[发明专利]具有主、被动安全保护功能的大功率直流控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于柴油发动机辅助起动领域(汽车节能环保领域)的采用全电子电路技术设计的功率控制部件。

背景技术

    近年来我国的汽车工业在技术水平和装配质量上都有了较大的提高，各大整车厂家为顺应市场的发展不断推出高技术、高品质的新型车型以满足整车技术进步需要，随着汽车性能的提高，各大汽车厂家都对零部件的质量提出了较高的要求，原先的一些零部件特别是电器件已不能很好的满足新型汽车的要求，因此电器件的技术提升势在必行。

汽车柴油发动机辅助起动系统在汽车起动系统中处于重要地位。汽车柴油发动机在低温起动时采用预热继电器控制的预热装置对发动机进气空气进行加热，从而使发动机顺利起动。根据国家机动车污染物排放标准第二阶段限制简称国Ⅱ，柴油发动机低温起动采用火焰预热装置，预热继电器控制火焰预热塞工作，通过火焰加热方式，使发动机进气温度提高60℃～70℃，使发动机在低温下顺利起动。

根据国家机动车污染物排放标准第三阶段限制简称国Ⅲ，进一步降低了发动机尾气排放中硫的含量，柴油发动机低温起动采用火焰预热装置已经不能适用，国Ⅲ标准柴油发动机采用预热继电器控制空气加热器，使空气加热器温度在20s～30s时间内上升至950℃，直接对发动机进气空气进行加热，从而使发动机顺利起动。目前普遍采用的是电磁继电器，它具有结构简单、维修方便、成本低等优点，但会产生触点电弧火花，且触点容易损坏，特别在大电流情况下触点会出现熔接现象，环境适应性差。

进气加热方式的改变使得预热继电器的负载电流产生了很大的变化，负载电流从70A增高到了150A，这样对预热继电器在大功率下可靠的工作提出了更高的要求，而电磁继电器由于触点容易损坏，特别在大电流情况下触点会出现熔接现象,在大功率负载下更不能可靠的工作。一旦预热继电器发生了故障，将无法控制空气加热器，也就无法实现柴油发动机的低温起动，同时还会对其它系统造成损坏，安全性较差。

在大功率负载的条件下，早期的大功率直流控制器解决了无触点无熔接现象，但大功率直流控制器的电子器件受损致使功率场效应管短路失效，这种情况出现使输入控制电压无法控制功率场效应管的通断，功率场效应管始终保持短路状态使输出端始终接通，整个辅助起动装置将持续工作；这样就要求在大功率直流控制器中加入对外界干扰信号的处理电路，减少外界干扰信号对大功率直流控制器的影响；因此，在输入端加入滤波电路和限压保护电路，输出端加入过压保护电路和快速过热保护电路。快速过热保护部分能够使功率场效应管在短路失效状态发生时及时断开电路保护整个辅助起动系统及其它相关系统，从而使大功率直流控制器出现短路失效模式时不会影响整个辅助起动系统和其它相关系统。

发明内容

本发明提供的是一种具有环境适应性强、工作可靠性高、使用寿命长的具有主、被动安全保护功能的大功率直流控制器。

   本发明主要特点在于：由隔离变压器、电阻、电容、三极管、整流二极管、稳压管、场效应管、控制继电器构成，隔离变压器的输出部分设置四个整流二极管V3、V4、V5、V6，四个整流二极管V3、V4、V5、V6外串联一电阻R13后并联一稳压管D4、一电阻R14、一电容C6、三个场效应管，其三个场效应管Q1、Q2、Q3之间相互并联，三个场效应管外并联过压保护部分，串联快速过热保护部分；隔离变压器输入部分设置三极管S2、三极管S3、电阻R11、电阻R12、电容C4、电容C5，其三极管S3的B、E端串联一电容C4、一电阻R11，其电容C4与电阻R11并联，其三极管S2的C、E端并联限压保护部分、一电阻R5、一电阻R3、一电容C2、一电容C1、一整流二极管V2、一电阻R1，其整流二极管V2两端并联一控制继电器K1的线包端，其三极管S2的C、E端串联一电阻R2、一电阻R4、一稳压管D1、一整流二极管V1，其三极管S2的B、E端串联一电阻R12、一电容C5，其电阻R12与电容C5并联。 

   本发明主要特点在于：限压保护部分由电压比较器、电阻、三极管、稳压管、电容、双向抑制二极管构成，电压比较器与双向抑制二极管Y1并联，其电压比较器的输入端负端设置一电阻R6、一电阻R7，电压比较器的输入端正端设置一稳压管D2、一电阻R8、一电容C3，电压比较器的输出端依次设置电阻R9、稳压管D3、电阻R10、三极管S1。

   本发明主要特点在于：输出端过压保护部分由电容C7、电阻R15和双向抑制二极管Y2构成，其电容C7与电阻R15串联后并联双向抑制二极管Y2。