[发明专利]场效应管电压调节器低压启动电路

说明书

技术领域

本发明涉及场效应管式汽车发电机电压调节器低压启动电路，尤其涉及 一种可满足汽车发电机在各种条件下的低压启动效果、保证汽车发电机在任 何情况下都能进入最佳工作状态的场效应管电压调节器低压启动电路。

背景技术

在汽车领域中，使用最多的发电机为九管整流或十一管整流发电机，这 种发电机的特点是磁场电流由三个小整流管单独提供，车上的充电指示灯采 用的是等电位灭灯，在启动中，当充电指示灯点亮后，此时发电机电压调节 器的正极D⁺不足1V(称低电压启动)的低电位，此类发电机配用的调节器多 为三线制单功能调节器。

由于发电机在启动时供给调节器正极D⁺的电压不足1V，以达林顿管为功 率开关的电压调节器，完全可以满足这种低电压下启动的需要。但由于达林 顿管的内阻比较大(0.2-0.3欧姆)，承载电流不大(8-15A)，又没有足够的 散热面积，故在使用中会产生很高的压降，发热比较厉害，表现出可靠性不 高；再加上近几年汽车的电器配置越来越高，对发电机的功率要求越来越大， 采用达林顿管的发电机电压调节器已不能够满足当前发电机功率增大和高 可靠性的要求。场效应管做调节器功率开关管在一些六管机、八管机的多线 制调节器上已有应用的历史，但在三线制单功能调节器上的应用是最近几年 才开始的，其技术源于中国大陆，这几年发展很快，并大有取代达林顿管调 节器之势，特别是三线单功能调节器，用场效应管做功率开关管现在已经变 成可能。

在三线单功能调节器上应用场效应管做功率开关管必须能解决一个关 键问题，那就是要千方百计地提高调节器场效应管栅极的工作电压，因为场 效应管的各项技术参数都是在栅极上加上10V电压的条件下制定并实现的， 场效应管的栅极工作是靠电压开启的，它的开启电压一般在1.6-6V之间， 不同的场效应管有不同的开启电压，开启电压只能是个导通电压，但不是彻 底导通，只有栅极电压达到10V以上，场效应管的漏极和源极才能彻底导通， 内阻小、承载电流大的优势才得以发挥。三线单功能调节器在发电机工作中 正极D⁺的电压不足1V，在这种情况下任何一种场效应管都无法进入正常工作 状态，即使使用了低电压启动型场效应管，它的栅极启动电压也会大于1.5V， 由于瞬间的触发可以使其导通，但也不是彻底导通，内阻达不到最小，电流 达不到最大，不是发电转速高就是不发电，不能使发电机进入最佳的发电状 态。

目前解决场效应管在三线单功能调节器中应用的技术有二种，一种是放 大器，另一种是储能器，以储能技术的应用为最佳。因为储能器技术以最简 单的方法，最低的成本，可达到最佳的效果。如CN201063576的“场效应管 电压调节器低压启动电路”中包括由取样控制电路和场效应管开关电路，其 特征是：在调节器正极、取样控制电路的输出端和场效应管开关电路的输入 端之间接有快速充电储能电路，所述的快速充电电路是由串接在调节器正极 和取样控制电路的输出端之间的单向供电二极管及供电电阻、接在取样控制 电路的输出端和场效应管开关电路的输入端之间的保护电阻、接在二极管负 极和系统地线之间的储能电容构成。在充电指示灯点亮后，调节器正极的电 压虽然不足，但在场效应管的栅极上却可以得到一个稳定的大于10V的直流 电压。此时，单向供电二极管的输出端的电压是11V(大于10V)，其负极与 正极存在大于10V的反电压，又有放电回路，必然会有反向漏电的存在，由 于单向供电二极管是普通二极管，此时的反向漏电大约在0.01-0.03微安左 右，同样保护用稳压二极管也有正向的微弱漏电，而储能电容受体积限制存 储能量有限，封闭回路内的微弱漏电行为都会造成存储能量的流失，只能使 储能器供电维持5分钟至20分钟，对于汽车启动状态的时间要求不是很充 分的，偶尔有意外情况时储能器将不能满足使用，也就会造成汽车发电机在 启动中不能正常进入发电状态。

发明内容

本发明的目的就是要解决储能器能量存储时间短的问题，提供一种可延 长储能器供电维持时间，使汽车发电机在任何条件下启动都能正常进入发电 状态的场效应管电压调节器低压启动电路。