電壓調(diào)節(jié)器以及建壓電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種電壓調(diào)節(jié)器，且特別是關(guān)于一種具有防止漏電流的電壓調(diào)節(jié)器以及建壓電路。
【背景技術(shù)】
[0002]已知汽車用的發(fā)電機(jī)只要引擎運(yùn)轉(zhuǎn)就能發(fā)電，發(fā)電后提供電能供電瓶充電與汽車上其他電器設(shè)備使用。通常汽車會藉由設(shè)置電壓調(diào)節(jié)器來控制發(fā)電機(jī)的運(yùn)作，使發(fā)電機(jī)運(yùn)作產(chǎn)生的輸出電壓維持在工作電壓范圍。
[0003]簡單來說，一般電壓調(diào)節(jié)器是透過車用的指示燈與啟動開關(guān)連接至發(fā)電機(jī)的輸出端。電壓調(diào)節(jié)器可于汽車啟動時，接收由警示燈提供的電流，并藉由控制功率開關(guān)的導(dǎo)通與截止運(yùn)作來調(diào)整流經(jīng)發(fā)電機(jī)的激磁線圈的電流大小，據(jù)以調(diào)整發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的輸出電壓過高時，電壓調(diào)節(jié)器即會截止功率開關(guān)，以降低激磁線圈的電流，而當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的輸出電壓過低時，電壓調(diào)節(jié)器會導(dǎo)通功率開關(guān)，并控制流經(jīng)激磁線圈的電流大小，以調(diào)整發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。因此，電壓調(diào)節(jié)器可用以穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的輸出電壓，確保汽車內(nèi)部供電能維持在相當(dāng)?shù)碾娏浚允蛊噧?nèi)的電器設(shè)備可正常運(yùn)作。
[0004]請參閱圖1，圖1為傳統(tǒng)單功能的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖。單功能調(diào)節(jié)系統(tǒng)I包括電壓調(diào)節(jié)器10、發(fā)電機(jī)11、指示燈12、啟動開關(guān)14、電瓶13。電壓調(diào)節(jié)器10更包括激磁驅(qū)動電路101以及調(diào)節(jié)控制電路102以及開關(guān)連接頭IG。電壓調(diào)節(jié)器10耦接于發(fā)電機(jī)11以及電瓶13。激磁驅(qū)動電路101耦接于調(diào)節(jié)控制電路102。
[0005]然而，在傳統(tǒng)具有開關(guān)連接頭IG的電壓調(diào)節(jié)器10架構(gòu)下，電壓調(diào)節(jié)器10的激磁驅(qū)動電路101會增設(shè)一電阻(圖未示)連接于開關(guān)連接頭IG，透過調(diào)整此電阻值大小來改變激磁電流，進(jìn)而達(dá)到各車廠所要求的低發(fā)電電壓轉(zhuǎn)速。但當(dāng)隨著車廠的設(shè)計不同，不具有開關(guān)連接頭IG的電壓調(diào)節(jié)器便無法透過車輛內(nèi)對應(yīng)開關(guān)連接頭IG的線路上所設(shè)置的電阻,來調(diào)整電阻值大小并增加額外電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供一種電壓調(diào)節(jié)器，在電壓調(diào)節(jié)器具有或不具有開關(guān)連接頭的情況下都能使發(fā)電機(jī)得以在低轉(zhuǎn)速下建立電壓。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種電壓調(diào)節(jié)器，耦接于發(fā)電機(jī)、啟動端與電源端。電壓調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)控制電路以及建壓電路。調(diào)節(jié)控制電路包括激磁驅(qū)動單元，建壓電路包括調(diào)整單元。激磁驅(qū)動單元耦接于發(fā)電機(jī)的激磁線圈，建壓電路耦接于電源端與啟動端。激磁驅(qū)動單元接收電源端的電壓并產(chǎn)生激磁電流。建壓電路接收電源端所輸出的電壓以及啟動端輸出的啟動電壓以驅(qū)動建壓電路動作。調(diào)整單元透過驅(qū)動電壓與啟動電壓產(chǎn)生額外電流，透過額外電流使發(fā)電機(jī)于低轉(zhuǎn)速下建立電壓。
[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供一種建壓電路，耦接于電源端與啟動端，其包括防漏電流單元以及調(diào)整單元。防漏電流單元包括第一電阻、第二電阻、NPN晶體管以及PNP晶體管。調(diào)整單元耦接于NPN晶體管的集電極，透過驅(qū)動電壓與啟動電壓產(chǎn)生額外電流。當(dāng)NPN晶體管與PNP晶體管導(dǎo)通時，電壓調(diào)節(jié)器的驅(qū)動電壓透過調(diào)整單元產(chǎn)生的額外電流使發(fā)電機(jī)于低轉(zhuǎn)速下建立電壓，并避免漏電流產(chǎn)生。
[0009]綜上所述，透過本發(fā)明實(shí)施例所提供的電壓調(diào)節(jié)器以及建壓電路，能夠使具有或不具有開關(guān)連接頭的電壓調(diào)節(jié)器仍可以達(dá)到低發(fā)電電壓轉(zhuǎn)速的要求。另外，在本發(fā)明電壓調(diào)節(jié)器不須額外增加零件即可達(dá)到低發(fā)電電壓轉(zhuǎn)速的目的。透過本發(fā)明的電路設(shè)計，除了能夠達(dá)到低發(fā)電電壓轉(zhuǎn)速亦可以防止漏電流的產(chǎn)生。
[0010]為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權(quán)利范圍作任何的限制。
【附圖說明】
[0011]圖1為傳統(tǒng)單功能的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的建壓電路及其電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)細(xì)部電路圖。
[0014]附圖標(biāo)記
[0015]1、2、3:電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)
[0016]10、20、30:電壓調(diào)節(jié)器
[0017]11、21、31:發(fā)電機(jī)
[0018]12、22、32:指示燈
[0019]13、23、33:電瓶
[0020]14、24、34:啟動開關(guān)
[0021]101:激磁驅(qū)動電路
[0022]102、202、302:調(diào)節(jié)控制電路
[0023]201、301:建壓電路
[0024]201U3011:調(diào)整單元
[0025]2012、3012:信號穩(wěn)定單元
[0026]2013、3013:防漏電流單元
[0027]3021:激磁驅(qū)動單元
[0028]3022:激磁控制單元
[0029]3022a:分壓子電路
[0030]311:三相定子線圈
[0031]312:激磁線圈
[0032]313:整流單元
[0033]IG:開關(guān)連接頭
[0034]B+:電源端
[0035]L:啟動端
[0036]D+:正接線端
[0037]F:磁場接線端
[0038]Rl ?R3、R6:電阻
[0039]Ra:調(diào)整電阻
[0040]ZDl:穩(wěn)壓二極管
[0041]D1、D3 ?D4: 二極管
[0042]Q1、Q3:NPN 晶體管
[0043]Q2 =PNP 晶體管
[0044]Q4:功率開關(guān)
[0045]GND:接地端
【具體實(shí)施方式】
[0046]在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實(shí)施例，在隨附圖式中展示一些例示性實(shí)施例。然而，本發(fā)明概念可能以許多不同形式來體現(xiàn)，且不應(yīng)解釋為限于本文中所闡述的例示性實(shí)施例。確切而言，提供此等例示性實(shí)施例使得本發(fā)明將為詳盡且完整，且將向熟知此項(xiàng)技術(shù)者充分傳達(dá)本發(fā)明概念的范疇。在諸圖式中，可為了清楚而夸示層及區(qū)的大小及相對大小。類似數(shù)字始終指示類似組件。
[0047]應(yīng)理解，雖然本文中可能使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種組件，但此等組件不應(yīng)受此等術(shù)語限制。此等術(shù)語是用以區(qū)分一組件與另一組件。因此，下文論述的第一組件可稱為第二組件而不偏離本發(fā)明概念的教示。如本文中所使用，術(shù)語「或」視實(shí)際情況可能包括相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目中的任一者或者多者的所有組合。
[0048]請參閱圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例的建壓電路及其電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖。電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)2包括電壓調(diào)節(jié)器20、發(fā)電機(jī)21、指示燈22、啟動開關(guān)24以及電瓶23。電壓調(diào)節(jié)器20包括建壓電路201、調(diào)節(jié)控制電路202。發(fā)電機(jī)21透過電源端B+、啟動端L、正接線端D+以及磁場接線端F耦接于電壓調(diào)節(jié)器20。電瓶23耦接于電源端B+，指示燈22耦接啟動端L0
[0049]在電壓調(diào)節(jié)器20中，當(dāng)電源端B+提供驅(qū)動電壓給調(diào)節(jié)控制電路202時，同時電瓶23提供啟動電壓經(jīng)由啟動端L至建壓電路201。電瓶23提供啟動電壓驅(qū)動建壓電路201產(chǎn)生額外電流，并將額外電流提供至發(fā)電機(jī)21，透過額外電流將調(diào)節(jié)控制電路202產(chǎn)生的激磁電流增大，使發(fā)電機(jī)21于低轉(zhuǎn)速下建立電壓并且開始運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0050]更仔細(xì)地說，建壓電路201包括調(diào)整單元2011、信號穩(wěn)定單元2012以及防漏電流單元2013。信號穩(wěn)定單元2012耦接于啟動端L，防漏電流單元2013耦接于電源端B+與信號穩(wěn)定單元2012，調(diào)整單元2011耦接于防漏電流單元2013以及正接線端D+之間。在本發(fā)明實(shí)施例中，信號穩(wěn)定單元2012用以調(diào)整從啟動端L接收電源端B+所提供的啟動電壓，使其穩(wěn)定。防漏電流單元2013用以當(dāng)建壓電路201從啟動端L接收電源端B+所提供的啟動電壓以驅(qū)動其導(dǎo)通時，防止漏電流產(chǎn)生。另外，在當(dāng)建壓電路201從啟動端L接收電源端B+所提供的啟動電壓的同時，輸出一額外電流經(jīng)由正接線端D+至發(fā)電機(jī)21。也就是說，此額外電流等于是傳統(tǒng)方式中透過指示燈22與開關(guān)連接頭(圖未示)提供激磁電流給發(fā)電機(jī)21的激磁線圈(圖未示)用以啟動發(fā)電機(jī)發(fā)電的電流。調(diào)整單元2011用以調(diào)整所需的額外電流，并經(jīng)由正接線端D+輸出至發(fā)電機(jī)21，使發(fā)電機(jī)21于低轉(zhuǎn)速下建立電壓并且開始運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0051]在本發(fā)明實(shí)施例中，電壓調(diào)節(jié)器20可適用于12伏(V)或24伏的車用電壓。也就是說，電瓶23為提供12V或24V的驅(qū)動電壓。指示燈22可以為3瓦特的警示燈，以在汽車啟動時啟動發(fā)電機(jī)21發(fā)電。在其他實(shí)施例中，警示燈的額定功率亦可為2瓦特的燈泡或高亮度的發(fā)光二極管(light-emitting d1de, LED),本發(fā)明僅以此做為說明，并不以此做為限制。
[0052]接著將更進(jìn)一步詳細(xì)說明電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電路以及動作流程。請參閱圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)細(xì)部電路圖。電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)3包括電壓調(diào)節(jié)器30、發(fā)電機(jī)31、指示燈32、啟動開關(guān)34以及電瓶33。電壓調(diào)節(jié)器30包括建壓電路301、調(diào)節(jié)控制電路302、二極管D3以及電阻R6。發(fā)電機(jī)21透過電源端B+、啟動端L、正接線端D+以及磁場接線端F耦接于電壓調(diào)節(jié)器30。電瓶33耦接于電源端B+，指示燈32耦接啟動端L。
[0053]在電壓調(diào)節(jié)器30中，電阻R6耦接于電源端B+與調(diào)節(jié)控制電路302之間。電瓶33從電源端B+提供驅(qū)動電壓，透過電阻R6傳送至調(diào)節(jié)控制電路302。調(diào)節(jié)控制電路302進(jìn)一步產(chǎn)生激磁電流經(jīng)由磁場接線端F傳送至發(fā)電機(jī)31。也就是說，從電源端B+經(jīng)由電阻R6以及調(diào)節(jié)控制電路302形成一激磁電流路徑。另一方面，建壓電路301耦接于電源端B+、啟動端L以及正接線端D+。另外，二極管D3用以限制電流方向，避免調(diào)整單元3011輸出的電流回流至啟動端L。在應(yīng)用上，更可于電阻R6與調(diào)節(jié)控制電路302之間耦接一二極管，用以限制電流路徑的方向，避免電源端B+受到其他電壓源所輸出信號的干擾。
[0054]在本發(fā)明實(shí)施例中，建壓電路301的內(nèi)部組件與圖2中建壓電路201的內(nèi)部組件連接關(guān)系相同，后續(xù)將針對圖3中的信號穩(wěn)定單元3012、防漏電流單元3013與調(diào)整單元3011進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0055]在本發(fā)明實(shí)施例中，信號穩(wěn)定單元3012為電阻R3。電阻R3具有第一端與第二立而，弟一纟而稱接于啟動纟而L與接地纟而GND，弟—纟而稱接于防漏電流單兀3013。彳目號穩(wěn)定單兀3012用以調(diào)整從啟動端L接收電源端B+所提供的啟動電壓，使其穩(wěn)定。在應(yīng)用上，信號穩(wěn)定單元3012更可包括另一電阻(圖未示)，所述電阻具有第一端與第二端，第一端耦接于電阻R3的第一端或電阻R3的第二端，第二端耦接于接地端GND。本發(fā)明僅以此做為說明，并不以此方式做為限制。
[0056]防漏電流單元3013包括電阻Rl?R2、NPN晶體管Ql以及PNP晶體管Q2。電阻Rl具有第一端與第二端，第一端稱接于電源端B+。電阻R2具有第一端與第二端,第一端稱接于電阻Rl的第二端。NPN晶體管Ql的集電