用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器，屬汽車起動(dòng)機(jī)配套設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛采用啟停裝置，在行使中路遇紅燈等待或堵車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可自行停止工作，能有效減少怠速空耗及污染排放，但發(fā)動(dòng)機(jī)重啟時(shí)峰值電流極大，使得電源電壓瞬間降落太多而出現(xiàn)某些車載電子設(shè)備掉電復(fù)位問題，嚴(yán)重影響駕乘人員的舒適度。現(xiàn)有啟停裝置為克服這個(gè)缺陷，有的在起動(dòng)電路中串接限流電阻，并通過繼電器觸點(diǎn)控制限流電阻的加入和撤出；有的是額外增加一套大功率穩(wěn)壓電源防止車載電子設(shè)備掉電，成本高，電路復(fù)雜。例如日本電裝公司就是在起動(dòng)機(jī)主回路里通過繼電器觸點(diǎn)控制限流電阻的加入和撤出，存在因繼電器觸點(diǎn)壽命短，對限流電阻失控，最終不能起限流削峰作用的問題，還會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)機(jī)不能正常工作。此外，繼電器觸點(diǎn)控制限流電阻加入和撤出電路都是四線連接結(jié)構(gòu)，連線多，會(huì)降低啟停裝置工作的可靠性，且增加了成本。
[0003]詳見日本電裝公司專利:專利號(hào)200910005683.9【具有改進(jìn)的電阻布置的起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)】。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種連線少，電路結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定可靠，使用壽命長，啟停限流削峰效果好，裝接方便的用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器，解決現(xiàn)有技術(shù)使用有觸點(diǎn)的繼電器控制限流電阻的加入和撤出，以限制電流峰值，使得啟停裝置使用壽命短，限流削峰工作可靠性差，連線多，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抗振性差，及存在起動(dòng)機(jī)失效的隱患問題。
[0005]本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的:
該用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器由延時(shí)電路、升壓驅(qū)動(dòng)電路、MOS功率管電路和限流電阻RO構(gòu)成，其特征在于:繼電器本體由延時(shí)電路、升壓驅(qū)動(dòng)電路、MOS功率管電路和限流電阻RO組成，繼電器本體串接在起動(dòng)機(jī)電路中；繼電器本體的正極端與觸點(diǎn)30b、限流電阻RO并聯(lián)連接，繼電器本體的負(fù)極端與限流電阻RO和起動(dòng)電機(jī)的正極端M并聯(lián)連接;延時(shí)電路的正極端、升壓驅(qū)動(dòng)電路的正極端和MOS功率管電路的場效應(yīng)管的漏極端與觸點(diǎn)30b并聯(lián)連接;延時(shí)電路的輸出端與升壓驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接，升壓驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與MOS功率管電路的場效應(yīng)管的柵極端連接;延時(shí)電路和升壓驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)極端均接地;MOS功率管電路的場效應(yīng)管的源極并聯(lián)連接限流電阻RO和起動(dòng)電機(jī)的正極端M，起動(dòng)電機(jī)的負(fù)極端接地；當(dāng)電磁開關(guān)閉合將觸點(diǎn)30和30b短接，繼電器本體正極端得電，延時(shí)電路延時(shí)100?150mS后輸出高電位控制升壓驅(qū)動(dòng)電路開始工作，輸出電壓驅(qū)動(dòng)MOS功率管電路的場效應(yīng)管的柵極，使MOS功率管電路的所有場效應(yīng)管均由截止變?yōu)槿珜?dǎo)通，使連接在觸點(diǎn)30b和起動(dòng)電機(jī)端子之間的限流電阻RO從ΙΟπιΩ高阻抗在維持100?150mS后轉(zhuǎn)變?yōu)槎探雍蟪尸F(xiàn)出0.5mΩ的低阻抗。
[0006]所述的MOS功率管電路包括至少四個(gè)場效應(yīng)管、電阻Rl和穩(wěn)壓管Dl;多個(gè)場效應(yīng)管的柵極并聯(lián)連接、漏極并聯(lián)連接、源極并聯(lián)連接;場效應(yīng)管的漏極和源極之間并聯(lián)連接有限流電阻R0;當(dāng)MOS功率管電路的場效應(yīng)管由截止變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)，限流電阻RO兩端的阻抗將由10!1^降低為0.5 πιΩ ;避免起動(dòng)電路的瞬間高壓加到漏極和源極之間擊穿場效應(yīng)管。
[0007]所述的延時(shí)電路至少有兩種:延時(shí)電路A和延時(shí)電路B，所述兩種延時(shí)電路的電路結(jié)構(gòu)不同，但作用相同，即延時(shí)時(shí)間均為100?150mS，都為升壓驅(qū)動(dòng)電路提供輸入信號(hào)。
[0008]所述的升壓驅(qū)動(dòng)電路至少有兩種:其一為芯片驅(qū)動(dòng)，其二為DC-DC驅(qū)動(dòng)，兩種升壓驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)不同，但作用相同，即都是驅(qū)動(dòng)MOS功率管電路的場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。
[0009]所述的采用芯片驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路由NPN三極管Q4、倍壓整流電路、電阻R9組成;倍壓整流電路由電容Cl和C3、二極管D3和D4、電阻R7、R8和RlO組成;NPN三極管Q4的基極通過電阻R9與延時(shí)電路A的MCU芯片的5端連接，NPN三極管Q4的集電極連接有倍壓整流電路，NPN三極管Q4的發(fā)射極接地;通過倍壓整流電路提升電壓，輸出驅(qū)動(dòng)MOS功率管電路。
[0010]所述的采用DC-DC驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路由小功率DC-DC電源構(gòu)成。
[0011]所述的延時(shí)電路A與芯片驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路適配:延時(shí)電路A由MCU芯片、NPN三極管Q2和PNP三極管Q3、電阻R5和R6、穩(wěn)壓管D2、電容C2組成;M⑶芯片的5端產(chǎn)生振蕩信號(hào)，MCU芯片的7端產(chǎn)生延時(shí)信號(hào);所述振蕩信號(hào)通過芯片驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路的倍壓整流電路提升電壓，控制NPN三極管Q2和PNP三極管Q3的導(dǎo)通和截止，最后驅(qū)動(dòng)MOS功率管電路的場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。
[0012]所述的延時(shí)電路B與DC-DC驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路適配:延時(shí)電路B由NPN三極管Q2、穩(wěn)壓管D、電阻Rl和電容Cl組成;NPN三極管Q2的基極通過穩(wěn)壓管D并聯(lián)連接電阻Rl和電容Cl ； NPN三極管Q2的集電極與DC-DC驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接;NPN三極管Q2的發(fā)射極和電容Cl均接地;電阻Rl與DC-DC升壓驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端連接。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于:
該用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器的MOS功率管電路采用無觸點(diǎn)的場效應(yīng)管替代繼電器觸點(diǎn)，以此控制限流電阻的加入或撤出，使用壽命長。同時(shí)，由于場效應(yīng)管的漏極和源極之間并聯(lián)連接有數(shù)毫歐、千瓦級(jí)功率的限流電阻，幾乎不可能有高壓施加到漏極和源極之間，因此場效應(yīng)管被擊穿的可能性幾乎不存在，即便是場效應(yīng)管被擊穿也不會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)機(jī)的功能失效。限流削峰效果好、啟停穩(wěn)定，具備保證駕乘者舒適度和避免拋錨故障發(fā)生的雙重作用。去除與點(diǎn)火端并接的導(dǎo)線，僅采用三根線就實(shí)現(xiàn)了限流功能，由于減少了連接線，故提高了工作的可靠性。啟停效果好，操作方便，有效降低了制造成本。很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)使用繼電器控制限流電阻的加入和撤出，以限制電流峰值，使得啟停裝置使用壽命短，限流削峰工作可靠性差，連線多，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，及存在起動(dòng)機(jī)失效的隱患問題。
【附圖說明】
[0014]圖1為一種用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器的電路原理方框示意圖；
圖2為一種用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器的升壓驅(qū)動(dòng)電路采用芯片驅(qū)動(dòng)時(shí)的電路原理不意圖； 圖3為一種用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器的升壓驅(qū)動(dòng)電路采用DC-DC驅(qū)動(dòng)時(shí)的電路原理不意圖；
圖4為一種用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器的限流削峰作用波形示意圖；
圖5為現(xiàn)有技術(shù)的四線連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、電源，2、電磁開關(guān)，3、起動(dòng)電機(jī)，4、繼電器本體，4-1、延時(shí)電路，4-2、升壓驅(qū)動(dòng)電路，4-3、M0S功率管電路，4-11、延時(shí)電路A，4-12、延時(shí)電路B。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
該用于啟停起動(dòng)機(jī)的電子式限流繼電器由延時(shí)電路4-1、升壓驅(qū)動(dòng)電路4-2、M0S功率管電路4-3和限流電阻RO構(gòu)成，繼電器本體4由延時(shí)電路4-1、升壓驅(qū)動(dòng)電路4-2、M0S功率管電路4-3和限流電阻RO組成，繼電器本體4串接在起動(dòng)機(jī)電路中；繼電器本體4的正極端與觸點(diǎn)30b、限流電阻RO并聯(lián)連接，繼電器本體4的負(fù)極端與限流電阻RO和起動(dòng)電機(jī)3的正極端M并聯(lián)連接;延時(shí)電路4-1的正極端、升壓驅(qū)動(dòng)電路4-2的正極端和MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的漏極輸出端與觸點(diǎn)30b并聯(lián)連接;延時(shí)電路4-1的輸出端與升壓驅(qū)動(dòng)電路4-2的輸入端連接，升壓驅(qū)動(dòng)電路4-2的輸出端與MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的柵極輸入端連接;延時(shí)電路4-1和升壓驅(qū)動(dòng)電路4-2的負(fù)極端均接地;MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的源極并聯(lián)連接限流電阻RO和起動(dòng)電機(jī)3的正極端M，起動(dòng)電機(jī)3的負(fù)極端接地；
當(dāng)電磁開關(guān)2閉合將觸點(diǎn)30和30b短接，繼電器本體4正極端得電，延時(shí)電路4-1延時(shí)100?150mS后輸出高電位控制升壓驅(qū)動(dòng)電路4-2開始工作，輸出電壓驅(qū)動(dòng)MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的柵極，使MOS功率管電路4-3的所有場效應(yīng)管均由截止變?yōu)槿珜?dǎo)通，使連接在觸點(diǎn)30b和起動(dòng)電機(jī)3端子之間的限流電阻RO從1mΩ高阻抗在維持100?150mS后轉(zhuǎn)變?yōu)槎探雍蟪尸F(xiàn)出0.5mΩ的低阻抗。
[0017]所述的延時(shí)電路4-1至少有兩種:延時(shí)電路A4-11和延時(shí)電路B4-12，所述兩種延時(shí)電路的電路結(jié)構(gòu)不同，但作用相同，即延時(shí)時(shí)間均為100?150mS，都為升壓驅(qū)動(dòng)電路4-2提供輸入信號(hào)。
[0018]所述的升壓驅(qū)動(dòng)電路4-2至少有兩種:其一為芯片驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路4-21，其二為DC-DC驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路4-22，兩種升壓驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)不同，但作用相同，即都是驅(qū)動(dòng)MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。
[0019]所述的芯片驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路4-21由NPN三極管Q4、倍壓整流電路、電阻R9組成;倍壓整流電路由電容Cl和C3、二極管D3和D4、電阻R7、R8和RlO組成;NPN三極管Q4的基極通過電阻R9與延時(shí)電路A4-11的M⑶芯片的5端連接，NPN三極管Q4的集電極連接有倍壓整流電路，NPN三極管Q4的發(fā)射極接地;通過倍壓整流電路提升電壓，輸出驅(qū)動(dòng)MOS功率管電路4_3 ο
[0020]所述的采用DC-DC驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路4-22由小功率DC-DC電源構(gòu)成。
[0021 ] 所述的延時(shí)電路A4-11與芯片驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路4-21適配:延時(shí)電路A4-11由MCU芯片、NPN三極管Q2和PNP三極管Q3、電阻R5和R6、穩(wěn)壓管D2、電容C2組成;MCU芯片的5端產(chǎn)生振蕩信號(hào)，MCU芯片的7端產(chǎn)生延時(shí)信號(hào);所述振蕩信號(hào)通過芯片驅(qū)動(dòng)的升壓驅(qū)動(dòng)電路4-21的倍壓整流電路提升電壓，控制NPN三極管Q2和PNP三極管Q3的導(dǎo)通和截止，最后驅(qū)動(dòng)MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。
[0022