CN221202386U - 一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器，该调节器包括用于控制调节器工作的IG开关线路，用于调节发电机输出电压的主调压线路，用于根据发电机的运行状态来控制充电指示灯通断的L端指示灯控制线路，用于L端电流过大时进行过流保护的充电指示灯保护线路；该调节器可快速有效地使充电指示灯端免受大电流烧坏，并可以根据实际需求通过对部分元器件的简单调整来实现对限流值大小的控制，既可以过流保护，也可以进行短路保护，适用性更强。

Description

一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器

技术领域

本实用新型涉及汽车发电机电压调节器领域，具体是涉及一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器。

背景技术

充电指示灯是汽车仪表盘的重要组成部分，驾驶者可以通过观察充电指示灯状态来判断充电系统是否出现异常。当车辆点火开关处于上电状态时，充电指示灯亮起，当发电机正常发电后，充电指示会熄灭。有些调节器还具有警示功能，比如IG端开路警示功能，S端开路警示功能等。当充电指示灯出现异常时，客户将无法正确判断充电系统是否处于正常工作状态。充电指示灯的异常是驾驶者最能直观发现的问题点，也是调节器主要的客诉问题点。在实际使用中，由于在发电机出厂测试中可能出现的误操作现象（比如将L端误接至B+端），以及车辆上指示灯规格的差异和线束有可能误接错（比如将L端误接至B+端），会导致充电指示灯端实际流过的电流超过调节器允许的最大值。结果是调节器内部功率管烧坏从而致使充电指示灯状态异常。由上可知，对调节器充电指示灯输入端进行过流保护非常有必要。

目前，现有存在的问题如下：

1.常采用专用IC来进行限流保护，限流保护值是固定的，不能进行调整，导致实车适用性受限。部分IC是通过判断电压来进行短路保护，不能进行过流保护。

2.常采用专用IC来实现限流保护功能，专用IC的耐压值普遍不高,现有调节器或多或少都存在漏电流，当车辆长期放置时，电瓶亏电。

3.通过采集采样电阻两端的电压传入到单片机ADC引脚，进行判断处理。这样需要两个引脚，并且需要用到单片机，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器的具体技术方案如下：

一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器，该调节器包括用于控制调节器工作的IG开关线路，用于调节发电机输出电压的主调压线路，用于根据发电机的运行状态来控制充电指示灯通断的L端指示灯控制线路，用于L端电流过大时进行过流保护的充电指示灯保护线路，

所述充电指示灯保护线路包括放大器IC1，电阻R16、R17、R18、R19、R20，电容C5、C6、C7，二极管D4，稳压管ZD2、ZD3，三极管Q8，所述电阻R18一端接电阻Rm，另外一端接放大器IC1的第3脚，所述电容C5一端接电阻R18，另外一端接地，所述稳压管ZD3负极接电阻R18，正极接地，所述电阻R16一端接放大器IC1的第4脚，另外一端接地，所述稳压管ZD2负极接电阻R12，正极接地，所述电阻R17一端接电阻R16，另外一端接放大器IC1的第1脚，所述放大器IC1的第5脚接电阻R12，所述放大器IC的第2脚接地，所述放大器IC1的第1脚通过二极管D4接电阻R19、电阻R20和电容C6，所述电阻R20接在三极管Q8基极与地之间，所述电容C7接在三极管Q８集电极和基极之间，所述三极管Q8集电极接电阻R12，发射极接地。

进一步，所述IG开关线路包括IG 端，B+端，电阻R8、R9、R10、R11,三极管Q4和Q5,所述IG端接三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极接地，所述电阻R9一端接三极管Q4的集电极，另外一端接三极管Q5的基极，所述电阻R8一端接三极管Q5基极，另外一端接三极管Q5发射极，所述三极管Q5集电极接电阻R1，发射极接B+端。

进一步，所述IG端通过电阻R10和电阻R11串联分压后接在三极管Q4的基极。

进一步，所述主调压线路包括F端，E端，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3，二极管D1，三极管Q2、Q3，稳压管ZD1，MOS管Q1，所述电阻R1一端接三极管Q5集电极，另外一端接三极管Q2的基极，所述电阻R2一端接电阻R1，另外一端接地，所述电容C1一端接三极管Q2的基极，另外一端接地，所述电阻R3一端接三极管Q5的集电极，另外一端接三极管Q2的集电极，所述稳压管ZD1一端接三极管Q2的发射极，另一端接电阻R4，所述三极管Q3的基极接电阻R4，集电极接电阻R6，发射极接地，所述电阻R6接三极管Q5集电极，所述电容C2接在三极管Q3的基极和集电极之间，所述电阻R5和电容C3串联后接在F端和三极管Q3基极之间，所述电阻R7接在MOS管Q１栅极和三极管Q３集电极之间，所述MOS管Q1漏极接F端，源极接地，所述二极管D1正极接F端，负极接B+端。

进一步，所述L端指示灯控制线路包括L端，P端，二极管D2、D3，达林顿管Q6，三极管Q7，电阻R12、R13、R14，R15，电阻Rm，电容C4,所述二极管D2正极接L端，负极接达林顿管Q6集电极，所述达林顿管Q6的发射极接电阻Rｍ接地，基极通过电阻R13接电阻R12，所述电阻R12接三极管Q５的集电极，所述三极管Q７集电极接电阻R13，发射极接地，基极通过电阻R15接地，所述电阻R14一端接三极管Q7的基极，另一端接二极管D3负极，所述二极管D3正极接P端，所述电容C４一端接电阻R14，另外一端接地。

本实用新型的有益效果：

该调节器可快速有效地使充电指示灯端免受大电流烧坏，并可以根据实际需求通过对部分元器件的简单调整来实现对限流值大小的控制，既可以过流保护，也可以进行短路保护，适用性更强。

2.该调节器选择高耐压值元器件，并增加了外围保护元器件，与现有的调节器相比，具有更好的耐高压特性；且只需使用单片机，使用一个电压采样端，整体线路简洁，降低了成本。

3.该调节器漏电流为0mA，与现有的调节器相比，当车辆长期放置时，该调节器更有利于防止电瓶亏电。

附图说明

图1是本实用新型的调节器电路原理图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，设计出一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器，该调节器有6个端子分别为：B+端、F端、E端、L端、IG端、P端；B+端接发电机输出端并连接电瓶正极；F端接转子励磁端；E端通过发电机搭铁接电瓶负极；L端接充电指示灯；IG端接点火开关；P端接发电机定子相端。

该调节器包括IG开关线路，主调压线路，L端指示灯控制线路和充电指示灯保护线路。

具体的，充电指示灯保护线路用于当L端电流过大时进行过流保护，包括放大器IC1，电阻R16、R17、R18、R19、R20，电容C5、C6、C7，二极管D4，稳压管ZD2、ZD3，三极管Q8，电阻R18一端接电阻Rm，另外一端接放大器IC1的第3脚（同相输入端），电容C5一端接电阻R18，另外一端接地，稳压管ZD3负极接电阻R18，正极接地，电阻R16一端接放大器IC1的第4脚（反相输入端），另外一端接地，稳压管ZD2负极接电阻R12，正极接地，电阻R17一端接电阻R16，另外一端接放大器IC1的第1脚（OUT），放大器IC1的第5脚接电阻R12，放大器IC的第2脚接地，放大器IC1的第1脚通过二极管D4接电阻R19、电阻R20和电容C6，电阻R20接在三极管Q8基极与地之间，电容C7接在三极管Q8集电极和基极之间，三极管Q8集电极接电阻R12，发射极接地。

工作原理：当充电指示灯回路导通时，电流流过电阻Rm，电阻Rm上的电压经过由电阻R18和电容C5组成低通滤波器滤波后传至运算放大器IC1的输入端，通过调整电阻R17和R16的值可以调整电压放大倍数，可根据具体的L端限流值选择合适的放大倍数。经过放大器放大后的电压达到一定值后导通二极管D4和三极管Q8，三极管Q8处于饱和导通状态，拉低达林顿管Q6基极电压，达林顿管Q6将会被关断。当L端电流低于规定值时，三极管Q8处于关断状态，达林顿管Q6恢复导通，充电指示灯回路恢复正常。

稳压管ZD3用来保护放大器输入端。稳压管ZD2用来保护放大器电源输入端。二极管D4和电容C6用于稳定放大器输出电压值。电阻R19和R20构成分压电阻可以调整三极管Q8基极的电流值，改善开关特性。电容C7接在三极管Q8的基极和集电极之间，改善Q8的开关特性。

具体的，IG开关电路是整个调节器的使能端，当IG端上电时，调节器才能工作。IG断电时，调节器不工作，包括IG 端，B+端，电阻R8、R9、R10、R11,三极管Q4和Q5，IG端通过电阻R10和电阻R11串联分压后接在三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地，电阻R9一端接三极管Q4的集电极，另外一端接三极管Q5的基极，电阻R8一端接三极管Q5基极，另外一端接三极管Q5发射极，三极管Q5集电极接电阻R1，发射极接B+端。

工作原理：当车辆点火开关接通时，IG端处于高电位，经过电阻R10和R11分压后导通三极管Q4，这样三极管Q5导通，B+端的电压可经三极管Q5传至后级电路。若IG端不上电时，三极管Q5无法导通，B+端电压无法传至后级电流。

具体的，主调压线路用于调节发电机的输出电压，包括F端，E端，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3，二极管D1，三极管Q2、Q3，稳压管ZD1，MOS管Q1，电阻R1一端接三极管Q5集电极，另外一端接三极管Q2的基极，电阻R2一端接电阻R1，另外一端接地，电容C1一端接三极管Q2的基极，另外一端接地，电阻R3一端接三极管Q5的集电极，另外一端接三极管Q2的集电极，稳压管ZD1一端接三极管Q2的发射极，另一端接电阻R4，三极管Q3的基极接电阻R4，集电极接电阻R6，发射极接地，电阻R6接三极管Q5集电极，电容C2接在三极管Q3的基极和集电极之间，电阻R5和电容C3串联后接在F端和三极管Q3基极之间，电阻R7接在MOS管Q１栅极和三极管Q３集电极之间，MOS管Q1漏极接F端，源极接地，二极管D1正极接F端，负极接B+端。

工作原理：Ⅰ.车辆点火开关接通时,调节器B+端电压为电瓶电压，小于设定的B+端调节电压值，三极管Q2、Q3截止，电瓶电压通过B+端和电阻R6和R7分压后导通MOS管Q1，电瓶通过B+端供电到磁场绕组。磁场绕组电路为：电瓶正极→B+端→磁场绕组→调节器Ｆ端→MOS管Q1→调节器Ｅ端→搭铁→电瓶负极。发电机电压随转速升高而升高。

Ⅱ.当发电机电压升高到等于调节上限时，电阻R1、R2分压，三极管Q2导通，稳压管ZD1导通，三极管Q3导通，MOS管Q1截止，磁场电路被切断，发电机输出电压迅速下降。当发电机电压下降时,电阻R2上分压减小，当电阻R2上的电压UR2＜Ube2+UZD1+Ube3时，三极管Q2、Q3截止，MOS管Q1重新导通，磁场电路重新被接通，发电机电压上升。发电机电压升到调节上限时，MOS管Q1就截止，磁场电路被切断，输出电压下降；降到等于调节下限时，磁场电路被接通，发电机电压上升，周而复始，发电机输出电压被控制在设定值附近。

具体的，L端指示灯控制线路用于根据发电机的运行状态来控制充电指示灯的通断，包括L端，P端，二极管D2、D3，达林顿管Q6，三极管Q7，电阻R12、R13、R14，R15，电阻Rm，电容C4，二极管D2正极接L端，负极接达林顿管Q6集电极，达林顿管Q6的发射极接电阻Rｍ接地，基极通过电阻R13接电阻R12，电阻R12接三极管Q5的集电极，三极管Q7集电极接电阻R13，发射极接地，基极通过电阻R15接地，电阻R14一端接三极管Q7的基极，另一端接二极管D3负极，二极管D3正极接P端，电容C４一端接电阻R14，另外一端接地。

工作原理：在IG端接通后，B+端电压经电阻R12和R13导通达林顿管Q6，L端指示灯线路导通，电路路径为：电瓶端→指示灯→L端→二极管D2→达林顿管Q6→电阻Rm→调节器E端→搭铁→电瓶负极。发电机转子转动到一定值后，P端相信号经过二极管D3、电阻R14和R15分压后导通三极管Q7，由于电容C4的存在，三极管Q7将持续处于饱和状态。达林顿管Q6由于其基极电压被拉低而处于截止关断状态，L端指示灯电流回路被关断，充电指示灯熄灭。

该调节器中，L端过流保护实现方式是L端过流时，通过采集L端电阻Rm上的电压，经放大器IC1放大此电压来关断L端驱动达林顿管Q6的方式来实现的。限流值的大小可根据实际需要的限流值通过电阻R17和R16来调整的；L端过流保护电路中采样电压先通过低通滤波器（电阻R18+电容C5）后再传至放大器的输入端。这样可以避免高频杂波信号干扰后级电路；L端过流保护电路中使用的放大器IC1的电源端和输入端放置了稳压管（ZD2和ZD3），可以有效地提高放大器的耐高压特性，使系统可承受高压脉冲冲击；L端过流保护电路中放大器（IC1）的输出端放置了二极管D4和电容C6来提高放大器的电压输出稳定性，使后级的。通过放置分压电阻R19和R20以及电容C7来改善三极管Q8的开关特性；

P端放置二极管D3和电容C4将P端的交流电压转化为稳定的直流电压。通过分压电阻R14和R15来调整熄灯幅值。通过三极管Q7来控制L端功率管Q6的通断。

IG端线路通过三极管Q4和Q5来控制整个调节器的开关。当IG端上电时整个调节器才能工作，IG端不上电时，调节器不工作。当车辆点火开关关闭时，IG端不上电，调节器漏电流为0mA。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器，该调节器包括用于控制调节器工作的IG开关线路，用于调节发电机输出电压的主调压线路，用于根据发电机的运行状态来控制充电指示灯通断的L端指示灯控制线路，用于L端电流过大时进行过流保护的充电指示灯保护线路，其特征在于，

所述充电指示灯保护线路包括放大器IC1，电阻R16、R17、R18、R19、R20，电容C5、C6、C7，二极管D4，稳压管ZD2、ZD3，三极管Q8，所述电阻R18一端接电阻Rm，另外一端接放大器IC1的第3脚，所述电容C5一端接电阻R18，另外一端接地，所述稳压管ZD3负极接电阻R18，正极接地，所述电阻R16一端接放大器IC1的第4脚，另外一端接地，所述稳压管ZD2负极接电阻R12，正极接地，所述电阻R17一端接电阻R16，另外一端接放大器IC1的第1脚，所述放大器IC1的第5脚接电阻R12，所述放大器IC的第2脚接地，所述放大器IC1的第1脚通过二极管D4接电阻R19、电阻R20和电容C6，所述电阻R20接在三极管Q8基极与地之间，所述电容C7接在三极管Q８集电极和基极之间，所述三极管Q8集电极接电阻R12，发射极接地。

2.根据权利要求1所述的一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器，其特征在于，所述IG开关线路包括IG 端，B+端，电阻R8、R9、R10、R11,三极管Q4和Q5,所述IG端接三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极接地，所述电阻R9一端接三极管Q4的集电极，另外一端接三极管Q5的基极，所述电阻R8一端接三极管Q5基极，另外一端接三极管Q5发射极，所述三极管Q5集电极接电阻R1，发射极接B+端。

3.根据权利要求2所述的一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器，其特征在于，所述IG端通过电阻R10和电阻R11串联分压后接在三极管Q4的基极。

4.根据权利要求1所述的一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器，其特征在于，主调压线路包括F端，E端，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3，二极管D1，三极管Q2、Q3，稳压管ZD1，MOS管Q1，所述电阻R1一端接三极管Q5集电极，另外一端接三极管Q2的基极，所述电阻R2一端接电阻R1，另外一端接地，所述电容C1一端接三极管Q2的基极，另外一端接地，所述电阻R3一端接三极管Q5的集电极，另外一端接三极管Q2的集电极，所述稳压管ZD1一端接三极管Q2的发射极，另一端接电阻R4，所述三极管Q3的基极接电阻R4，集电极接电阻R6，发射极接地，所述电阻R6接三极管Q5集电极，所述电容C2接在三极管Q3的基极和集电极之间，所述电阻R5和电容C3串联后接在F端和三极管Q3基极之间，所述电阻R7接在MOS管Q1栅极和三极管Q３集电极之间，所述MOS管Q1漏极接F端，源极接地，所述二极管D1正极接F端，负极接B+端。

5.根据权利要求1所述的一种具有充电指示灯限流保护功能的发电机电压调节器，其特征在于，所述L端指示灯控制线路包括L端，P端，二极管D2、D3，达林顿管Q6，三极管Q7，电阻R12、R13、R14，R15，电阻Rm，电容C4,所述二极管D2正极接L端，负极接达林顿管Q6集电极，所述达林顿管Q6的发射极接电阻Rｍ接地，基极通过电阻R13接电阻R12，所述电阻R12接三极管Q５的集电极，所述三极管Q７集电极接电阻R13，发射极接地，基极通过电阻R15接地，所述电阻R14一端接三极管Q7的基极，另一端接二极管D3负极，所述二极管D3正极接P端，所述电容C４一端接电阻R14，另外一端接地。