[实用新型]电压回差触发晶体管调压器

说明书

本实用新型与调节机动车辆电源电压有关。

目前我国汽车上广泛使用的振动式电压调节器，是需要把电源电压的变化转化为触点开关的开闭，再用触点开关的开闭控制发电机励磁电流，达到调节电压的目的。但是这种振动式电压调节器，在使用中不可避免地存在以下问题，（一）使用寿命短，当触点打开时，产生电火花易使触点烧蚀或氧化，而触点氧化会妨碍导电，甚至使电路开路而导致发电机不能工作，电火花产生还可能使触点熔化粘连，失去电压调节作用，致使电压升高，损坏汽车用电设备；（二）调节器中电阻热损耗大，电阻过热易损失电阻，使调节器失效，发电机不能发电或电压失调；（三）调节电压值离散性大，生产和维修中不易调整。另外这种调节器需要使用较多的贵金属，而且笨重。由于振动式调压器，存在以上问题，所以目前国外已普遍使用晶体管调压器，国内也有极少量的生产。这种晶体管调压器，其基本原理是把大功率晶体管串接于发电机励磁绕组回路，利用晶体管的放大和开关特性，直接把电压的变化转变为励磁电流的变化，以达到调压的目的。这种晶体管调压器从根本上克服了振动式调压器的缺点，大大提高了调压器的使用寿命，但也存在不可忽视的问题，这主要是大功率调节晶体管发热严重，平均效率不到50％，当晶体管散热不良时，易损坏晶体管，使调节器失效，由于大功率晶体管效率低，因此得严格筛选比较理想工作状态的晶体管，从而造成生产成本高。

本实用新型的目的是，从电路设计上，根本解决现有国内外晶体管或集成电路调压器中大功率晶体管的过热问题，进一步提高汽车调压器的性能，可靠性和使用寿命，降低调压器的生产成本。

为了实现本实用新型的目的，电压回差触发晶体管调压器，其电原理图设计分为三部分。（见附图）一、调节电压采样放大部分，由R₁，R₂，R₃，DW及T₁组成，其输入端为R₁的E端，输出端为T₁的集电极A，T₁为共射接法，调节电压值＝DW的稳压值＋T₁基极输入导通电压，调节电压值被采样并经T₁模拟放大，其中A点为T₁的电压输出点。二、电压回差触发电路部分，由一个与非门，二个反相器及D₁，R₄组成，它构成一个单端输入的有回差电压的基本RS触发器，其主要是将T₁输出的模拟电压经门电路的开关电平数字化，同时记忆并输出数字化的高、低电平。该电路中的与非门输入端与集电极A连接，输出端为Cmos集成电路的反相器B¹。该电路当集电极A点电压逐渐上升，使与非门输入端C达到开门电平时，B端输出为低电平，这个低电平经反相器变为高电平又送与非门输入端C，这样A点电压降到开门电平时，B端仍保持输出低电平，直到A点电压降至与非门关门电平，B端才输出高电平，这个高电平经反相器变换为低电平送与非门输入端C，当A点电压回升至与非门开门电平时，由于二极管D₁正向压降与非门输入端C仍低于开门电平，B端仍保持输出高电平，当A点电压回升至与非门输入端C达到开门电平时，又回复到上述过程。三、开关电流增大及保护电路部分，由R₅、R₆、R₇、R₈，T₂、T₃、T₄，R_L和D₂、D₃组成，该电路输入端R₅与反相器B¹连接，T₂为共射接法，T₃、T₄组成复合管，其T₃发射极与T₄集电极连接，T₂的基极输入电流约0.15mA左右，T₂的集电极输出电流在10mA左右，T₃的基极输入电流约2mA左右，T₃的发射极电流约50mA左右，T₃的发射极与T₄的基极连接。该电路主要是增大开关电流，因励磁线圈R_L电感较大，线圈电流的开、关时间很短，自感电动势较大，为了保护大功率晶体管T₄不被正、负跳变的自感电动势击穿，分别在大功率晶体管T₄的集电极，发射极之间和线圈R_L两端各并了一个保护二极管D₂、D₃。