专利名称：汽车交流发电机整流桥电路的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种汽车交流发电机新型整流桥电路，属于汽车发电机交流电转直流电整流电路。
背景技术：
汽车交流发电机都需要安装一个电压调节器和一个整流桥，电压调节器主要用来控制发电机的输出电压电流，使其为汽车提供恒定电压，汽车整流桥是将发电机产生的交流信号转变为直流信号。现有的汽车发电机整流桥都是采用二极管将交流电源转换为直流电源，二极管具有高压降特性，所以使功率损耗较多，且二极管的体积较大。
发明内容本实用新型的目的在于解决上述现有所存在的问题，提供一种高效率实现低速增输出及节能省耗的汽车交流发电机整流桥电路。本实用新型是这样实现的一个电压调节器和一个整流桥，这个电路包含对相电压的正弦波即高端电路和负弦波即低端电路分别处理的电路，高端电路包括相位检测、金属氧化层半导体场效晶体管(简称M0SFET)驱动电路、充电泵、金属氧化层半导体场效晶体管(简称M0SFET)及其保护电路；低端电路包括相位检测、金属氧化层半导体场效晶体管 (简称M0SFET)驱动电路、金属氧化层半导体场效晶体管(简称M0SFET)及其保护电路。1、高端电路本实用新型的B+端与二极管D4负极、二极管D5正极、稳压管ZD4正极以及金属氧化层半导体场效晶体管Ml的漏极相连接。二极管D4正极与电阻R17相连，电阻R17另一端与电容C2、电阻R10、电阻Rll以及三极管Q4的基极相连，电阻RlO另一端与电阻R16、电阻R12以及电容C3与二极管D5的负极相连；三极管Q4的集电极与二极管D3、电阻R16另一端以及三极管Q3的基极相连，三极管Q3的集电极与电阻R12另一端相连接，其发射极接二极管D3的正极和电阻R13的一端。电阻R13的另一端分别与电阻R15、电阻R14相接，电阻R15另一侧接电容C4、电阻R18、 二极管D7负极、稳压管ZD3以及金属氧化层半导体场效晶体管Ml的栅极。二极管D7正极与稳压管ZD4负极相连。金属氧化层半导体场效晶体管Ml的源极、稳压管ZD3的负极、电阻R18另一端、电容C2、电容C3、电容C4另一端以及电阻R14、电阻Rl 1另一端、三极管Q4 的发射极与相位端PHASE相连接。2、低端电路本实用新型的B+端接电容C6、稳压管ZD2负极、电阻R3、电阻R7以及电阻Rl ；电容C6为B+端滤波电容；电容C6的另一端与金属氧化层半导体场效晶体管Ml的源极、稳压管ZDl负极、电阻R9、电容C5、电阻R5、三极管Q2的发射极、电阻R2以及电容Cl相连。二极管D2正极接第八电阻R8，电阻R8另一端与电容Cl另一端、电阻Rl另一端、 电阻R2另一端以及三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极接二极管Dl负极、电阻R7另一侧以及三极管Ql的基极，三极管Ql的集电极接电阻R3另一侧，三极管Ql发射极接二极管Dl正极与电阻R4，电阻R4另一侧与电阻R5、电阻R6相连，电阻R6另一侧接电容C5、电阻R9、稳压管ZDl的负极、二极管D6的负极以及金属氧化层半导体场效晶体管M2的栅极。 二极管D2负极与金属氧化层半导体场效晶体管M2的漏极接相位端PHASE。金属氧化层半导体场效晶体管Ml与Ml，、M2与M2，、M3与M3，、M4与M4，、 M5与M5，、M6与M6，并联在电路中，见图2。本实用新型的优点是，使用MOSFET的整流桥，采用MOSFET来替代二极管将交流电源转换为直流电源，利用MOSFET的低压降特性，使原使用二极管时电压降造成的电力损耗大幅减少；通过提高效率实现低速增输出及节能省耗，从而达到环境改善的效果。1)原有整流器连接的二极管功率方程式为Pc d = 2 * VdPqd - 二极管的耗散功率；Vd— 二极管压降；IB_通过二极管电流。2)替换二极管后，使用MOSFET时的功率方程式为Pqfet= 2 * Rdson * Ib2Pc fet — MOSFET的耗散功率；Rdsqn — MOSFET导通电阻山一通过MOSFET电流。因Rdsqn值越低，电力损失越小，所以采用Rdsqn低的MOSFET，或将MOSFET并联 (如图 2)，M1 与 ΜΓ、M2 与 M2'、M3 与 M3'、M4 与 M4'、M5 与 M5'、M6 与 M6'并联，并联后Rdmn变为1/2，能够使电力损失大幅减少并提高效果。驱动电路的工作原理当相检测电路检测到相位的上升电压，就会通过驱动电路增强信号，直到探测器检测到相的下降电压为止。作为对下降电压的反馈，Ml的栅极信号会被驱动器关闭直到达到最低电压。此后，电路进入死区，死区会防止直通。在进入死区通道后，低端探测器提供给驱动器一个信号，这样栅极电压可以提供给M2的栅极，使M2导
ο其中一相电路1、高端电路中(1)相位检测电路3 由二极管D4，电阻R17、电阻R10、电阻Rll及电容C2构成， 在高端时，相位检测电路检测发电机的相电压，相电压比蓄电池电压高则将金属氧化层半导体场效晶体管Ml开启，低则关闭；(2)M0SFET驱动电路4 由三极管Q3、三极管Q4，二极管D3，电阻R16、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15及电容C4构成，用于放大电压信号，使得金属氧化层半导体场效晶体管Ml能够开启；(3)充电泵电路5包括二极管D5及电容C3，为了达到高端所需电压，需增加充电泵6来增加电压，使高端能正常工作；(4) MOSFET及其保护电路6包括金属氧化层半导体场效晶体管M1，稳压管ZD3、 稳压管ZD4，电阻R16以及二极管D7，其主要为了保护金属氧化层半导体场效晶体管Ml的栅极，提高其耐压能力。2、低端电路中(1)相位检测电路7包括由二极管D2、电阻R8、电阻Rl、电阻R2及电容Cl构成， 在低端时，相位检测电路检测发电机的相电压，相电压比低电压低时，金属氧化层半导体场效晶体管M2开启，高则关闭。(2) MOSFET驱动电路8包括三极管Q1、三极管Q2，二极管D1，电阻R7、电阻R3、 电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7及电容C5，用于放大电压信号，使得金属氧化层半导体场效晶体管M2能够开启；(3) MOSFET及其保护电路9包括金属氧化层半导体场效晶体管M2，稳压管ZD2、 稳压管ZD1，电阻R9以及二极管D6，其主要为了保护金属氧化层半导体场效晶体管M2的栅极，提高其耐压能力。使用二极管D6、二极管D7，稳压管ZDl、稳压管ZD2、稳压管ZD3、稳压管ZD4是为了保护第Ml与M2的栅极，提高其耐压能力。监测电路为了防止“直通”设计了安全极限， 每个开关有自己的驱动和监测电路。为了驱动整流桥，每相电压都会有一个监测电路用来监测定子相电压的零交叉，零交叉产生一个信号，这个信号被一个驱动电路放大并提供给 MOSFET的栅极。这个信号会引起软开关变化，以免产生瞬间现象。这个信号同样要足够快， 以便使开关的损耗可以忽略不计。
图1是本实用新型的原理图；图2是MOSFET并联电路原理图；图3是本实用新型的其中一相电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明如图所示，一个电压调节器2和一个整流桥1;1、高端电路本实用新型的B+端与高端相位检测电路3中的二极管D4负极、充电泵电路5中第二极管D5正极、MOSFET及保护电路中6的稳压管ZD4正极以及金属氧化层半导体场效晶体管Ml的漏极相连接。相位检测电路3中的二极管D4正极与电阻R17相连，R17另一端与电容C2、电阻 R10、电阻Rll以及MOSFET驱动电路5中的三极管Q4的基极相连，电阻RlO另一端与MOSFET 驱动电路4中的电阻R16、电阻R12以及充电泵电路5中的电容C3与二极管D5的负极相连。三极管Q4的集电极与二极管D3、电阻R16另一端以及三极管Q3的基极相连，三极管Q3 的集电极与电阻R12另一端相连接，其发射极接二极管D3的正极和电阻R13的一端。电阻 Rl3的另一端分别与电阻R15、电阻R14相接，电阻Rl5另一侧接电容C4、MOSFET及保护电路6中的电阻R18、二极管D7负极、稳压管ZD3以及金属氧化层半导体场效晶体管Ml的栅极。二极管D7正极与稳压管ZD4负极相连。金属氧化层半导体场效晶体管Ml的源极、稳压管ZD3的负极、电阻R18另一端、电容C2、电容C3、电容C4另一端以及电阻R14、电阻Rll 另一端、MOSFET驱动电路4中的三极管Q4的发射极与相位端PHASE相连接。2、低端电路本实用新型的B+端接第六电容C6、低端相位检测电路7的MOSFET及保护电路9 中的稳压管ZD2负极、MOSFET驱动电路8中的电阻R3、电阻R7以及电阻Rl。电容C6为B+ 端滤波电容。电容C6的另一端与MOSFET及保护电路9中的金属氧化层半导体场效晶体管 Ml的源极、稳压管ZDl负极、电阻R9、M0SFET驱动电路8中的电容C5、电阻R5、三极管Q2的发射极、相位检测电路7中的电阻R2以及电容Cl相连。相位检测电路7中的二极管D2正极接电阻R8，电阻R8另一端与电容Cl另一端、电阻Rl另一端、电阻R2另一端以及三极管Q2的基极相连，MOSFET驱动电路8中的三极管Q2 的集电极接二极管Dl负极、电阻R7另一侧以及三极管Ql的基极，三极管Ql的集电极接电阻R3另一侧，三极管Ql发射极接二极管Dl正极与电阻R4，电阻R4另一侧与电阻R5、电阻 R6相连，电阻R6另一侧接电容C5、MOSFET及保护电路9中的电阻R9、稳压管ZDl的负极、 二极管D6的负极以及金属氧化层半导体场效晶体管M2的栅极。二极管D2负极与MOSFET 及保护电路9中的金属氧化层半导体场效晶体管M2的漏极接相位端PHASE。金属氧化层半导体场效晶体管并联，如Ml与Ml，、M2与M2，、M3与M3，、M4 与M4’、M5与M5’、M6与M6，并联在电路中，见图2。
权利要求1.一种汽车交流发电机整流桥电路，包含一个电压调节器和一个整流桥，其特征在于， 所述电路包含对相电压的正弦波即高端电路和负弦波即低端电路分别处理的电路，高端电路包括相位检测、金属氧化层半导体场效晶体管驱动电路、充电泵、金属氧化层半导体场效晶体管及其保护电路；低端电路包括相位检测、金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)驱动电路、金属氧化层半导体场效晶体管及其保护电路；其中高端电路B+端与二极管D4负极、二极管D5正极、稳压管ZD4正极以及金属氧化层半导体场效晶体管Ml的漏极相连接；二极管D4正极与电阻R17相连，电阻R17另一端与电容C2、电阻R10、电阻Rll以及三极管Q4的基极相连，电阻RlO另一端与电阻R16、电阻R12以及电容C3与二极管D5的负极相连；三极管Q4的集电极与二极管D3、电阻R16另一端以及三极管Q3的基极相连，三极管Q3的集电极与电阻R12另一端相连接，其发射极接二极管D3的正极和电阻R13的一端；电阻R13的另一端分别与电阻R15、电阻R14相接，电阻R15另一侧接电容C4、电阻R18、二极管D7负极、稳压管ZD3以及金属氧化层半导体场效晶体管Ml的栅极；二极管D7正极与稳压管ZD4负极相连；金属氧化层半导体场效晶体管 Ml的源极、稳压管ZD3的负极、电阻R18另一端、电容C2、电容C3、电容C4另一端以及电阻 R14、电阻Rll另一端、三极管Q4的发射极与相位端PHASE相连接；其中低端电路B+端接电容C6、稳压管ZD2负极、电阻R3、电阻R7以及电阻Rl ；电容 C6为B+端滤波电容；电容C6的另一端与金属氧化层半导体场效晶体管Ml的源极、稳压管 ZDl负极、电阻R9、电容C5、电阻R5、三极管Q2的发射极、电阻R2以及电容Cl相连；二极管 D2正极接第八电阻R8，电阻R8另一端与电容Cl另一端、电阻Rl另一端、电阻R2另一端以及三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极接二极管Dl负极、电阻R7另一侧以及三极管 Ql的基极，三极管Ql的集电极接电阻R3另一侧，三极管Ql发射极接二极管Dl正极与电阻 R4，电阻R4另一侧与电阻R5、电阻R6相连，电阻R6另一侧接电容C5、电阻R9、稳压管ZDl 的负极、二极管D6的负极以及金属氧化层半导体场效晶体管M2的栅极；二极管D2负极与金属氧化层半导体场效晶体管M2的漏极接相位端PHASE。
2.根据权利要求1所述的一种汽车交流发电机整流桥电路，其特征在于，金属氧化层半导体场效晶体管Ml与Ml，、M2与M2’、M3与M3’、M4与M4’、M5与M5’、M6与M6’ 并联。
专利摘要一种汽车交流发电机新型整流桥电路，这个电路包含对相电压的正弦波即高端电路和负弦波即低端电路分别处理的电路，高端电路包括相位检测、金属氧化层半导体场效晶体管驱动电路、充电泵、金属氧化层半导体场效晶体管及其保护电路；低端电路包括相位检测、金属氧化层半导体场效晶体管驱动电路、金属氧化层半导体场效晶体管及其保护电路。优点是，利用MOSFET的低压降特性,使原使用二极管时电压降造成的电力损耗大幅减少；通过提高效率实现低速增输出及节能省耗,从而达到环境改善的效果。
文档编号H02M7/23GK201976025SQ201120097299
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者程伟英 申请人:锦州海伯伦汽车电子有限公司