[發明專利]自復位過流保護型高反壓B電路發電機電壓調節器

在審

• 申請號: 201710925037.9
• 申請日: 2017-10-02
• 公開（公告）號: CN107666259A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 楊明
• 申請（專利權）人: 佛山中錦微電科技有限公司
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02P101/45
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于汽車發電機技術領域，涉及自復位過流保護型高反壓B電路發電機電壓調節器。

背景技術

汽車發電機由于其工作條件的復雜性，對發電機電壓調節器的要求很高，這些要求主要在于：

1、勵磁過流保護：發電機由于功率、建壓轉速、轉化效率方面的要求，汽車發電機主要采用有刷發電機，由于碳刷粉末漏電、有刷或無刷發電機勵磁繞組短路等原因導致電壓調節器勵磁功率管過流是常見技術問題，因此對B電路(即內打鐵型)發電機調節器進行過流保護尤其重要。

2、耐溫特性：汽車發電機位于發動機艙，受到發動機發熱的烘烤，環境溫度很高，而且發電機本身也大量發熱，這對內裝式調節器提出了更高的耐溫特性要求。

3、勵磁頻率范圍：勵磁頻率過低，如低于30赫茲，將使發動機輸出電壓波紋系數過大，二勵磁頻率過高，如高于1000赫茲，將使電壓調節器工作時其內部的功率管開關損耗過大、發熱過多、易于損壞，而且勵磁頻率過高也使低頻磁芯工作于理想特性之外、增大渦流損耗、降低效率。

4、超時勵磁的制約：傳統調節器基本線路依賴于取樣電路的節點處的濾波電容和取樣電阻構成的RC時間常數來降低勵磁頻率，有些還改進為π型濾波，但都不能兼顧勵磁頻率、勵磁波形、勵磁延遲制約(即對過壓超時勵磁的制約)這三者，往往導致發電機調節滯后或過度調節。

5、電路耐壓特性：國內外部分電壓調節器芯片采用集成電路封裝形式的，其耐壓值一般低于60～70V，很多進口芯片耐壓值在40V，這樣的調節器安裝于國產發電機，很多時候會因為發電機在拋負載時所產生的過壓浪涌導致調節器內的芯片被擊穿損壞，而且進口調節器芯片價格不菲。

6、電路抗干擾特性：對于電子電路來說，晶體管分立元件簡單線路的抗電磁干擾特性高于普通數字芯片，像普通與/或/非門電路及其組合出的衍生電路的抗干擾性低于分立器件，而普通單片機的抗干擾特性又低于門電路，專用的抗干擾特性較好的通用芯片價格較貴且沒有適合于電壓調節器特性和功能需求的通用芯片，因此，業界一般的共識是：單片機調節器不如專用調節器邏輯芯片可靠性高、二分立器件的抗干擾性即可靠性又高于專用調節器邏輯芯片。

7、電路工作穩定性：一般專用或通用芯片其工作啟動電壓在5V左右，很多進口調節器芯片啟動電壓在7.5V以上，這樣的芯片在蓄電池較多虧電的情況下，不能保證發電機較快進入發電調節狀態，特別是各種芯片的通用型較差，用更改芯片外圍設計的方法可能會使很多產品不能滿足電壓調節器多樣性及工作工況復雜性、會使發電機工作不穩定。

8、電路復雜程度：由數字芯片或單片機設計的調節器，其IC內部硬件結構、軟件等均較復雜，不僅增加成本、也由于復雜性降低了可靠性。

9、電路所需元件數目和所占面積：現有技術的用分立器件設計出的調節器電路無法滿足電壓調節器的過流保護、耐溫特性、勵磁頻率、勵磁延遲制約、高反壓、抗干擾、高可靠性等方面的技術需求，即使設計出來，往往因電路結構過于復雜、其元件較多、占用面積過大，調節器殼體內狹小的有限空間(一般在2.5X3平方毫米以內)無法容納較多元件，而且元件越多故障率越高。

10、發電機專用電壓調節IC芯片：對于數模混合集成電路專用調節器芯片的設計來說，一是其設計成本較高；二是其芯片試驗周期長且成本更高；三是在沒有多系列前裝發電機生產企業認可和大批量需求的情況下，小批量試驗及生產顯然大大超出投資預算；四是對于溫度要求特別苛刻的調節器芯片及功率芯片來說，一般的集成電路封裝企業的生產工藝不能達到技術要求。

通過對多車系、國內外發電機電壓調節器上千種產品的二十幾年的檢測分析、結合汽修企業的技術匯總、進口調節器芯片特性綜合檢測及多年科研和教學實踐的過程，總結出：現有技術的調節器不能滿足上述各項技術要求，使發電機及電壓調節器早期損壞率較高。

發明內容

本發明的目的在于，通過能夠盡可能多地滿足過流保護、耐溫特性、勵磁頻率、勵磁延遲制約、高反壓、抗干擾的發電機特殊工作環境條件需求，提供適應于國內外特別是我國汽車發電機市場需求的高可靠性B電路(即內搭鐵型)發電機電壓調節器。

依據本發明的第一方面，提供了第一種自復位過流保護型高反壓B電路發電機電壓調節器，其特殊之處在于包括，

采樣單元1、閾值單元2、開關控制單元3、開關單元4、續流單元5、反饋單元6、狀態識別單元7、阻性模塊8、定時單元9、復位單元10和容性模塊11，其中：

所述采樣單元1具有正極端、負極端和輸出端，

所述閾值單元2具有輸入端和輸出端，