專利名稱：有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器。
背景技術：
汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器是汽車上的重要部件，一直為汽車生產部門所重視?，F有的汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器主要是采用半導體器件構成開關電路，其中的功率開關管采用達林頓管或用分立器件復合成達林頓電路，也有采用場效應管作為功率開關管。采用達林頓管或達林頓電路的電子調節(jié)器，發(fā)熱較高，影響產品的使用壽命和可靠性。當工作時間過長時，電子調節(jié)器就有可能燒壞。而用場效應管作開關管的電子調節(jié)器由于場效應管的承載電流大、管子自身的壓降小，在應用中不會過于發(fā)熱。但由于場效率管的開啟電壓較大，對于通過充電指示燈提供啟動電壓的九管或十一管發(fā)電機，當發(fā)動機啟動時，電瓶電壓加在充電指示燈上，經指示燈再加在電壓調節(jié)器的電源正極上，此時加在電源正極上的電壓已不足1伏，電流為40mA-80mA。由于場效應管的柵極電壓沒有達到其開啟電壓(2.7-5V)，場效應管本身就不工作，所以發(fā)電機不能進入發(fā)電狀態(tài)，因此，場效率管作為開關管的汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器無法普及使用。另外，現有的汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器的過壓、短路保護電路是由串接在負載端的取樣電阻和接在開關管輸入端的三極管構成，其中的取樣電阻始終處于工作狀態(tài)。短路時，負載端輸出大電流，使取樣電阻兩端電壓升高，進而使三極管導通，使調節(jié)器中開關管截止，其存在的問題是采樣電阻始終處于工作狀態(tài)，功耗大，易將調節(jié)器燒壞。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是要解決現有技術存在的問題，提供一種結構簡單、體積小、成本低、具有短路保護功能并且工作時不發(fā)熱、可靠性和靈敏度高、功耗小、輸出功率高、應用范圍廣的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器。
本實用新型是這樣實現的它有一個電源正極、負載端、接地端和接在負載端和接地端之間的場效應管，其特殊之處是在電源正極和接地端之間接有電壓提升電路，所說的電壓提升電路的輸出端與場效應管的柵級相連接，在負載端和接地端之間接有由基極限流電阻、開關電路構成的短路保護電路，所說的開關電路的輸出端接在場效應管的柵極。
根據上述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，所說的開關電路為復合電路。
根據上述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，所說的電壓提升電路是由第一輸出端與場效應管柵極相連接的雙運算放大器、串接在電源正極和雙運算放大器第一輸出端之間的限流電阻及雙極管、接在電源正極和雙極管結點之間的限流電阻及電容、串接在雙運算放大器第二輸出端和接地端的電阻及電容、接在雙運算放大器第二輸出端和第二正輸入端的電阻、接在運算放大器的電源輸入端和第二正輸入端的電阻、接在電源正端和接地端之間用于給雙運算放大器提供電源電壓的分壓電阻、接在分壓電阻的結點和接地端之間的壓敏電阻及泄壓電容構成。
根據上述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，所說的運算放大器為LM2904，以確保工作精度及在低溫環(huán)境下也能正常工作。
根據上述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，在電壓提升電路中雙運算放大器第一輸出端和接地端之間還接有分壓電阻，以穩(wěn)定輸出電壓。
根據上述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，在負載端和雙運算放大器的輸入端之間接有反饋電阻，以提高電壓提升電路的輸出電壓。
根據上述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，在基極限流電阻和開關電路的輸入端之間接有二極管或穩(wěn)壓管。
本實用新型的優(yōu)點是1、采用由負載端取信號并經開關電路輸出的短路電路保護電路，結構簡單、體積小、本身沒有發(fā)熱源、靈敏度和可靠性極高，功耗??；同時，采用雙運算放大器作為電壓提升電路的主要器件，使得電壓提升電路工作可靠性和靈敏度高，且結構簡單、體積小。
2、采用場效應管作為開關管，工作時不發(fā)熱，對發(fā)電機的功耗小，與達林頓管結構的汽車電壓發(fā)電機調節(jié)器相比可提高發(fā)電機輸出功率2～3％；工作性能可靠，采用電壓提升電路，可將場效應管的柵極電壓提高到其開啟電壓范圍內，確保在九管或十一管發(fā)電機中該汽車電壓調節(jié)器也能正常工作，因此適用范圍廣。


圖1是本實用新型的電路方框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖所示，本實用新型有一個電源正極B、負載端F和接地端E，在電源正極B和負載端F之間接有續(xù)流管D3，在負載端F和接地端E之間接有場效應管3(T4)，在電源正極B和地端E之間接有由電容C1和電阻R1構成的空載電壓吸收電路1，以減少空載與有電瓶時的壓差。在電源正極B和地端E之間接有分壓電阻R2、R3和電容C2，以及電阻R4和穩(wěn)壓管D1。在電源正極B和接地端E之間接有電壓提升電路2，所說的電壓提升電路2的輸出端8與場效應管T4的柵極相連接。電壓提升電路2是由雙運算放大器7、分壓電阻R8和R9、壓敏電阻Rv和泄壓電容C4、接在運算放大器7第二輸出端2out和地端E的電阻R5和電容C3及接在第二輸出端2out和第二正輸入端2IN+之間的電阻R6、接在運算放大器7的電源輸入端V+和第二正輸入端2IN+之間的電阻R7，以及接在電源正極B和運算放大器7的第一輸出端8(lout)之間的限流電阻R10、雙極管T1、限流電阻R11，接在電源正極B和雙極管T1結點之間的電阻R12、電容C6，接在雙極管T1輸出端和接地端E之間的電容C5、接在雙運算放大器7第一輸出端8和接地端E之間的分壓電阻R17以及接在負載端F和運算放大器7的第一負輸入端1IN-之間的反饋電阻R16構成。電阻R4和穩(wěn)壓管D1的結點6接在運算放大器7的第一正輸入端1IN+，電阻R2和R3的結點5接運算放大器7的第一負輸入端1IN-，電阻R5和電容C3的結點與運算放大器7的第二負輸入端2IN-相連接，電阻R4的一端接在電阻R8和R9的結點9。所說的雙運算放大器7可采用LM2904，以確保工作精度及在低溫下也能正常工作。在負載端F和接地端E之間接有由基極限流電阻R13、起提高熱穩(wěn)定性作用的二極管或穩(wěn)壓管D2和起減小輸出電流作用的開關電路(復合電路)10(由三極管T2～T3、電阻R14～R15)構成的短路保護電路4，所說的基極限流電阻R13和二極管D2串聯后接在復合電路10的輸入極，所說的復合電路10的輸出端接在場效應管T4的柵極。
工作時，通過電壓提升電路2將加在電源輸入端B上的電壓(不足1V)，在很短的時間內放大到4V以上，此時電壓提升電路2的輸出端8輸出高電位，觸發(fā)場效應管T4導通，該汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器進入正常工作狀態(tài)。之后，由于場效應管T4導通，發(fā)電機的輸出電壓立刻升高，當升高到控制值時，分壓結點5的電位發(fā)生了變化，使運算放大器7的輸出電壓由高電位變成低電位，場效應管T4截止。由于場效應管T4截止，發(fā)電機轉子斷電，發(fā)電機的輸出電壓又開始下降，當下降至控制值時，結點5的電位又發(fā)生了變化，使運算放大器7的輸出端8電位又變成高電位，場效應管T4又開始導通，發(fā)電機的輸出電壓又開始升高，升高至控制值時，又重復出現上述的工作狀態(tài)，實現自動控制目的。
當發(fā)電機的轉子線圈出現扎間短路或該調節(jié)器的電源正極B和負載端F間短路時，場效應管T4的管壓降會快速升高，即負載端F與接地端E之間的電壓快速升高，又使晶體管T2、T3導通，使得場效應管T4控制極變成低電位，場效應管T4立即截止，由此場效應管T4本身得到了有效的保護，進而使該調節(jié)器得到了保護，防止其被燒壞擊穿。
權利要求1.一種有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，包括電源正極、負載端、接地端和接在負載端和接地端之間的場效應管，其特征是在電源正極和接地端之間接有電壓提升電路，所說的電壓提升電路的輸出端與場效應管的柵級相連接，在負載端和接地端之間接有由基極限流電阻、開關電路構成的短路保護電路，所說的開關電路的輸出端接在場效應管的柵極。
2.根據權利要求1所述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，其特征是所說的開關電路為復合電路，以提高靈敏性和減小工作電流。
3.根據權利要求1或2所述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，其特征是所說的電壓提升電路是由第一輸出端與場效應管柵極相連接的雙運算放大器、串接在電源正極和雙運算放大器第一輸出端之間的限流電阻及雙極管、接在電源正極和雙極管結點之間的限流電阻及電容、串接在雙運算放大器第二輸出端和接地端的電阻及電容、接在雙運算放大器第二輸出端和第二正輸入端的電阻、接在運算放大器的電源輸入端和第二正輸入端的電阻、接在電源正端和接地端之間用于給雙運算放大器提供電源電壓的分壓電阻、接在分壓電阻的結點和接地端之間的壓敏電阻及泄壓電容構成。
4.根據權利要求3所述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，其特征是所說的運算放大器為LM2904，以確保工作精度及在低溫環(huán)境下也能正常工作。
5.根據權利要求3或4所述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，其特征是在電壓提升電路中雙運算放大器第一輸出端和接地端之間還接有分壓電阻，以穩(wěn)定輸出電壓。
6.根據權利要求3或4所述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，其特征是在負載端和雙運算放大器的輸入端之間接有反饋電阻，以提高電壓提升電路的輸出電壓。
7.根據權利要求1或2所述的有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，其特征是在基極限流電阻和開關電路的輸入端之間串接有二極管或穩(wěn)壓管。
專利摘要一種有短路保護功能的場效應管式汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器，包括電源正極、負載端、接地端和接在負載端和接地端之間的場效應管，在電源正極和接地端之間接有電壓提升電路，電壓提升電路的輸出端與場效應管的柵級相連接，在負載端和接地端之間接有由基極限流電阻、開關電路構成的短路保護電路，所說的開關電路的輸出端接在場效應管的柵極，其優(yōu)點是結構簡單、體積小、成本低、具有過壓和短路保護作用并且工作時不發(fā)熱、可靠性和靈敏度高、功耗小、與達林頓管結構的汽車發(fā)電機電壓調節(jié)器比輸出功率可提高2～3％，應用范圍極廣。
文檔編號H02P9/48GK2619412SQ03212389
公開日2004年6月2日 申請日期2003年4月2日 優(yōu)先權日2003年4月2日
發(fā)明者趙樹林 申請人:趙樹林