JPH114550A - 充電発電機の制御装置 - Google Patents
充電発電機の制御装置Info
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- JPH114550A JPH114550A JP9153272A JP15327297A JPH114550A JP H114550 A JPH114550 A JP H114550A JP 9153272 A JP9153272 A JP 9153272A JP 15327297 A JP15327297 A JP 15327297A JP H114550 A JPH114550 A JP H114550A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な回路でありながら、パワートランジスタ
の発熱と低減可能な制御装置を実現する。 【解決手段】界磁巻線短絡時、パワートランジスタを強
制オフした状態で、周期的にリセット信号を入力し、リ
セット信号の期間だけ電力素子をオンして、短絡状態の
有無を判定する短絡保護回路において、界磁巻線短絡の
間、リセット信号発生周期を低下させ、単位時間当たり
のリセット回数を低減することにより、界磁巻線短絡時
の電力素子の発熱が防止される。
の発熱と低減可能な制御装置を実現する。 【解決手段】界磁巻線短絡時、パワートランジスタを強
制オフした状態で、周期的にリセット信号を入力し、リ
セット信号の期間だけ電力素子をオンして、短絡状態の
有無を判定する短絡保護回路において、界磁巻線短絡の
間、リセット信号発生周期を低下させ、単位時間当たり
のリセット回数を低減することにより、界磁巻線短絡時
の電力素子の発熱が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は充電発電機の制御装
置に係り、特に車両に搭載されるラジオのノイズ低減の
ためソフトスイッチ回路等のラジオノイズ低減回路を付
加した制御装置に有効であって、発電機の界磁巻線が何
らかの影響により短絡し、界磁電流を制御する電力素子
に直接バッテリ電圧が印加されたときの電力素子の短絡
破壊を防止する回路を備えた充電発電機の制御装置に関
する。
置に係り、特に車両に搭載されるラジオのノイズ低減の
ためソフトスイッチ回路等のラジオノイズ低減回路を付
加した制御装置に有効であって、発電機の界磁巻線が何
らかの影響により短絡し、界磁電流を制御する電力素子
に直接バッテリ電圧が印加されたときの電力素子の短絡
破壊を防止する回路を備えた充電発電機の制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来界磁巻線の短絡時に界磁電流制御用
電力素子の短絡破壊を防止するようにした短絡保護装置
は、例えば特開平6−276695 号公報で知られている。
電力素子の短絡破壊を防止するようにした短絡保護装置
は、例えば特開平6−276695 号公報で知られている。
【０００３】この種装置は、界磁巻線と界磁電流制御用
電力素子が接続された点の電圧がバッテリ電圧のとき短
絡状態と判断して電力素子を非導通状態にする短絡保護
回路を備えている。そして前記電力素子制御用ＰＷＭ出
力を固定周波数・デユーテイー可変形とし、その電力素
子が導通状態から非導通状態に切り替わる時間を一定周
期の短い一定時間内にすることで、その短い一定時間内
は電力素子が短絡状態でも電力素子をＰＷＭ出力により
導通可能とし、短絡検出回路にリセットが掛かるように
してある。
電力素子が接続された点の電圧がバッテリ電圧のとき短
絡状態と判断して電力素子を非導通状態にする短絡保護
回路を備えている。そして前記電力素子制御用ＰＷＭ出
力を固定周波数・デユーテイー可変形とし、その電力素
子が導通状態から非導通状態に切り替わる時間を一定周
期の短い一定時間内にすることで、その短い一定時間内
は電力素子が短絡状態でも電力素子をＰＷＭ出力により
導通可能とし、短絡検出回路にリセットが掛かるように
してある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、本出願人が別途特願平8−337982 号で提案してあ
る、電力素子の開閉速度を遅延させスイッチングノイズ
を低減するソフトスイッチ回路を付加した制御装置にあ
っては、ソフトスイッチのリセット信号が遅延し、その
結果、界磁巻線短絡時の電力素子の発熱が無視できない
値となり、冷却構造を改善する必要がある。
では、本出願人が別途特願平8−337982 号で提案してあ
る、電力素子の開閉速度を遅延させスイッチングノイズ
を低減するソフトスイッチ回路を付加した制御装置にあ
っては、ソフトスイッチのリセット信号が遅延し、その
結果、界磁巻線短絡時の電力素子の発熱が無視できない
値となり、冷却構造を改善する必要がある。
【０００５】本発明の目的は、ソフトスイッチ回路を付
加した電圧制御装置においても簡単な構成にて電力素子
の発熱を防止できる充電発電機の制御装置を提供するに
ある。
加した電圧制御装置においても簡単な構成にて電力素子
の発熱を防止できる充電発電機の制御装置を提供するに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、発電出力に供
する界磁巻線の短絡時に、該界磁巻線に流す電流を制御
する電力素子を強制オフした状態で、該電力素子に周期
的にリセット信号を入力し、リセット信号の期間だけ該
電力素子をオンして前記短絡状態の有無を判定する短絡
保護回路を備えた充電発電機の制御装置において、前記
界磁巻線の短絡している間、前記リセット信号発生周期
を低下させ、単位時間当たりのリセット回数を低減させ
ることにより達成される。
する界磁巻線の短絡時に、該界磁巻線に流す電流を制御
する電力素子を強制オフした状態で、該電力素子に周期
的にリセット信号を入力し、リセット信号の期間だけ該
電力素子をオンして前記短絡状態の有無を判定する短絡
保護回路を備えた充電発電機の制御装置において、前記
界磁巻線の短絡している間、前記リセット信号発生周期
を低下させ、単位時間当たりのリセット回数を低減させ
ることにより達成される。
【０００７】本発明は、発電出力に供する界磁巻線と、
該界磁巻線の磁界を受けて出力電流を発生する電機子巻
線と、該電機子巻線の出力電流を整流器を介して充電す
るバッテリと、該バッテリの電圧と予め設定された基準
電圧との偏差出力を得る電圧偏差回路と、前記界磁巻線
に流す電流を制御する電力素子の電流を検出する電流検
出回路と、電圧制御装置の基準周波数を発生する基準周
波数発生回路と、該基準周波数発生回路の出力と前記偏
差出力信号を比較する比較器と、該比較器の出力で前記
電力素子を制御し、前記バッテリ電圧を一定に保つよう
にした充電発電機の制御装置において、前記基準周波数
発生回路からの出力周波数を前記電流検出回路が設定値
を超えた時初期設定値に対し低くなるように変更するこ
とにより達成される。
該界磁巻線の磁界を受けて出力電流を発生する電機子巻
線と、該電機子巻線の出力電流を整流器を介して充電す
るバッテリと、該バッテリの電圧と予め設定された基準
電圧との偏差出力を得る電圧偏差回路と、前記界磁巻線
に流す電流を制御する電力素子の電流を検出する電流検
出回路と、電圧制御装置の基準周波数を発生する基準周
波数発生回路と、該基準周波数発生回路の出力と前記偏
差出力信号を比較する比較器と、該比較器の出力で前記
電力素子を制御し、前記バッテリ電圧を一定に保つよう
にした充電発電機の制御装置において、前記基準周波数
発生回路からの出力周波数を前記電流検出回路が設定値
を超えた時初期設定値に対し低くなるように変更するこ
とにより達成される。
【０００８】本発明の好ましくは、基準周波数発生回路
は鋸歯状信号発生回路であって、前記電流検出回路が設
定値を超えた時、鋸歯状信号の周波数を変更する。
は鋸歯状信号発生回路であって、前記電流検出回路が設
定値を超えた時、鋸歯状信号の周波数を変更する。
【０００９】本発明の好ましくは、基準周波数発生回路
は鋸歯状信号の電位が下降している間のみ信号を出力す
るリセット信号発生回路を有し、鋸歯状信号の電位が上
昇している間で、かつその電位が前記電流検出回路の設
定値を超えている間コンデンサの帰還電流により電力素
子を非導通状態とする。
は鋸歯状信号の電位が下降している間のみ信号を出力す
るリセット信号発生回路を有し、鋸歯状信号の電位が上
昇している間で、かつその電位が前記電流検出回路の設
定値を超えている間コンデンサの帰還電流により電力素
子を非導通状態とする。
【００１０】本発明の好ましくは、鋸歯状信号発生回路
がコンデンサの充電電流を変更するスイッチを有してい
る。
がコンデンサの充電電流を変更するスイッチを有してい
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づき説明する。
基づき説明する。
【００１２】図１は、車両用充電発電機の制御装置の全
体構成を示す。充電発電機はＹ結線された電機子巻線１
と、該電機子巻線１の出力単に結線され交流出力を直流
に整流する三相全波整流器２と、前記電機子巻線１に磁
束を供給する界磁巻線３と、バッテリ４の充電電圧を一
定に制御する電圧制御装置５とから構成されている。ま
た、電圧制御装置５は界磁電流を制御する電力素子（パ
ワートランジスタ）５１と、フライホイル・ダイオード
５２と、電源回路５３と、電圧偏差回路５４と、基準周
波数発生回路（鋸歯状信号発生回路）５５と、前記パワ
ートランジスタに流れる電流を検出する電流検出回路５
６と、前記電圧偏差回路５４の出力と前記基準周波数発
生回路５５の出力を比較する比較器５７と、前記基準周
波数発生回路（鋸歯状信号発生回路）５５と比較器５７
に応答するＮＯＲ回路５８，５９，６０と、パワートラ
ンジスタのベース電圧を遅延させるコンデンサ６１等に
より構成されている。
体構成を示す。充電発電機はＹ結線された電機子巻線１
と、該電機子巻線１の出力単に結線され交流出力を直流
に整流する三相全波整流器２と、前記電機子巻線１に磁
束を供給する界磁巻線３と、バッテリ４の充電電圧を一
定に制御する電圧制御装置５とから構成されている。ま
た、電圧制御装置５は界磁電流を制御する電力素子（パ
ワートランジスタ）５１と、フライホイル・ダイオード
５２と、電源回路５３と、電圧偏差回路５４と、基準周
波数発生回路（鋸歯状信号発生回路）５５と、前記パワ
ートランジスタに流れる電流を検出する電流検出回路５
６と、前記電圧偏差回路５４の出力と前記基準周波数発
生回路５５の出力を比較する比較器５７と、前記基準周
波数発生回路（鋸歯状信号発生回路）５５と比較器５７
に応答するＮＯＲ回路５８，５９，６０と、パワートラ
ンジスタのベース電圧を遅延させるコンデンサ６１等に
より構成されている。
【００１３】次に、各回路ブロックの動作について説明
する。電圧偏差回路５４は、抵抗５４１，５４２と増幅
回路５４３により反転増幅回路を構成し、抵抗５４４，
５４５によりバッテリ電圧が分圧された電圧ＶＳ１と予
め設定された基準電圧Ｖref との偏差を出力する。増幅
回路５４６は増幅率１倍のバッファアンプである。
する。電圧偏差回路５４は、抵抗５４１，５４２と増幅
回路５４３により反転増幅回路を構成し、抵抗５４４，
５４５によりバッテリ電圧が分圧された電圧ＶＳ１と予
め設定された基準電圧Ｖref との偏差を出力する。増幅
回路５４６は増幅率１倍のバッファアンプである。
【００１４】なお電圧偏差回路５４の出力５４ａの電圧
ＶＣ１は次式により表わされる。
ＶＣ１は次式により表わされる。
【００１５】ＶＣ１＝Ｖref −｛(ＶＳ１−Ｖref)＊Ｒ
５４２｝／Ｒ５４１ 前記鋸歯状信号発生回路５５において、比較器５５０１
の出力がローレベルのとき、トランジスタ５５０２は非
導通状態であるため、前記比較器５５０１のマイナス入
力は抵抗５５０３，５５０４によりＶＣＣが分圧された
値ＶＨとなる。このとき比較器５５０１のプラス入力は
スイッチ５５０５がオフ状態のため、定電流源５５０６
によりコンデンサ５５０７に電荷が充電され徐々に電位
が上昇するように構成されている。そして、比較器５５
０１のプラス入力電圧がマイナス入力電圧を超えたとき
比較器５５０１の出力はローレベルからハイレベルに切
り替わるようになっている。
５４２｝／Ｒ５４１ 前記鋸歯状信号発生回路５５において、比較器５５０１
の出力がローレベルのとき、トランジスタ５５０２は非
導通状態であるため、前記比較器５５０１のマイナス入
力は抵抗５５０３，５５０４によりＶＣＣが分圧された
値ＶＨとなる。このとき比較器５５０１のプラス入力は
スイッチ５５０５がオフ状態のため、定電流源５５０６
によりコンデンサ５５０７に電荷が充電され徐々に電位
が上昇するように構成されている。そして、比較器５５
０１のプラス入力電圧がマイナス入力電圧を超えたとき
比較器５５０１の出力はローレベルからハイレベルに切
り替わるようになっている。
【００１６】比較器５５０１の出力がハイレベルになる
とマイナス入力はトランジスタ5502が導通状態となるた
め抵抗５５０３および５５０４と並列抵抗５５０８によ
りＶＣＣが分圧された値ＶＬとなる。このとき比較器５
５０１のプラス入力はスイッチ５５０５がオン状態とな
るため、定電流源５５０６の電流はスイッチ5505を介し
定電流源５５１０に流れ込み、コンデンサ５５０７の電
荷もスイッチ5505を介し定電流源５５１０に放電され徐
々に電位が低下する。そして、比較器5501のプラス入力
がマイナス入力を下回ったとき、比較器５５０１の出力
はハイレベルからローレベルに切り替わる。
とマイナス入力はトランジスタ5502が導通状態となるた
め抵抗５５０３および５５０４と並列抵抗５５０８によ
りＶＣＣが分圧された値ＶＬとなる。このとき比較器５
５０１のプラス入力はスイッチ５５０５がオン状態とな
るため、定電流源５５０６の電流はスイッチ5505を介し
定電流源５５１０に流れ込み、コンデンサ５５０７の電
荷もスイッチ5505を介し定電流源５５１０に放電され徐
々に電位が低下する。そして、比較器5501のプラス入力
がマイナス入力を下回ったとき、比較器５５０１の出力
はハイレベルからローレベルに切り替わる。
【００１７】以上の動作の繰り返しにより比較器５７の
プラス入力端子５５ａに鋸歯状信号を発生する。また、
比較器の出力端子５５ｂはコンデンサ５５０７が放電し
ている時間のみハイレベルを出力するように動作する。
鋸歯状信号の上下限電圧ＶＨ，ＶＬ、およびコンデンサ
の充電時間Ｔ１，放電時間Ｔ２は次式のように表わされ
る。
プラス入力端子５５ａに鋸歯状信号を発生する。また、
比較器の出力端子５５ｂはコンデンサ５５０７が放電し
ている時間のみハイレベルを出力するように動作する。
鋸歯状信号の上下限電圧ＶＨ，ＶＬ、およびコンデンサ
の充電時間Ｔ１，放電時間Ｔ２は次式のように表わされ
る。
【００１８】ＶＨ＝｛Ｒ５５０４／(Ｒ５５０４＋Ｒ５
５０３)｝＊ＶＣＣ ＶＬ＝｛ＲＸ／(ＲＸ＋Ｒ５５０３)｝＊ＶＣＣ ＲＸ＝（Ｒ５５０４＊Ｒ５５０８)／(Ｒ５５０４＋Ｒ５
５０８） Ｔ１＝｛Ｃ５５０７＊(ＶＨ−ＶＬ)｝／ｉ５５０６ Ｔ２＝｛Ｃ５５０７＊(ＶＨ−ＶＬ)｝／(ｉ５５１０−
ｉ５５０６） 電流検出回路であるパワートランジスタ状態検出回路５
６は、パワートランジスタ５１のコレクタとアース間に
設けられ、パワートランジスタ５１が非導通状態のと
き、および界磁巻線３が短絡したときには図中Ｆ端子の
電圧がバッテリ電圧になり、抵抗５６１，ダイオード５
６２，５６３，５６４，抵抗５６５に電流が流れトラン
ジスタ５６６は導通状態となる。一方パワートランジス
タ５１が導通状態のときには、Ｆ端子の電圧が０Ｖに近
い値となるため、抵抗５６１，ダイオード５６２，５６
３，５６４，抵抗５６５に電流が流れずトランジスタ５
６６は非導通状態で、出力５６ａはハイレベルとなる。
５０３)｝＊ＶＣＣ ＶＬ＝｛ＲＸ／(ＲＸ＋Ｒ５５０３)｝＊ＶＣＣ ＲＸ＝（Ｒ５５０４＊Ｒ５５０８)／(Ｒ５５０４＋Ｒ５
５０８） Ｔ１＝｛Ｃ５５０７＊(ＶＨ−ＶＬ)｝／ｉ５５０６ Ｔ２＝｛Ｃ５５０７＊(ＶＨ−ＶＬ)｝／(ｉ５５１０−
ｉ５５０６） 電流検出回路であるパワートランジスタ状態検出回路５
６は、パワートランジスタ５１のコレクタとアース間に
設けられ、パワートランジスタ５１が非導通状態のと
き、および界磁巻線３が短絡したときには図中Ｆ端子の
電圧がバッテリ電圧になり、抵抗５６１，ダイオード５
６２，５６３，５６４，抵抗５６５に電流が流れトラン
ジスタ５６６は導通状態となる。一方パワートランジス
タ５１が導通状態のときには、Ｆ端子の電圧が０Ｖに近
い値となるため、抵抗５６１，ダイオード５６２，５６
３，５６４，抵抗５６５に電流が流れずトランジスタ５
６６は非導通状態で、出力５６ａはハイレベルとなる。
【００１９】比較器５７は鋸歯状信号５５ａをプラス入
力、電圧偏差回路５４の出力５４ａをマイナス入力とし
ており、出力５７ａには固定周波数のＰＷＭ出力が得ら
れる。
力、電圧偏差回路５４の出力５４ａをマイナス入力とし
ており、出力５７ａには固定周波数のＰＷＭ出力が得ら
れる。
【００２０】次に、ＮＯＲ回路５８，５９の動作につい
て説明する。ＮＯＲ回路は２入力がともにローレベルの
とき出力にハイレベルを出力し、それ以外の状態ではロ
ーレベルを出力するように動作する。つまり、ＮＯＲ回
路５９は入力５８ａがローレベルのときにはＰＷＭ出力
５７ａの信号によりパワートランジスタ５１を駆動する
ことを許可し（ＰＷＭ出力５７ａがローレベルのときパ
ワートランジスタ５１は導通状態、５７ａがハイレベル
のとき非導通状態）、ＮＯＲ回路５９の入力５８ａがハ
イレベルのときは禁止する（パワートランジスタ５１は
ＰＷＭ出力５７ａによらず非導通状態）ように構成され
ている。
て説明する。ＮＯＲ回路は２入力がともにローレベルの
とき出力にハイレベルを出力し、それ以外の状態ではロ
ーレベルを出力するように動作する。つまり、ＮＯＲ回
路５９は入力５８ａがローレベルのときにはＰＷＭ出力
５７ａの信号によりパワートランジスタ５１を駆動する
ことを許可し（ＰＷＭ出力５７ａがローレベルのときパ
ワートランジスタ５１は導通状態、５７ａがハイレベル
のとき非導通状態）、ＮＯＲ回路５９の入力５８ａがハ
イレベルのときは禁止する（パワートランジスタ５１は
ＰＷＭ出力５７ａによらず非導通状態）ように構成され
ている。
【００２１】また、ＮＯＲ回路５８は鋸歯状信号の電位
が下降している領域にいる間ハイレベルを出力する５５
ｂ（リセット信号）とパワートランジスタ状態検出回路
５６の出力５６ａを入力としているため、鋸歯状信号の
電位が上昇している領域においてＦ端子の電圧が設定値
より高い場合に、ＮＯＲ回路５８の出力５８ａはハイレ
ベルを出力し、その他の状態ではローレベルを出力する
ように構成されている。
が下降している領域にいる間ハイレベルを出力する５５
ｂ（リセット信号）とパワートランジスタ状態検出回路
５６の出力５６ａを入力としているため、鋸歯状信号の
電位が上昇している領域においてＦ端子の電圧が設定値
より高い場合に、ＮＯＲ回路５８の出力５８ａはハイレ
ベルを出力し、その他の状態ではローレベルを出力する
ように構成されている。
【００２２】以上から、ＮＯＲ回路５８，５９は鋸波状
信号の電位が上昇している領域においてＦ端子の電圧が
バッテリ電圧になった場合には、ＰＷＭ出力５７ａによ
らずパワートランジスタ５１を非導通させるように動作
する。
信号の電位が上昇している領域においてＦ端子の電圧が
バッテリ電圧になった場合には、ＰＷＭ出力５７ａによ
らずパワートランジスタ５１を非導通させるように動作
する。
【００２３】コンデンサ６１はパワートランジスタ５１
のベースの電圧動作を遅らせ、パワートランジスタ５１
のスイッチングスピードを遅らせる。
のベースの電圧動作を遅らせ、パワートランジスタ５１
のスイッチングスピードを遅らせる。
【００２４】また、ＮＯＲ回路６０はパワートランジス
タ状態検出回路５６の出力５６ａと、ＰＷＭ出力５７ａ
の出力を入力としており、５６ａ，５７ａが共に、ロ−
レベルのとき、ハイレベルを出力する。つまり、界磁巻
線３の短絡時、出力としてハイレベルを出力し、周波数
変換回路５５のスイッチ５５０９をオン状態にする。ス
イッチ５５０９をオン状態にすることで、定電流源５５
１１が導通し、定電流源５５０６によって、コンデンサ
５５０７に充電する電流を引く抜くために、コンデンサ
５５０７の充電時間が延長される。
タ状態検出回路５６の出力５６ａと、ＰＷＭ出力５７ａ
の出力を入力としており、５６ａ，５７ａが共に、ロ−
レベルのとき、ハイレベルを出力する。つまり、界磁巻
線３の短絡時、出力としてハイレベルを出力し、周波数
変換回路５５のスイッチ５５０９をオン状態にする。ス
イッチ５５０９をオン状態にすることで、定電流源５５
１１が導通し、定電流源５５０６によって、コンデンサ
５５０７に充電する電流を引く抜くために、コンデンサ
５５０７の充電時間が延長される。
【００２５】ここで、コンデンサの充電時間Ｔ１，放電
時間Ｔ２は次式のように表わされる。
時間Ｔ２は次式のように表わされる。
【００２６】Ｔ１＝｛Ｃ５５０７＊(ＶＨ−ＶＬ)｝／
(ｉ５５０６−ｉ５５１１） Ｔ２＝｛Ｃ５５０７＊(ＶＨ−ＶＬ)｝／｛(ｉ５５１０
＋ｉ５５１１)−ｉ５５０６｝ 定電流の条件はｉ５５１０＞ｉ５５１１，ｉ５５０６＜
（ｉ５５１０＋ｉ５５１１）に、設定する。
(ｉ５５０６−ｉ５５１１） Ｔ２＝｛Ｃ５５０７＊(ＶＨ−ＶＬ)｝／｛(ｉ５５１０
＋ｉ５５１１)−ｉ５５０６｝ 定電流の条件はｉ５５１０＞ｉ５５１１，ｉ５５０６＜
（ｉ５５１０＋ｉ５５１１）に、設定する。
【００２７】つまり、界磁巻線３の短絡時，コンデンサ
の充電時間Ｔ１が延長されるため、リセット信号の周波
数が低くなる。
の充電時間Ｔ１が延長されるため、リセット信号の周波
数が低くなる。
【００２８】図２は、時間ｔ０にて界磁巻線３の短絡が
発生し、時間ｔ１にて短絡が解除されたときの各部の電
圧波形である。図中（ｃ）はＰＷＭ出力５７ａで、図中
(ａ)の鋸波状信号５５ａと図中（ｂ）の電圧偏差回路出
力５４ａを比較器５７により比較した出力になるので、
時間ｔ０まではバッテリ電圧が設定電圧（例えば、１
４.４Ｖ)になるようにＰＷＭ出力５７ａの通流率が決定
される。
発生し、時間ｔ１にて短絡が解除されたときの各部の電
圧波形である。図中（ｃ）はＰＷＭ出力５７ａで、図中
(ａ)の鋸波状信号５５ａと図中（ｂ）の電圧偏差回路出
力５４ａを比較器５７により比較した出力になるので、
時間ｔ０まではバッテリ電圧が設定電圧（例えば、１
４.４Ｖ)になるようにＰＷＭ出力５７ａの通流率が決定
される。
【００２９】時間ｔ０で界磁巻線３が短絡すると界磁巻
線３に界磁電流が供給できなくなり充電発電機は発電で
きずバッテリ電圧は設定電圧以下となり、（ｂ）に示す
電圧偏差回路出力５４ａの電位は急激に上昇し、（ｃ）
のＰＷＭ出力５７ａの通流率は１００％になる。そし
て、時間ｔ１で短絡が解除されると界磁巻線３に界磁電
流が供給されるので充電発電機はバッテリ電圧が設定電
圧になるように発電を開始する。
線３に界磁電流が供給できなくなり充電発電機は発電で
きずバッテリ電圧は設定電圧以下となり、（ｂ）に示す
電圧偏差回路出力５４ａの電位は急激に上昇し、（ｃ）
のＰＷＭ出力５７ａの通流率は１００％になる。そし
て、時間ｔ１で短絡が解除されると界磁巻線３に界磁電
流が供給されるので充電発電機はバッテリ電圧が設定電
圧になるように発電を開始する。
【００３０】しかし、界磁巻線３が短絡した状態でパワ
ートランジスタ５１が導通状態になるとコレクタからエ
ミッタへ短絡電流が流れ破壊に至り、充電発電機が発電
不能となってしまう。そこで、ＮＯＲ回路５８，５９に
より、（ｆ）のリセット信号５５ｂがローレベルの領域
（鋸波状信号５５ａの電位が上昇しているとき）におい
て、（ｄ）のＦ端子電圧がバッテリ電圧になったときに
は、（ｈ）の短絡検出信号５８ａをハイレベルとしＰＷ
Ｍ出力５７ａの出力によらず、パワートランジスタ５１
を非導通状態にすることで界磁巻線３が短絡した時のパ
ワートランジスタ５１の短絡破壊を防止する。また、
（ｈ）の短絡保護信号５８ａは（ｆ）のリセット信号５
５ｂよりに鋸波状信号５５ａの電位が下降状態にある短
い時間の間（コンデンサ放電時間Ｔ１）は（ｈ）に示す
短絡検出信号５８ａがローレベルになるため（ｃ）のＰ
ＷＭ出力５７ａがローレベルになっていれば、パワート
ランジスタ５１は導通状態となる。つまり、界磁巻線３
の短絡状態では前述のように（ｃ）のＰＷＭ出力は通流
率１００％となっているため（ｆ）のリセット信号５５
ｂがハイレベルの短時間の間パワートランジスタ５１は
コレクタからエミッタへ短絡電流が流れる。
ートランジスタ５１が導通状態になるとコレクタからエ
ミッタへ短絡電流が流れ破壊に至り、充電発電機が発電
不能となってしまう。そこで、ＮＯＲ回路５８，５９に
より、（ｆ）のリセット信号５５ｂがローレベルの領域
（鋸波状信号５５ａの電位が上昇しているとき）におい
て、（ｄ）のＦ端子電圧がバッテリ電圧になったときに
は、（ｈ）の短絡検出信号５８ａをハイレベルとしＰＷ
Ｍ出力５７ａの出力によらず、パワートランジスタ５１
を非導通状態にすることで界磁巻線３が短絡した時のパ
ワートランジスタ５１の短絡破壊を防止する。また、
（ｈ）の短絡保護信号５８ａは（ｆ）のリセット信号５
５ｂよりに鋸波状信号５５ａの電位が下降状態にある短
い時間の間（コンデンサ放電時間Ｔ１）は（ｈ）に示す
短絡検出信号５８ａがローレベルになるため（ｃ）のＰ
ＷＭ出力５７ａがローレベルになっていれば、パワート
ランジスタ５１は導通状態となる。つまり、界磁巻線３
の短絡状態では前述のように（ｃ）のＰＷＭ出力は通流
率１００％となっているため（ｆ）のリセット信号５５
ｂがハイレベルの短時間の間パワートランジスタ５１は
コレクタからエミッタへ短絡電流が流れる。
【００３１】ここで、ＮＯＲ回路６０は、短絡モード
時、（ｇ）のＰＷＭ周波数変更信号６０ａを出力し、６
０ａがハイレベルの間スイッチ５５０９をオンさせ、定
電流源５５１０により、放電を開始する。定電流源５５
１１が動作することにより、コンデンサ５５０７に充電
する時間が延びるため、結果として、ＰＷＭ周波数が低
下する。
時、（ｇ）のＰＷＭ周波数変更信号６０ａを出力し、６
０ａがハイレベルの間スイッチ５５０９をオンさせ、定
電流源５５１０により、放電を開始する。定電流源５５
１１が動作することにより、コンデンサ５５０７に充電
する時間が延びるため、結果として、ＰＷＭ周波数が低
下する。
【００３２】ＰＷＭ周波数の低下はすなわち、リセット
信号の周波数が低下することであり、これは、単位時間
当たりのリセット信号発生回数を減少させ、パワートラ
ンジスタ５１のベース・エミッタ間、コンデンサ６１に
より、パワートランジスタ５１のソフトスイッチング動
作を行っても、パワートランジスタ５１の発熱を防止す
ることが可能となる。
信号の周波数が低下することであり、これは、単位時間
当たりのリセット信号発生回数を減少させ、パワートラ
ンジスタ５１のベース・エミッタ間、コンデンサ６１に
より、パワートランジスタ５１のソフトスイッチング動
作を行っても、パワートランジスタ５１の発熱を防止す
ることが可能となる。
【００３３】時間ｔ１で界磁巻線３の短絡が解除される
と、（ｆ）のリセット信号５５ｂが短絡解除後初めてハ
イレベルにあるとき、（ｃ）のＰＷＭ出力５７ａの通流
率は１００％となっているためパワートランジスタ５１
は導通状態となり、（ｄ）Ｆ端子電圧は０Ｖに近い値
に、（ｈ）短絡検出信号５８ａはローレベルになる。従
って、（ｃ）のＰＷＭ出力５７ａの出力によりパワート
ランジスタ５１は制御され、（ｇ）のＰＷＭ周波数変更
信号６０ａの出力がローレベルとなり、ＰＷＭ周波数は
元の状態に戻る。
と、（ｆ）のリセット信号５５ｂが短絡解除後初めてハ
イレベルにあるとき、（ｃ）のＰＷＭ出力５７ａの通流
率は１００％となっているためパワートランジスタ５１
は導通状態となり、（ｄ）Ｆ端子電圧は０Ｖに近い値
に、（ｈ）短絡検出信号５８ａはローレベルになる。従
って、（ｃ）のＰＷＭ出力５７ａの出力によりパワート
ランジスタ５１は制御され、（ｇ）のＰＷＭ周波数変更
信号６０ａの出力がローレベルとなり、ＰＷＭ周波数は
元の状態に戻る。
【００３４】また、通常発電中の（ｃ）のＰＷＭ出力５
７ａにより電力素子が導通状態から非導通状態に切り替
わりＦ端子の電圧がバッテリ電圧となり短絡状態の判断
をしても、（ｆ）のリセット信号５５ｂが次にハイレベ
ルを出力している時間内に（ｃ）のＰＷＭ出力によりパ
ワートランジスタ５１が導通状態となるので短絡状態が
解除され、パワートランジスタ５１はＰＷＭ出力により
制御される。
７ａにより電力素子が導通状態から非導通状態に切り替
わりＦ端子の電圧がバッテリ電圧となり短絡状態の判断
をしても、（ｆ）のリセット信号５５ｂが次にハイレベ
ルを出力している時間内に（ｃ）のＰＷＭ出力によりパ
ワートランジスタ５１が導通状態となるので短絡状態が
解除され、パワートランジスタ５１はＰＷＭ出力により
制御される。
【００３５】以上本発明の実施例によれば、予期しない
界磁巻線の短絡事故が生じ、電力素子を強制オフした状
態でも、周期的に電力素子にリセット信号を入力し、リ
セット信号の期間だけパワートランジスタをオンして、
短絡状態の有無を判定する短絡保護回路に有効で、界磁
巻線短絡の間、リセット信号発生周期を低下させ、単位
時間当たりのリセット回数を低減することにより、界磁
巻線短絡時の電力素子の発熱を防止できる。
界磁巻線の短絡事故が生じ、電力素子を強制オフした状
態でも、周期的に電力素子にリセット信号を入力し、リ
セット信号の期間だけパワートランジスタをオンして、
短絡状態の有無を判定する短絡保護回路に有効で、界磁
巻線短絡の間、リセット信号発生周期を低下させ、単位
時間当たりのリセット回数を低減することにより、界磁
巻線短絡時の電力素子の発熱を防止できる。
【００３６】なお、電力素子のスイッチングノイズを削
減するために、電力素子のスイッチングスピードを遅ら
せたソフトスイッチ回路を付加した制御装置において
は、電力素子のベースに印加されるリセット信号も遅延
動作を行うために、リセット信号の時間を短くすること
が困難である。そのため、リセット信号発生周期を低下
させることによる、電力素子の発熱防止が非常に有効な
手段となる。
減するために、電力素子のスイッチングスピードを遅ら
せたソフトスイッチ回路を付加した制御装置において
は、電力素子のベースに印加されるリセット信号も遅延
動作を行うために、リセット信号の時間を短くすること
が困難である。そのため、リセット信号発生周期を低下
させることによる、電力素子の発熱防止が非常に有効な
手段となる。
【００３７】したがって、簡単な回路で電力素子の発熱
を防止する制御装置を実現できる。
を防止する制御装置を実現できる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、電力素子の開閉速度を
遅延させてスイッチングノイズを低減させるためのソフ
トスイッチ回路を付加した電圧制御装置においても簡単
な構成にて電力素子の発熱を防止できる。
遅延させてスイッチングノイズを低減させるためのソフ
トスイッチ回路を付加した電圧制御装置においても簡単
な構成にて電力素子の発熱を防止できる。
【図１】本発明の実施例における車両用充電発電機の制
御装置の回路図。
御装置の回路図。
【図２】図１における各回路の動作電圧波形図。
１…電機子巻線、２…整流器、３…界磁巻線、４…バッ
テリ、５…電圧制御装置、５１…電力素子（パワートラ
ンジスタ）、５３…電源回路、５４…電圧偏差回路、５
５…基準周波数発生回路（鋸歯状信号発生回路）、５６
…電流検出回路(パワートランジスタ状態検出回路)、５
７…比較器、５８，５９，６０…ＮＯＲ回路、６１…コ
ンデンサ、５５０５，５５０９…スイッチ、５５１０，
５５１１…定電流源。
テリ、５…電圧制御装置、５１…電力素子（パワートラ
ンジスタ）、５３…電源回路、５４…電圧偏差回路、５
５…基準周波数発生回路（鋸歯状信号発生回路）、５６
…電流検出回路(パワートランジスタ状態検出回路)、５
７…比較器、５８，５９，６０…ＮＯＲ回路、６１…コ
ンデンサ、５５０５，５５０９…スイッチ、５５１０，
５５１１…定電流源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桝本 正寿 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内
Claims (5)
- 【請求項１】発電出力に供する界磁巻線の短絡時に、該
界磁巻線に流す電流を制御する電力素子を強制オフした
状態で、該電力素子に周期的にリセット信号を入力し、
リセット信号の期間だけ該電力素子をオンして前記短絡
状態の有無を判定する短絡保護回路を備えた充電発電機
の制御装置において、 前記界磁巻線の短絡している間、前記リセット信号発生
周期を低下させ、単位時間当たりのリセット回数を低減
させることを特徴とした充電発電機の制御装置。 - 【請求項２】発電出力に供する界磁巻線と、該界磁巻線
の磁界を受けて出力電流を発生する電機子巻線と、該電
機子巻線の出力電流を整流器を介して充電するバッテリ
と、該バッテリの電圧と予め設定された基準電圧との偏
差出力を得る電圧偏差回路と、前記界磁巻線に流す電流
を制御する電力素子の電流を検出する電流検出回路と、
電圧制御装置の基準周波数を発生する基準周波数発生回
路と、該基準周波数発生回路の出力と前記偏差出力信号
を比較する比較器と、該比較器の出力で前記電力素子を
制御し、前記バッテリ電圧を一定に保つようにした充電
発電機の制御装置において、 前記基準周波数発生回路からの出力周波数を前記電流検
出回路が設定値を超えた時初期設定値に対し低くなるよ
うに変更することを特徴とする充電発電機の制御装置。 - 【請求項３】請求項２記載において、基準周波数発生回
路は鋸歯状信号発生回路であって、前記電流検出回路が
設定値を超えた時、鋸歯状信号の周波数を変更すること
を特徴とする充電発電機の制御装置。 - 【請求項４】請求項３記載において、基準周波数発生回
路は鋸歯状信号の電位が下降している間のみ信号を出力
するリセット信号発生回路を有し、鋸歯状信号の電位が
上昇している間で、かつその電位が前記電流検出回路の
設定値を超えている間コンデンサの帰還電流により電力
素子を非導通状態とすることを特徴とする充電発電機の
制御装置。 - 【請求項５】請求項３記載において、鋸歯状信号発生回
路はコンデンサの充電電流を変更するスイッチを有する
ことを特徴とする充電発電器の制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15327297A JP3400678B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 充電発電機の制御装置 |
| DE19825809A DE19825809B4 (de) | 1997-06-11 | 1998-06-09 | Steuerungsvorrichtung für einen Ladegenerator |
| KR1019980021403A KR19990006822A (ko) | 1997-06-11 | 1998-06-10 | 충전발전기의 제어장치 |
| US09/095,698 US5990666A (en) | 1997-06-11 | 1998-06-11 | Charging generator having a short protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15327297A JP3400678B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 充電発電機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH114550A true JPH114550A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3400678B2 JP3400678B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=15558843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15327297A Expired - Fee Related JP3400678B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 充電発電機の制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5990666A (ja) |
| JP (1) | JP3400678B2 (ja) |
| KR (1) | KR19990006822A (ja) |
| DE (1) | DE19825809B4 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE33249E (en) * | 1982-10-18 | 1990-07-03 | Erowa A.G. | Coupling device |
| JP2002218797A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-08-02 | Toyota Motor Corp | 機関駆動式発電装置 |
| KR101346128B1 (ko) * | 2006-10-06 | 2013-12-31 | 레미 인터내셔널, 인코포레이티드 | 필드 코일 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는방법 및 시스템 |
| JP2014110645A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Denso Corp | 車両用発電機 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005137071A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Hitachi Ltd | 振動発電装置 |
| JP4524663B2 (ja) * | 2005-11-02 | 2010-08-18 | 株式会社デンソー | 車両用電圧制御装置 |
| US8004248B2 (en) * | 2006-05-30 | 2011-08-23 | Texas Instruments Incorporated | Systems and methods for multi-mode battery charging |
| TW200929773A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Mobiletron Electronics Co Ltd | Short circuit protection device for alternator |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59185116A (ja) * | 1983-04-05 | 1984-10-20 | 三菱電機株式会社 | 充電発電機の界磁コイル短絡保護回路 |
| US4570199A (en) * | 1983-03-25 | 1986-02-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Protection circuit for voltage regulator of vehicle mounted generator |
| JPH0622374B2 (ja) * | 1985-02-21 | 1994-03-23 | 日本電装株式会社 | 交流発電機の電圧制御装置 |
| US5444354A (en) * | 1992-03-02 | 1995-08-22 | Hitachi, Ltd. | Charging generator control for vehicles |
| US5448154A (en) * | 1992-07-03 | 1995-09-05 | Hitachi, Ltd. | Control device for battery charging AC generator used in motor vehicle |
| JPH06276695A (ja) * | 1993-03-16 | 1994-09-30 | Hitachi Ltd | 充電発電機の制御装置 |
| KR0168111B1 (ko) * | 1993-11-25 | 1999-04-15 | 전성원 | 자동차용 충전발전기 제어장치 |
| KR100426140B1 (ko) * | 1995-01-10 | 2004-06-26 | 가부시키 가이샤 히다치 카 엔지니어링 | 차량용전원시스템 |
| US5617011A (en) * | 1995-06-06 | 1997-04-01 | Ford Motor Company | Method and system for limiting generator field voltage in the event of regulator failure in an automotive vehicle |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP15327297A patent/JP3400678B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-09 DE DE19825809A patent/DE19825809B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-10 KR KR1019980021403A patent/KR19990006822A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-06-11 US US09/095,698 patent/US5990666A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE33249E (en) * | 1982-10-18 | 1990-07-03 | Erowa A.G. | Coupling device |
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| KR101346128B1 (ko) * | 2006-10-06 | 2013-12-31 | 레미 인터내셔널, 인코포레이티드 | 필드 코일 단락 상태시 전압 조정기 구동 회로를 보호하는방법 및 시스템 |
| JP2014110645A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Denso Corp | 車両用発電機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990006822A (ko) | 1999-01-25 |
| JP3400678B2 (ja) | 2003-04-28 |
| DE19825809A1 (de) | 1998-12-24 |
| DE19825809B4 (de) | 2008-07-31 |
| US5990666A (en) | 1999-11-23 |
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