本發(fā)明涉及一種用于啟停起動機(jī)的電子式限流繼電器，屬汽車起動機(jī)配套設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
車輛采用啟停裝置，在行使中路遇紅燈等待或堵車時,發(fā)動機(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)動機(jī)重啟時峰值電流極大，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缺陷，有的在起動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,還會導(dǎo)致起動機(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，會降低啟停裝置工作的可靠性，且增加了成本。詳見日本電裝公司專利：專利號200910005683.9【具有改進(jìn)的電阻布置的起動機(jī)電磁開關(guān)】。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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，及存在起動機(jī)失效的隱患問題。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：該用于啟停起動機(jī)的電子式限流繼電器由延時電路、升壓驅(qū)動電路、MOS功率管電路和限流電阻R0構(gòu)成，其特征在于：繼電器本體由延時電路、升壓驅(qū)動電路、MOS功率管電路和限流電阻R0組成，繼電器本體串接在起動機(jī)電路中；繼電器本體的正極端與觸點(diǎn)30b、限流電阻R0并聯(lián)連接，繼電器本體的負(fù)極端與限流電阻R0和起動電機(jī)的正極端M并聯(lián)連接；延時電路的正極端、升壓驅(qū)動電路的正極端和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；延時電路的輸出端與升壓驅(qū)動電路的輸入端連接，升壓驅(qū)動電路的輸出端與MOS功率管電路的場效應(yīng)管的柵極端連接；延時電路和升壓驅(qū)動電路的負(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R0和起動電機(jī)的正極端M，起動電機(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，延時電路延時100~150mS后輸出高電位控制升壓驅(qū)動電路開始工作，輸出電壓驅(qū)動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和起動電機(jī)端子之間的限流電阻R0從10mΩ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。所述的MOS功率管電路包括至少四個場效應(yīng)管、電阻R1和穩(wěn)壓管D1；多個場效應(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，限流電阻R0兩端的阻抗將由10mΩ降低為0.5mΩ；避免起動電路的瞬間高壓加到漏極和源極之間擊穿場效應(yīng)管。所述的延時電路至少有兩種：延時電路A和延時電路B，所述兩種延時電路的電路結(jié)構(gòu)不同，但作用相同，即延時時間均為100~150mS，都為升壓驅(qū)動電路提供輸入信號。所述的升壓驅(qū)動電路至少有兩種：其一為芯片驅(qū)動，其二為DC-DC驅(qū)動，兩種升壓驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)不同，但作用相同，即都是驅(qū)動MOS功率管電路的場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。所述的采用芯片驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路由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C1和C3、二極管D3和D4、電阻R7、R8和R10組成；NPN三極管Q4的基極通過電阻R9與延時電路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MOS功率管電路。所述的采用DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路由小功率DC-DC電源構(gòu)成。所述的延時電路A與芯片驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路適配：延時電路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；MCU芯片的5端產(chǎn)生振蕩信號，MCU芯片的7端產(chǎn)生延時信號；所述振蕩信號通過芯片驅(qū)動的升壓驅(qū)動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MOS功率管電路的場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。所述的延時電路B與DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路適配：延時電路B由NPN三極管Q2、穩(wěn)壓管D、電阻R1和電容C1組成；NPN三極管Q2的基極通過穩(wěn)壓管D并聯(lián)連接電阻R1和電容C1；NPN三極管Q2的集電極與DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路的輸入端連接；NPN三極管Q2的發(fā)射極和電容C1均接地；電阻R1與DC-DC升壓驅(qū)動電路的另一個輸入端連接。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，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)管被擊穿也不會導(dǎo)致起動機(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，及存在起動機(jī)失效的隱患問題。附圖說明圖1為一種用于啟停起動機(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機(jī)的電子式限流繼電器的升壓驅(qū)動電路采用芯片驅(qū)動時的電路原理示意圖；圖3為一種用于啟停起動機(jī)的電子式限流繼電器的升壓驅(qū)動電路采用DC-DC驅(qū)動時的電路原理示意圖；圖4為一種用于啟停起動機(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。圖中：1、電源，2、電磁開關(guān)，3、起動電機(jī)，4、繼電器本體，4-1、延時電路，4-2、升壓驅(qū)動電路，4-3、MOS功率管電路，4-11、延時電路A，4-12、延時電路B。具體實(shí)施方式下面結(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：該用于啟停起動機(jī)的電子式限流繼電器由延時電路4-1、升壓驅(qū)動電路4-2、MOS功率管電路4-3和限流電阻R0構(gòu)成，繼電器本體4由延時電路4-1、升壓驅(qū)動電路4-2、MOS功率管電路4-3和限流電阻R0組成，繼電器本體4串接在起動機(jī)電路中；繼電器本體4的正極端與觸點(diǎn)30b、限流電阻R0并聯(lián)連接，繼電器本體4的負(fù)極端與限流電阻R0和起動電機(jī)3的正極端M并聯(lián)連接；延時電路4-1的正極端、升壓驅(qū)動電路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；延時電路4-1的輸出端與升壓驅(qū)動電路4-2的輸入端連接，升壓驅(qū)動電路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；延時電路4-1和升壓驅(qū)動電路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R0和起動電機(jī)3的正極端M，起動電機(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，延時電路4-1延時100~150mS后輸出高電位控制升壓驅(qū)動電路4-2開始工作，輸出電壓驅(qū)動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和起動電機(jī)3端子之間的限流電阻R0從10mΩ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。所述的延時電路4-1至少有兩種：延時電路A4-11和延時電路B4-12，所述兩種延時電路的電路結(jié)構(gòu)不同，但作用相同，即延時時間均為100~150mS，都為升壓驅(qū)動電路4-2提供輸入信號。所述的升壓驅(qū)動電路4-2至少有兩種：其一為芯片驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-21，其二為DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-22，兩種升壓驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)不同，但作用相同，即都是驅(qū)動MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。所述的芯片驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路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C1和C3、二極管D3和D4、電阻R7、R8和R10組成；NPN三極管Q4的基極通過電阻R9與延時電路A4-11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MOS功率管電路4-3。所述的采用DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-22由小功率DC-DC電源構(gòu)成。所述的延時電路A4-11與芯片驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-21適配：延時電路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，MCU芯片的7端產(chǎn)生延時信號；所述振蕩信號通過芯片驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路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MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。所述的延時電路B4-12與DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-22適配：延時電路B4-12由NPN三極管Q2、穩(wěn)壓管D、電阻R1和電容C1組成；NPN三極管Q2的基極通過穩(wěn)壓管D并聯(lián)連接電阻R1和電容C1；NPN三極管Q2的集電極與DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-22的輸入端連接；NPN三極管Q2的發(fā)射極和電容C1均接地；電阻R1與DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-22的另一個輸入端連接。所述的MOS功率管電路4-3包括至少四個場效應(yīng)管、電阻R1和穩(wěn)壓管D1；四個場效應(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4-3的場效應(yīng)管由截止變?yōu)閷?dǎo)通時，限流電阻R0兩端的阻抗將由10mΩ降低為0.5mΩ；避免起動電路中的瞬間高壓加到漏極和源極之間擊穿場效應(yīng)管。（參見圖1～5）該用于啟停起動機(jī)的電子式限流繼電器的工作原理如下：為降低瞬間起動峰值電流，在傳統(tǒng)起動機(jī)主回路里串接該用于啟停起動機(jī)的電子式限流繼電器；當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)Ig閉合，電磁開關(guān)2隨后閉合，電磁開關(guān)2的觸點(diǎn)將30和30b端短接，繼電器本體1的正極端得電，延時電路4-1開始計(jì)時，在延時100~150mS后，延時電路4-1輸出高電位，控制升壓驅(qū)動電路4-2開始工作，升壓驅(qū)動電路4-2輸出電壓，驅(qū)動MOS功率管電路4-3的多個場效應(yīng)管的柵極，使得MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管由截止變?yōu)槿珜?dǎo)通，這樣，使連接在觸點(diǎn)30b和起動電機(jī)3正極端子M之間的限流電阻R0從10mΩ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，這樣，就限制了起動電機(jī)3瞬間的堵轉(zhuǎn)電流峰值，（參見圖4）電流峰值從A3點(diǎn)降低為A1點(diǎn)。在恢復(fù)低阻抗后，因?yàn)槠饎与姍C(jī)3已由堵轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，其電流峰值如A2點(diǎn)所示，此后起動電機(jī)3工作在正常的全功率輸出狀態(tài)。（參見圖1）實(shí)施例1：（參見圖2）當(dāng)升壓驅(qū)動電路為芯片驅(qū)動時：延時電路A4-11的MCU芯片的5端產(chǎn)生振蕩信號，該振蕩信號通過芯片驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-21的電阻R9輸送到NPN三極管Q4的基極，通過由電容C1和C3、二極管D3和D4、電阻R7、R8和R10組成的倍壓整流電路將電壓升高，通過MCU芯片處理后在其7端產(chǎn)生延時信號輸出，控制NPN三極管Q2和PNP三極管Q3的導(dǎo)通和截止，最后通過電阻R3輸出信號驅(qū)動MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。MCU芯片的1端為工作電源端，其8端接地。實(shí)施例2：（參見圖3）當(dāng)升壓驅(qū)動電路采用DC-DC電源驅(qū)動時：延時電路B4-12的NPN三極管Q2的集電極輸出信號，控制DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-22在延時100~150mS后開始工作，DC-DC驅(qū)動的升壓驅(qū)動電路4-22的輸出信號送至MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的柵極，控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通和截止。延時電路4-1不限于本發(fā)明選用的延時電路A4-11和延時電路B4-12，只要延時時間為100~150mS，能為相應(yīng)升壓驅(qū)動電路提供適配輸入信號的其它電路結(jié)構(gòu)的延時電路均可替代使用。該用于啟停起動機(jī)的電子式限流繼電器采用無觸點(diǎn)的場效應(yīng)功率管替代繼電器觸點(diǎn)，控制限流電阻R0的加入和撤出，使用壽命長。將限流電阻R0與MOS功率管電路4-3的場效應(yīng)管的漏極與源極并聯(lián)連接后，再將該用于啟停起動機(jī)的電子式限流繼電器串聯(lián)連接在起動機(jī)主回路中，不僅能很好地起到限流削峰的作用，而且省去了與點(diǎn)火端并接的導(dǎo)線；簡化電路連接結(jié)構(gòu)，提高了啟?？煽啃?。同時，并接在場效應(yīng)管漏極和源極之間的數(shù)毫歐、千瓦級功率的限流電阻R0，可有效防止場效應(yīng)管擊穿導(dǎo)致限流功能失效。該用于啟停起動機(jī)的電子式限流繼電器現(xiàn)已生產(chǎn)樣件，在實(shí)際試用中，駕乘者反映操作方便，舒適感好，啟停起動機(jī)工作性能穩(wěn)定。以上所述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，上述舉例說明不對本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容作任何形式上的限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了本說明書后依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上具體實(shí)施方式所作的任何簡單修改或變形，以及可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，而不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。