电源端子JL与电压调节模块的输出端子JOUT之间。

由此可见，在本发明电压调节模块采用上述低压限制单元A1和上述高压限制单元A2的情况下，可将发电机的输出电压限制在低压阈值与高压阈值之间，其中，在电源端子JL的电压高于或者等于低压阈值，且低于高压阈值时，由控制单元控制驱动单元的状态；在电源端子JL的电压低于低压阈值时，由低压限制单元A1控制驱动单元的状态；及在电源端子JL的电压高于或者等于高压阈值时，由高压限制单元A2控制驱动单元的状态。

作为如图6所示的电压调节模块的一个具体实施例，电阻温度探测器采用PT100铂电阻，其在0℃时的标准电阻为100Ω，在60℃时的电阻为123Ω，在-40℃时电阻为84Ω；第三稳压管D3、第五稳压管D5和第六稳压管D6型号为2CW1，稳压值为8.2V；第一电阻R1的阻值为10kΩ，第二电阻R2的阻值为400Ω，第三电阻R3的阻值为500Ω，第四电阻R4的阻值为10kΩ，第五电阻R5的阻值为820Ω，第六电阻R6的阻值为1.2kΩ，第七电阻R7的阻值为10kΩ，第八电阻R8的阻值为620Ω，第九电阻R9的阻值为1.2kΩ。对于该实施例，当环境温度高于60℃时通过低压限制单元A1将发电机4的输出电压稳定在13.5伏而不再下降；当环境温度低于或者等于-40℃时通过高压限制单元A2将发电机4的输出电压稳定在15伏而不再上升；当环境温度高于-40℃，且低于或者等于60℃时，发电机4的输出电压在控制单元的作用下随温度变化而在15伏和13.5伏之间连续变化。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车发电机的电压调节模块，包括驱动单元和控制单元，及电源端子、接地端子和输出端子，所述驱动单元连接于所述电源端子与所述接地端子之间，所述驱动单元在驱动单元的输入端有电流输入时，使所述输出端子与所述接地端子断开；所述控制单元包括第一分压电路和第三稳压管，所述第一分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第三稳压管的正极和负极分别与所述驱动单元的输入端和所述第一分压电路的第一分压点连接；其特征在于，所述第一分压电路包括电阻温度探测器，以使第一分压点的分压比随着环境温度的升高而增大。

2.根据权利要求1所述的电压调节模块，其特征在于，所述电压调节模块还包括低压限制单元，所述低压限制单元用于在所述电源端子的电压低于设定的低压阈值时，禁止所述控制单元起作用而使所述输出端子与所述接地端子保持连接状态。

3.根据权利要求1所述的电压调节模块，其特征在于，所述低压限制单元包括低压检测电路和低压钳位电路，所述低压检测电路用于在所述电源端子的电压低于设定的低压阈值时经低压限制信号输出端输出高电平；所述低压钳位电路用于在所述低压限制信号输出端输出高电平时，禁止所述控制单元起作用而使所述输出端子与所述接地端子保持连接状态。

4.根据权利要求3所述的电压调节模块，其特征在于，所述低压检测电路包括第二分压电路、第六稳压管和第四三极管，所述第二分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第六稳压管的正极和负极分别与所述第四三极管的基极和所述第二分压电路的第二分压点连接，所述第四三极管的集电极经第七电阻与所述电源端子连接，所述第四三极管的发射极与所述接地端子连接，所述第四三极管的集电极与所述低压限制信号输出端连接；所述第二分压电路使得所述第二分压点的电压在所述电源端子的电压低于所述低压阈值时，低于所述第六稳压管的击穿电压；或者，

所述低压检测电路包括第二分压电路和控制器，所述第二分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第二分压电路的第二分压点与控制器的第二电压信号输入端连接；所述控制器在检测到所述第二分压点的电压低于所述低压阈值时，经所述低压限制信号输出端输出高电平。

5.根据权利要求3所述的电压调节模块，其特征在于，所述低压钳位电路包括第四二极管；所述驱动单元包括第一电阻、第一三极管和第二三极管，所述第一电阻的一端与所述电源端子连接，所述第一电阻的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极作为所述驱动单元的输入端，所述第一三极管的集电极与所述输出端子连接，所述第一三极管的基极通过第十电阻与所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极与所述接地端子连接；所述第四二极管的正极和负极分别与所述低压限制信号输出端和所述第一三极管的基极连接；或者，

所述低压钳位电路包括第一继电器，所述第一继电器的线圈连接在所述低压限制信号输出端与所述接地端子之间，所述第一继电器的常开触点连接在所述输出端子与所述接地端子之间。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电压调节模块，其特征在于，所述电压调节模块还包括高压限制单元，所述高压限制单元用于在所述电源端子的电压高于或者等于设定的高压阈值时，禁止所述控制单元起作用而使所述输出端子与所述接地端子保持断开状态。

7.根据权利要求6所述的电压调节模块，其特征在于，所述高压限制单元包括高压检测电路和高压钳位电路，所述高压检测电路用于在所述电源端子的电压高于或者等于设定的高压阈值时经高压限制信号输出端输出低电平；所述高压钳位电路用于在所述高压限制信号输出端输出低电平时，禁止所述控制单元起作用而使所述输出端子与所述接地端子保持断开状态。

8.根据权利要求7所述的电压调节模块，其特征在于，所述高压检测电路包括第三分压电路、第五稳压管和第三三极管，所述第三分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第五稳压管的正极和负极分别与所述第三三极管的基极和所述第三分压电路的第三分压点连接，所述第三三极管的集电极经第四电阻与所述电源端子连接，所述第三三极管的发射极与所述接地端子连接，所述第三三极管的集电极与所述高压限制信号输出端连接；所述第三分压电路使得所述第三分压点的电压在所述电源端子的电压高于或者等于所述高压阈值时，达到所述第五稳压管的击穿电压；或者，

所述高压检测电路包括第三分压电路和控制器，所述第三分压电路连接于所述电源端子与接地端子之间，所述第三分压电路的第三分压点与控制器的第三电压信号输入端连接；所述控制器在检测到所述第三分压点的电压高于或者等于所述高压阈值时，经所述高压限制信号输出端输出低电平。

9.根据权利要求7所述的电压调节模块，其特征在于，所述驱动单元包括第一电阻、第一三极管和第二三极管，所述第一电阻的一端与所述电源端子连接，所述第一电阻的另一端与所述第一三极管的基极和所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极作为所述驱动单元的输入端，所述第一三极管的集电极与所述输出端子连接，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极与所述接地端子连接；

所述高压钳位电路包括导线，所述高压限制信号输出端与所述第一三极管的基极通过所述导线连接在一起；或者，所述高压钳位电路包括第二继电器，所述第二继电器的线圈连接在所述高压限制信号输出端与所述接地端子之间，所述第二继电器的常开触点与所述第一三极管串联连接在所述输出端子与所述接地端子之间。

10.一种汽车发电机的电压调节电路，包括第一二极管、第二二极管、发电机充电指示灯、蓄电池、点火开关和电压调节模块，所述蓄电池的正极经所述点火开关和所述发电机充电指示灯与所述电压调节模块的电源端子连接，所述电压调节模块的接地端子与所述蓄电池的负极连接；汽车发电机的充电指示灯端与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述电压调节模块的电源端子连接；汽车发电机的蓄电池正极端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述蓄电池的正极连接，汽车发电机的接地端与所述蓄电池的负极连接，汽车发电机的励磁线圈连接于所述电压调节模块的电源端子与所述电压调节模块的输出端子之间；其特征在于，所述电压调节模块为权利要求1至9中任一项所述的电压调节模块。