機動車通用型電磁式電源總開關的製作方法

2023-06-15 23:30:16 2

專利名稱：機動車通用型電磁式電源總開關的製作方法
技術領域：
本實用新型是機動車通用型的電磁式電源總開關。
現有的電磁式電源總開關是非通用型，只能適用於控制電源正極(如申請號為87209991的專利)或控制電源負極(如申請號為88208773.8的專利)中的一種，這給更換電源開關及維修帶來不便。
本實用新型的目的是提供一種即能控制電源正極又能控制電源負極的電磁式通用電源總開關，並使具有安全、可靠、省電等特點，給維修、更換總開關和使用帶來方便。
本實用新型通用型電磁式電源總開關TDK的外形如圖1，它由電源輸入端1、電源輸出端2，三個控制端3、4、5，殼體6，固定用支架7及殼體內部的電子控制系統8組成。圖2是裝於電源總開關TDK內部的電子控制系統8，電源輸入端1可以接電源P正極，電源輸出端2接機動車電氣系統的正極，電源負極搭鐵，即電源正極控制使用；電源輸入端1也可以接電源P的負極，電源輸出端2接搭鐵，電源P正極接電氣設備的正極，即電源負極控制使用。與用電設備兩種不同的接線方式見圖3和圖4。
電源總開關TDK能工作於兩種電源接線方式關鍵在於電子控制系統8的線路特點所決定。其特點是線路中有兩套使繼電器J工作的三極體開關系統，它們能自動分別工作於電源正極控制接線方式和電源負極控制接線方式，且不會損壞其中的元器件。
電子控制線路8的特徵是繼電器J的線包一端接電源輸入端1，線包另一端同時接到NPN開關三極體T1和PNP開關三極體T2的集電極，T1的發射極搭鐵，T1的基極經D7、R1接到控制端的三個二極體D1、D2、D3。電源正極控制接法中(圖3)由NPN三極體T1執行使TDK通斷的控制命令。T2的發射極與二極體D1、D2、D3和電壓比較器MC反相輸入端相連，基極通過限流電阻R2，R3連到搭鐵和MC的輸出端，MC的電源正極端V+搭鐵，同時經D5接到同相輸入端，MC的電源負極端V-經D6接於TDK的電源輸入端1，同時V-分別經電阻R4、R5接於反相輸入端和同相輸入端。在電源負極控制接線法中(圖4)，由PNP三極體T2及電壓比較器MC執行使TDK通斷的控制命令。二極體D1～D7，電阻R1～R5，電容C，電壓比較器MC是使電子線路正常工作的元件。
電源正極控制使用時電子控制系統工作原理概述3個控制端3、4、5中任何一端有正電壓輸入時，正電壓經R1、D7提供了T1導通的基極電流而導通，繼電器J得電工作，使1-2吸合接通電源正極。在此T2集電極和發射極處於同一正電壓電位，不會工作。
電源負極控制使用時工作原理概述三個控制端3、4、5無正電壓輸入時，電子線路8不工作，TDK處於斷開狀態；當3、4、5有正電壓輸入瞬間，(TDK還未接通的時刻)電流經D1(或D2、D3)→R4→D6至電源輸入端(電源負極)1，D6導通，電壓比較器MC的電源負極端V-具有了負極電位，MC的反相輸入端具有了正電壓的正電位，與此同時，電流另一路經外部的點火系統12(見圖4)的線圈→搭鐵→D5→R5→D6至電源輸入端1(電源負極)，因點火系統12線圈有一定的阻抗R，R和R5串聯的分壓作用使電壓比較器MC的同相輸入端電壓較低，同時這個分壓作用提供了電壓比較器MC的正電源V+，因反相輸入端電壓高於同相輸入端電壓而使MC輸出低電平，使PNP電晶體T2導通，繼電器J導通，TDK吸合接通1和2，搭鐵接通了電源負極，此時T2基極電流改道經R2至電源負極(搭鐵)，保證了TDK可靠吸合導通。MC的V-，V+因同處於了負極電位而停止工作。
圖1。機動車通用型電磁式電源總開關TDK外形圖。其中1.電源輸入端接線端子；2.電源輸出端接線端子；3、4、5，三個控制端接線端子；6.電源總開關TDK主體外殼；7.固定電源總開關用支架；8.安裝在外殼6內部的電子控制系統。圖2.電源總開關內部的電子控制系統原理圖。其中1～5對應圖1中的接線端子，8為裝在主體內部的電子控制系統，D1～D7為二極體，T1為NPN型三極體，T2為PNP型三極體，MC為電壓比較器，其中-，+分別代表電壓比較器的反相和同相輸入端，V-，V+分別代表電壓比較器電源的負端和正端，J代表使電源總開關TDK通斷的電磁繼電器，其線包分別連接到1和開關三極體T1和T2的集電極，R1～R5是保證線路正常工作的電阻，C是電容。圖3.是TDK按控制電源正極接法時，TDK與電氣設備9～14，K及電瓶P的電連接原理圖，其中9是其種型號點火開關，A、B、C、D是它的4個電接點，A是電火開關的輸入端，與電瓶P正極和1相連，B與TDK的控制端3和點火系統12相連，C與起動繼電器10相連，D與輔助用電系統11相連，13是尾燈，K是尾燈開關，14是全車用電負載系統，尾燈及K與5相連。TDK的電源輸入端1與電源電瓶P正極相連，電源輸出端2與14及K相連，電瓶P負極搭鐵。圖4.是TDK按控制電源負極接法時TDK與電氣設備、電瓶P的電連接原理圖，其中1與電瓶P的負極相連，2搭鐵，點火開關9中A與電瓶P正極、K、14相連，其他連接方法與圖3相同。
電源總開關TDK按控制電源正極使用時與電氣設備的電連接按圖3及相應的
進行。點火開關9空擋時，B、C、D均無電壓，3、4、5上也無電壓，TDK處於斷開狀態，全車用電設備均無電。9置I擋時，A-B接通，4輸入正電壓，TDK接通電源正極，全車通電，同時點火系統12工作；當9置II擋時，A-B-C接通，起動繼電器10工作，起動後點火開關退回到I擋工作；9反旋置輔助電器11時A-D接通，TDK也保持導通，但點火系統12無電不工作。當夜間停車需尾燈13點亮時，先將9置I擋，合K，尾燈即亮，9再置空擋，尾燈仍亮；關斷K後，TDK回復斷開狀態，全車無電，既使其他用電設備未關閉，TDK也不會接通電源，所以只要關斷尾燈K，取下點火開關的鑰匙，全車斷電保護了電氣設備。TDK在關斷狀態時，電子控制系統8中的電晶體雖有靜態電流，但用電量極微小，大約只有10毫安以下，比電瓶的自然放電電流還小得多，所以電源總開關對電瓶也是安全的。在TDK關斷時，PNP三極體T2集電極雖處於正電位狀態，但發射極無正電壓，所以T2也是安全的。TDK在導通狀態時，由於D6處於反向偏置，電壓比較器MC電源V+，V_端雖然反接，電壓差很小，所以MC也是安全的，試驗運行也證明了這一點。
電源總開關TDK按控制電源負極使用時，按圖4接法操作，尾燈的開、關及對電氣設備的保護作用同圖3。TDK關斷狀態下，電子控制系統中的靜態電流也很小。雖然TDK在起動中但未接通前的瞬間，正電壓經A→點火線系統12到搭鐵至T1發射極使之帶正電位，但點火系統12的阻抗有降壓作用，且T1有一定的抗反偏壓能力，又有電子元件的保護控制能力，試驗也表明這個過程中T1也是安全的，不會損壞。另外還需說明的是，由於電壓比較器MC的作用，點火開關置空擋(或鑰匙取下)時，其一用電設備開關處於閉合狀態(尾燈開關K除外)，也不會使TDK工作產生誤接通電源。
權利要求1.一種機動車電磁式電源總開關TDK，它由電源輸入端1和電源輸出端2，三個控制端3、4、5，殼體6，固定用支架7及殼體內的電子控制系統8組成，其特徵在於電源輸入端1可以接電源P的正極，2接於電氣設備的正極；1也可以接電源的負極，2接搭鐵，電子控制系統8繼電器J的線包一端接1，另一端接NPN開關三極體T1和PNP開關三極體T2的集電極，T1的發射極搭鐵，基極經D7、R1與D1、D2、D3相連，T2的發射極與D1、D2、D3及電壓比較器MC的反相輸入端相連，T2的基極與限流電阻R2、R3相連，R2、R3的另一端分別搭鐵和接電壓比較器MC的輸出端，MC的電源正極端V+搭鐵，並經D5接於同相輸入端，MC的電源負極端V-經D6接於1，同時V-分別經R4、R5接於反相輸入端和同相輸入端。
專利摘要本實用新型是一種用於機動車上的通用型電磁式電源總開關，它既能用於控制電源負極的車型，也能用控制電源正極的車型，與點火開關連鎖通斷電瓶電源電極的負電極或正電極。當夜間停車點火開關置空擋時仍能按需要將尾燈點亮，安裝此電源總開關對原車無需做任何改動。此電源總開關動作靈敏，穩定可靠，維修、安裝十分方便，可達到保護電瓶和電氣設備的目的。
文檔編號H03K17/56GK2243141SQ9520921
公開日1996年12月18日 申請日期1995年4月20日 優先權日1995年4月20日
發明者楊生輝, 王志文, 馮明 申請人:天津特達電子有限公司