一種帶軟啟動多功能電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶軟啟動多功能電壓調(diào)節(jié)器，包括IG致能電路、調(diào)壓模塊、輸出驅(qū)動電路、P端信號處理電路、控制模塊、軟啟動電路和指示電路。其特征在于：IG致能電路通過B+端與調(diào)壓模塊、輸出驅(qū)動電路、P端信號處理電路、控制模塊、軟啟動電路和指示電路連接。使用分離元器件實現(xiàn)多功能芯片所具有的軟啟動和缺相警示功能，使用比較器產(chǎn)生軟啟動方波，其頻率為200HZ、占空比為20%。使用二階低通濾波器濾對三相信號進(jìn)行處理，濾除高頻成分，通過運放對低頻信號進(jìn)行放大，在電機高于900RPM時，低頻信號達(dá)到軟啟動截止和指示燈熄滅點。當(dāng)三相中的一相斷開或電壓有效值低于3.5V時，指示燈亮報警。其優(yōu)點是：該調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，可靠性好，能極大的降低了使用成本。
【專利說明】一種帶軟啟動多功能電壓調(diào)節(jié)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電壓調(diào)節(jié)器，屬于電機調(diào)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種帶軟啟動多功能電壓調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電機是汽車上最重要的供電設(shè)備，而調(diào)節(jié)器則是控制電機供電電壓和負(fù)載輸出的核心?，F(xiàn)在多功能調(diào)節(jié)器的應(yīng)用主要使用功能芯片，但此類芯片價格高，增加了整體成本。隨著汽車的中低端發(fā)展，成本越低，能夠極大的提高競爭力。一款既能滿足功能需求，可靠性需求的調(diào)節(jié)器，無疑是制勝的武器。
[0003]多功能調(diào)節(jié)器比單功能調(diào)節(jié)器具有一些特殊功能，如軟啟動、缺相警示、過壓低壓警示和短路保護功能，若用單功能調(diào)節(jié)器實現(xiàn)多功能調(diào)節(jié)器的功能，其中最難的就是在單功能調(diào)節(jié)器上加入軟啟動功能。例如一些多功能簡裝版調(diào)節(jié)器無軟啟動，當(dāng)汽車點火鑰匙處于ON的狀態(tài)時，電機在預(yù)勵磁狀態(tài)會處于100%完全打開狀態(tài)，轉(zhuǎn)子中會流過5A左右電流，這樣會增加電瓶消耗的功率，造成不必要的浪費。
[0004]軟啟動能夠?qū)崿F(xiàn)，在電機轉(zhuǎn)速低于900RPM時，調(diào)節(jié)器處于預(yù)勵磁20%狀態(tài)，轉(zhuǎn)子中流過IA電流，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速高于900RPM時，軟啟動消失，電機處于全勵磁工作狀態(tài)，這樣能夠有效降低電瓶消耗的功率。
[0005]缺相警示功能，是指當(dāng)三相信號不足時，電瓶指示燈亮報警，當(dāng)三相信號達(dá)到設(shè)定要求時，指示燈熄滅。
[0006]因此如何做到即滿足功能需求，又有效降低成本，目前還沒有很好的解決辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明設(shè)計的目的是克服已有技術(shù)的不足，提供一種帶軟啟動多功能電壓調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器使用分離元器件實現(xiàn)多功能芯片所具有的軟啟動和缺相警示功能，達(dá)到極低成本控制。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種帶軟啟動多功能調(diào)節(jié)器，包括IG致能電路、調(diào)壓模塊、輸出驅(qū)動電路、P端信號處理電路、控制模塊、軟啟動電路和指示電路。其特征在于:IG致能電路通過B+端與調(diào)壓模塊、輸出驅(qū)動電路、P端信號處理電路、控制模塊、軟啟動電路和指示電路連接。
[0009]IG致能電路上電時，B+端電壓提供給調(diào)壓模塊作采集信號，同時給調(diào)壓模塊、輸出驅(qū)動電路、P端信號處理電路、控制模塊、軟啟動電路和指示電路提供電源。
[0010]軟啟動電路中，Q2使用ST的運放TS321做比較器，上電時I腳為高電位VCC，3腳電位最高為2/3VCC，由RlO和R12并聯(lián)后與Rll串聯(lián)得到，4腳為低電位，4腳電位比3腳低，則C5電容開始充電，4腳電位增大；當(dāng)4腳電位大于3腳電壓2/3VCC時，I腳輸出低電位，則電容C5開始放電，4腳電位減小，當(dāng)4腳電位小于3腳電壓1/3VCC時，由Rll和R12并聯(lián)后與RlO串聯(lián)得到，I腳輸出高電位，如此重復(fù)，I腳產(chǎn)生軟啟動方波SS_out。[0011]電容C5的充電電阻為R14，放電電阻為R14和R13，D1的作用是使C5的充電路徑和放電路徑不同，放電速度比充電速度快。C5為0.1uF, R14為100K，R13為2IK時，軟啟動方波的頻率為200Hz，占空比為20%。改變R14和R13的阻值能改變方波的頻率和占空比。
[0012]P端信號處理電路，采用二階RC低通濾波器，二階低通濾波器比一階低通濾波器效果更好，二階低通濾波器濾除高頻成分，通過運放對低頻信號進(jìn)行放大，在電機轉(zhuǎn)速為900RPM時，電壓有效值為3.5V，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速高于900RPM時，低頻信號達(dá)到軟啟動截止和指示燈熄滅點。低頻信號達(dá)到軟啟動截止和指示燈熄滅點。
[0013]當(dāng)電機轉(zhuǎn)速低于900RPM時，三相中的一相斷開或電壓有效值低于3.5V時，指示燈
売報警。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:采用分立器件，達(dá)到多功能芯片所具有的軟啟動和缺相警示功能，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，可靠性好，能極大的降低了使用成本。適用于14V和28V多功能調(diào)節(jié)器。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]圖1是本發(fā)明的電路原理圖。
[0018]圖2是SS_out和SS_C波形對比圖。
[0019]圖3是電機600RPM時P端信號圖。
[0020]圖4 P 端 P_IN/P_0UT 波特圖。
[0021]圖中:1.1G致能電路，2.調(diào)壓模塊，3.輸出驅(qū)動電路，4.P端信號處理電路，5.控制模塊，6.軟啟動電路,7.指示電路。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，一種帶軟啟動的低成本多功能調(diào)節(jié)器，包括IG致能電路1、調(diào)壓模塊
2、輸出驅(qū)動電路3、P端信號處理電路4、控制模塊5、軟啟動電路6和指示電路7。
[0023]IG致能電路I為上電開關(guān)電路，當(dāng)IG上電時，B+端電壓提供給調(diào)壓模塊2作采集信號，同時也給調(diào)壓模塊2、輸出驅(qū)動電路3、P端信號處理電路4、控制模塊5、軟啟動電路6和指不電路7提供電源。
[0024][0024]軟啟動電路6中，Q2使用ST的運放TS321做比較器，上電時I腳為高電位VCC，3腳電位最高為2/3VCC，由RlO和R12并聯(lián)后與Rll串聯(lián)得到，4腳為低電位，4腳電位比3腳低，所以C5電容開始充電，4腳電位增大，當(dāng)4腳電位大于3腳電壓2/3VCC時，I腳輸出低電位，則電容C5開始放電，4腳電位減小，當(dāng)4腳電位小于3腳電壓1/3VCC時，由Rll和R12并聯(lián)后與RlO串聯(lián)得到，I腳輸出高電位，如此重復(fù)，I腳產(chǎn)生軟啟動方波SS_out，如圖2所示。電容C5的充電電阻為R14，放電電阻為R14和R13，D1的作用是使C5的充電路徑和放電路徑不同，放電速度比充電速度快。C5為0.1uF, R14為100K，R13為21K時，軟啟動方波的頻率為200Hz，占空比為20%。改變R14和R13的阻值能改變方波的頻率和占空比。
[0025]圖3為發(fā)電機未發(fā)電前，電機三相Phase即P端信號在600RPM時的波形圖，其成分復(fù)雜，含有直流量和高頻成分，P端有益信號為直流量，有害成分為高頻信號，因為高頻干擾大，會造成軟啟動信號不正常的產(chǎn)生和截止，所以需要將其濾除。
[0026]圖1中P端信號處理電路4，采用二階RC低通濾波器，二階低通濾波器比一階低通濾波器效果更好，低通將高頻成分濾除，其截止頻率f=0.37/(2 π RC) =12.5Hz。
[0027]圖4為P端輸入輸出信號的波特圖，由此可以看出高于12Hz的信號將被濾除。
[0028]P端信號隨著轉(zhuǎn)速升高而增大，900RPM時P端信號直流有效值為3.5V，經(jīng)P端信號處理后，P.0UT輸出值為5.25V，達(dá)到圖1中控制模塊5穩(wěn)壓管開啟電壓。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速低于900RPM時，穩(wěn)壓管ZDl不導(dǎo)通，則:
1)控制模塊5中Q3不工作，軟啟動電路SS_out輸出200Hz、占空比20%的方波，經(jīng)過Q6輸出，控制輸出驅(qū)動電路3中功率管Q7的柵極，使F端輸出200Hz、占空比20%的方波，即調(diào)節(jié)器處于軟啟動狀態(tài)，；
2)指示電路7中Q4不工作，Q5處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，指示燈亮，電機處于未發(fā)電無對外輸出狀態(tài)；
當(dāng)電機轉(zhuǎn)速高于900RPM時，穩(wěn)壓管ZDl導(dǎo)通，則:
1)Q3處于飽和狀態(tài)，軟啟動電路SS_out輸出低電平，Q6不工作，軟啟動截止，調(diào)節(jié)器處于全勵磁狀態(tài)；
2)Q4處于飽和狀態(tài)，Q5處于截止?fàn)顟B(tài)，指示燈滅，電機處于發(fā)電可輸出狀態(tài)。
[0029]其調(diào)節(jié)器的工作原理為:
當(dāng)車上點火開關(guān)處于斷開時，IG端無電壓，調(diào)節(jié)器不工作，指示燈處于熄滅狀態(tài)，電機不發(fā)電，發(fā)電機電壓B+端電壓等于電瓶電壓，此時只有電瓶能對外供電。
[0030]當(dāng)點火開關(guān)接通后，IG上電，指示燈亮，調(diào)節(jié)器動作，功率管Q7打開，蓄電池通過B+端提供勵磁電流到磁場繞組(轉(zhuǎn)子)，P端有信號產(chǎn)生，P端電壓信號和頻率隨發(fā)電機轉(zhuǎn)速增大而增大，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速小于900RPM時，F(xiàn)端處于軟啟動狀態(tài)，輸出200Hz、占空比20%的方波；當(dāng)電機轉(zhuǎn)速大于900RPM時，指示燈熄滅，F(xiàn)端處于全勵磁狀態(tài)，B+端電壓隨轉(zhuǎn)速增大而增大，當(dāng)發(fā)電機B+端電壓大于電瓶電壓時，發(fā)電機開始對外供電，當(dāng)B+端電壓升高到等于調(diào)節(jié)上限電壓時，Q7截止，轉(zhuǎn)子磁場電路被切斷，發(fā)電機輸出電壓迅速下降。當(dāng)B+端電壓下降到等于調(diào)節(jié)下限時，功率管Q7重新導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子磁場電路重新接通，發(fā)電機電壓上升，周而復(fù)始，發(fā)電機輸出電壓被控制為一個穩(wěn)定的值。
[0031]線路圖上的R21、R22和ZD2決定調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)電壓，選擇不同的阻值和穩(wěn)壓值，可以將此調(diào)節(jié)器設(shè)計為14V或28V調(diào)節(jié)器。
【權(quán)利要求】
1.一種帶軟啟動多功能調(diào)節(jié)器，包括IG致能電路、調(diào)壓模塊、輸出驅(qū)動電路、P端信號處理電路、控制模塊、軟啟動電路和指示電路，其特征在于:IG致能電路通過B+端與調(diào)壓模塊、輸出驅(qū)動電路、P端信號處理電路、控制模塊、軟啟動電路和指示電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶軟啟動多功能電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于:IG致能電路上電時，B+端電壓提供給調(diào)壓模塊作采集信號，B+端電壓給調(diào)壓模塊、輸出驅(qū)動電路、P端信號處理電路、控制模塊、軟啟動電路和指示電路提供電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶軟啟動多功能電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于:在軟啟動電路中使用比較器產(chǎn)生軟啟動方波，其頻率為200HZ，占空比為20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶軟啟動多功能電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于:P端信號處理電路采用二階低通濾波器，二階低通濾波器濾除高頻成分，通過運放對低頻信號進(jìn)行放大，在電機轉(zhuǎn)速高于900RPM時，低頻信號達(dá)到軟啟動截止和指示燈熄滅點。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶軟啟動多功能電壓調(diào)節(jié)器，其特征在于:在電機轉(zhuǎn)速低于900RPM時，三相中的一相斷開或電壓有效值低于3.5V時，指示燈亮報警。
【文檔編號】H02P9/30GK103427743SQ201310330370
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】白楠 申請人:江蘇云意電氣股份有限公司