CN2807606Y - 一种汽车延时启动电压调节器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种汽车延时启动电压调节器。调节器电路包括电压取样比较单元和功率输出单元，在电压取样比较单元输出端与功率输出单元控制输入端之间设有定时偏置电路、晶体管开关电路和峰值维持电路。该调节器通电后，功率管有一段截止时间，发电机无励磁电流，可减轻启动电机的负荷，同时峰值维持电路充电，定时到后，场效应管栅极电压由峰值维持电路提供接近电瓶电压，场效应管可完全饱和导通，发电机励磁电流达到最大，怠速下发电机也能正常发电。本调节器电路具有元件少、结构简单、性能稳定的特点。
Description
技术领域：本实用新型涉及一种汽车延时启动电压调节器。
背景技术：目前场效应管广泛地应用在汽车启动电压调节器上，其优点有：饱和压降小、电流大、自损功耗小、温升小。但他有一个缺点：栅极工作电压高，特别是在整体式发电机上使用，启动后在怠速情况下，由于调节器电源正极端电压低，功率管处于放大状态，漏极与源极之间压降大，励磁电流小，发电机输出电压不够高，电瓶仍处于放电状态，发电机零电流转速达不到行业规定的技术标准。现在也有相关技术来解决这一问题。如在专利号为03230220.7、于2004年3月31日授权公告、名称为《场效应低转速发电型汽车电压调节器》中公开了一种汽车延时启动型电压调节器，由一个IC比较器A2组成的信号电压反相比较电路及另一个IC比较器A1组成的电子电压泵电路和场效应功率输出极三者有序电连接所构成，信号电压反相比较电路中的A2输出端经电阻R10连接场效应管BG的输入端G极，电子电压泵中D2负极输出的直流高电平经R9连接到A2输出端。其原理是信号电压反相比较电路经A2负端的信号电压分压与A2正端的基准电压二者比较后，使A2输出呈高电平或低电平，经电阻R10输入场效应功率输出级BG的输入端G极，使BG导通或截止，控制发电机励磁线圈L1的通与断，达到稳压发电机输出电压，关键的是A2输出的高电平由IC比较器A1、电阻R5、R4、R3、R2、R1，电容C1、C2、C3、二级管D1、D2构成的电子电压泵在D2负极产生的直流高电平经电阻R9供给，该高电平是原工作电压的1.7倍左右，使场效应管BG受到该高电平的驱动，导通内阻明显降低，增大了L1励磁电流并能使功率管在满负荷、无散热器条件下，基本无温升产生，尤其是在发电机刚启动尚没发电时，电路的工作电压仅2V左右，经电子电压泵提升后，达到2×1.7＝3.4V左右，将大大增加场效应管的导通程度，使励磁电流激增，促使发电机在低的转速时提前开始发电。但他仍存有缺点，即电源正极端电压不高，经升压电路倍压后，输出电压一般不超过3.5V，而高耐压大功率场效应管他们的栅极饱和电压多数在4V以上，启动后在怠速情况下，场效应管不会完全饱和导通，调节器低转速发电性能跟使用达林顿管的调节器差不多；另一方面，正常发电后，调节器正端电压在14V左右，不需要再升压场效应管也可饱和导通，而升压电路在不停地工作，升压输出电压在25V以上，又要靠其它原件降压，一直无为的掁荡升压也会影响整个调节器的可靠性，且整个电路结构较复杂。
实用新型内容：本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种结构简单、性能可靠并且发电机零电流转速符合国家标准的要求汽车延时启动电压调节器。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种汽车延时启动电压调节器，调节器电路包括电压取样比较单元和功率输出单元，其中功率输出单元中采用场效应管作为功率输出元件，其特征在于：在电压取样比较单元输出端与功率输出单元控制输入端之间设有定时偏置电路、晶体管开关电路和峰值维持电路，所述开关电路输出端与功率输出单元控制端连接，所述峰值维持电路通过开关电路控制功率输出单元，所述定时偏置电路输出端与电压比较单元输出端线或后连接到开关电路控制端。
作为本实用新型的进一步设置：所述开关电路由电阻R5、R6、NPN晶体管V1构成，电阻R5为晶体管V1的下偏置电阻，电阻R6为晶体管V1集电极负载电阻，定时偏置电路由电容C2、电阻R3、电阻R4、二极管D2和可控硅SCR组成，电容C2接在可控硅SCR控制极与阴极之间，电阻R3接在可控硅SCR控制极与调节器D端之间，可控硅SCR的阳极通过电阻R4接在D端，二极管D2正极接可控硅SCR的阳极，二极管D2负极接晶体管V1基极使电阻R4成为受可控硅SCR控制的晶体管V1上偏置电阻，电容C3与二极管D5构成峰值维持电路，二极管D5正极与调节器D端相接、负极通过电容C3接调节器E端，二极管D5负端还通过电阻R6串联后接在晶体管V1集电极，所述电压取样比较单元由电阻R1、电阻R2、稳压二极管D1、电容C1构成，电阻R1与电阻R2串联后并接调节器D、E两端起分压取样作用，稳压二极管D1负极接在分压点上，稳压二极管D1正极与开关电路中晶体管V1基极连接，电容C1并联在下分压电阻R2上。
与现有技术相比，由在电压取样比较单元输出端与功率输出单元控制输入端之间设有定时偏置电路、晶体管开关电路和峰值维持电路，调节器通电后，功率管有一段截止时间，发电机无励磁电流，可减轻启动电机的负荷，同时峰值维持电路充电，定时到后，场效应管栅极电压由峰值维持电路提供接近电瓶电压，场效应管可完全饱和导通，发电机励磁电流达到最大，怠速下发电机也能正常发电，在发电机正常发电后，调节器电路无再有升压过程，定时偏置电路不再影响调节器。
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明，并给出具体实施例。
附图说明：
附图1为本实用新型具体实施例电路原理图；
具体实施方式
如图1，虚线右边为汽车上的电路，虚线左边为本新型调节器电路原理图，其中开关电路由电阻R5、R6、NPN晶体管V1构成，电阻R5为晶体管V1的下偏置电阻，电阻R6为晶体管V1集电极负载电阻，定时偏置电路由电容C2、电阻R3、电阻R4、二极管D2和可控硅SCR组成，电容C2接在可控硅SCR控制极与阴极之间，电阻R3接在可控硅SCR控制极与调节器D端之间，可控硅SCR的阳极通过电阻R4接在D端，其中电容C2起延时电容作用，电阻R3为电容C2提供充电通路，电阻R3阻值及电容C2容量大小决定定时的长短，二极管D2正极接可控硅SCR的阳极，二极管D2负极接晶体管V1基极使电阻R4成为受可控硅SCR控制的晶体管V1上偏置电阻，二极管D2在电路中起隔离作用，正常发电后，D2反偏截止，调节器电压取样比较单元不受定时偏置电路的影响，电容C3与二极管D5构成峰值维持电路，二极管D5正极与调节器D端相接、负极通过电容C3接调节器E端，二极管D5负端还通过电阻R6串联后接在晶体管V1集电极，场效应管V2组成功率输出电路，励磁线圈L1与续流二极管D4并联后接在调节器D端和场效应管V2的漏极上作为其负载，场效应管V2的栅极与晶体管V1集电极连接，即开关电路输出端与功率输出单元控制端连接，稳压二极管D3接在场效应管V2的栅极与E端间起保护作用，电压取样比较单元由电阻R1、电阻R2、稳压二极管D1、电容C1构成，电阻R1与电阻R2串联后接在调节器D、E两端起分压取样作用，稳压二极管D1负极接在分压点上，稳压二极管D1正极与开关电路中晶体管V1基极连接，即定时偏置电路输出端与电压比较单元输出端线或后连接到开关电路控制端，电容C1并联在下分压电阻R2上，电容C1为抗干扰降噪电容，稳压二极管D1与晶体管V1基极连接为晶体管V1的开通和关断提供基准比较电压。
电路工作原理，调节器通电后，因为电阻R3、电容C2的充电延时作用，可控硅SCR的控制极电压不能马上导通，可控硅SCR截止，电流经过电阻R4、二极管D2加在晶体管V1的基极，晶体管V1饱和导通，晶体管V1集电极电压下降，因为经过晶体管V1集电极的电流极小，几乎可以不考虑调节器D端电压的变化，场效应管V2因晶体管V1的导通，而完全截止，所以D端电压很快升高，并接近蓄池电压12V，电流经二极管D5为电容C3充电，电容C3上的电压很快上升，同时可控硅SCR控制极电压不断升高，一直升高到可控硅SCR导通，而此时电容C3上电压只比D端电压低一个二极管D5电压降，可达11V以上，可控硅SCR导通后，其阳极电压降低，二极管D2截止，不再为晶体管V1提供基极电流，晶体管V1由导通转为截止，晶体管V1集电极电压升高，场效应管V2栅极由电容C3提供工作电压，其电压远远超过场效应管饱和电压4.3V，场效应管导通，漏极、源极两端压降不超过0.1V，流过励磁线圈L1的电流达到最大，同时D端的电压下降，二极管D2反偏截止，可控硅自保持导通，晶体管V1仍处于截止状态，电容C3的放电回路只有场效应管V2栅极，而栅极耗电极微，电容C2上的电荷足以维持场效应管V2两个小时的饱和导通，发电机已有充足的时间把流过励磁线圈L1的电流循环“放大”，所以启动后由于场效应管可以长时间保持饱和导通，即使在怠速情况下，发电机也可以正常发电；调节器断电后，可控硅SCR截止，电容C2上的电荷经电阻R3、电阻R1、电阻R2等电路泄放，下次通电时，延时电路HDD重新启动，电容C3上再次充满电荷，保证场效应管栅极有足够高的工作电压。本调节器电路具有元件少、结构简单、性能稳定的特点。
Claims (2)
1、一种汽车延时启动电压调节器，调节器电路包括电压取样比较单元和功率输出单元，其中功率输出单元中采用场效应管作为功率输出元件，其特征在于：在电压取样比较单元输出端与功率输出单元控制输入端之间设有定时偏置电路、晶体管开关电路和峰值维持电路，所述开关电路输出端与功率输出单元控制端连接，所述峰值维持电路通过开关电路控制功率输出单元，所述定时偏置电路输出端与电压比较单元输出端线或后连接到开关电路控制端。
2、根据权利要求1所述的汽车延时启动电压调节器，其特征在于：所述开关电路由电阻(R5)、电阻(R6)、NPN晶体管(V1)构成，电阻(R5)为晶体管(V1)的下偏置电阻，电阻(R6)为晶体管(V1)集电极负载电阻，定时偏置电路由电容(C2)、电阻(R3)、电阻(R4)、二极管(D2)和可控硅(SCR)组成，电容(C2)接在可控硅(SCR)控制极与阴极之间，电阻(R3)接在可控硅(SCR)控制极与调节器D端之间，可控硅(SCR)的阳极通过电阻(R4)接在D端，二极管(D2)正极接可控硅(SCR)的阳极，二极管(D2)负极接晶体管(V1)基极使电阻(R4)成为受可控硅(SCR)控制的晶体管(V1)上偏置电阻，电容(C3)与二极管(D5)构成峰值维持电路，二极管(D5)正极与调节器D端相接、负极通过电容(C3)接调节器E端，二极管(D5)负端还通过电阻(R6)串联后接在晶体管(V1)集电极，所述电压取样比较单元由电阻(R1)、电阻(R2)、稳压二极管(D1)、电容(C1)构成，电阻(R1)与电阻(R2串联后并接调节器D、E两端起分压取样作用，稳压二极管(D1)负极接在分压点上，稳压二极管(D1)正极与开关电路中晶体管(V1)基极连接，电容(C1)并联在下分压电阻(R2)上。
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