專利名稱：燈照明和電池充電控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燈照明和電池充電控制系統(tǒng)，其中來自由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的AC(交流)電壓用于照明燈并且用于對(duì)電池充電。


圖1是一個(gè)示出用來進(jìn)行這種電池充電以及燈照明控制的典型控制系統(tǒng)的方塊圖。在該示出的系統(tǒng)1中，和車輛的內(nèi)燃機(jī)一起驅(qū)動(dòng)的磁電發(fā)電機(jī)的線圈2的尾抽頭(輸出端子)與系統(tǒng)1的電源端子CH連接，而電池3以及代表各種電子部件，例如停車燈的DC負(fù)載4和控制系統(tǒng)1的輸出端子BT連接。
控制系統(tǒng)1包括一個(gè)設(shè)置在端子CH和BT之間延伸的電源線上的第一可控硅SCR1。該第一可控硅SCR1起第一開關(guān)元件的作用，其用于選擇性地把來自電源端子CH的AC電壓的正波發(fā)送到輸出端子BT。第一可控硅SCR1由電池充電控制電路6控制，該控制電路檢測(cè)輸出端子BT處的電壓(或者電池電壓)，并且根據(jù)檢測(cè)到的電池電壓控制可控硅SCR1的接通從而防止電池3的過度充電。
燈(前燈)5和控制系統(tǒng)1的燈端子LA連接。在電源端子CH和控制系統(tǒng)1的燈端子LA之間連接一個(gè)第二可控硅SCR2，后者起選擇性地把AC電壓的負(fù)波傳送到燈5的第二開關(guān)元件的作用。另外，控制系統(tǒng)1包括一個(gè)用于根據(jù)燈5的有效(或均方根值)電壓控制第二可控硅SCR2的接通以便例如防止燈5過電壓的燈照明控制電路7。
然而，在上面所示的系統(tǒng)中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)-DC負(fù)載4時(shí)(例如接通停車燈時(shí))可能發(fā)生問題。DC負(fù)載4的驅(qū)動(dòng)會(huì)從電池3抽取相當(dāng)大的電流，造成電池電壓的下降并且從而需要對(duì)電池3充電。這樣，在上面的系統(tǒng)中，當(dāng)從發(fā)電機(jī)2生成正電壓并且第一可控硅SCR1接通時(shí)，從發(fā)電器2向電池3流入相當(dāng)大的電源。由于發(fā)電機(jī)2的感應(yīng)，這會(huì)延遲負(fù)電壓波的生成。這種負(fù)電壓生成中的延遲會(huì)不希望地影響燈照明控制電路6對(duì)第二可控硅SCR2的接通定時(shí)的控制。例如，如果不合乎需要地延遲該接通定時(shí)，燈的電壓會(huì)特別低，這造成燈5的短暫變暗或亮度波動(dòng)。
圖2是用來更具體地解釋上述問題的一個(gè)示例燈照明和電池充電控制電路的電路圖。在該圖中，和圖1示出的部分相類似的部分用相同的參考數(shù)字表示。
如圖2中所示，電池充電控制電路6包括一個(gè)電池電壓檢測(cè)塊6a和一個(gè)可控硅驅(qū)動(dòng)塊6b。電池電壓檢測(cè)塊6a包括一個(gè)適于當(dāng)電池電壓大于一規(guī)定值時(shí)導(dǎo)通的晶體管Q1。更具體地說，在把晶體管Q1的基極連接到輸出端子BT的線路上設(shè)置一個(gè)齊納二極管ZD1，從而當(dāng)電池電壓大于該齊納二極管ZD1的擊穿電壓時(shí)，允許電流流過晶體管Q1的基極以使其導(dǎo)通。塊6a還包括一個(gè)其基極和晶體管Q1的發(fā)射極連接并且其發(fā)射極接地的晶體管Q2。更具體地說，晶體管Q2的基極通過一個(gè)由電阻器R1和電容器C1組成的CR時(shí)間常數(shù)電路連接到晶體管Q1的發(fā)射極。這樣，當(dāng)晶體管Q1導(dǎo)通過，電流流到電容器C1，并且當(dāng)電容器C1二端上的電壓達(dá)到一規(guī)定值時(shí)電流流過晶體管Q2的基極以使其導(dǎo)通。
可控硅驅(qū)動(dòng)塊6b包括一個(gè)用于當(dāng)發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生正電壓時(shí)允許電流從可控硅SCR1的陽(yáng)極端流到它的門極(gate)的二極管D2。設(shè)置晶體管Q3和電阻器R3以控制流過可控硅SCR1的門極的電流量。
可控硅驅(qū)動(dòng)塊6b的二極管D2的陽(yáng)極端和電池電壓檢測(cè)塊6a的晶體管Q2的集電極連接，從而在晶體管Q2導(dǎo)通時(shí)防止至可控硅SCR1的門極的電流通過二極管D2，或者換言之，禁止可控硅驅(qū)動(dòng)塊6b的操作，這樣，當(dāng)電池電壓高并且晶體管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，即使發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生正電壓，可控硅SCR1保持?jǐn)嚅_狀態(tài)并且不進(jìn)行電池3的充電，從而防止電池3過度充電。
當(dāng)DC負(fù)載4消耗電池功率時(shí)(例如當(dāng)接通停車燈時(shí))，降低電池3的電壓以及電容器C1二端的電壓，晶體管Q1和Q2斷開，從而當(dāng)發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生正電壓波時(shí)，允許電流通過二極管D2流過可控硅SCR1的門極從而使該可控硅導(dǎo)通，這可以使電池3由來自發(fā)電機(jī)2的AC電壓的正波充電。
燈照明控制電路7包括燈電壓檢測(cè)塊7a、可控硅驅(qū)動(dòng)塊7b和發(fā)電機(jī)輸出電壓檢測(cè)塊7c。
可控硅驅(qū)動(dòng)塊7b包括一個(gè)和第二可控硅SCR2的門極連接的晶體管Q11，從而當(dāng)晶體管Q11導(dǎo)通時(shí)，可控硅SCR2導(dǎo)通以照明燈5。晶體管Q11還通過并聯(lián)連接的充當(dāng)噪聲吸收電路的電容器C12和電阻器R12與另一個(gè)晶體管Q12連接，從而當(dāng)晶體管Q12導(dǎo)通時(shí)，晶體管Q11導(dǎo)通。晶體管Q12的發(fā)射極通過二極管D11和電源端子CH連接以使電流只流向端子CH，而晶體管Q12的基極通過電阻器R11接地，從而來自發(fā)電機(jī)2的負(fù)電壓可以造成電流流過晶體管Q12的基極以便使其導(dǎo)通。另外，晶體管Q12在它的基極電路中設(shè)有一個(gè)按CR時(shí)間常數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的延遲電路9。更具體地說，該CR時(shí)間常數(shù)電路包括在晶體管Q12的發(fā)射極和基極之間并聯(lián)連接的電阻器R13和電容器C13。這樣，當(dāng)從發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生負(fù)電壓時(shí)，電流首先經(jīng)電阻器R11流到延遲電路9中的電容器C13從而對(duì)電容器C13充電，并且經(jīng)過從發(fā)電機(jī)2生成負(fù)電壓開始的由延遲電路9定義的延遲時(shí)間后(或者經(jīng)過完全充電電容器C13所需的時(shí)間后)，基極電流流過晶體管Q12的基極以便使其導(dǎo)通。晶體管Q12的導(dǎo)通導(dǎo)致Q11導(dǎo)通，從而向第二可控硅SCR2施加門極電壓。這導(dǎo)通可控硅SCR2，從而照明燈5。
在這種方式下，如圖3中的波形圖所示，在從AC電壓(上波形)中的負(fù)電壓生成時(shí)刻T1起經(jīng)過時(shí)間延遲Td后，生成燈波形(下波形)(或者來自發(fā)電機(jī)2的負(fù)電壓傳導(dǎo)到燈5)。這使得燈電壓比不帶有該延遲(圖3中的虛線)時(shí)具有較小的峰值(或振幅)VLmax。而且，由于延遲時(shí)間Td，向燈5施加電壓的時(shí)間段(或持續(xù)時(shí)間)縮短。從而，通過從負(fù)電壓生成時(shí)刻T1起延遲可控硅SCR2的導(dǎo)通，可以更可取地在不把電能消耗成熱能的情況下減少向燈5提供的電壓半波的大小(幅度和持續(xù)時(shí)間)。應(yīng)注意，在圖3中端子CH處的電壓以及燈電壓是在不同的標(biāo)度下示出的，以便補(bǔ)償它們之間的幅度差導(dǎo)。
燈電壓檢測(cè)電路塊7a包括一個(gè)用于選擇性地短路可控硅驅(qū)動(dòng)塊7b的晶體管Q12的基極和發(fā)射極的晶體管Q13，以便防止晶體管Q12的導(dǎo)通，或者換言之禁止可控硅驅(qū)動(dòng)塊7b的操作。晶體管Q13的基極電路包括一個(gè)電容器C11。該電容器C11由流過發(fā)電機(jī)輸出電壓檢測(cè)塊7c和晶體管Q14的電流充電，其中晶體管Q14適于當(dāng)電流流過燈5時(shí)導(dǎo)通。因而，電容器C11只在電流流過燈5時(shí)被充電并且在其余的時(shí)段通過一個(gè)和它并聯(lián)連接的電阻器放電，這樣電容器C11二端的電壓代表燈的有效電壓。另外，在電容器C11和晶體管Q13的基極之間設(shè)置一個(gè)齊納二極管ZD11，從而當(dāng)電容器C11二端的電壓大于齊納二極管ZD11的擊穿電壓時(shí)，電流流到晶體管Q13的基極以使其導(dǎo)通。這樣，通過齊納二極管ZD11的擊穿電壓確定燈有效電壓的極限值。
在這種方式下，當(dāng)燈有效電壓低于該極限值時(shí)，燈電壓檢測(cè)塊7a中的晶體管Q13處于斷開狀態(tài)，使得允許可控硅驅(qū)動(dòng)塊7b操作從而燈5由來自發(fā)電機(jī)2的負(fù)電壓照明，但是，當(dāng)通過齊納二極管ZD11的擊穿檢測(cè)出燈有效電壓大于該極限值時(shí)，晶體管Q13導(dǎo)通，從而禁止可控硅驅(qū)動(dòng)塊7b并且阻止把發(fā)電機(jī)的負(fù)電壓提供到燈5。這樣，燈照明控制電路7可以根據(jù)燈的有效電壓間歇地把負(fù)電壓提供到燈5，從而實(shí)現(xiàn)所謂的間歇式電壓供給控制。
這里應(yīng)注意到，在低引擎速度下AC電壓頻率低，這種間歇式電壓供給控制會(huì)造成燈5的可察覺到的閃爍，從而最好通過利用延遲電路9相對(duì)于發(fā)電機(jī)2開始生成負(fù)電壓波的時(shí)刻延遲可控硅SCR2的導(dǎo)通來達(dá)到對(duì)燈電壓的控制，因此在這種低引擎速度區(qū)可避免這種間歇式電壓供給控制。換言之，圖2的系統(tǒng)能夠只在AC電壓頻率高的高引擎速度區(qū)中進(jìn)行間歇式電壓供給控制，并且從而不會(huì)察覺到光的閃爍。
為了優(yōu)化基于燈有效電壓實(shí)現(xiàn)的上述間歇式電壓供給控制的操作，設(shè)置發(fā)電機(jī)輸出電壓檢測(cè)塊7c。如圖所示，發(fā)電機(jī)輸出電壓檢測(cè)塊7c由三個(gè)電流通路構(gòu)成，第一通路由電阻器R14構(gòu)成，第二通路由電阻器R15構(gòu)成，而第三通路由電阻器R16和齊納二極管ZD13構(gòu)成。包含電阻器R14的第一通路與并聯(lián)地連接電容器C11的二極管D12和齊納二極管ZD12之間的一結(jié)點(diǎn)連接。電阻器R14具有相對(duì)小的電阻，并且當(dāng)引擎速度低且發(fā)電機(jī)輸出電壓小時(shí)，流過電阻器R14的電流主要對(duì)電容C11充電。隨著引擎速度以及發(fā)電機(jī)輸出電壓變得更高時(shí)，流過電阻器R14的電流幅值增大，齊納二極管ZD12擊穿以防止流過電阻器R14的電流流到電容器C11。從而，在這種狀態(tài)下，電容器C11只由流過電阻值相對(duì)高的電阻器R15的電流充電。隨著引擎速度增加到更高，發(fā)電機(jī)輸出電壓進(jìn)一步增加，齊納二極管ZD13經(jīng)受擊穿，以便還利用流過電阻器R16的電流對(duì)電容器C11充電，從而更快地對(duì)電容器C11充電。這種基于發(fā)電機(jī)輸出電壓(或者引擎速度)的對(duì)電流通過的控制能調(diào)整電容器C11的充電操作，從而產(chǎn)生最優(yōu)的燈有效電壓控制(或者間歇式電壓供給控制)。
但是，如前面所談到，當(dāng)驅(qū)動(dòng)DC負(fù)載4時(shí)(例如當(dāng)接通停車燈時(shí))該系統(tǒng)可能會(huì)有問題。當(dāng)如圖3的中間部分所示驅(qū)動(dòng)DC負(fù)載4并且由來自發(fā)電機(jī)2的正電壓充電電池3時(shí)，由于發(fā)電機(jī)2的感應(yīng)，會(huì)推遲生成相繼的負(fù)波的開始。這影響前面提到的通過延遲電路9產(chǎn)生的延遲，造成過分延遲向燈5提供負(fù)電壓并且進(jìn)而過分減小燈電壓，如也可從圖3中看出那樣。這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)DC負(fù)載4時(shí)可能存在問題，例如前燈會(huì)變暗，這造成燈5亮度上不希望有的波動(dòng)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種配置簡(jiǎn)單和成本低廉的燈照明和電池充電控制系統(tǒng)。
依據(jù)本發(fā)明，可以通過提供一種燈照明和電池充電系統(tǒng)達(dá)到這些目的，該系統(tǒng)包括一個(gè)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(2)，用于產(chǎn)生由正波和負(fù)波構(gòu)成的AC電壓；連接在發(fā)電機(jī)(2)和用于向DC負(fù)載(4)提供DC電壓的電池(3)之間的第一開關(guān)元件(SCR1)；一個(gè)電池充電控制電路(6)，用于控制該第一開關(guān)元件(SCR1)以便用來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中之一對(duì)電池(3)充電；連接在發(fā)電機(jī)(2)和燈(5)之間的第二開關(guān)元件(SCR2)；以及一個(gè)燈照明控制電路(7)，用于控制該第二開關(guān)元件從而向燈(5)提供來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者，其特征在于，該燈照明控制電路(7)根據(jù)由電池充電控制電路(6)進(jìn)行的電池充電控制狀態(tài)相對(duì)于開始產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者時(shí)的時(shí)間點(diǎn)(T1)改變?cè)摰诙_關(guān)元件(SCR2)的接通定時(shí)。
典型地，在來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中之一不對(duì)電池(3)充電的情況下，燈照明控制電路(7)控制第二開關(guān)元件(SCR2)以從發(fā)電機(jī)(2)開始產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者的時(shí)間點(diǎn)(T1)開始的一延遲(Td)把AC電壓的正波和負(fù)波中的該另一者引導(dǎo)到燈(5)上，并且在用來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中之一充電電池(3)的情況下，燈照明控制電路(7)控制第二開關(guān)元件(SCR2)從發(fā)電機(jī)(2)開始產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者的時(shí)間點(diǎn)(T1)開始實(shí)質(zhì)上無延遲地把來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的該另一者引導(dǎo)到燈(5)上。
在這種方式下，當(dāng)驅(qū)動(dòng)例如停車燈的DC負(fù)載并且例如用來自發(fā)電機(jī)的正電壓波對(duì)電池充電從而發(fā)電機(jī)的感應(yīng)造成延遲開始產(chǎn)生相繼的負(fù)電壓波時(shí)，當(dāng)生成該負(fù)電壓時(shí)立即接通第二開關(guān)元件，從而可以消除把該負(fù)電壓引導(dǎo)到燈上的過度延遲。這可以在驅(qū)動(dòng)DC負(fù)載時(shí)防止燈電壓的過分下降并且從而可以防止燈亮度上的波動(dòng)。當(dāng)燈(5)由摩托車的前燈構(gòu)成時(shí)，這種效果特別有好處。
為了達(dá)到這種延遲控制，該系統(tǒng)典型地包括一個(gè)信號(hào)線(SL)，用于在產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中之一時(shí)向燈照明控制電路(7)發(fā)送指示第一開關(guān)元件(SCR1)的狀態(tài)的信號(hào)。該信號(hào)線(SL)最好包括一個(gè)整流裝置以便只允許電流流向燈照明控制電路(7)。
在一實(shí)施例中，燈照明控制電路(7)包括一個(gè)含有一個(gè)電容器(C13)的延遲電路(9)，該電容器適用于由來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者充電，從而該電容器(13)充電到規(guī)定值所需要的時(shí)間定義該延遲(Td)，該電容器(C13)還適用于在第一開關(guān)元件(SCR1)處于接通狀態(tài)時(shí)由AC電壓的正波和負(fù)波中之一充電。這允許以低成本在簡(jiǎn)單電路配置下實(shí)現(xiàn)燈照明和電池充電控制系統(tǒng)。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種燈照明和電池充電系統(tǒng)，其包括一個(gè)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的用來產(chǎn)生包含正波和負(fù)波的AC電壓的發(fā)電機(jī)(2)；連接在該發(fā)電機(jī)(2)和一個(gè)用于向一個(gè)DC負(fù)載(4)提供DC電壓的電池(3)之間的第一開關(guān)元件(SCR1)；第一電池充電控制電路(10)，用于控制該第一開關(guān)元件(SCR1)，從而用來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波之一充電該電池(3)；連接在該發(fā)電機(jī)(2)和一個(gè)燈(5)之間的第二開關(guān)元件(SCR2)；一個(gè)燈照明控制電路(7)，用于控制該第二開關(guān)元件從而向該燈(5)提供來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者，其特征在于，當(dāng)該第一電池充電控制電路(10)檢測(cè)到該電池(3)的電壓低于規(guī)定值時(shí)，該第一電池充電控制電路(10)以從該發(fā)電機(jī)(2)開始產(chǎn)生該AC電壓的正波和負(fù)波中之一的時(shí)刻開始的一延遲(Td)接通該第一開關(guān)元件(SCR1)。
在這種方式下，當(dāng)驅(qū)動(dòng)例如停車燈的DC負(fù)載并且例如該電池由來自該發(fā)電機(jī)的正電壓充電時(shí)，接通第一開關(guān)的該延遲可以有效地防止大電流從該發(fā)電機(jī)流到該電池。這實(shí)質(zhì)上可以減小該發(fā)電機(jī)的感應(yīng)對(duì)例如利用來自該發(fā)電機(jī)的負(fù)電壓進(jìn)行的燈照明控制的不希望有的影響，并且從而可以防止驅(qū)動(dòng)DC負(fù)載時(shí)的燈亮度波動(dòng)。
該燈照明和電池充電控制系統(tǒng)還包括一個(gè)和第一電池充電控制電路(10)并聯(lián)連接的第二電池充電控制電路(11)，其中當(dāng)檢測(cè)出該電池(3)的電壓低于規(guī)定值時(shí)，在該第一電池充電控制電路(10)已經(jīng)至少在來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的單個(gè)周期執(zhí)行對(duì)該第一開關(guān)元件(SCR1)的控制后，該第二電池充電控制電路(11)開始控制該第一開關(guān)元件(SCR1)，并且該第二電池充電控制電路(11)適用于從開始產(chǎn)生來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中之一的時(shí)刻實(shí)質(zhì)上無延遲地接通該第一開關(guān)元件(SCR1)。采用這種并聯(lián)連接的二個(gè)電池充電控制電路可以便于優(yōu)化電池充電操作。
在一實(shí)施例中，第一和第二電池充電控制電路(10，11)各具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)塊(6b)和一個(gè)電池電壓檢測(cè)塊(6a)，該驅(qū)動(dòng)塊用于當(dāng)從該發(fā)電機(jī)(2)產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中之一時(shí)向該第一開關(guān)元件(SCR1)提供觸發(fā)信號(hào)，該電池電壓檢測(cè)塊用于當(dāng)檢測(cè)出該電池(3)的電壓大于該預(yù)定值時(shí)禁止該驅(qū)動(dòng)塊(6b)，其中當(dāng)該電池(3)的電壓降到低于該規(guī)定值的電平時(shí)，第一電池充電控制電路(10)的電池電壓檢測(cè)塊比第二電池充電控制電路(11)的電池電壓檢測(cè)塊更早停止對(duì)相關(guān)驅(qū)動(dòng)塊的禁止，并且從第一電池充電控制電路(10)的驅(qū)動(dòng)塊向第一開關(guān)元件(SCR1)提供的觸發(fā)信號(hào)適用于從開始產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中之一的一延遲(Tb)后接通該開關(guān)元件(SCR1)，而從第二電池充電控制電路(11)的驅(qū)動(dòng)塊向第一開關(guān)元件(SCR1)提供的觸發(fā)信號(hào)適用于從開始產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中的該之一的時(shí)刻實(shí)質(zhì)上無延遲無接通該開關(guān)元件(SCR1)。
從下述說明中會(huì)更完整地顯現(xiàn)本發(fā)明的其它以及進(jìn)一步的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
圖3是波形圖，用于示出依據(jù)圖2的系統(tǒng)的燈照明和電池充電控制；圖4是電路圖，用于示出依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的燈照明和電池充電控制系統(tǒng)；圖5是波形圖，用于示出依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的燈照明和電池充電控制；圖6是電路圖，用于示出依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的燈照明和電池充電控制系統(tǒng)；以及圖7是波形圖，用于示出依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的燈照明和電池充電控制。
在圖4中示出的燈照明和電池控制系統(tǒng)20中，通過一條含有晶體管Q15的信號(hào)線SL把和燈照明控制電路7的可控硅驅(qū)動(dòng)塊7b中的晶體管Q12的基極相連接的延遲電路9的一端連接到電池充電控制電路6的可控硅驅(qū)動(dòng)塊6b中的二極管D2的陽(yáng)極，其中該晶體管Q15可以充當(dāng)一個(gè)只允許電流流向延遲電路9的整流裝置。另外，該延遲電路9的與晶體管Q12的發(fā)射極相連接的另一端通過二極管D13和地連接，從而只允許電流流向地。這樣，當(dāng)電池電壓低并且電池電壓檢測(cè)塊6a中的晶體管Q2斷開時(shí)允許可控硅驅(qū)動(dòng)塊6b操作，一旦從發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生的正電壓，晶體管Q15導(dǎo)通以把電流傳導(dǎo)到燈電壓檢測(cè)塊7b中的延遲電路9。應(yīng)理解，晶體管Q15可以用二極管等代替。
在這種方式下，當(dāng)驅(qū)動(dòng)DC負(fù)載4減小電池電壓時(shí)，從發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生的正電壓造成電流通過二極管D2流到第一可控硅SCR1的門極以使其接通，并且電流流過晶體管Q15以啟動(dòng)對(duì)延遲電路9中的電容器C13的充電。這樣，包含晶體管Q15的信號(hào)線SL向燈照明控制電路7中的延遲電路9發(fā)送一個(gè)指示第一可控硅SCR1接通的信號(hào)。電容器C13的電容選擇成使電容器C13在產(chǎn)生單個(gè)正電壓半波的時(shí)間周期內(nèi)被完全充電。這樣，由于在產(chǎn)生負(fù)電壓之前電容器C13已被完全充電，就不必用負(fù)電壓對(duì)電容器C13充電了。結(jié)果是，當(dāng)驅(qū)動(dòng)DC負(fù)載4時(shí)，晶體管Q12，從而第二可控硅SCR2導(dǎo)通以使電流在不對(duì)產(chǎn)生負(fù)電壓的起點(diǎn)延遲時(shí)間Td的情況下流到燈5。這樣，防止了過度地延遲開始向燈5傳送該負(fù)電壓，從而防止負(fù)電壓的過度下降并且避免燈電壓的波動(dòng)，如圖5中所示。
圖6是示出依據(jù)本發(fā)明的燈照明和電池充電控制系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意電路圖。在該圖中，和圖2中示出的部件類似的部件同樣用相同的參考數(shù)字表示，因而省略對(duì)它們的詳細(xì)解釋。
圖6中示出的燈照明和電池充電控制系統(tǒng)30包括彼此并聯(lián)連接的第一和第二電池充電控制電路10、11。這二個(gè)電路10、11各具有和圖2中示出的實(shí)施例中的電池充電控制電路6相同的電路配置。但是，第一電池充電控制電路10中連接在電容器C1和晶體管Q2基極之間的電阻R1的電阻值小于與第二電池充電控制電路11中的晶體管Q5關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)電阻器R3的電阻值。換言之，晶體管Q2的基極電路中的CR時(shí)間常數(shù)電路的時(shí)間常數(shù)小于晶體管Q5的基極電路中的時(shí)間常數(shù)。另外，第一電路10中的連接在二極管D2和可控硅SCR1的門極之間的電阻器R2的阻值大于第二電路11中的相應(yīng)電阻器R4的阻值。
下面，說明上述構(gòu)建的系統(tǒng)從電池3完全充電的狀態(tài)開始電池充電的操作方式。首先，在電池3完全充電的狀態(tài)下，晶體管Q1、Q2導(dǎo)通而晶體管Q3斷開。類似地，晶體管Q4、Q5導(dǎo)通而晶體管Q6斷開。從而阻止觸發(fā)電池充電控制晶體管SCR1導(dǎo)通。這阻止電流經(jīng)端子BT流到電池3。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)(接通)DC負(fù)載4并且明顯消耗電池3的電荷時(shí)，電池電壓下降。這造成晶體管Q1、Q4斷開，進(jìn)而分別導(dǎo)致關(guān)聯(lián)的晶體管Q2、Q5斷開。這里要注意，由于上面提到的由電阻器R1和R3之間阻值上的差異造成的CR時(shí)間常數(shù)電路C1·R1和C2·R3之間的時(shí)間常數(shù)的不同，第一電池充電控制電路10中的晶體管Q2先于第二電路11中的晶體管Q5斷開，因此，第一電路10中的晶體管Q3先于第二電路11中的晶體管Q6導(dǎo)通。
當(dāng)晶體Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，由于電流經(jīng)過阻值相對(duì)較大的電阻器R4，小電流作為觸發(fā)信號(hào)流到第一可控硅SCR1的門極。這樣，可控硅SCR1不馬上導(dǎo)通，而是例如如圖7的上波形中所示那樣，從發(fā)電機(jī)2開始產(chǎn)生正電壓的時(shí)刻延遲Tb后(圖中在正電壓半波的持續(xù)周期的中間點(diǎn)處)可控硅SCR1才導(dǎo)通。這可以在產(chǎn)生正波時(shí)防止大電流流過發(fā)電機(jī)2并且從而減小發(fā)電機(jī)2的感應(yīng)對(duì)控制向燈5提供負(fù)電壓的影響。因而，如圖7中所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)例如停車燈的DC負(fù)載4時(shí)，燈電壓保持不會(huì)過分降低并且防止燈5的短暫變暗。
然后，隨著第二電池充電控制電路11中的電容器C2被放電到使晶體管Q5導(dǎo)通的程度，相應(yīng)地允許晶體管Q6導(dǎo)通。在這種狀態(tài)下，來自發(fā)電機(jī)2的正電壓波使晶體管Q3和Q6都導(dǎo)通。在這種情況下，由于大電流(門極電流)可以經(jīng)過小阻值的電阻器R4流到可控硅SCR1的門極，在晶體管Q6導(dǎo)通后可控硅SCR1快速導(dǎo)通。從而，如圖7的上部波形的右側(cè)所示，基本上正波形的整個(gè)部分可用于對(duì)電池3充電。
第二電池充電控制電路11中的CR時(shí)間常數(shù)電路C2·R3的時(shí)間常數(shù)設(shè)置成從在低引擎速度(空轉(zhuǎn)速度及其附近)下開始驅(qū)動(dòng)DC負(fù)載4至少已產(chǎn)生一個(gè)正電壓半波后才斷開晶體管Q5，從而確保在如此低引擎速度下進(jìn)行上面描述的部分波電池充電，在高引擎速度下，由于電壓頻率高，即使延遲負(fù)波的產(chǎn)生，電壓降造成的燈的短暫變暗變得難以察覺并且不造成問題。
這樣，依據(jù)本發(fā)明，在利用由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的AC電壓進(jìn)行燈照明和電池充電的燈照明和電池充電控制系統(tǒng)中，防止了電池充電對(duì)進(jìn)行燈照明控制上的不希望有的影響，從而實(shí)現(xiàn)不帶有由于當(dāng)驅(qū)動(dòng)例如停車燈的DC負(fù)載時(shí)可能發(fā)生的電池充電而造成燈亮度波動(dòng)或短暫變暗的良好燈照明。
盡管根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，在不背離附后權(quán)利要求書中所闡述的本發(fā)明的范圍的前提下，各種各樣的改變和修改都是可能的。
例如，盡管圖6的系統(tǒng)包括二個(gè)獨(dú)立的電池充電控制電路10、11，也可以集成其中的一部分(例如齊納二極管ZD1和ZD2，以及把這些齊納二極管接地的電阻器)從而作為公用。另外，盡管在示出的實(shí)施例中，正波用于對(duì)電池充電而負(fù)波用于燈照明，但可以顛倒電壓的極性。這些和其它的修改應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種燈照明和電池充電系統(tǒng)，包括一個(gè)發(fā)電機(jī)(2)，其由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生包括正波和負(fù)波的AC電壓；第一開關(guān)元件(SCR1)，其連接在該發(fā)電機(jī)(2)和一個(gè)用于向DC負(fù)載(4)提供DC電壓的電池(3)之間；一個(gè)電池充電控制電路(6)，用于控制該第一開關(guān)元件(SCR1)從而用來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中之一對(duì)該電池(3)充電；第二開關(guān)元件(SCR2)，其連接在該發(fā)電機(jī)(2)和一個(gè)燈(5)之間；以及一個(gè)燈照明控制電路(7)，用于控制該第二開關(guān)元件從而向該燈(5)提供來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者；其特征在于該燈照明控制電路(7)根據(jù)由電池充電控制電路(6)進(jìn)行的電池充電控制狀態(tài)相對(duì)于開始產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者的時(shí)間點(diǎn)(T1)改變第二開關(guān)元件(SCR2)的接通定時(shí)。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的燈照明和電池充電系統(tǒng)，其中在來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中之一不對(duì)電池(3)充電的情況下，燈照明控制電路(7)控制第二開關(guān)元件(SCR2)從開始產(chǎn)生來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者的時(shí)間點(diǎn)(T1)以一延遲(Td)把來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的該另一者引導(dǎo)到燈(5)上；以及在用來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中之一充電電池(3)的情況下，燈照明控制電路(7)控制第二開關(guān)元件(SCR2)從開始產(chǎn)生來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者的時(shí)間點(diǎn)(T1)實(shí)質(zhì)上無延遲地把來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的該另一者引導(dǎo)到燈(5)上。
3.依據(jù)權(quán)利要求2的燈照明和電池充電系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括一條信號(hào)線(SL)，用于向燈照明控制電路(7)發(fā)送指示在產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中之一時(shí)第一開關(guān)元件(SCR1)的狀態(tài)的信號(hào)。
4.依據(jù)權(quán)利要求3的燈照明和電池充電系統(tǒng)，其中該信號(hào)線(SL)包括一個(gè)只允許電流流向燈照明控制電路(7)的整流裝置。
5.依據(jù)權(quán)利要求1的燈照明和電池充電系統(tǒng)，其中該燈照明控制電路(7)包括一個(gè)含有一個(gè)電容器(C13)的延遲電路(9)，該電容器適用于由來自發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者充電，從而該電容器(C13)充電到規(guī)定值所需要的時(shí)間定義該延遲(Td)，該電容器(C13)還適用于在第一開關(guān)元件(SCR1)處于接通狀態(tài)時(shí)由AC電壓的正波和負(fù)波中之一充電。
6.依據(jù)權(quán)利要求1的燈照明和電池充電系統(tǒng)，其中該燈包括摩托車的前燈。
7.一種燈照明和電池充電系統(tǒng)，包括一個(gè)發(fā)電機(jī)(2)，其由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生包括正波和負(fù)波的AC電壓；第一開關(guān)元件(SCR1)，其連接在該發(fā)電機(jī)(2)和一個(gè)用于向DC負(fù)載(4)提供DC電壓的電池(3)之間；第一電池充電控制電路(10)，用于控制該第一開關(guān)元件(SCR1)以便用來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中之一充電該電池(3)；第二開關(guān)元件(SCR2)，其連接在該發(fā)電機(jī)(2)和一個(gè)燈(5)之間；和一個(gè)燈照明控制電路(7)，用于控制該第二開關(guān)元件，以便向該燈(5)提供來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波中的另一者；其特征在于當(dāng)該第一電池充電控制電路(10)檢測(cè)到該電池(3)的電壓低于規(guī)定值時(shí)，該第一電池充電控制電路(10)從開始產(chǎn)生來自該發(fā)電機(jī)(2)的該AC電壓的正波和負(fù)波中的該另一者以一延遲(Tb)接通該第一開關(guān)元件(SCR1)。
8.依據(jù)權(quán)利要求7的燈照明和電池充電系統(tǒng)，還包括一個(gè)和該第一電池充電控制電路(10)并聯(lián)連接的第二電池充電控制電路(11)，其中當(dāng)檢測(cè)出該電池(3)的電壓低于所述規(guī)定值時(shí)，在該第一電池充電控制電路(10)已經(jīng)在來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的至少單個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行了對(duì)該第一開關(guān)元件(SCR1)的控制后，該第二電池充電控制電路(11)開始控制該第一開關(guān)元件(SCR1)，并且該第二電池充電控制電路(11)適用于從開始產(chǎn)生來自該發(fā)電機(jī)(2)的AC電壓的正波和負(fù)波之一實(shí)質(zhì)上無延遲地接通該第一開關(guān)元件(SCR1)。
9.依據(jù)權(quán)利要求8的燈照明和電池充電系統(tǒng)，其中第一和第二電池充電控制電路(10，11)各具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)塊(6b)和一個(gè)電池電壓檢測(cè)塊(6a)，該驅(qū)動(dòng)塊(6b)用于當(dāng)從該發(fā)電機(jī)(2)產(chǎn)生該AC電壓的正波和負(fù)波中之一時(shí)向該第一開關(guān)元件(SCR1)提供觸發(fā)信號(hào)，該電池電壓檢測(cè)塊(6a)用于當(dāng)檢測(cè)出該電池(3)的電壓大于所述預(yù)定值時(shí)禁止該驅(qū)動(dòng)塊(6b)，其中當(dāng)該電池(3)的電壓下降到低于該規(guī)定值的電平時(shí)，第一電池充電控制電路(10)的電池電壓檢測(cè)塊比第二電池充電控制電路(11)的電池電壓檢測(cè)塊更早停止對(duì)相關(guān)驅(qū)動(dòng)塊的禁止，并且從第一電池充電控制電路(10)的驅(qū)動(dòng)塊向第一開關(guān)元件(SCR1)提供的觸發(fā)信號(hào)適用于在開始產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)波中的該之一的一延遲(Tb)后接通該開關(guān)元件(SCR1)，而從第二電池充電控制電路(11)的驅(qū)動(dòng)塊向第一開關(guān)元件(SCR1)提供的觸發(fā)信號(hào)適用于從開始產(chǎn)生AC電壓的正波和負(fù)中的該之一實(shí)質(zhì)上無延遲地接通該開關(guān)元件(SCR1)。
10.依據(jù)權(quán)利要求7的燈照明和電池充電系統(tǒng)，其中該燈包括摩托車的前燈。
全文摘要
在一種利用由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(2)所產(chǎn)生的AC電壓進(jìn)行燈(5)照明和電池(3)充電的燈照明和電池充電控制系統(tǒng)中，為了防止電池充電對(duì)燈照明的不希望有的影響，一個(gè)燈照明控制電路(7)根據(jù)指示電池(3)和發(fā)電機(jī)(2)之間的另一個(gè)開關(guān)元件(SCR1)的狀態(tài)的信號(hào)改變燈(5)和發(fā)電機(jī)(2)之間的一個(gè)開關(guān)元件(SCR2)的接通定時(shí)。
文檔編號(hào)H02J7/14GK1440584SQ01812502
公開日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2001年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月6日
發(fā)明者鈴木卓, 新井誠(chéng), 田中一明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社美姿把