交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路的制作方法
【專利說明】交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年I月5日提交的美國臨時專利申請序列號61/749，295，題為“ALTERNATOR OVERVOLTAGE PROTECT1N CIRCUIT” 的優(yōu)先權(quán)；本申請要求 2014 年 I 月 3日提交的美國專利申請序列號14/147，223，題為“ALTERNATOR OVERVOLTAGE PROTECT1NCIRCUIT”的優(yōu)先權(quán)，其要求2013年I月5日提交的美國臨時專利申請序列號61/749，295，題為“ALTERNATOR OVERVOLTAGE PROTECT1N CIRCUIT”的優(yōu)先權(quán)，這兩個申請全部以引用的方式結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及戶外電動設(shè)備，且更具體地涉及用于戶外電動設(shè)備的交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0004]在典型工作條件中，戶外電動設(shè)備中的交流發(fā)電機的電壓輸出通常由戶外電動設(shè)備中的電池來調(diào)整。但是，交流發(fā)電機的電壓輸出過大的交流發(fā)電機過壓情況能夠由于至電池的連接突然丟失而產(chǎn)生。而且，在具有故障或損壞(硫酸化(sulfated))的電池的戶外電動設(shè)備從外部源突然啟動，且當(dāng)該交流發(fā)電機連接時調(diào)整該交流發(fā)電機的外部源在引擎工作之后被移除時，交流發(fā)電機過壓情況也能夠發(fā)生。
[0005]因此，需要用于戶外電動設(shè)備的交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在本發(fā)明的一個方面中，交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路包括TRIAC和MOSFET ;TRIAC被電連接到M0SFET，該TRIAC被電連接到磁發(fā)電機，其中該TRIAC被配置成當(dāng)被MOSFET觸發(fā)時使該磁發(fā)電機接地；且MOSFET被電連接到交流發(fā)電機，其中該MOSFET被配置成當(dāng)該交流發(fā)電機工作在過壓情況時導(dǎo)通。
[0007]在本發(fā)明的另一個方面中，交流發(fā)電機被連接到引擎并由該引擎轉(zhuǎn)動，其中該磁發(fā)電機被連接到引擎并向該引擎提供火花。
[0008]在本發(fā)明的還一個方面中，交流發(fā)電機提供電壓輸出；其中使用TRIAC將磁發(fā)電機接地使得該磁發(fā)電機停用并停止從交流發(fā)電機的電壓輸出。
[0009]在本發(fā)明的另一個方面中，交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路還包括晶體管:其中該晶體管被電連接到交流發(fā)電機，其中該晶體管被配置成當(dāng)交流發(fā)電機在過壓情況中工作時導(dǎo)通。
[0010]在本發(fā)明的還一個方面中，當(dāng)交流發(fā)電機輸出大于約18.65VDC的電壓時存在過壓情況。
[0011]在本發(fā)明的另一方面中，當(dāng)交流發(fā)電機輸出大于約15VDC的電壓時存在過壓情況。
[0012]在本發(fā)明的還一個方面中，當(dāng)交流發(fā)電機輸出大于約20VDC的電壓時存在過壓情況。
[0013]在本發(fā)明的實施方式的另一方面中，交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路包括TRIAC和MOSFET ;該TRIAC被電連接到M0SFET，該TRIAC被電連接到磁發(fā)電機，其中該TRIAC被配置成當(dāng)被MOSFET觸發(fā)時將該磁發(fā)電機接地；且MOSFET可電連接到交流發(fā)電機，其中該MOSFET被配置成當(dāng)該交流發(fā)電機在過壓情況中工作時導(dǎo)通。
[0014]在本發(fā)明的另一方面中，該交流發(fā)電機被連接到引擎并由引擎轉(zhuǎn)動，其中該磁發(fā)電機被連接到該引擎并向該引擎提供火花。
[0015]在本發(fā)明的還一個方面中，交流發(fā)電機提供電壓輸出；其中使用TRIAC將磁發(fā)電機接地使得該磁發(fā)電機停用并停止從交流發(fā)電機的電壓輸出。
[0016]在本發(fā)明的另一方面中，交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路還包括晶體管；其中該晶體管可電連接到交流發(fā)電機，其中該晶體管被配置成當(dāng)交流發(fā)電機在過壓情況中工作時導(dǎo)通。
[0017]在本發(fā)明的還一個方面中，當(dāng)交流發(fā)電機輸出大于約18.65VDC的電壓時存在過壓情況。
[0018]在本發(fā)明的另一方面中，當(dāng)交流發(fā)電機輸出大于約15VDC的電壓時存在過壓情況。
[0019]在本發(fā)明的還一個方面中，當(dāng)交流發(fā)電機輸出大于約20VDC的電壓時存在過壓情況。
[0020]在本發(fā)明的實施方式的另一方面中，用于戶外電動設(shè)備的交流發(fā)電機過壓保護(hù)的方法包括提供TRIAC和由具有磁發(fā)電機的引擎轉(zhuǎn)動的交流發(fā)電機，其中該交流發(fā)電機在被引擎轉(zhuǎn)動時輸出電壓；以及將TRIAC配置為當(dāng)交流發(fā)電機在過壓情況中工作時將磁發(fā)電機接地，由此停用該磁發(fā)電機，停止引擎的轉(zhuǎn)動，并停止交流發(fā)電機輸出電壓。
[0021]在本發(fā)明的另一方面中，該方法還包括提供晶體管和MOSFET ;將晶體管配置為在交流發(fā)電機在過壓情況中工作時導(dǎo)通；將該MOSFET配置為在通過導(dǎo)通晶體管在MOSFET的柵極施加電壓時導(dǎo)通；以及將MOSFET配置為當(dāng)MOSFET導(dǎo)通時引導(dǎo)來自磁發(fā)電機的一部分電流以觸發(fā)TRIAC的柵極，由此使得TRIAC導(dǎo)通。
[0022]在本發(fā)明的還一個方面中，當(dāng)交流發(fā)電機輸出大于約18.65VDC的電壓時存在過壓情況。
[0023]在本發(fā)明的另一方面中，當(dāng)交流發(fā)電機輸出大于約15VDC的電壓時存在過壓情況。
[0024]在本發(fā)明的還一個方面中，當(dāng)交流發(fā)電機輸出大于約20VDC的電壓時存在過壓情況。
[0025]在本發(fā)明的實施方式的另一方面中，交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路包括調(diào)節(jié)器部分、觸發(fā)器部分、驅(qū)動部分以及禁用部分；該調(diào)節(jié)器部分可連接到由引擎轉(zhuǎn)動的交流發(fā)電機，且該禁用部分可連接到負(fù)載；觸發(fā)器部分位于調(diào)節(jié)器部分與驅(qū)動部分之間并被電連接到調(diào)節(jié)器部分和驅(qū)動部分；驅(qū)動部分位于觸發(fā)器部分和禁用部分之間并被電連接到觸發(fā)器部分和禁用部分；負(fù)載是被連接到引擎的磁發(fā)電機并被配置成提供火花給引擎；調(diào)節(jié)器部分被配置成調(diào)節(jié)從交流發(fā)電機接收的電壓輸出，并輸出調(diào)節(jié)的電壓給觸發(fā)器部分；觸發(fā)器部分被配置成從調(diào)節(jié)器部分接收調(diào)節(jié)的電壓；觸發(fā)器部分還被配置成當(dāng)交流發(fā)電機輸出電壓超出交流發(fā)電機過壓閾值時輸出電流到驅(qū)動部分，其中當(dāng)交流發(fā)電機輸出電壓沒有超過交流發(fā)電機過壓閾值時觸發(fā)器部分不輸出電流給驅(qū)動部分；驅(qū)動部分被配置成當(dāng)驅(qū)動部分從觸發(fā)器部分接收到電流時激活禁用部分；以及該禁用部分被配置成在該禁用部分被激活時通過低阻抗路徑從磁發(fā)電機轉(zhuǎn)移至少一部分電流到交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路的接地端，由此從引擎移除火花并停用該引擎。
[0026]在本發(fā)明的另一方面中，該禁用部分包括禁用TRIAC，該TRIAC具有連接到磁發(fā)電機的主端子I (MTl)和連接到地的主端子2 (MT2)，其中該禁用TRIAC被配置成當(dāng)禁用部分被激活時導(dǎo)通，由此在MTl的磁發(fā)電機與在MT2的地端之間建立第一電流路徑。
[0027]在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，該禁用TRIAC被配置成在第三象限觸發(fā)并導(dǎo)通。
[0028]在本發(fā)明的另一方面中，該驅(qū)動部分通過在磁發(fā)電機與地端之間建立通過驅(qū)動部分的低阻抗路徑來激活禁用部分，該磁發(fā)電機與地端之間的低阻抗路徑建立第二電流路徑和第三電流路徑；該第三電流路徑使用磁發(fā)電機提供的部分電流來產(chǎn)生在禁用TRIAC的柵極處的電壓，該第二電流路徑從禁用TRIAC的柵極移除電流，由此使得禁用TRIAC導(dǎo)通，其中在禁用TRIAC的柵極處產(chǎn)生的電壓和從該禁用TRIAC的柵極處移除的電流足以使得禁用TRIAC在第三象限觸發(fā)并導(dǎo)通。
[0029]在本發(fā)明的進(jìn)一方面中，驅(qū)動部分建立的低阻抗路徑由驅(qū)動MOSFET構(gòu)成；該驅(qū)動MOSFET被配置成在觸發(fā)器部分提供電流給驅(qū)動部分時從高阻抗?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變到低阻抗?fàn)顟B(tài)；其中從觸發(fā)器部分提供給驅(qū)動部分的電流流過在驅(qū)動部分中的驅(qū)動分壓器，其在驅(qū)動MOSFET的柵極處產(chǎn)生足以用于驅(qū)動MOSFET的漏極和源極之間的路徑的電壓以從高阻抗?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變到低阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0030]在本發(fā)明的另一方面中，驅(qū)動分壓器被配置成對驅(qū)動部分的驅(qū)動電容器充電，其中該驅(qū)動電容器被連接到驅(qū)動MOSFET的柵極并包含足夠的電荷以用于在引擎停止轉(zhuǎn)動之后保持驅(qū)動MOSFET在低阻抗?fàn)顟B(tài)持續(xù)一些秒。
[0031]在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，觸發(fā)器部分由觸發(fā)器晶體管構(gòu)成，該觸發(fā)器晶體管被配置成通過調(diào)節(jié)器部分從交流發(fā)電機接收電流，該觸發(fā)器晶體管還被配置成當(dāng)交流發(fā)電機輸出電壓超過交流發(fā)電機過壓閾值時提供電流給驅(qū)動分壓器。
[0032]在本發(fā)明的另一方面中，交流發(fā)電機過壓閾值大約是15VDC。
[0033]在本發(fā)明的還一個方面中，交流發(fā)電機過壓閾值大約是18.65VDC。
[0034]在本發(fā)明的另一方面中，交流發(fā)電機過壓閾值大約是20VDC。
[0035]在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，調(diào)節(jié)器部分由調(diào)節(jié)器二極管、調(diào)節(jié)器電阻器、調(diào)節(jié)器齊納二極管和調(diào)節(jié)器電容器構(gòu)成；調(diào)節(jié)器二極管的陽極從交流發(fā)電機接收電壓輸出；調(diào)節(jié)器電阻器的第一端被連接到該調(diào)節(jié)器二極管的陰極且調(diào)節(jié)器電阻器的第二端連接到觸發(fā)器部分，該調(diào)節(jié)器齊納二極管和調(diào)節(jié)器電容器并聯(lián)連接，調(diào)節(jié)器齊納二極管的陰極和調(diào)節(jié)器電容器的陽極被連接到調(diào)節(jié)器電阻器的第二端；調(diào)節(jié)器齊納二極管的陽極和調(diào)節(jié)器電容器的陰極被連接到地端；觸發(fā)器部分由觸發(fā)器齊納二極管、觸發(fā)器電容器、觸發(fā)器電阻器和觸發(fā)器晶體管構(gòu)成；觸發(fā)器齊納二極管的陽極和觸發(fā)器晶體管的集電極被連接到調(diào)節(jié)器電阻器的第二端、調(diào)節(jié)器齊納二極管的陰極、以及調(diào)節(jié)器電容器的陽極；觸發(fā)器齊納二極管的陽極、觸發(fā)器電阻器的第一端和觸發(fā)器電容器的陽極被連接；觸發(fā)器電容器的陰極被連接到地端；觸發(fā)器電阻器的第二端被連接到觸發(fā)器晶體管的基極；觸發(fā)器晶體管的發(fā)射極被連接到驅(qū)動部分；驅(qū)動部分由第一驅(qū)動電阻器、第二驅(qū)動電阻器、第三驅(qū)動電阻器、驅(qū)動電容器、驅(qū)動二極管和驅(qū)動MOSFET構(gòu)成；第二驅(qū)動電阻器的第一端從觸發(fā)器晶體管的發(fā)射極接收電流；第三驅(qū)動電阻器的第二端被連接到地端；第二驅(qū)動電阻器的第二端和第三驅(qū)動電阻器的第一端被連接；第二驅(qū)動電阻器和第三驅(qū)動電阻器包括觸發(fā)器晶體管的發(fā)射極與地端之間的驅(qū)動分壓器；驅(qū)動電容器的陽極被連接到第二驅(qū)動電阻器的第二端、第三驅(qū)動電阻器的第一端和驅(qū)動MOSFET的柵極；驅(qū)動MOSFET的源極被連接到地端且驅(qū)動MOSFET的漏極被連接到驅(qū)動二極管的陰極；驅(qū)動二極管的陽極被連接到第一驅(qū)動電阻器的第二端，且第一驅(qū)動電阻器的第一端被連接到禁用部分；以及該禁用部分由禁用電阻器、禁用電容器和禁用TRIAC構(gòu)成；禁用電阻器的第二端、禁用電容器的陰極和禁用TRIAC的柵極被連接到第一驅(qū)動電阻器的第一端；禁用電阻器的第一端、禁用電容器的陽極和禁用TRIAC的主端子I (MTl)可連接到磁發(fā)電機；禁用TRIAC的主端子2(MT2)被連接到地端。
[0036]在本發(fā)明的實施方式的另一方面中，交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路包括:調(diào)節(jié)器部分、觸發(fā)器部分、驅(qū)動部分和禁用部分；調(diào)節(jié)器部分可連接到由引擎轉(zhuǎn)動的交流發(fā)電機，且禁用部分可連接到負(fù)載；觸發(fā)器部分位于調(diào)節(jié)器部分和驅(qū)動部分之間并被電連接到該調(diào)節(jié)器部分和驅(qū)動部分；該驅(qū)動部分位于觸發(fā)器部分和禁用部分之間并被電連接到該觸發(fā)器部分和禁用部分；負(fù)載是引擎組件的線圈，其中從該線圈移除的功率被配置成禁用該引擎；交流發(fā)電機被配置成通過禁用部分的禁用電阻元件提供功率給線圈，其中該禁用電阻元件的第二端被連接到該線圈的第一端；調(diào)節(jié)器部分被配置成調(diào)節(jié)從交流發(fā)電機接收的電壓輸出，并輸出調(diào)節(jié)的電壓到觸發(fā)器部分；該觸發(fā)器部分被配置成從該調(diào)節(jié)器部分接收調(diào)節(jié)的電壓；觸發(fā)器部分還被配置成在交流發(fā)電機輸出電壓超過交流發(fā)電機過壓閾值時輸出電流到驅(qū)動部分，其中觸發(fā)器部分在交流發(fā)電機輸出電壓沒有超出交流發(fā)電機過壓閾值時不輸出電流到驅(qū)動部分；驅(qū)動部分被配置成在驅(qū)動部分從觸發(fā)器部分接收電流時激活禁用部分；以及該禁用部分被配置成在該禁用部分被激活時通過低阻抗路徑從該線圈轉(zhuǎn)移至少一部分電流到交流發(fā)電機過壓保護(hù)電路的地端，由此禁用該引擎。
[0037]在本發(fā)明的另一方面中，該禁用部分包括禁用TRIAC，該TRIAC具有連接到禁用電阻元件的第二端的主端子I (MTl)和連接到地端的主端子2 (MT2)，其中該禁用TRIAC被配置成在禁用部分被激活時導(dǎo)通，由此在MTl的禁用電阻元件的第二端與在MT2的地端之間建立第一電流路徑。
[0038]在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，該禁用TRIAC被配置成在第三象限觸發(fā)并導(dǎo)通。
[0039]在本發(fā)明的另一方面中，驅(qū)動部分通過在禁用電阻元件的第二端與地端之間建立通過驅(qū)動部分的低阻抗路徑來激活禁用部分，禁用電阻元件的第二端與地端之間的該低阻抗路徑建立第二電流路徑和第三電流路徑；該第三電流路徑使用禁用電阻元件提供的一部分電流來產(chǎn)生禁用TRIAC的柵極的電壓，該第二電流路徑從該禁用TRAIC的柵極移除電流，由此使得禁用TRIAC導(dǎo)通，其中在禁用TRIAC的柵極產(chǎn)生的電壓和從禁用TRIAC的柵極移除的電流足以使得該禁用TIRAC在第三象限觸發(fā)并導(dǎo)通。
[0040]在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，驅(qū)動部分建立的低阻抗路徑由驅(qū)動MOSFET構(gòu)成；驅(qū)動MOSFET被配置成在觸發(fā)器部分提供電流給驅(qū)動部分時從高阻抗?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變到低阻抗?fàn)顟B(tài)；其中從觸發(fā)器部分提供給驅(qū)動部分的電流流過在驅(qū)動部分中的驅(qū)動分壓器，其在驅(qū)動MOSFET的柵極產(chǎn)生足以用于驅(qū)動MOSFET的漏極和源極之間的路徑的電壓以用于從高阻抗?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變到低阻抗?fàn)顟B(tài)的。
[0041]在本發(fā)明的另一方面中，驅(qū)動分壓器被配置成給該驅(qū)動部分的驅(qū)動電容器充電，其中該驅(qū)動電容器被連接到驅(qū)動MOSFET的柵極并包含足夠的電荷以用于在引擎停止轉(zhuǎn)動之后保持驅(qū)動MOSFET在低阻抗?fàn)顟B(tài)持續(xù)一些秒。
[0042]在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，觸發(fā)器部分由觸發(fā)器晶體管構(gòu)成，其被配置成通過調(diào)節(jié)器部分從交流發(fā)電機接收電流，觸發(fā)器晶體管還被配置成在交流發(fā)電機輸出電壓超過交流發(fā)電機過壓閾值時提供電流給驅(qū)動分壓器。
[0043]在本發(fā)明的另一方面中，交流發(fā)電機過壓閾值大約是15VDC。
[0044]在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，交流發(fā)電機過壓閾值大約是18.65VDC。
[0045]在本發(fā)明的另一方面中，交流發(fā)電機過壓閾值大約是20VDC。
[0046]在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，禁用電阻元件由保險絲構(gòu)成，其具有的電流等級小于當(dāng)禁用部分被激活時流過低阻抗路徑的電流量的電流等級，其中該電阻元件的保險絲被配置為當(dāng)在禁用部分激活時電流流過低阻抗路徑時熔斷，由此從線圈移除功率并禁用引擎。
[0047]在本發(fā)明的另一個方面中，禁用電阻元件由電阻器構(gòu)成，其具有的電阻值使得當(dāng)禁用部分被激活時由于電流流過低阻抗路徑而導(dǎo)致線圈失電，其中該線圈的失電禁用該引擎。
[0048]在本發(fā)明的另一方面中，線圈是燃料電磁線圈、進(jìn)氣閥線圈、和/或燃料栗繼電器線圈。
[0049]在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，調(diào)節(jié)器部分由調(diào)節(jié)器二極管、調(diào)節(jié)器電阻器、調(diào)節(jié)器齊納二極管和調(diào)節(jié)器電容器構(gòu)成；調(diào)節(jié)器二極管的陽極從交流發(fā)電機