[實用新型]拋負載低過壓區的三晶體過流保護型A電路電壓調節芯片

有效

• 申請號: 201721702971.6
• 申請日: 2017-12-10
• 公開（公告）號: CN208000512U
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 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: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種拋負載低過壓區的三晶體過流保護型A電路電壓調節芯片，包括：第一晶體管Q1發射極接地，Q1集電極經電阻R1接電源正極B+，該集電極還連接第三晶體管Q3柵極和儲能延時單元5輸入端；晶體管Q3源極接地E，其漏極連接第二晶體管Q2集電極，晶體管Q2基極連接儲能延時單元5輸出端，儲能延時單元5的接地端接地，晶體管Q2發射極通過閾值調整單元4連接晶體管Q1的基極，晶體管Q3的漏極為勵磁端F；采樣單元7連接電源正極和地，其輸出端通過基準單元8連接晶體管Q1的基極，續流單元9連接于勵磁端和B+之間；具有芯片電路簡單、耐壓高、有過流保護功能、耐溫性好、拋負載過壓區低、成本低、適應范圍廣、可靠性高的優點。

技術領域

本實用新型屬于汽車發電機控制技術領域，涉及拋負載低過壓區的三晶體過流保護型A電路電壓調節芯片。

背景技術

汽車發電機工作于溫變范圍寬、受高溫烘烤時間長、振動大、電磁干擾較大、電壓波動較大的特殊工作環境條件之中。

其中，現行汽車發電機絕大多數為內裝式電壓調節器結構，要求發電機電壓調節器也要適應于上述較為惡劣的工作環境，而一般的電子元器件及電路難以在這種溫變范圍大、高溫時間長的環境下長期穩定工作。實踐表明，很多電壓調節器電子芯片在高溫、大溫變范圍下出現開焊、功率管擊穿、電壓失控等惡性故障，致使汽車發電機不能發電以致車輛拋錨、或者調節功能失控使輸出電壓大幅升高，甚或出現燒毀發電機、擊穿電腦板、損害蓄電池及其配電線路等嚴重故障。

還有，內裝式電壓調節器體積較小，其調節器支架所能容許的電路板空間狹小，一般在2.5cmX3.5cm之下，對發電機電壓調節器元件數量要求是越少越好，因此，許多汽車發電機采用了傳統老線路的電壓調節器芯片，其內部僅僅包含幾只晶體管、幾只到十幾只電阻、電容等貼片元件，組成厚膜芯片。但這種簡單的厚膜芯片沒有過流保護功能，對于汽車發電機來說，由于勵磁繞組短路或碳刷粉末漏電等原因導致勵磁功率管過流現象又是常見技術問題，以至于很多電壓調節器勵磁功率管由于過流擊穿后導致發電機電壓失控，要想解決過流保護問題，現有的做法，一是采用較為復雜的過流保護電路，但因為元件較多，電壓調節器內部無法承受那么多元件；二是采用比較器芯片，但現有通用型比較器或運算放大器芯片耐受溫度性能和耐反壓指標不能滿足發電機工作條件，即使暫時不壞也屬于非標應用，很多汽車制造廠不能接受非標應用的發電機電子器件產品，其可靠性也不能有效保證；三是采用進口專用發電機電壓調節器芯片，其價格較高、且耐壓值較低，也容易被拋載反壓擊穿，另外這些集成電路的啟動電壓較高，一般在5～7V以上，對于車輛發電機來說，有時調節器的供電電壓會更低，使專用調節芯片功能不良或應用受限。

特別是，在車輛運行當中，會頻繁變換電氣負載，如空調的開啟與關閉、水箱冷卻風扇的開啟與關閉、其他電機負載開啟與關閉的瞬間，由于發電機從大電流負荷突降為較小電流負荷，由于轉子鐵芯剩磁、定子自感等原因會出現發電機輸出電壓陡升現象，其極端情況是14V系統的發電機全拋負載電壓峰值可達90V以上(非雪崩橋)、28V系統的發電機全拋負載電壓峰值可達180V以上(非雪崩橋)，而后呈現衰減趨勢，歷經數十毫秒至數百毫秒衰減至調節電壓Vset或衰減到蓄電池電壓，其中從拋負載電壓峰值到衰減結束的過壓部分圍成的近似三角形區域稱之為“過壓區”，通過對很多現有進口及國產電壓調節芯片的實測發現，在同一電機、同一測試條件下：絕大多數芯片拋負載過壓區較高，即過壓峰值較高、過壓時間較長，如進口某7腳14V電壓調節芯片，在40A突降為2A(蓄電池不斷開)時其拋負載過壓峰值超過22V、過壓區達200mS時間。這對發電機定子繞組、整流橋、電壓調節芯片、用電設備特別是電腦板、儀表板等電子模塊威脅較大，尤其是現在的車輛上電子模塊很多，易于使其過壓擊穿，即便是在各個模塊內部設置過壓吸收(峰值斬波)元件，如設置TVS等，但在實際車輛運行中，還是有許多電子模塊被過壓擊穿，而很多電子模塊造價較高，同時也帶來車輛運行中故障或拋錨，行車安全性受到影響，根源之一還是在發電機勵磁上進行優化才能在源頭減小故障出現的概率。