[发明专利]同步整流发电机及其能量分配方法

说明书

本发明提供一种同步整流发电机及其能量分配方法。同步整流发电机包括交流发电机、同步整流电路及控制器。交流发电机用以将机械能转换为交流电能。同步整流电路用以将交流电能转换为直流电能以对负载供电。控制器用以检测直流电能的电压电平。当控制器检测到直流电能的电压电平大于或等于第一临界电压值时，控制器控制同步整流电路中的多个第一晶体管及多个第二晶体管的启闭，致使同步整流电路中的至少一稳压二极管、交流发电机的定子部及负载至少其中之一消耗交流发电机的能量。

技术领域

本发明涉及一种发电机，尤其涉及一种同步整流发电机以及其在抛载现象发生时的能量分配方法。

背景技术

现有的车用交流发电机是由转子(rotor)线圈与定子(stator)线圈所构成。当激磁电流通过转子线圈时，转子线圈可以提供磁场给定子线圈。当汽车之内燃引擎带动转子线圈转动时，此转子线圈即会产生旋转磁场，使得定子线圈产生交流电能。而整流器则接受来自交流发电机的交流电能，并经整流后产生直流电能。此直流电能可以对蓄电池充电及对其他负载供电，而蓄电池则可以提供激磁电流给转子线圈。

然而，当交流发电机的负载发生剧烈变动或瞬间被卸除时，定子线圈中的能量无法立即被宣泄，故而会发生抛载(load dump)现象。在抛载现象发生时，发电机所提供的直流电压会产生较大幅度的电压振幅摆动的情况，而过大的电压振幅变化可能对交流发电机的元件或其他负载造成损坏。因此，如何在抛载现象发生时快速地且安全地将定子线圈中的能量予以宣泄或消耗，并限制发电机所输出的直流电压，乃是本领域技术人员所面临的重大课题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种同步整流发电机及其能量分配方法，可在抛载现象发生时快速地且安全地将其交流发电机(包括转子部及定子线圈)中的能量予以宣泄或消耗，并限制整流电路所输出的直流电压，以保护同步整流发电机的元件或负载。

本发明的同步整流发电机用以提供直流电能至负载。同步整流发电机包括交流发电机、同步整流电路以及控制器。交流发电机具有转子部及定子部，用以将机械能转换为交流电能，其中定子部具有多个定子线圈。同步整流电路电性连接至定子部，用以将交流电能转换为直流电能。同步整流电路包括多个第一晶体管、多个第二晶体管以及至少一稳压二极管。此些第一晶体管的每一者耦接在此些定子线圈的其中一者与负载的第一端之间。此些第二晶体管的每一者耦接在此些定子线圈的其中一者与负载的第二端之间。各稳压二极管耦接在此些第一晶体管及此些第二晶体管的其中一者的两端，以限制直流电能的电压电平。控制器耦接同步整流电路以检测直流电能的电压电平。在控制器检测到直流电能的电压电平大于或等于第一临界电压值时，控制器控制此些第一晶体管及此些第二晶体管的启闭，致使至少部分稳压二极管、定子部及负载至少其中之一消耗交流发电机的能量。

本发明的同步整流发电机的能量分配方法包括以下步骤。通过控制器检测同步整流电路整流后的直流电压电平。通过控制器判断直流电压电平是否大于或等于第一临界电压值以得到判断结果。若上述判断结果为是，通过控制器控制同步整流电路的多个第一晶体管及多个第二晶体管的启闭，致使同步整流电路的至少一稳压二极管、定子部及同步整流发电机的负载至少其中之一消耗交流发电机的能量。

基于上述，本发明的同步整流发电机及其能量分配方法，可在同步整流发电机发生抛载现象时，通过稳压二极管、定子部及负载至少其中之一来共同宣泄或消耗交流发电机的能量，并限制整流电路所输出的直流电压，以在抛载现象发生时保护同步整流发电机的元件或负载。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，示出了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。

图1是依照本发明一实施例所示出的同步整流发电机的电路方块示意图。

图2A是依照本发明一实施例所示出的图1的同步整流发电机发生抛载现象时的能量分配示意图。