CN1400718A - 车辆交流发电机的外部型调节器 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆交流发电机的外部型调节器，包括一过充电断路器，该断路器包括分压电阻器，用于对通过IG端输入的电压进行分压，齐纳二极管，在由分压电阻器分压的电压高于齐纳电压的情形下关断，以检测出现在IG端交流发动机的过充电，第一和第二晶体管，在齐纳二极管检测到过充电时导通并导通且输出继电器驱动信号，一继电器，具有在功率晶体管与电压调节单元的励磁线圈之间连接的接触点端子，并响应当第一晶体管导通时的继电器驱动信号被切换驱动，从而断开功率晶体管与励磁线圈之间流动的励磁电流，以及多个电阻器，电容器和二极管，从而过充电断路器通过检测交流发动机的过充电并断开励磁线圈中流动的励磁电流，停止交流发动机电能的产生。

Description

车辆交流发电机的外部型调节器

本发明的领域

本发明涉及用于车辆交流发电机的外部型调节器，并特别涉及交流发电机的这样一种外部型调节器，该调节器在由于调节器损坏所至交流发电机中发生过充电的情形下，通过一继电器断开励磁线圈中的流过的励磁电流而停止电能的产生，能够防止电气部件和电池的损坏。

背景技术

以便来说，车辆包括各种电气设备，诸如灯，空气调节器等，包括诸如引擎的起动设备或点火设备等电气部件。电池和交流发电机向以上部件供电。

即交流发电机通过一定的皮带与引擎连接。基于引擎的转动决定所产生的电能。在交流发电机所产生的电能小于各种电气部件负荷，即由负荷元件所产生的负荷，的情形下，电池暂时作为电源供电，使得电池中所充的电能提供给各种负荷元件。在交流发电机所产生的电能大于各种负荷元件中产生的负荷的情形下，只有交流发电机向所有负荷元件供电，且电池通过交流发电机充电。

这时，一个调节器与交流发电机一同使用，通过控制在交流发电机励磁线圈中流动的励磁电流而控制交流发电机的输出电压，以便向各种负荷适当供电并以一定量使电池充电。

图1是表示一传统的车辆交流发电机的调节器的图示。以上的调节器包括一充电灯控制器10，用于控制在车辆处于点火开关接通时使充电灯接通，并在引擎起动时使充电灯断开，且交流发电机产生电能，电压调节单元20用于控制使交流发电机输出电压保持在被调节的电压不变。

在充电控制器10的情形下，当车辆的点火开关接通时，电池的电流(未示出)通过点火开关(未示出)输入到与充电灯(未示出)连接的端子。当从与交流发电机(未示出)的输出端连接的端子A通过电阻器R1流动的电流输入到晶体管Q7的基极端时，晶体管导通，且晶体管Q8导通，于是输入到端子L的电池的电流通过晶体管Q8流到接地端E，从而充电灯接通。

此外，当交流发电机的引擎起动产生电能时，从端子A通过电阻器R1流动的电流输入到晶体管Q6的集电极端。当从与交流发电机的中心点连接的端子N通过二极管D3和电阻器R2流动的电流输入到晶体管Q6的基极端时，晶体管Q6导通，且晶体管Q7和Q8关断，使得电池的电流不流向与端子L连接的充电灯。即，电流直接流向端子E，从而使充电灯关断。

在电压调节单元20的情形下，电池的电流输入到与点火钥连接的IG端，并通过二极管D7与电阻器R9输入到晶体管Q2的集电极端。当来自与励磁线圈(未示出)连接的端子F的电流流过电容器C2，电阻器R11和电容器C1输入到晶体管Q2的基极端时，晶体管Q2导通，且流入发射极端的电流输入到直接与端子A连接的功率晶体管Q4的基极端。

因而，功率晶体管Q4导通，且发射极的电流通过端子F流到励磁线圈，从而首先激励励磁线圈。

交流发电机的输出电压按以下所述的操作而成为不变的。

当交流发电机的输出电压高于调节电压时，直接与端子A连接的晶体管Q1导通。因而，电流通过端子R8直接流向端子E。由于晶体管Q1导通时，  当电阻器R11的输出电压高于齐纳二极管D5的传导电压时，齐纳二极管D5导通，且电流通过二极管Q1，电阻器R11，齐纳二极管D5，二极管D6及电阻器R13，R14和R15流向端子E。

因而，电流不输入到晶体管Q2的基极，且功率三极管Q4关断。于是电流不流向与端子F连接的励磁线圈，使得不能产生电能，因而产生的电压下降。

然后，当交流发电机的输出电压变得低于调节电压，即交流发电机在电阻器R11处的输出电压低于齐纳二极管D5的传导电压时，当齐纳二极管D5关断且晶体管Q1关断时，从端子N流向二极管D4及电阻器R4的电流输入到晶体管Q5的基极端。当晶体管Q3和A2由在端子A中流动的电流导通时，功率晶体管Q4导通，且在端子A流动的电流通过与端子F连接的励磁线圈通过功率晶体管Q4流向端子E，于是产生的电压增加。

在传统技术中，上述的操作以很高的速度重复进行，从而保持交流发电机电压产生作为均匀的调节电压。

在传统的技术中，使用热辐射片之类的散热装置防止电压调节单元20中的功率晶体管Q4的过热现象。

即，如果功率晶体管Q4由于功率晶体管Q4过热而成为短路状态，则调节器通常不执行调节功能。

在传统技术中，使用上述方式的散热装置防止功率晶体管Q4的过热问题。然而，由于使用螺栓散热装置简单地被固定在其上安装有功率晶体管Q4的基片一定的位置，如果螺栓没有正确地紧固，则可能出现非接触问题，于是散热装置可能工作并正常。

即，当散热装置功能不能正常进行时，就可能发生功率晶体管Q4的过热问题，于是功率晶体管Q4可能被严重损坏。此外，调节器可能被损坏，使得交流发电机中可能出现过传导问题。因而，由于交流发电机的过充电所至车辆的电气部件可能被严重损坏。此外，电池可能被损坏以至降低电池的寿命期。

本发明的概述

于是，本发明的目的是要提供一种用于车辆交流发电机的外部型调节器，它克服了传统技术中所遇到的问题。

本发明的另一目的是要提供一种用于车辆交流发电机的外部型调节器，该调节器在由于调节器的损坏所至交流发电机中出现过充电的情形下，通过齐纳二极管检测交流发电机的过充电，并通过由两个晶体管驱动的继电器断开功率晶体管和励磁线圈之间流动的励磁电流，停止交流发电机电能的产生，能够防止车辆的电气部件和电池的任何损坏。

为了实现以上目的，提供了用于车辆交流发电机的一种外部型调节器，该调节器包括一过充电断路器，该断路器包括分压电阻器，用于对通过IG端输入的电压进行分压，齐纳二极管，该齐纳二极管在由分压电阻器分压的电压高于齐纳电压的情形下关断，从而检测出现在IG端交流发电机的过充电，第一和第二晶体管，它们在齐纳二极管检测到过充电时导通并导通且输出继电器驱动信号，一继电器，该继电器具有在功率晶体管与电压调节单元的励磁线圈之间连接的接触点端子，并响应当第一晶体管导通时的继电器驱动信号被切换驱动，从而断开功率晶体管与励磁线圈之间流动的励磁电流，以及多个电阻器，电容器和二极管，从而过充电断路器通过检测交流发电机的过充电并断开励磁线圈中流动的励磁电流，停止交流发电机电能的产生。

附图的简要说明

通过参照附图将对本发明会有更好的理解，这些附图只是以示例的方式给出，因而不是对本发明的限制。

图1是表示用于传统的车辆调节器的调节器的图示；

图2是表示根据本发明用于车辆交流发电机的外部型调节器的图示；

图3是表示根据本发明图2的过电压断路器的图示。

优选实施例的详细说明

以下将参照附图详细说明本发明的优选实施例。

图2是表示根据本发明用于车辆交流发电机的外部型调节器的图示。当车辆的点火开关接通时，充电灯被接通。这种状态下，当引擎发动时，交流发电机产生电能。在上述系统中，充电灯控制器10进行控制以便使充电灯断开。电压调节单元20进行控制以便使交流发电机的输出电压成为均匀的调节电压。过充电断路器30通过检测交流发电机的过充电而切断励磁线圈中流过的电流，以使交流发电机不产生电能。

这时，充电灯控制器10包括多个电阻器R1，R2和R3，晶体管Q6，Q7和Q8，二极管D1，D2，和D3，以及电容器C4，它们连接到每一端。电压调节单元20包括多个电阻器R4到R15，晶体管Q1到Q3，及功率晶体管Q4，二极管D4，D6和D7，齐纳二极管D5和电容器C1，C2，和C3，它们连接到每一端。以上的结构与传统的结构类似，所不同在于以下本发明的结构。

如图3所示，过充电断路器30包括分压电阻器R17和R18，用于对通过IG端输入的电压进行分压，齐纳二极管D10，当由分压电阻器R17和R18分压的的电压高于齐纳电压时，该齐纳二极管导通，从而检测出IG端中交流发电机的过充电，晶体管Q9和Q10，当齐纳二极管D10检测出过充电并导通时，这些晶体管导通并输出继电器驱动信号，以及继电器REL，它包括连接在电压调节单元20的功率二极管Q4和励磁线圈FC之间的接触点端，并基于当晶体管Q9导通时的继电器驱动信号，作为接触端开关操作，切断功率晶体管Q4与励磁线圈FC之间的励磁电流。

此外，还提供了多个晶体管R16，R18和R19，电容器C8和C9，以及二极管D8，D9和D11。

这时，晶体管Q9是PNP型晶体管，而晶体管Q10是NPN型晶体管。晶体管Q9和晶体管Q10产串联连接的。

此外，继电器REL的第一端与功率晶体管Q4的发射极端连接，第二端与晶体管Q9的集电极端连接，且第四端与励磁线圈FC连接，第五端与电阻器R16连接。直到检测到交流发电机过充电之前，接触点端与第一端和第四端连接，使得功率晶体管Q4和励磁线圈FC之间的励磁电流不会断开。

如图2所示，继电器REL的端连接中，与继电器REL的第一和第四端连接的端子INI-1和NIN-2同J1中与端子F连接的端子INI-1和NIN-2连接，而第一端与功率晶体管Q4的发射极连接，第四端与励磁线圈FC连接。

以下将说明根据本发明用于车辆交流发电机的外部型调节器的操作。

这里，在根据本发明的用于车辆交流发电机的外部型调节器的情形下，由于充电灯接通和断开控制及用于保持交流发电机的输出电压为均匀的调节电压的电压调节控制，与传统的调节器的操作相同，故它们的详细说明从略。

因而，以下将详细说明根据本发明的过充电断路器30的操作。

即，在由于功率晶体管Q4的过热所至控制器端和功率晶体管Q4的发射极端变为短路，或励磁线圈FC变为短路的情形下，或者在因为调节器一定的元件损坏至使调节器工作不正常的情形下，调节器可能受到损坏，于是发生过充电问题。

在上述状态下，过充电断路器30使用分压电阻器R17和R18把从IG端流过二极管D8的电流的电压分压，使得分压电阻器R18的电压输入到齐纳二极管D10。

这时，齐纳二极管D10使用齐纳电压检测出交流发电机的过充电。

即，如果输入到齐纳二极管D10的电压高于齐纳电压，则这意味着在交流发电机中出现过充电，因而检测出交流发电机的过充电。从而，齐纳二极管D10导通，且电流输入到晶体管Q10的基极端。

NPN型晶体管Q10导通，且串联的PNP型晶体管Q9导通，且电流在连接在晶体管Q9和电阻器R16之间的继电器REL的线圈中流动，使得与继电器REL的第一端连接的接触点端切换到第三端，从而改变接触点。

因而，在功率晶体管Q4与励磁线圈FC之间流动的励磁电流被切断，交流发电机不能产生电能，于是切断了施加到调节器的交发电机的过充电，从而能够防止车辆电气部件和电池的任何损坏。

本发明中，当发生过充电时，继电器迅速操作并保持导通状态，直到电能被切断。特别地，由于两个晶体管用来驱动继电器REL，能够防止由于热和过电流所至的短路问题，因为继电器REL接通/断开接触时间与当使用一个晶体管时比较要快速。

此外，本发明中，在车辆驾驶座位显示板的下面部分安装有报警指示灯，于是当调节器损坏时所出现的调节器错误信息基于灯的接通/断开操作被指示出，从而驾驶者易于识别出调节器的出错状态。因而，本发明中，能够精确地识别出其它非正常部件和产品并验证出错位置。

本发明基本上用于外部型调节器，并与同交流发电机安装在一起的传统的内部型调节器比较，通过只更换损坏的调节器而能够降低成本。

如上所述，本发明中，在由于调节器损坏所至在交流发电机内发生过充电的情形下，通过齐纳二极管检测出交流发电机的过充电。在功率晶体管与励磁线圈之间流动的通过由两个晶体管驱动的继电器的励磁电流被切断，且交流发电机停止电能的产生。因而，能够防止车辆的电气部件和电池被过充电损坏。

在不背离本发明精神和实质的情形下，本发明可以若干形式被实施，还应当理解到，上述的例子不应由以上说明中任何细节所限，除非另外指明，应当在所附权利要求中定义的精神和范围内广泛地构成，因而属于权利要求条件和范围所有的变化和修改，或这些条件和范围的等价物都应为所附权利要求囊括。

Claims (2)

1.在用于车辆交流发电机的一种外部型调节器中，包括用于控制充电灯接通/断开操作的充电灯控制器，及用于不断调节交流发电机输出电压的电压调节单元，该用于车辆交流发电机的外部型调节器包括：

过充电断路器，它包括：

分压电阻器，用于对通过IG端输入的电压进行分压；

齐纳二极管，该齐纳二极管在由分压电阻器分压的电压高于齐纳电压的情形下关断，从而检测出现在IG端交流发电机的过充电；

第一和第二晶体管，它们在齐纳二极管检测到过充电时导通并导通且输出继电器驱动信号；

继电器，该继电器具有在功率晶体管与电压调节单元的励磁线圈之间连接的接触点端子，并响应当第一晶体管导通时的继电器驱动信号而被切换驱动，从而断开功率晶体管与励磁线圈之间流动的励磁电流；以及

多个电阻器，电容器和二极管，

从而所述过充电断路器通过检测交流发电机的过充电并断开励磁线圈中流动的励磁电流，停止交流发电机电能的产生。

2.权利要求1的调节器，其中过充电断路器的所述第一晶体管是PNP型晶体管，所述第二晶体管是NPN型晶体管，且所述第一晶体管和第二晶体管串联连接。

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