一种汽车发电机输出电压控制供电开关.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910209849.9

申请日:

2009.11.09

公开号:

CN102055399A

公开日:

2011.05.11

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H02P 9/48申请公布日:20110511|||公开

IPC分类号:

H02P9/48; H02J7/14

主分类号:

H02P9/48

申请人:

傅建中

发明人:

傅建中

地址:

541004 广西壮族自治区桂林市七星区育才路20号81栋101室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明提供一种汽车发电机输出电压控制供电开关,由场效应管(Pmos或Nmos)担任供电电子开关,以稳压值大于汽车电瓶空载电压并小于发电机工作输出电压的稳压管监测发电机工作状态,以发电机输出电压控制场效应管的导通或截止,以与场效应管控制极连接的延时电路提供控制极电压的短时间相对稳定,吸收或消除汽车发电机输出电压波动对供电开关的影响,实现汽车发电机输出电压控制下对车载指定电子设备的平稳连续供电。

权利要求书

1: 一种汽车发电机输出电压控制供电开关, 包括供电电子开关的控制方式, 其特征是 : 该供电开关主要由与汽车电瓶 ( 发电机输出电压 ) 连接的、 监测汽车发动机工作状态和 / 或提供控制信号的稳压二极管, 担任供电电子开关的场效应管, 与场效应管控制极连接的 稳压延时电路组成。
2: 根据权利要求 1 所述的一种汽车发电机输出电压控制供电开关, 其特征是 : 所述的 稳压二极管稳压值取值范围 V 稳为 : ( 发动机输出电压 -0.3)V ≥ V 稳≥ ( 电瓶空载电压 +0.3) V。
3: 根据权利要求 1 所述的一种汽车发电机输出电压控制供电开关, 其特征是 : 所述的 与场效应管控制极连接的稳压延时电路, 包括 RC 充放电延时电路和 / 或其他延时电路, 延 时范围在数秒至数十秒之间。

说明书


一种汽车发电机输出电压控制供电开关

    技术领域 本发明涉及汽车车载电子设备电源技术, 特别是指一种由汽车发电机输出电压控 制的供电开关。
     背景技术 随着电子技术在汽车技术领域的推广应用, 汽车车载电子设备呈现快速增长的趋 势, 车载电子设备的后加装、 改装也呈现快速增长的趋势。 但车载电子设备在汽车上的后加 装、 改装必然涉及到供电及供电控制问题, 现有车载电子设备的后加装、 改装过程几乎无法 避免对汽车原有供电线路 ( 线束 ) 的破线作业, 除破坏汽车内部装饰外, 更重要的是破线作 业导致汽车原有供电、 控制线路 ( 线束 ) 绝缘性能的下降, 增加了汽车电路短路甚至自燃故 障的机率, 影响汽车整车安全性能。
     发明内容
     本发明的目的是提供一种汽车发电机输出电压控制供电开关, 该供电开关以汽车 发电机输出电压为控制信号, 实现发电机工作时向指定电子设备供电或切断供电, 发电机 停止工作时切断供电或接通供电。在本发明所述供电开关的支持下, 汽车后加装电子设备 供电可直接取自于汽车电瓶, 实现汽车发动后自动供电, 避免对汽车原有供电电路、 控制线 路 ( 线束 ) 的破线作业。
     本发明为一种汽车发电机输出电压控制供电开关, 包括供电电子开关的控制方 式, 其特征是 : 该供电开关主要由与汽车电瓶 ( 发电机输出电压 ) 连接的、 监测汽车发动机 工作状态和 / 或提供控制信号的稳压二极管, 担任供电电子开关的场效应管, 与场效应管 控制极连接的稳压延时电路组成。
     所述的稳压二极管稳压值取值范围 V 稳为 : ( 发动机输出电压 -0.3)V ≥ V 稳≥ ( 电 瓶空载电压 +0.3)V。
     所述的与场效应管控制极连接的稳压延时电路, 包括 RC 充放电延时电路和 / 或其 他延时电路, 延时范围在数秒至数十秒之间。
     本发明所述的一种汽车发电机输出电压控制供电开关之稳压管, 其稳压值范围 根据汽车供电系统电瓶空载电压 ( 未充电状态 ) 和发电机输出电压 ( 充电状态电瓶电 压 ) 选取, 当汽车供电系统标称工作电压为 12V 时, 电瓶充电足量后空载电压为 12.6V 左 右, 发电机输出电压 ( 充电状态电瓶电压 ) 为 14.1V 左右, 稳压管可选取稳压值范围为 12.9V-13.8V, 可以监测发电机工作状态并获取控制场效应管导通、 截止的控制信号。
     本发明所述的一种汽车发电机输出电压控制供电开关由场效应管担任电子开关, 包括 Pmos 场效应管担任供电回路的高端 (Vcc) 控制和 / 或 Nmos 场效应管担任供电回路的 低端 ( 地 ) 控制。以稳压值大于汽车电瓶空载电压并小于发电机输出电压 ( 充电状态电瓶 电压 ) 的稳压管监测发电机工作状态并获取供电控制电压信号, 该控制电压信号控制场效 应管的导通或截止。汽车发电机输出电压与发动机转速关联而必然波动, 当发动机低转速运行或转速 不稳定时, 发电机输出电压可能瞬间或短时间小于稳压管稳压值, 造成供电开关瞬间或短 时间断供电, 为此, 本发明技术方案在场效应管控制极接入稳定控制极电压的延时电路, 当 汽车发电机输出电压波动时, 延时电路为场效应管控制极提供短时间相对稳定的控制电 压, 吸收或消除发电机输出电压波动对供电开关连续平稳供电的影响。
     根据实际应用情况和车载电子设备的供电要求, 与场效应管控制极连接的稳压延 时电路延时范围可在数秒至数十秒之间选取。
     本发明有以下有益效果 : 本发明特别设计的 “发电机输出电压控制供电开关截止 或导通” 技术方案, 只需直接将电子设备与汽车电瓶连接, 即可自动实现对指定电子设备的 自动供电控制, 无需与汽车电门钥匙 ( 开关 ) 控制电路连接, 彻底避免了对汽车原有供电线 路 ( 线束 ) 的破线作业, 使车载电子设备的后加装、 改装业务对汽车原有性能的影响降至最 低, 符合汽车安全性能要求, 且供电线路简洁, 降低了电子设备后加装、 改装的装配工作量。 附图说明
     图 1 为本发明以 Pmos 管组成的发电机输出电压控制供电 ( 导通 ) 开关电路原理 图。
     图 2 为本发明以 Nmos 管组成的发电机输出电压控制供电 ( 截止 ) 开关电路原理图。 具体实施方式
     以下根据附图对发电机输出电压控制供电开关工作原理作具体说明。
     本发明实施例 1 是由 Pmos 管组成的发电机输出电压控制供电 ( 导通 ) 开关电路, 如图 1 所示, Pmos 管 5 源极 (S) 与汽车电瓶 1+ 极连接, 漏极 (D) 为输出端, 与车载电子设 备 8(RL1) 连接, 13V 稳压管 3 负极接电瓶 1+ 极, 正极串联限流电阻 2(R1) 后与三极管 6 基 极连接, 三极管 6 的 C 极与 Pmos 管 5 控制极 (G) 连接, 电阻 4(R2) 跨接在 Pmos 管 5 的源极 (S) 和控制极 (G) 之间, 电容 7(C) 正极接 Pmos 管 5 的控制极, 负极接地。
     当汽车发电机 9 未工作无输出电压时, 电瓶 1 电压在 12.6V 左右, 稳压管 3 截止, 三 极管 6 的基极电压低于 0.7V 也呈现截止状态, Pmos 管 5 控制极经电阻 4(R2) 与电瓶 + 极连 接而呈现高电压, Pmos 管 5 截止。当汽车发电机 9 工作时, 发电机正常输出电压在 14.1V 左 右, 13V 稳压管 3 导通而使三极管 6 基极电压大于 0.7V, 三极管 6 处于饱和导通状态, Pmos 管 5 控制极电压为三极管 CE 极之间饱和压降, Pmos 管导通, 实现发电机输出电压自动供电 功能。
     当汽车发电机 9 输出电压波动低于 13V 时, 稳压管 3 截止而使三极管 6 呈现截止状 态, Pmos 管 5 控制极应相应呈现高电压, 但由于连接在 Pmos 管 5 控制极 (G) 上的电容 (C)7 通过电阻 (R2)4 充电需要一定的时间, 也即 Pmos 管 5 控制极由低电压升至高电压 ( ≥ 4V) 需要一定时间, Pmos 管 5 控制极将在一定时间内维持原来的低电压, Pmos 管 5 继续维持导 通, 适当选取电容 (C)7 和电阻 (R2)4 的数值, Pmos 管 5 的维持导通时间可在数秒至数十秒 之间选择, 吸收或消除发电机输出电压波动的影响, 实现平稳持续供电。
     本发明实施例 2 是由 Nmos 管组成的发电机输出电压控制供电 ( 截止 ) 开关电路,如图 2 所示。由 Nmos 管组成的发电机输出电压控制供电 ( 截止 ) 电路, 适用于发电机工作 时停止供电、 而停车时向指定电子设备供电的应用 ( 如防盗设备 ), 汽车电瓶 10 与车载电子 设备 (RL2)14 正极 (+) 连接, 车载电子设备 (RL2)14 负极与极 Nmos 管 17 的漏极 (D) 连接, Nmos 管 17 的源极 (S) 接地。
     停车时发电机 18 不工作无输出电压, 稳压管 12 截止, 三极管 15 也截止, Nmos 管 17 控制极 G 经电阻 (R4)13 与电瓶 10 正极连接而呈现高电压, Nmos 管 17 导通, 电瓶 10 经 车载电子设备 (RL2)14、 Nmos 管 17 再回到电瓶, 形成供电回路。
     当发电机 18 工作输出电压时, 稳压管 12 导通, 三极管 15 也导通, Nmos 管 17 控制 极 G 为低电压 ( 三极管 C-E 极饱和压降 ), Nmos 管 17 截止, 切断汽车电瓶对指定车载电子 设备 (RL2)14 的供电。
     Nmos 管 17 控制极 G 电压稳定由电阻 13(R4)、 三极管 15 和电容 (C)16 的工作状 态联合决定, 当发电机输出电压波动低于稳压管稳压电压时, 三极管瞬间截止, 但由于电容 (C)16 需要一定的充电时间, 适当选取合适的阻容元件数值, 可使 Nmos 管 17 控制极短时间 维持低电压, 保持 Nmos 管 17 截止工作状态。

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1、10申请公布号CN102055399A43申请公布日20110511CN102055399ACN102055399A21申请号200910209849922申请日20091109H02P9/48200601H02J7/1420060171申请人傅建中地址541004广西壮族自治区桂林市七星区育才路20号81栋101室72发明人傅建中54发明名称一种汽车发电机输出电压控制供电开关57摘要本发明提供一种汽车发电机输出电压控制供电开关,由场效应管PMOS或NMOS担任供电电子开关,以稳压值大于汽车电瓶空载电压并小于发电机工作输出电压的稳压管监测发电机工作状态,以发电机输出电压控制场效应管的导通或截止。

2、,以与场效应管控制极连接的延时电路提供控制极电压的短时间相对稳定,吸收或消除汽车发电机输出电压波动对供电开关的影响,实现汽车发电机输出电压控制下对车载指定电子设备的平稳连续供电。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102055406A1/1页21一种汽车发电机输出电压控制供电开关,包括供电电子开关的控制方式,其特征是该供电开关主要由与汽车电瓶发电机输出电压连接的、监测汽车发动机工作状态和/或提供控制信号的稳压二极管,担任供电电子开关的场效应管,与场效应管控制极连接的稳压延时电路组成。2根据权利要求1所述的一种汽车发电机输出电压控制供。

3、电开关,其特征是所述的稳压二极管稳压值取值范围V稳为发动机输出电压03VV稳电瓶空载电压03V。3根据权利要求1所述的一种汽车发电机输出电压控制供电开关,其特征是所述的与场效应管控制极连接的稳压延时电路,包括RC充放电延时电路和/或其他延时电路,延时范围在数秒至数十秒之间。权利要求书CN102055399ACN102055406A1/3页3一种汽车发电机输出电压控制供电开关技术领域0001本发明涉及汽车车载电子设备电源技术,特别是指一种由汽车发电机输出电压控制的供电开关。背景技术0002随着电子技术在汽车技术领域的推广应用,汽车车载电子设备呈现快速增长的趋势,车载电子设备的后加装、改装也呈现快。

4、速增长的趋势。但车载电子设备在汽车上的后加装、改装必然涉及到供电及供电控制问题,现有车载电子设备的后加装、改装过程几乎无法避免对汽车原有供电线路线束的破线作业,除破坏汽车内部装饰外,更重要的是破线作业导致汽车原有供电、控制线路线束绝缘性能的下降,增加了汽车电路短路甚至自燃故障的机率,影响汽车整车安全性能。发明内容0003本发明的目的是提供一种汽车发电机输出电压控制供电开关,该供电开关以汽车发电机输出电压为控制信号,实现发电机工作时向指定电子设备供电或切断供电,发电机停止工作时切断供电或接通供电。在本发明所述供电开关的支持下,汽车后加装电子设备供电可直接取自于汽车电瓶,实现汽车发动后自动供电,避。

5、免对汽车原有供电电路、控制线路线束的破线作业。0004本发明为一种汽车发电机输出电压控制供电开关,包括供电电子开关的控制方式,其特征是该供电开关主要由与汽车电瓶发电机输出电压连接的、监测汽车发动机工作状态和/或提供控制信号的稳压二极管,担任供电电子开关的场效应管,与场效应管控制极连接的稳压延时电路组成。0005所述的稳压二极管稳压值取值范围V稳为发动机输出电压03VV稳电瓶空载电压03V。0006所述的与场效应管控制极连接的稳压延时电路,包括RC充放电延时电路和/或其他延时电路,延时范围在数秒至数十秒之间。0007本发明所述的一种汽车发电机输出电压控制供电开关之稳压管,其稳压值范围根据汽车供电。

6、系统电瓶空载电压未充电状态和发电机输出电压充电状态电瓶电压选取,当汽车供电系统标称工作电压为12V时,电瓶充电足量后空载电压为126V左右,发电机输出电压充电状态电瓶电压为141V左右,稳压管可选取稳压值范围为129V138V,可以监测发电机工作状态并获取控制场效应管导通、截止的控制信号。0008本发明所述的一种汽车发电机输出电压控制供电开关由场效应管担任电子开关,包括PMOS场效应管担任供电回路的高端VCC控制和/或NMOS场效应管担任供电回路的低端地控制。以稳压值大于汽车电瓶空载电压并小于发电机输出电压充电状态电瓶电压的稳压管监测发电机工作状态并获取供电控制电压信号,该控制电压信号控制场效。

7、应管的导通或截止。说明书CN102055399ACN102055406A2/3页40009汽车发电机输出电压与发动机转速关联而必然波动,当发动机低转速运行或转速不稳定时,发电机输出电压可能瞬间或短时间小于稳压管稳压值,造成供电开关瞬间或短时间断供电,为此,本发明技术方案在场效应管控制极接入稳定控制极电压的延时电路,当汽车发电机输出电压波动时,延时电路为场效应管控制极提供短时间相对稳定的控制电压,吸收或消除发电机输出电压波动对供电开关连续平稳供电的影响。0010根据实际应用情况和车载电子设备的供电要求,与场效应管控制极连接的稳压延时电路延时范围可在数秒至数十秒之间选取。0011本发明有以下有益效。

8、果本发明特别设计的“发电机输出电压控制供电开关截止或导通”技术方案,只需直接将电子设备与汽车电瓶连接,即可自动实现对指定电子设备的自动供电控制,无需与汽车电门钥匙开关控制电路连接,彻底避免了对汽车原有供电线路线束的破线作业,使车载电子设备的后加装、改装业务对汽车原有性能的影响降至最低,符合汽车安全性能要求,且供电线路简洁,降低了电子设备后加装、改装的装配工作量。附图说明0012图1为本发明以PMOS管组成的发电机输出电压控制供电导通开关电路原理图。0013图2为本发明以NMOS管组成的发电机输出电压控制供电截止开关电路原理图。具体实施方式0014以下根据附图对发电机输出电压控制供电开关工作原理。

9、作具体说明。0015本发明实施例1是由PMOS管组成的发电机输出电压控制供电导通开关电路,如图1所示,PMOS管5源极S与汽车电瓶1极连接,漏极D为输出端,与车载电子设备8RL1连接,13V稳压管3负极接电瓶1极,正极串联限流电阻2R1后与三极管6基极连接,三极管6的C极与PMOS管5控制极G连接,电阻4R2跨接在PMOS管5的源极S和控制极G之间,电容7C正极接PMOS管5的控制极,负极接地。0016当汽车发电机9未工作无输出电压时,电瓶1电压在126V左右,稳压管3截止,三极管6的基极电压低于07V也呈现截止状态,PMOS管5控制极经电阻4R2与电瓶极连接而呈现高电压,PMOS管5截止。当。

10、汽车发电机9工作时,发电机正常输出电压在141V左右,13V稳压管3导通而使三极管6基极电压大于07V,三极管6处于饱和导通状态,PMOS管5控制极电压为三极管CE极之间饱和压降,PMOS管导通,实现发电机输出电压自动供电功能。0017当汽车发电机9输出电压波动低于13V时,稳压管3截止而使三极管6呈现截止状态,PMOS管5控制极应相应呈现高电压,但由于连接在PMOS管5控制极G上的电容C7通过电阻R24充电需要一定的时间,也即PMOS管5控制极由低电压升至高电压4V需要一定时间,PMOS管5控制极将在一定时间内维持原来的低电压,PMOS管5继续维持导通,适当选取电容C7和电阻R24的数值,P。

11、MOS管5的维持导通时间可在数秒至数十秒之间选择,吸收或消除发电机输出电压波动的影响,实现平稳持续供电。0018本发明实施例2是由NMOS管组成的发电机输出电压控制供电截止开关电路,说明书CN102055399ACN102055406A3/3页5如图2所示。由NMOS管组成的发电机输出电压控制供电截止电路,适用于发电机工作时停止供电、而停车时向指定电子设备供电的应用如防盗设备,汽车电瓶10与车载电子设备RL214正极连接,车载电子设备RL214负极与极NMOS管17的漏极D连接,NMOS管17的源极S接地。0019停车时发电机18不工作无输出电压,稳压管12截止,三极管15也截止,NMOS管1。

12、7控制极G经电阻R413与电瓶10正极连接而呈现高电压,NMOS管17导通,电瓶10经车载电子设备RL214、NMOS管17再回到电瓶,形成供电回路。0020当发电机18工作输出电压时,稳压管12导通,三极管15也导通,NMOS管17控制极G为低电压三极管CE极饱和压降,NMOS管17截止,切断汽车电瓶对指定车载电子设备RL214的供电。0021NMOS管17控制极G电压稳定由电阻13R4、三极管15和电容C16的工作状态联合决定,当发电机输出电压波动低于稳压管稳压电压时,三极管瞬间截止,但由于电容C16需要一定的充电时间,适当选取合适的阻容元件数值,可使NMOS管17控制极短时间维持低电压,保持NMOS管17截止工作状态。说明书CN102055399ACN102055406A1/1页6图1图2说明书附图CN102055399A。

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