本发明属于车辆发电机控制技术领域，具体涉及允许单线制或两线工作的低建压转速的发电机电压调节器。
背景技术：
车辆电路在设计时尽量减少导线条数，以提高车辆在特殊恶劣环境下的电路损坏率，进而提高可靠性，因此，大凡车辆上的电气线路均以简洁、优化、整合为设计宗旨，以确保技术上的安全可靠性。
车辆发电机需要配置电压调节器，现有的发电机电压调节器线数最少的为三线式电压调节器，分别为d+、f、e，或为ig、f、e,这样的三线式电压调节器由于其线路简单在现有的很多车辆当中仍大量被采用，特别是在货车、农机及部分小型客车、轿车中任然大量采用。但由于发电机充电指示灯所能够提供的预激磁电流有限，使得许多这样的三线电压调节器在预激磁状态时的功率管压降过高(达2.5～4v)，以至于功率管处于放大区不能饱和，使预激磁电流减小、建压转速升高，发电机的低速发电性能降低，许多电压调节器生产厂家不得不严格筛选功率场效应管是型号、批次，以求得尽量低的开启电压，但这也很受限：一是低开启的功率管型号指标有限、二是这终归是在功率管开启电压是临界区域内动手脚，即便是选用开启电压稍低一些的场效应管，也是在其临界开启区间，容易受到温度变化、蓄电池端电压大小、充电指示灯电阻等的影响，在预激磁电流方面功率管还是不能可靠工作于深度饱和状态、仍属于功率管参数非标应用情形，从批量产品、多批次产品的测试统计来看，采用mos管的三线电压调节器的建压转速指标一致性较差，甚至有些产品的建压转速超过2000rpm，属于不合格产品。
由于受到开启电压的限制，部分厂家恢复采用达林顿管作为励磁功率管，但达林顿管的饱和压降达1.25v以上，虽然建压转速指标改善了，但正常调节过程中，发热过多、温升较高，违背了舍弃达林顿改用低饱和压降mos管的初衷。
综上所述，现有技术的发电机电压调节器未能够从根本上有效解决采用mos管的三线调节器的建压转速问题。
技术实现要素：
本发明的目的是，设计一种能够兼顾建压转速、可以采用普通开启电压mos管的发电机电压调节器，还可以进一步减少电压调节器引线条数，将d+端子省略，成为经具有f和e的“两线工作的低建压转速的发电机电压调节器”，如果调节器外壳作为接地的负极引线，则可以只引一根f线，成为“单线制低建压转速的发电机电压调节器”，进而提高我电压调节器的工作可靠性、改善发电性能、也可以适应多种车型、不同应用环境下的技术要求，当然仍然可以采用三线接法。
本发明的技术方案是：
一种允许单线制或两线工作的低建压转速的发电机电压调节器，其特殊之处在于包括窄脉冲发生单元、储能单元和电压调节单元，其中：
所述窄脉冲发生单元具有振荡电路，所述窄脉冲发生单元具有接地端、电源端vc和输出端，所述电源端vc与所述储能单元连接，所述输出端输出有效占空比小于5％的窄脉冲，
所述储能单元包括储能二极管及储能电容，所述储能二极管正极与所述电压调节单元的输出端连接，所述储能二极管负极与所述储能电容一端连接，所述储能电容另一端接地，用于将所述发电机电压调节器的励磁控制端脉冲电压检出并将分流检出的能量存储于所述储能电容中，
所述电压调节单元为具有电压调节功能的处理电路，其具有检测端、接地端、窄脉冲输入端和输出端，所述检测端与所述电源端vc连接，所述窄脉冲输入端和所述窄脉冲发生单元的输出端连接，所述电压调节单元输出端为发电机励磁绕组的励磁电流控制端f；
当采取三线接法时，与励磁绕组并联的续流二极管设置于电压调节器内部或设置于电压调节器外部；
当采取两线接法时(省略d+，仅连接f和e)，与励磁绕组并联的续流二极管设置于设置于电压调节器外部；
当采取单线制接法时(省略d+，电压调节器外壳作为负极搭铁，引线仅仅为励磁控制线f)，与励磁绕组并联的续流二极管设置于设置于电压调节器外部。
本发明的有益效果是：充分利用充电指示灯提供的励磁电流、采用脉冲方式提取“窄脉冲”能量，使得励磁功率管能够深度饱和，有效解决三线调节器的预激磁电流问题、改善三线调节器的建压转速问题，通过发电机低速发电性能；还可以减少导线条数、提供发电机可靠性，既可以采取原来的三线接法、也可以省去d+端子、紧紧连接f和e即可、或者在电压调节器外置时，当调节器负极e靠其自身外壳搭铁时，可以仅仅引出一根f线，从而构成“单线制”电压调节器，也可以采用三线接法，灵活性较强、应用范围较广。
附图说明
图1是本发明实施方式所提供的允许单线制或两线工作的低建压转速的发电机电压调节器电路结构方框图之一；
图2是本发明实施方式所提供的允许单线制或两线工作的低建压转速的发电机电压调节器电路结构方框图之二；
图3是本发明实施方式所提供的允许单线制或两线工作的低建压转速的发电机电压调节器电路中的窄脉冲发生单元输出的窄脉冲波形、励磁控制端f波形和储能单元输出的vc电压波形对照图；
图4是本发明实施方式所提供的一种允许单线制或两线工作的低建压转速的发电机电压调节器电路结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，一种允许单线制或两线工作的低建压转速的发电机电压调节器，其包括窄脉冲发生单元1001、储能单元1002和电压调节单元1003，其中：
窄脉冲发生单元1001内具有振荡电路，窄脉冲发生单元1001具有接地端(和电源负极e连接)、电源端vc和输出端，电源端vc与储能单元1002连接，输出端输出有效占空比小于5％的窄脉冲。
储能单元1002具有输入端、输出端和接地端，其包括储能二极管d1及储能电容c1，储能二极管d1正极为储能单元1002具有输入端与电压调节单元的输出端连接，储能二极管d1负极与储能电容c1一端连接作为储能单元1002具有输出端，储能电容c1另一端为接地端接地。
电压调节单元1003为具有电压调节功能的处理电路，其具有检测端、接地端、窄脉冲输入端和输出端，检测端与电源端vc连接(两线接法或单线制接法)或检测与电压调节器正极端连接(三线接法)，输出端为发电机励磁绕组的励磁电流控制端f。
以两线接法为例：当接通励磁电流时，在刚接通瞬间储能单元的储能电容储能，激发窄脉冲发生单元1001内具有振荡电路起振，振荡电路输出有效占空比小于5％的窄脉冲，该窄脉冲输送给电压调节单元1003，使电压调节单元1003内部的功率管按照窄脉冲宽度截止：这样使得每次截止期限内，电压调节器相对于励磁绕组来说呈现高阻态，电压调节器的f端子与地之间承受的电压为车辆充电指示灯传来的近似地等于电源电压，使储能电容被充电；在其余的非窄脉冲期间，电压调节单元1003内部的功率管饱和导通接通励磁电流，此时的充电指示灯过来的电流构成预激磁电流，励磁控制端f为低电位，同时储能单元的二极管截止，储能电容放电，上述过程循环往复，储能单元的电容不断地被窄脉冲重复充电和在非窄脉冲期间放电，这样发电机电压调节器的励磁控制端f点的脉冲电压被储能单元的二极管检出并将分流检出的能量存储于储能电容中，该能量用于维持振荡电路工作。
也正是由于窄脉冲的存在，使得储能单元输出端获得较为平滑的直流电压，该直流电压即为维持窄脉冲发生单元工作的电压，同时也是电压调节单元1003检测发电机输出电压的信号“检测端”，因为该端的电压是对励磁绕组控制端电压(功率管截止期间励磁绕组控制端反峰电压的单相检出并由储能电容积分)的有效积分，其反映出励磁功率管截止瞬间f点的电位值，也就反映出当时的发电机输出电压的高低，因此取样该点的电压可以替代原来的电压调节器的“发电机输出电压采样端”，当该点电压达到设定值时，由电压调节单元1003切断励磁电流，随后发电机输出电压开始下降，当降低到低于设定值时，电压调节单元1003有重新接通励磁电流，在励磁电流被电压调节单元1003控制器件，窄脉冲发生单元一直在工作、功率管一直伴随着窄脉冲所控制的截止过程，这一过程使励磁频率受到振荡电路窄脉冲频率的调控，使励磁频率相对稳定，这对于发电机运行稳定性带来好处，因为阻力转矩相对稳定。
当采取三线接法时，电压调节单元1003的检测端与电压调节器的正极端(d+或ig)连接，与励磁绕组并联的续流二极管设置于电压调节器内部或设置于电压调节器外部。
当采取两线接法时(省略d+，仅连接f和e，电压调节单元1003的检测端与电压调节器的输出端f连接)，与励磁绕组并联的续流二极管设置于设置于电压调节器外部。
当采取单线制接法时(省略d+，电压调节器外壳作为负极搭铁，引线仅仅为励磁控制线f)，与励磁绕组并联的续流二极管设置于设置于电压调节器外部。
调节过程中，用于采用窄脉冲使储能单元的电容储能足够，所以功率管在采用mos场效应管时，其栅极可以得到足够的工作电压，确保其可靠开启，使这种单线制/两线式/三线式电压调节器可以在充电指示灯电流驱动下的饱和导通压降极低(实测为0.10v以下)，使发电机低速发电性能大幅度提高，建压转速降低，发电机工作稳定性和可靠性增强，供电质量提高。
在励磁期间，功率管一直存在以窄脉冲为宽度的截止区，如窄脉冲设定为2％，使发电机输出功率限制在最大输出的98％，显然这对于发电机工作的影响微不足道，还可以通过改变励磁绕组线径的方法、改变磁隙、改善极爪形式等方法弥补该限制。
附图2中的功能模块1004为采样电路、基准电路和比较电路，检测到储能电容上的电压大于设定值(实测表明该值对应于发电机输出电压值，两者相差在0.10v之内，完全满足设计电压调节器指标要求)时，功能模块1004输出信号给电平控制模块1005对功率管进行截止控制；当检测到储能电容上的电压低于设定值时，功能模块1004输出信号给电平控制模块1005对功率管进行导通控制；当然同时伴随着窄脉冲发生单元的窄脉冲也是通过功能模块1005功率管进行窄脉冲截止控制。
附图3为这种发电机电压调节器电路中的窄脉冲发生单元输出的窄脉冲波形(参见上图的va波形曲线)、励磁控制端f波形(参见中图的vf波形曲线)和储能单元输出的vc电压波形(参见下图的vc波形曲线)对照图。
实施例2
如图4所示，一种允许单线制或两线工作的低建压转速的发电机电压调节器，其包括窄脉冲发生单元1001、储能单元1002和电压调节单元1003，其中：
窄脉冲发生单元1001内具有振荡电路，窄脉冲发生单元1001具有接地端(和电源负极e连接)、电源端和输出端；为了提高工作稳定性，改善振荡电路输出波形，以及为了防止功率管栅极驱动电压超过允许值，在电源端和储能单元1002的输出端vc之间插入稳压滤波电路，该稳压滤波电路由电阻r10、稳压管zd和电容c4组成，电阻r10的一端连接vc端，电阻r10的另一端连接稳压管zd负极，zd正极接地，电容c4和稳压管zd并联。振荡电路由比较器a1、电阻r1～r4和电容c3构成，电阻r1、r2串联于窄脉冲发生单元1001电源端和地之间，电阻r1、r2的连接节点与比较器a1的同相输入端连接；电阻r3、r4分别连接于比较器a1的同相输入端与输出端、反相输入端与输出端之间，电容c4连接于比较器a1的反相输入端和地之间。二极管d2正极连接比较器a1的输出端、其负极作为窄脉冲发生单元1001输出端，d2用于单向输出小于5％的高电平窄脉冲。
储能单元1002具有输入端、输出端和接地端，其包括储能二极管d1及储能电容c1，储能二极管d1正极为储能单元1002具有输入端与电压调节单元的输出端连接，储能二极管d1负极与储能电容c1一端连接作为储能单元1002具有输出端，储能电容c1另一端为接地端接地。
电压调节单元1003为具有电压调节功能的处理电路，其具有检测端、接地端、窄脉冲输入端和输出端，检测端与电源端vc连接，输出端为发电机励磁绕组的励磁电流控制端f。包括比较器a2、电阻r5～r9及电容c2，电阻r5和r6串联连接于vc端和地之间，构成组成采样电路，电容c2和电阻r6并联，电阻r5和r6连接节点通过电阻r8连接比较器a2反相输入端，电阻r5另一端连接vc端、r6另一端接地。电阻r7连接于比较器a2同相输入端和稳压管zd负极之间、电阻r9连接于比较器a2同相输入端和地之间，比较器a2输出端连接功率管栅极，功率管源极接地，功率管漏极作为电压调节单元1003的输出端f用于控制发电机励磁电流。
电路的工作过程是：振荡电路输出窄脉冲，提供d2单向隔离，输出正极性的脉冲给比较器a2，使其按照窄脉冲频率和宽度输出低电平，控制功率场效应管截止，功率管截止期间励磁控制端f上的高电位经二极管d1为电容c1充电储能，并且平滑后的直流电压含有反应发电机输出电压的直流分量。
在预激磁期间，上述窄脉冲控制功率管定频截止，电容c1储能电压使功率管可靠饱和导通。使发电机建压转速降低，提高了发电机低速发电性能。
当发电机运行，其输出电压大于设定值时，电阻r5和r6组成采样电路输出电压高于由电阻r7和r8分压的基准电压，使比较器a1输出低电平，功率管截止切断励磁电流。
与前述相同，当采取三线接法时，电压调节单元1003的检测端与电压调节器的正极端(d+或ig)连接，与励磁绕组并联的续流二极管设置于电压调节器内部或设置于电压调节器外部。
当采取两线接法时(省略d+，仅连接f和e，电压调节单元1003的检测端与电压调节器的输出端f连接)，与励磁绕组并联的续流二极管设置于设置于电压调节器外部。
当采取单线制接法时(省略d+，电压调节器外壳作为负极搭铁，引线仅仅为励磁控制线f)，与励磁绕组并联的续流二极管设置于设置于电压调节器外部。
需要说明的是，图4仅仅是为了说明本发明的技术方案，可以实现两线式电压调节器或单线制电压调节器的形式，并不排除采用“窄脉冲截止储能”技术方案的“三线式电压调节器”，以及附加有“远程取样s端子”的四线式电压调节器等，本实施例的图4中的r5上端可以改为连接发电机输出的b+端子、也可以改为连接d+端子、还可以改为连接s端子等。
本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，不是对本发明的限制，通过等同代换及非创造性劳动所得到的其他实施例或其他组合所得到的实施例均落入本发明保护范围，本发明的保护范围由权利要求书。