抛负载低过压区的三晶体过流保护型B电路电压调节芯片制造技术

一种抛负载低过压区的三晶体过流保护型B电路电压调节芯片，包括：第一晶体管Q1的发射极接电源正极，Q1的集电极通过电阻R1接地，该集电极还连接第三晶体管Q3栅极和储能延时单元5输入端；晶体管Q3源极接电源正极，其漏极连接第二晶体管Q2的集电极，晶体管Q2的基极连接储能延时单元5的输出端，储能延时单元5的正极端接电源正极，晶体管Q2的发射极通过阈值调整单元4连接晶体管Q1的基极，晶体管Q3的漏极为励磁端F；采样单元7连接电源正极和地，其输出端通过基准单元8连接晶体管Q1的基极，续流单元9连接于励磁端和地之间；具有芯片电路简单、耐压高、能够过流保护、耐温性好、抛负载过压区低、成本低、可靠性高的优点。

【技术实现步骤摘要】
抛负载低过压区的三晶体过流保护型B电路电压调节芯片
本技术属于汽车发电机控制
，涉及抛负载低过压区的B电路电压调节芯片。
技术介绍
汽车发电机工作于温变范围宽、受高温烘烤时间长、振动大、电磁干扰较大、电压波动较大的特殊工作环境条件之中。其中，现行汽车发电机绝大多数为内装式电压调节器结构，要求发电机电压调节器也要适应于上述较为恶劣的工作环境，而一般的电子元器件及电路难以在这种温变范围大、高温时间长的环境下长期稳定工作。实践表明，很多电压调节器电子芯片在高温、大温变范围下出现开焊、功率管击穿、电压失控等恶性故障，致使汽车发电机不能发电以致车辆抛锚、或者调节功能失控使输出电压大幅升高，甚或出现烧毁发电机、击穿电脑板、损害蓄电池及其配电线路等严重故障。还有，内装式电压调节器体积较小，其调节器支架所能容许的电路板空间狭小，一般在2.5cmX3.5cm之下，对发电机电压调节器元件数量要求是越少越好，因此，许多汽车发电机采用了传统老线路的电压调节器芯片，其内部仅仅包含几只晶体管、几只到十几只电阻、电容等贴片元件，组成厚膜芯片。但这种简单的厚膜芯片没有过流保护功能，对于汽车发电机来说，由于励磁绕组短路或碳刷粉末漏电等原因导致励磁功率管过流现象又是常见技术问题，以至于很多电压调节器励磁功率管由于过流击穿后导致发电机电压失控，要想解决过流保护问题，现有的做法，一是采用较为复杂的过流保护电路，但因为元件较多，电压调节器内部无法承受那么多元件；二是采用比较器芯片，但现有通用型比较器或运算放大器芯片耐受温度性能和耐反压指标不能满足发电机工作条件，即使暂时不坏也属于非标应用，很多汽车制造厂不能接受非标应用的发电机电子器件产品，其可靠性也不能有效保证；三是采用进口专用发电机电压调节器芯片，其价格较高、且耐压值较低，也容易被抛载反压击穿，另外这些集成电路的启动电压较高，一般在5～7V以上，对于车辆发电机来说，有时调节器的供电电压会更低，使专用调节芯片功能不良或应用受限。特别是，在车辆运行当中，会频繁变换电气负载，如空调的开启与关闭、水箱冷却风扇的开启与关闭、其他电机负载开启与关闭的瞬间，由于发电机从大电流负荷突降为较小电流负荷，由于转子铁芯剩磁、定子自感等原因会出现发电机输出电压陡升现象，其极端情况是14V系统的发电机全抛负载电压峰值可达90V以上(非雪崩桥)，而后呈现衰减趋势，历经数十毫秒至数百毫秒衰减至调节电压Vset或衰减到蓄电池电压，其中从抛负载电压峰值到衰减结束的过压部分围成的近似三角形区域称之为“过压区”，通过对很多现有进口及国产电压调节芯片的实测发现，在同一电机、同一测试条件下：绝大多数芯片抛负载过压区较高，即过压峰值较高、过压时间较长，如进口某7脚14V电压调节芯片，在40A突降为2A(蓄电池不断开)时其抛负载过压峰值超过22V、过压区达200mS时间。这对发电机定子绕组、整流桥、电压调节芯片、用电设备特别是电脑板、仪表板等电子模块威胁较大，尤其是现在的车辆上电子模块很多，易于使其过压击穿，即便是在各个模块内部设置过压吸收(峰值斩波)元件，如设置TVS等，但在实际车辆运行中，还是有许多电子模块被过压击穿，而很多电子模块造价较高，同时也带来车辆运行中故障或抛锚，行车安全性受到影响，根源之一还是在发电机励磁上进行优化才能在源头减小故障出现的概率。因此，调节器电路设计的好，可以优化励磁控制、减少发电机工作时对整流桥、受电模块和调节器本身的冲击，延长使用寿命、减少故障率。尤其是对于B电路发电机来说，所谓“B电路”即为“内搭铁”，也就是发电机励磁绕组的负极直接“搭铁”(即接地，也就是连接发电机外壳的负极)，发电机励磁绕组的正极受电压调节器内部功率管控制。这种B电路发电机在很多新型车辆上较为多用，而关于B电路的电压调节器的技术创新少之又少、而对于高可靠性的B电路电压调节器又是发电机生产企业所急需的关键技术。综上所述，需要设计出所需元件数目更少、耐高反压的、具有过流保护功能的高可靠性的、耐温性好、结构简单、成本较低、适应范围广的发电机抛负载低过压区的B电路电压调节芯片。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述技术问题，提供元件更少、耐高反压的、具有过流保护功能、耐温性好、结构简单、成本低、适应范围广的高可靠性发电机抛负载低过压区的B电路电压调节芯片。依据本技术第一方面，提供了一种抛负载低过压区的三晶体过流保护型B电路电压调节芯片，其特殊之处在于包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、储能延时单元、阈值调整单元、电阻R1、采样单元、基准单元和续流单元，其中：所述第一晶体管的发射极接电源正极，所述第一晶体管集电极通过电阻R1接地即电源负极，所述第一晶体管的集电极还连接第三晶体管的输入端(栅极或基极)和储能延时单元的输入端，所述第三晶体管的正极端(源极或发射极)接电源正极，所述第三晶体管的输出端(漏极或集电极)连接所述第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的基极连接所述储能延时单元的输出端，所述储能延时单元的正极端接电源正极，所述第二晶体管的发射极通过所述阈值调整单元连接所述第一晶体管的基极，所述第三晶体管输出端(漏极或集电极)作为所述电压调节芯片的输出端，用于控制B电路发电机的励磁电流；所述采样单元连接电源正极和地，所述采样单元的输出端通过所述基准单元连接所述第一晶体管的基极，所述续流单元连接于所述第三晶体管输出端和地之间；当发电机电源正极电压低于设定值时且所述第三晶体管正常导通时，所述储能延时单元储能，所述第二晶体管的发射极电流为0使所述第一晶体管截止；当发电机输出电压高于设定值时，所述采样单元输出电压通过所述基准单元驱动第一晶体管导通，使所述第三晶体管截止切断励磁电流，当所述储能延时单元的储能释放结束时使所述第二晶体管截止、进而使所述第一晶体管截止同时所述储能延时单元储能、所述第一晶体管截止还促使所述第三晶体管导通，通过电路的正反馈作用使所述第三晶体管试图迅速进入饱和导通状态：若发电机输出电压低于设定值则所述第三晶体管进入正常饱和导通状态、若发电机输出电压持续高于设定值则所述采样单元输出电压通过所述基准单元驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止切断励磁电流；当所述第三晶体管过流致使所述第三晶体管饱和压降超过所述阈值调整单元导通阈值电压时，所述第二晶体管的发射极电流驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止得到保护，当所述储能延时单元的储能释放结束时使所述第二晶体管截止、进而使所述第一晶体管截止同时所述储能延时单元储能、所述第一晶体管截止还促使所述第三晶体管导通，通过电路的正反馈作用使所述第三晶体管试图迅速进入饱和导通状态：若过流解除则所述第三晶体管进入正常饱和导通状态、若持续过流则所述第三晶体管过高的饱和压降通过所述第二晶体管的发射极电流驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止继续得到保护。依据本技术第二方面，提供了一种抛负载低过压区的三晶体过流保护型B电路电压调节芯片，其特殊之处在于包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、储能延时单元、阈值调整单元、电阻R1、二极管D6，采样单元、基准单元和续流单元，其中：所述第一晶体管的发射极接电源正极，所述第一晶体管集电极通过电阻R1接地即电源负极，所述第一晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抛负载低过压区的三晶体过流保护型B电路电压调节芯片，其特征在于包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、储能延时单元、阈值调整单元、电阻R1、采样单元、基准单元和续流单元，其中：所述第一晶体管的发射极接电源正极，所述第一晶体管集电极通过电阻R1接地即电源负极，所述第一晶体管的集电极还连接第三晶体管的输入端和储能延时单元的输入端，所述第三晶体管的正极端接电源正极，所述第三晶体管的输出端连接所述第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的基极连接所述储能延时单元的输出端，所述储能延时单元的正极端接电源正极，所述第二晶体管的发射极通过所述阈值调整单元连接所述第一晶体管的基极，所述第三晶体管输出端作为所述电压调节芯片的输出端，用于控制B电路发电机的励磁电流；所述采样单元连接电源正极和地，所述采样单元的输出端通过所述基准单元连接所述第一晶体管的基极，所述续流单元连接于所述第三晶体管输出端和地之间；当发电机电源正极电压低于设定值时且所述第三晶体管正常导通时，所述储能延时单元储能，所述第二晶体管的发射极电流为0使所述第一晶体管截止；当发电机输出电压高于设定值时，所述采样单元输出电压通过所述基准单元驱动第一晶体管导通，使所述第三晶体管截止切断励磁电流，当所述储能延时单元的储能释放结束时使所述第二晶体管截止、进而使所述第一晶体管截止同时所述储能延时单元储能、所述第一晶体管截止还促使所述第三晶体管导通，通过电路的正反馈作用使所述第三晶体管试图迅速进入饱和导通状态：若发电机输出电压低于设定值则所述第三晶体管进入正常饱和导通状态、若发电机输出电压持续高于设定值则所述采样单元输出电压通过所述基准单元驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止切断励磁电流；当所述第三晶体管过流致使所述第三晶体管饱和压降超过所述阈值调整单元导通阈值电压时，所述第二晶体管的发射极电流驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止得到保护，当所述储能延时单元的储能释放结束时使所述第二晶体管截止、进而使所述第一晶体管截止同时所述储能延时单元储能、所述第一晶体管截止还促使所述第三晶体管导通，通过电路的正反馈作用使所述第三晶体管试图迅速进入饱和导通状态：若过流解除则所述第三晶体管进入正常饱和导通状态、若持续过流则所述第三晶体管过高的饱和压降通过所述第二晶体管的发射极电流驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止继续得到保护。...

【技术特征摘要】
1.一种抛负载低过压区的三晶体过流保护型B电路电压调节芯片，其特征在于包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、储能延时单元、阈值调整单元、电阻R1、采样单元、基准单元和续流单元，其中：所述第一晶体管的发射极接电源正极，所述第一晶体管集电极通过电阻R1接地即电源负极，所述第一晶体管的集电极还连接第三晶体管的输入端和储能延时单元的输入端，所述第三晶体管的正极端接电源正极，所述第三晶体管的输出端连接所述第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的基极连接所述储能延时单元的输出端，所述储能延时单元的正极端接电源正极，所述第二晶体管的发射极通过所述阈值调整单元连接所述第一晶体管的基极，所述第三晶体管输出端作为所述电压调节芯片的输出端，用于控制B电路发电机的励磁电流；所述采样单元连接电源正极和地，所述采样单元的输出端通过所述基准单元连接所述第一晶体管的基极，所述续流单元连接于所述第三晶体管输出端和地之间；当发电机电源正极电压低于设定值时且所述第三晶体管正常导通时，所述储能延时单元储能，所述第二晶体管的发射极电流为0使所述第一晶体管截止；当发电机输出电压高于设定值时，所述采样单元输出电压通过所述基准单元驱动第一晶体管导通，使所述第三晶体管截止切断励磁电流，当所述储能延时单元的储能释放结束时使所述第二晶体管截止、进而使所述第一晶体管截止同时所述储能延时单元储能、所述第一晶体管截止还促使所述第三晶体管导通，通过电路的正反馈作用使所述第三晶体管试图迅速进入饱和导通状态：若发电机输出电压低于设定值则所述第三晶体管进入正常饱和导通状态、若发电机输出电压持续高于设定值则所述采样单元输出电压通过所述基准单元驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止切断励磁电流；当所述第三晶体管过流致使所述第三晶体管饱和压降超过所述阈值调整单元导通阈值电压时，所述第二晶体管的发射极电流驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止得到保护，当所述储能延时单元的储能释放结束时使所述第二晶体管截止、进而使所述第一晶体管截止同时所述储能延时单元储能、所述第一晶体管截止还促使所述第三晶体管导通，通过电路的正反馈作用使所述第三晶体管试图迅速进入饱和导通状态：若过流解除则所述第三晶体管进入正常饱和导通状态、若持续过流则所述第三晶体管过高的饱和压降通过所述第二晶体管的发射极电流驱动第一晶体管导通使所述第三晶体管截止继续得到保护。2.一种抛负载低过压区的三晶体过流保护型B电路电压调节芯片，其特征在于包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、储能延时单元、阈值调整单元、电阻R1、二极管D6，采样单元、基准单元和续流单元，其中：所述第一晶体管的发射极接电源正极，所述第一晶体管集电极通过电阻R1接地即电源负极，所述第一晶体管的集电极还连接第三晶体管的输入端和储能延时单元的输入端，所述第三晶体管的正极端接电源正极，所述第三晶体管的输出端通过所述二极管D6连接所述第二晶体管的发射极，所述第二晶体管的基极连接所述储能延时单元的输出端，所述第二晶体管的集电极接地或连接所述第三晶体管的输出端，所述储能延时单元的正极端接电源正极，所述第二晶体管的发射极通过所述阈值调整单元连接所述第一晶体管的基极，所述第三晶体管输出端作为所述电压调节芯片的输出端，用于控制B电路发电机的励磁电流；所述采样单元连接电源正极和地，所述采样单元的输出端通过所述基准单元连接所述第一晶体管的基极，所述续流单元连接于所述第三晶体管输出端和地之间；当发电机输出电压电压低于设定值时且所述第三晶体管正常导通时，所述储能延时单元储能，所述第二晶体管的发射极电压被抬高使所述阈值调整单元和所述第一晶体管截止；当发电机输出电压电压高于设定值时，所述采样单元输出电压通过所述基准单元驱动第一晶体管导通，使所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，
申请(专利权)人：佛山中锦微电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44