CN200987139Y - 脉宽可控型汽车电压调节器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种脉宽可控型汽车电压调节器，包括有基准电压电路、比较电路、电平检测电路、脉宽控制电路、功放电路，其特征在于，基准电压电路、比较电路、脉宽控制电路、功放电路依次相连，电平检测电路与比较电路相连。其中电阻、电容和非重触发单稳态触发器集成电路构成的脉宽控制电路可有效降低功率放大电路的开关频率，降低调节器的自身功率损耗，真正意义上避免了温度高，易损坏的缺点，本实用新型适用于制作多种汽车电压调节器。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及的是一种电子式汽车电压调节器。
【背景技术】
汽车交流发电机由汽车发动机带动发出交流电，通过整流器转变成单向脉动直流电，再经过汽车电压调节器调节，形成符合汽车电器额定电压的稳定直流电。传统的电子式汽车电压调节器对发电机输出电压采样，与调节器内部设置的基准电平进行比较，比较器电路输出开关信号控制功率晶体管，功率晶体管控制发电机磁场线圈电流的通断。当磁场线圈电流接通时，发电机输出电压增大；反之，发电机输出电压降低。当车上由一定的电器负载，且发电机高速运转时，调节器的功率晶体管开关频率很高，将导致功率晶体管自身动态功率损耗大大增加，加快温升，对调节器正常工作极其不利。查中国专利，一专利号为95246532.9，名称为《集成压控式汽车电压调节器》，公开了如下内容：电压控制系统由集成块中的电平比较器和功率输出级，DC-DC电路取样电路，基准电压电路，过压保护电路，抛负载保护电路构成。当电平比较器从取样电路得到一电压信号后，与发电机系统基准电压相比较，输出一个信号到功率输出级，经功放输出形式电压型控制发电机系统。这种电压调节器的优点是采用集成电压控制后，降低了功率晶体管自耗功率，有效地避免了升温高，易损坏的缺点。但是却并没有解决由于功率晶体管开关频率高而引起自身功率损耗增加的缺点。当发电机转速很高时，不能降低功率晶体管的开关频率，因而不能有效地降低功率晶体管自身的功率损耗。
【实用新型内容】
鉴于背景技术存在的问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能有效降低调节器功率晶体管的开关频率，从而降低调节器自身功率损耗的新型电子式汽车电压调节器。
为了能解决上述技术问题，本实用新型是采取以下技术方案来完成的：一种脉宽可控型汽车电压调节器，包括有基准电压电路、比较电路、电平检测电路、功放电路，其特征在于，该调节器还设置有脉宽控制电路，所述基准电压电路、比较电路、脉宽控制电路、功放电路依次相连，电平检测电路与比较电路相连。所述脉宽控制电路的输出端接通功放电路的输入端；所述脉宽控制电路由电阻、电容和单稳态触发器集成电路构成；所述单稳态触发器集成电路为非重触发单稳态触发器集成电路。
本实用新型的技术方案还可以是：调节器为内搭铁型，所述非重触发单稳态触发器集成电路的正相输出端连接到功放电路的输入端，所述功放电路包括P沟道MOS晶体管、二极管、稳压管和电阻，所述二极管的阳极接地，阴极连接MOS晶体管的漏极，所述稳压管和电阻的接地端连接汽车发电机的输出端。
本实用新型中，采用的脉宽控制电路控制功率晶体管的通断时间，达到有效降低功率晶体管的开关频率，从而降低了调节器自身功率损耗，所以对汽车电压调节器来说，真正意义上避免了温升高，易损坏的特点。
【附图说明】
下面再结合附图进一步描述本实用新型的有关细节。
图1为本实用新型的电路框图；
图2为本实用新型实施例一的电路结构图；
图3为本实用新型实施例二的电路结构图。
【具体实施方式】
如图2所示，该脉宽可控型汽车电压调节器，由基准电压电路、比较电路、电平检测电路、脉宽控制电路和功放电路，所述基准电压电路、比较电路、脉宽控制电路、功放电路依次相连，电平检测电路与比较电路相连。所述脉宽控制电路的输出端接通功放电路的输入端；其中，基准电压电路由电阻R1和稳压管Z1串联组成，电平检测电路由电阻R3与电容C1并联后与电阻R2串联组成；比较电路由集成电路N1和电阻R4组成；脉宽控制电路由电阻R、电容C及集成电路IC组成，集成电路IC为非重触发单稳态触发器，如74LS121集成电路；电阻R5和稳压管Z2组成集成电路IC的供电电源；功放电路由MOS晶体管、二极管D3、稳压管Z3及电阻R6组成。
所述脉宽可控型汽车调节器是这样工作的：电阻R1、稳压管Z1形成的基准电压Vf输入比较电路作为参考电压，发电机输出电压Vo输入电平检测电路，经过电阻R2、R3分压后得到采样电压Vs，当采用电压Vs低于基准电压Vf时，即比较器N1输出输出端为高电平，单稳态触发器反相输出端Q-为高电平，功放电路MOS晶体管导通，接通磁场电流，发电机发电，输出电压升高。当发电机输出电压上升到高于标准电压时，采样电压Vs高于基准电压Vf，比较器N1输出低电平。此时，单稳态触发器反相输出端变为低电平，功放电路MOS晶体管关断，切断磁场电流，发电机停止发电，输出电压逐步下降。当发电机输出电压下降到低于标定电压时，采样电压Vs低于基准电压Vf，比较器N1输出高电平，但是单稳态触发器反相输出端Q-仍为低电平，MOS晶体管仍处于关断状态，MOS晶体管关断的时间等于单稳态触发器反相输出端低电平持续的时间T，因此，发电机仍不发电，输出电压继续下降。只有经过时间T后，单稳态触发器反相输出端Q-恢复为高电平，MOS晶体管导通，重新接通磁场电流，发电机发电，重复上述的控制过程。
磁场电流关断时间T相对于未经脉宽控制的磁场关断的时间长，因此，蓄电池稍稍有些过放电，当发电机重新发电时，对蓄电池充电的时间稍长，这样分别延长了MOS晶体管关断与导通时间，即降低了MOS晶体管的开关频率。时间T由电阻R、电容C决定，约为0.7RC。适当选取电阻R、电容C的值，可以保持MOS晶体管的开关频率为适当值，降低MOS晶体管自身功耗，减少调节器的发热量，提高调节器的工作可靠性。电容C可取1μF～2μF，电阻R可取5.1KΩ～20KΩ。
图3是本实用新型的另一个实施方式，属于内搭铁型调节器，其组成部分与上述实施方式基本相同，区别在于单稳态触发器正相输出端Q连接到功放电路的输入端，功放电路由P沟道MOS晶体管、二极管、稳压管和电阻R6组成，二极管D1的阳极接地，阴极连接P沟道MOS晶体管的漏极，稳压管Z3和电阻R6接地的端子分别连接到发电机的输出端。其脉宽可控的过程与上述相同。
Claims (4)
1、一种脉宽可控型汽车电压调节器，包括有基准电压电路、比较电路、电平检测电路、功放电路，其特征在于，该调节器还设置有脉宽控制电路，所述基准电压电路、比较电路、脉宽控制电路、功放电路依次相连，电平检测电路与比较电路相连。
2、根据权利要求1所述的脉宽可控型汽车电压调节器，其特征在于所述脉宽控制电路由电阻R、电容C和单稳态触发器集成电路IC构成。
3、根据权利要求2所述的汽车电压调节器，其特征在于所述单稳态触发器集成电路IC为非重触发单稳态触发器集成电路。
4、根据权利要求1所述的脉宽可控型汽车电压调节器，其特征在于所述调节器为内搭铁型，所述非重触发单稳态触发器集成电路的正相输出端Q连接到功放电路的输入端，所述功放电路包括P沟道MOS晶体管、二极管D3、稳压管Z3和电阻R6，所述二极管D3的阳极接地，阴极连接MOS晶体管的漏极，所述稳压管Z3和电阻R6的接地端分别连接汽车发电机的输出端。
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| CN 200620139737 CN200987139Y (zh) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | 脉宽可控型汽车电压调节器 |
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| CN 200620139737 CN200987139Y (zh) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | 脉宽可控型汽车电压调节器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102790574A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-11-21 | 东风汽车有限公司 | 一种危险品运输车辆用发电机的控制电路 |
| CN103199783A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-07-10 | 清华大学 | 一种基于脉宽调制的汽车发电机电压控制器及控制方法 |
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