电压调节器以及建压电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种电压调节器，且特别是关于一种具有防止漏电流的电压调节器以及建压电路。
【背景技术】
[0002]已知汽车用的发电机只要引擎运转就能发电，发电后提供电能供电瓶充电与汽车上其他电器设备使用。通常汽车会藉由设置电压调节器来控制发电机的运作，使发电机运作产生的输出电压维持在工作电压范围。
[0003]简单来说，一般电压调节器是透过车用的指示灯与启动开关连接至发电机的输出端。电压调节器可于汽车启动时，接收由警示灯提供的电流，并藉由控制功率开关的导通与截止运作来调整流经发电机的激磁线圈的电流大小，据以调整发电机的发电量。当发电机输出的输出电压过高时，电压调节器即会截止功率开关，以降低激磁线圈的电流，而当发电机输出的输出电压过低时，电压调节器会导通功率开关，并控制流经激磁线圈的电流大小，以调整发电机的发电量。因此，电压调节器可用以稳定发电机的输出电压，确保汽车内部供电能维持在相当的电量，以使汽车内的电器设备可正常运作。
[0004]请参阅图1，图1为传统单功能的电压调节系统的示意图。单功能调节系统I包括电压调节器10、发电机11、指示灯12、启动开关14、电瓶13。电压调节器10更包括激磁驱动电路101以及调节控制电路102以及开关连接头IG。电压调节器10耦接于发电机11以及电瓶13。激磁驱动电路101耦接于调节控制电路102。
[0005]然而，在传统具有开关连接头IG的电压调节器10架构下，电压调节器10的激磁驱动电路101会增设一电阻(图未示)连接于开关连接头IG，透过调整此电阻值大小来改变激磁电流，进而达到各车厂所要求的低发电电压转速。但当随着车厂的设计不同，不具有开关连接头IG的电压调节器便无法透过车辆内对应开关连接头IG的线路上所设置的电阻,来调整电阻值大小并增加额外电流。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种电压调节器，在电压调节器具有或不具有开关连接头的情况下都能使发电机得以在低转速下建立电压。
[0007]本发明实施例提供一种电压调节器，耦接于发电机、启动端与电源端。电压调节器包括调节控制电路以及建压电路。调节控制电路包括激磁驱动单元，建压电路包括调整单元。激磁驱动单元耦接于发电机的激磁线圈，建压电路耦接于电源端与启动端。激磁驱动单元接收电源端的电压并产生激磁电流。建压电路接收电源端所输出的电压以及启动端输出的启动电压以驱动建压电路动作。调整单元透过驱动电压与启动电压产生额外电流，透过额外电流使发电机于低转速下建立电压。
[0008]本发明实施例提供一种建压电路，耦接于电源端与启动端，其包括防漏电流单元以及调整单元。防漏电流单元包括第一电阻、第二电阻、NPN晶体管以及PNP晶体管。调整单元耦接于NPN晶体管的集电极，透过驱动电压与启动电压产生额外电流。当NPN晶体管与PNP晶体管导通时，电压调节器的驱动电压透过调整单元产生的额外电流使发电机于低转速下建立电压，并避免漏电流产生。
[0009]综上所述，透过本发明实施例所提供的电压调节器以及建压电路，能够使具有或不具有开关连接头的电压调节器仍可以达到低发电电压转速的要求。另外，在本发明电压调节器不须额外增加零件即可达到低发电电压转速的目的。透过本发明的电路设计，除了能够达到低发电电压转速亦可以防止漏电流的产生。
[0010]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
【附图说明】
[0011]图1为传统单功能的电压调节系统的示意图；
[0012]图2为本发明实施例的建压电路及其电压调节系统示意图；
[0013]图3为本发明实施例的电压调节系统细部电路图。
[0014]附图标记
[0015]1、2、3:电压调节系统
[0016]10、20、30:电压调节器
[0017]11、21、31:发电机
[0018]12、22、32:指示灯
[0019]13、23、33:电瓶
[0020]14、24、34:启动开关
[0021]101:激磁驱动电路
[0022]102、202、302:调节控制电路
[0023]201、301:建压电路
[0024]201U3011:调整单元
[0025]2012、3012:信号稳定单元
[0026]2013、3013:防漏电流单元
[0027]3021:激磁驱动单元
[0028]3022:激磁控制单元
[0029]3022a:分压子电路
[0030]311:三相定子线圈
[0031]312:激磁线圈
[0032]313:整流单元
[0033]IG:开关连接头
[0034]B+:电源端
[0035]L:启动端
[0036]D+:正接线端
[0037]F:磁场接线端
[0038]Rl ?R3、R6:电阻
[0039]Ra:调整电阻
[0040]ZDl:稳压二极管
[0041]D1、D3 ?D4: 二极管
[0042]Q1、Q3:NPN 晶体管
[0043]Q2 =PNP 晶体管
[0044]Q4:功率开关
[0045]GND:接地端
【具体实施方式】
[0046]在下文将参看随附图式更充分地描述各种例示性实施例，在随附图式中展示一些例示性实施例。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本发明将为详尽且完整，且将向熟知此项技术者充分传达本发明概念的范畴。在诸图式中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似组件。
[0047]应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但此等组件不应受此等术语限制。此等术语是用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本发明概念的教示。如本文中所使用，术语「或」视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一者或者多者的所有组合。
[0048]请参阅图2，图2为本发明实施例的建压电路及其电压调节系统示意图。电压调节系统2包括电压调节器20、发电机21、指示灯22、启动开关24以及电瓶23。电压调节器20包括建压电路201、调节控制电路202。发电机21透过电源端B+、启动端L、正接线端D+以及磁场接线端F耦接于电压调节器20。电瓶23耦接于电源端B+，指示灯22耦接启动端L0
[0049]在电压调节器20中，当电源端B+提供驱动电压给调节控制电路202时，同时电瓶23提供启动电压经由启动端L至建压电路201。电瓶23提供启动电压驱动建压电路201产生额外电流，并将额外电流提供至发电机21，透过额外电流将调节控制电路202产生的激磁电流增大，使发电机21于低转速下建立电压并且开始运转。
[0050]更仔细地说，建压电路201包括调整单元2011、信号稳定单元2012以及防漏电流单元2013。信号稳定单元2012耦接于启动端L，防漏电流单元2013耦接于电源端B+与信号稳定单元2012，调整单元2011耦接于防漏电流单元2013以及正接线端D+之间。在本发明实施例中，信号稳定单元2012用以调整从启动端L接收电源端B+所提供的启动电压，使其稳定。防漏电流单元2013用以当建压电路201从启动端L接收电源端B+所提供的启动电压以驱动其导通时，防止漏电流产生。另外，在当建压电路201从启动端L接收电源端B+所提供的启动电压的同时，输出一额外电流经由正接线端D+至发电机21。也就是说，此额外电流等于是传统方式中透过指示灯22与开关连接头(图未示)提供激磁电流给发电机21的激磁线圈(图未示)用以启动发电机发电的电流。调整单元2011用以调整所需的额外电流，并经由正接线端D+输出至发电机21，使发电机21于低转速下建立电压并且开始运转。
[0051]在本发明实施例中，电压调节器20可适用于12伏(V)或24伏的车用电压。也就是说，电瓶23为提供12V或24V的驱动电压。指示灯22可以为3瓦特的警示灯，以在汽车启动时启动发电机21发电。在其他实施例中，警示灯的额定功率亦可为2瓦特的灯泡或高亮度的发光二极管(light-emitting d1de, LED),本发明仅以此做为说明，并不以此做为限制。
[0052]接着将更进一步详细说明电压调节系统的电路以及动作流程。请参阅图3，图3为本发明实施例的电压调节系统细部电路图。电压调节系统3包括电压调节器30、发电机31、指示灯32、启动开关34以及电瓶33。电压调节器30包括建压电路301、调节控制电路302、二极管D3以及电阻R6。发电机21透过电源端B+、启动端L、正接线端D+以及磁场接线端F耦接于电压调节器30。电瓶33耦接于电源端B+，指示灯32耦接启动端L。
[0053]在电压调节器30中，电阻R6耦接于电源端B+与调节控制电路302之间。电瓶33从电源端B+提供驱动电压，透过电阻R6传送至调节控制电路302。调节控制电路302进一步产生激磁电流经由磁场接线端F传送至发电机31。也就是说，从电源端B+经由电阻R6以及调节控制电路302形成一激磁电流路径。另一方面，建压电路301耦接于电源端B+、启动端L以及正接线端D+。另外，二极管D3用以限制电流方向，避免调整单元3011输出的电流回流至启动端L。在应用上，更可于电阻R6与调节控制电路302之间耦接一二极管，用以限制电流路径的方向，避免电源端B+受到其他电压源所输出信号的干扰。
[0054]在本发明实施例中，建压电路301的内部组件与图2中建压电路201的内部组件连接关系相同，后续将针对图3中的信号稳定单元3012、防漏电流单元3013与调整单元3011进行更详细的说明。
[0055]在本发明实施例中，信号稳定单元3012为电阻R3。电阻R3具有第一端与第二立而，弟一纟而稱接于启动纟而L与接地纟而GND，弟—纟而稱接于防漏电流单兀3013。彳目号稳定单兀3012用以调整从启动端L接收电源端B+所提供的启动电压，使其稳定。在应用上，信号稳定单元3012更可包括另一电阻(图未示)，所述电阻具有第一端与第二端，第一端耦接于电阻R3的第一端或电阻R3的第二端，第二端耦接于接地端GND。本发明仅以此做为说明，并不以此方式做为限制。
[0056]防漏电流单元3013包括电阻Rl?R2、NPN晶体管Ql以及PNP晶体管Q2。电阻Rl具有第一端与第二端，第一端稱接于电源端B+。电阻R2具有第一端与第二端,第一端稱接于电阻Rl的第二端。NPN晶体管Ql的集电