技术领域本实用新型系关于一种用于启动兼发电系统的电源控制电路，尤指一种适用于具有启动兼发电系统的车辆的电源控制电路。
背景技术：
传统一体式启动发电机(Integratedstarterandgenerator,ISG)技术，使用于发电控制时，由引擎曲轴连结带动三相无刷马达作发电机使用，发电机内部电压设计较电池高，故发电时充电电流可由三相无刷马达流经控制单元，对电池充电，并供应整车负载。然而，当骑乘状态中，由于引擎转速升高后三相无刷马达的发电电压也跟着等比例升高，故需进行相位控制，调整控制器内部六开关组件导通时序超前或延后，来稳定发电电压藉以对电池充电。此种方法在导通时序超前时可压抑发电电压，但相对是将多于能量消耗于三相无刷马达中，故就算三相无刷马达以导通时序超前时可压抑发电电压，还是会对引擎造成动力上的损失。另外针对四行程的引擎，现有技术中仍具有在引擎曲轴正转经过压缩行程时，会有较高阻抗的问题；过去为了解决此问题设计一减压机构，或是利用曲轴反转到适当位置后开始正转来增加正转惯性，用以克服引擎位于压缩时的压缩压力，使引擎可以顺利启动。然而，上述方式必须新增组件或新增步骤，因此会有增加成本及减低效能等问题。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种用于启动兼发电系统的电源控制电路，用于解决现有技术中增加成本及减低效能的问题。本实用新型的用于启动兼发电系统的电源控制电路系使用于具有一引擎的一机车上，该启动兼发电系统包括一用以驱动引擎的启动兼发电装置、一用以侦测一曲轴角度与启动兼发电装置相位的角度感测装置以及一用以控制启动兼发电装置的驱动控制装置，电源控制电路位于驱动控制装置内，分别电连接一电池及启动兼发电装置，包括一第一整流电路、一第二整流电路、一升压电路。第一整流电路具有六开关组件，分别电连接启动兼发电装置；第二整流电路具有六单向式开关组件，分别电连接启动兼发电装置，且与第一整流电路并联设置；升压电路包括一电容、一电感及二开关，分别电连接第一整流电路、第二整流电路以及电池；其中，该二开关包括一控制第一整流电路的第一开关及一控制第二整流电路的第二开关，该二开关的控制方式系依据引擎转速、曲轴角度以及电池电压区分为一正常驱动模式、一升压驱动模式、一发电模式、一截止发电模式以及一引擎终止模式，用以妥善利用引擎动力并有效克服压缩阻抗。藉由上述设计，本实用新型依据电池充电、放电或断电的各种情况，选择式地控制第一开关及第二开关，并配合启动兼发电装置位置与相序变化，使电流依循特定路径流动或断开，可有效改善过去当导通时序超前时，必须压抑发电电压并将多余能量消耗在三相启动兼发电装置中的窘境，藉以减少动力损失。所述正常驱动模式，系为当机车处于怠速熄火状态或曲轴位于一第一启动角度时，可持续导通第一开关及持续不导通第二开关。此时，使用当下电池的电压，并配合角度感测装置所感应到启动兼发电装置的相位，对所述六开关组件输出驱动控制导通时序，藉以进行驱动控制。其中，上述第一启动角度可为曲轴角0～300度。所述升压驱动模式，系为当引擎冷机启动、曲轴角度未知或曲轴位于一第二启动角度时，可持续切换导通第一开关及第二开关。此时，藉由将能量储存于电感中来提升驱动电压，并利用较高的电压差所投入的大电流而得到更大的扭矩，以利克服压缩阻抗，对所述六开关组件输出驱动控制导通时序，藉以进行驱动控制。其中，上述第二启动角度可为曲轴角301～720度。所述发电模式，系为当引擎转速提升至一发电转速或启动兼发电装置的电压比电池的电压高时，可持续不导通第一开关及持续导通第二开关。此时，第一整流电路系脱离运作，而第二整流电路在启动兼发电装置的反电动势达到适合充电范围时，对所述六单向式开关组件输出发电控制导通时序，藉以进行发电控制。其中，上述发电转速可为每分钟1200转以上。所述截止发电模式，系为当电源控制电路的状态为发电模式，且电池电量已满，可持续不导通第一开关及第二开关，进入截止发电模式。此时，停止六单向式开关组件的切换顺序，使得启动兼发电装置处于三相断路的状态，对于引擎的负载最小。所述引擎终止模式，系为当引擎结束运转时，可持续不导通第一开关及第二开关。此时，如同前述的截止发电模式，只不过不需要以发电模式作为先决条件，待引擎停止后，等待下次启动命令再驱动。根据本实用新型，通过在传统三相六臂电路中增加第二组全桥整流电路，使得启动兼发电装置内的三相无刷马达，可直接使用开路的全波整流的发电方式，依照该马达位置与相序导通充电，更可透过该第二组全桥整流电路，在电池满电或不需充电时，将发电引擎阻抗减到最少，用以妥善利用引擎动力并有效克服压缩阻抗。此外，除了包含上述两组全桥整流电路之外，更结合一升压电路，可提升驱动时的电压供给使得驱动扭力增加，藉此，本实用新型可在不需要减压机构或曲轴反转到特定位置的状况下，透过高扭力直接正转驱动克服压缩阻抗。以上概述与接下来的详细说明皆为示范性质是为了进一步说明本实用新型的申请专利范围。而有关本实用新型的其它目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。附图说明图1系本实用新型较佳实施例的用于启动兼发电系统的电源控制电路的系统架构图。图2系本实用新型较佳实施例的正常驱动模式的电路图。图3系本实用新型较佳实施例的升压驱动模式的电感储电的电路图。图4系本实用新型较佳实施例的升压驱动模式的电感放电的电路图。图5系本实用新型较佳实施例的发电模式的电路图。图6系本实用新型较佳实施例的截止发电模式及引擎终止模式的电路图。【符号说明】1启动兼发电系统10电池20曲轴21驱动控制装置210电源控制电路211第一整流电路212第二整流电路213升压电路22角度感测装置23启动兼发电装置S1第一开关S2第二开关Q1～Q6开关组件q1～q6单向式开关组件C电容L电感具体实施方式为了便于本领域一般技术人员理解和实现本实用新型，现结合附图描绘本实用新型的实施例。请参阅图1，系本实用新型较佳实施例的用于启动兼发电系统的电源控制电路的系统架构图。图中出示一种用于启动兼发电系统的电源控制电路，系使用于具有一引擎的一机车上，其中启动兼发电装置23(Integratedstarterandgenerator,ISG)、角度感测装置22及驱动控制装置21，三者合称为启动兼发电系统1(ISG系统)，该启动兼发电装置23设置于一曲轴20上，同时具有马达及发电机的特性，用以驱动引擎并将多余能量储存至一电池10中。角度感测装置22侦测曲轴20角度与启动兼发电装置23的相位变化，作为后续电路导通时序的控制依据，而驱动控制装置21系用以控制该启动兼发电装置23，并具有一电源控制电路210，其分别电连接一电池10及启动兼发电装置23。请一并参阅图2，系本实用新型较佳实施例的正常驱动模式的电路图。如图所示，本实用新型的电源控制电路210包括一第一整流电路211、一第二整流电路212、一升压电路213。第一整流电路211具有六开关组件Q1～Q6，分别电连接该启动兼发电装置23，本实施例系选用金氧半场效晶体管(MOSFET)，也可替换为绝缘闸双极晶体管(IGBT)、硅控整流器(SCR)等导通/关闭反应快速的开关组件，且不限制为双向导通的组件。另一方面，第二整流电路212具有六单向式开关组件q1～q6，分别电连接该启动兼发电装置23，且与该第一整流电路211并联设置，本实施例系选用硅控整流器(SCR)，也可替换为绝缘闸双极晶体管(IGBT)或继电器等导通/关闭反应快速的单向式开关组件。此外，本实用新型所使用的升压电路213包括一电容C、一电感L及二开关S1,S2，分别电连接第一整流电路211、第二整流电路212以及电池10，用以提升驱动时的电压使驱动扭力增加，即便曲轴20在不安装减压机构或反转到特定位置的情况下，仍可克服压缩压力。再者，在上述升压电路213与第一整流电路211之间设置一第一开关S1；在上述升压电路213与第二整流电路212之间设置一第二开关S2，在本实施例中第一开关S1与第二开关S2系选用金氧半场效晶体管(MOSFET)，也可替换为绝缘闸双极晶体管(IGBT)、硅控整流器(SCR)等导通/关闭反应快速的开关组件，其中，该二开关S1,S2的控制方式系依据该引擎转速、该曲轴角度以及该电池电压区分为一正常驱动模式、一升压驱动模式、一发电模式、一截止发电模式以及一引擎终止模式，用以妥善利用引擎动力并有效克服压缩阻抗。请继续参阅图2，电路图中实线部分系指实际有在作用的电路；虚线部分系指实际未在作用的电路。如图所示，当机车处于怠速熄火状态或曲轴位于一第一启动角度时，在本实施例中该角度范围介于曲轴角0～300度，此时引擎还未出现较大的压缩阻抗，故仅需导通第一开关S1及不导通第二开关S2，在初始电压下让电流流经第一整流电路211，并配合角度感测装置22所感应到启动兼发电装置23的相位，对所述六开关组件Q1～Q6输出驱动控制导通时序，依序导通各开关组件Q1～Q6建立出旋转磁场，进而驱动启动兼发电装置231及曲轴20运转。附带一提，由于六单向式开关组件q1～q6皆选用为只能单向导通的电子组件，故进行驱动时不需额外增加开关切换六单向式开关组件q1～q6的电路脱离系统。接着，请参阅图3及图4，分别为本实用新型较佳实施例的升压驱动模式的电感储电的电路图及电感放电的电路图。当引擎冷机启动、曲轴角度未知或曲轴位于一第二启动角度时，在本实施例中该角度范围介于曲轴角301～720度，且启动兼发电装置23可由曲轴20的角度感测装置22侦测所得曲轴位置与引擎温度信息，决定是否开启升压功能。此时，因为曲轴20启动角度会经过引擎的压缩行程，而产生有高压缩阻抗的问题，故本实用新型系藉由结合一升压电路213，持续切换导通第一开关S1及第二开关S2来克服引擎位于压缩时的压缩压力，使引擎可顺利启动。如图3所示，当第二开关S2导通及第一开关S1不导通时，电流仅仅在升压电路213中流动，并将电池10的能量累积在电感L中。接着，如图4所示，当第二开关S2不导通及第一开关S1导通时，电流将流经电感L后进入第一整流电路211，使得电池10能量可一并加入电感L中的能量，俾能有效提升驱动电压，并对所述六开关组件Q1～Q6输出驱动控制导通时序，依序导通各开关组件Q1～Q6建立出旋转磁场，进而驱动启动兼发电装置231及曲轴20运转。其中，上述提升电压的比例则由第一开关S1与第二开关S2的切换频率来调整。此外，若以电池10与启动兼发电装置23间具有越高的电压差，则可对三相启动兼发电装置23投入更多电流，藉以得到更大的扭矩启动引擎。附带一提，由于六单向式开关组件q1～q6皆选用为只能单向导通的电子组件，故进行驱动时不需额外增加开关切换六单向式开关组件q1～q6的电路脱离系统。请参阅图5，系本实用新型较佳实施例的发电模式的电路图。如图所示，当引擎转速提升至一发电转速或启动兼发电装置23的电压比电池10的电压高时，本实施例中该发电转速系为每分钟1200转以上，此时，引擎已顺利点火运转且具有一定的转速，故启动兼发电装置23系由驱动引擎启动转变为接收其动能，进入发电控制。该发电模式的做法系为：持续不导通第一开关S1及持续导通第二开关S2，使得第一整流电路211脱离运作，而第二整流电路212在启动兼发电装置23的反电动势达到适合充电范围时，对所述六单向式开关组件q1～q6依照启动兼发电装置23位置与相序输出发电控制导通时序，藉以进行发电控制。其中，依照电池10充电电压标准对电池10充电，当未达充电电压时以定电流模式对电池10充电；充电至接近满电时以定电压模式对电池10充电。请参阅图6，系本实用新型较佳实施例的截止发电模式及引擎终止模式的电路图。如图所示，当电源控制电路210的状态为发电模式，且电池10电量已满，将持续不导通第一开关S1及第二开关S2，进入截止发电模式。此时，停止六单向式开关组件q1～q6的切换顺序，使得启动兼发电装置23处于三相断路的状态，对于引擎的负载可降至最低，直到电池10电压下降至需要充电的电压时，可再次回复至发电模式。或者，当引擎结束运转时，将持续不导通第一开关S1及第二开关S2，进入引擎终止模式。此时，如同前述的截止发电模式，只不过不需要以发电模式作为先决条件，待引擎停止后，等待下次启动命令再驱动。虽然通过实施例描绘了本实用新型，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，就可使本实用新型有许多变形和变化，本实用新型的范围由所附的权利要求来限定。