JPS5849092B2 - 蓄電池充電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、交流発電機の出力電圧を整流して蓄電池を充
電する装置に関し、特に内燃機関によって駆動される３
相交流発電機の出力電圧を所定の値に調整する改良され
た電圧調整器を備えた充電装置に関する。

第１図は、従来の自動車等の車輛に搭載される前述の様
な蓄電池を充電する装置を示しており、か＼る装置は、
主として直流電圧発生器１０、電磁継電器２０、電圧調
整器３０、より構或される。

直流電圧発生器１０は、３相星形発電子コイル１１及び
界磁巻線１２を含む、内燃機関（図示せず）によって駆
動される交流発電機と、この発電機の発生電圧を整流す
る全波整流器１３とを有し、車輛等の運転時に蓄電池に
与えるための充電電圧を発生するように機能する。

電磁継電器２０は、ｔ磁コイル２１と、この電磁コイル
で作動する接点２２及び２３とを含み、内燃機関、即ち
交流発電機の運転停止時に、例えばカー・ラジオの様な
アクセサリ類の動作に起因して界磁巻線１２に大きな励
磁電流が流れて蓄電池１が放電するのを防ぐように、ま
た充電表示灯２を点＜’Ｈするように、機能する。

電圧調整器３０は、後述する様に、直流電圧発生器１０
からの出力電圧を一定の値に保持し、蓄電池１を規定の
電圧で充電するように機能する。

第１図に示された装置に於いて、スタータ・スイッチ３
がＯＮ状態になると、内燃機関のスクータ（図示せず）
に蓄電池１の電圧が印加されると同時に、ダイオード２
４を介して電磁コイル２１に電流が流れ、接点２２及び
２３が閉状態になる。

従って、蓄電池１から、接点２２及び２３、電圧調整器
３０、界磁巻線１２を介して励磁電流が流れるので、３
相星形発電子コイル１１が付勢されて発電を開始し、中
性点１４にも電圧が発生する。

スタート後、スタータ・スイッチ３は直ちにＯＦＦ状態
になり蓄電池１から電磁コイル２１に電流が流れないが
、中性点１４に発生した電圧により、ダイオード２５を
介して電磁コイル２１に電流が流れるので、接点２２及
び２３は閉状態のまＸ保持される。

従って、交流発電機の運転中、中性点電圧により電磁継
電器２０の接点２２及ひ２３は閉状態にされ、界磁巻線
１２に蓄電池１の電圧が印加されているので、直流電圧
発生器１０は正常に出力電圧を与え続ける。

この様に動作する装置に於ける従来の電圧調整器３０は
、２個のトランジスタ３１及び３２、分圧回路を構或す
る抵抗３３及び３４、電圧検出用のツエナー・ダイオー
ド３５、コンデンサ３６及び３７、抵抗３８及び３９、
ダイオード４０、より構成される。

尚、抵抗３８はトランジスタ３２の動作を円滑にするた
めに設けられ、コンデンサ３６及ひ３７は、トランジス
タ３１及び３２の動作を迅速且つ確実にするために設け
られる。

前述の様な従来の構成に於いて、内燃機関の始動に際し
、スタータ・スイッチ３をＯＮ状態にすると、前述の様
に電磁継電器２０が作動し、トランジスク３１のベース
回路に電流が流れるので、トランジスタ２１のエミツタ
・コレクタ間が導通して界磁巻線１２に励磁電流が流れ
る。

従って、直流電圧発生器１０の出力端子間（ａ−ｂ）に
直流電圧が発生される。

こＳに於いて、ツエナー・ダイオードは、発生した直流
電圧が所定の電圧を超えると導通し、それ以下のときに
不導通になるように構成される。

従って、交流発電機の回転速度が上昇して出力端子間の
電圧が上昇すると、分圧回路の接続点Ｊの電圧も上昇し
、ツエナー・ダイオード３５が導通する。

このためトランジスタ３２が導通ずるのでトランジスタ
３１が不導通となり、界磁巻線１２への励磁電流が遮断
されて出力端子間（ａ−ｂ）の直流電圧は低下する。

これに対して、出力端子間の電圧が所定の値以下になる
と、分圧回路の接続点Ｊの電圧も低下し、ツエナー・ダ
イオード３５が不導通になる。

このためトランジスタ３２が不導通になるのでトランジ
スタ３１が導通し、界磁巻線１２へ励磁電流が与えられ
て出力端子間の直流電圧は上昇する。

叙上の如き動作の繰返しにより、直流電圧発生器１０の
出力電圧は所定の値に制御され、それによって蓄電池１
を充電する。

然るに、第１図に示された様な、従来の電圧調整器を用
いた装置に於いて、内燃機関、換言すれば交流発電機の
運転中に、車輛に搭載された電気負荷４をスイッチ５に
よりＯＮ，ＯＦＦすると、直流電圧発生器１０の出力端
子間（ａ−ｂ）の電圧と蓄電池１の端子電圧との間に電
位差が生じ、電圧調整器３０のツエナー・ダイオード３
５が誤動作して交流発電機が発電を停止するという欠点
を呈する。

この様な不都合な発電停止の現象の原因は以下の様に考
えられる。

運転中に電気負荷４のスイッチ５をＯＮすると、負荷線
６を流れる負荷電流に相当する電圧降下のために、負荷
側端子間（ｅ−ｆ）の電圧は、出力端子間（ａ−ｂ）の
電圧及ひ蓄電池１の端子電圧よりも低くなり、従って、
ツエナー・ダイオード３５はこの様な低い負荷側の端子
電圧を抵抗３３及び３４から成る分圧回路を介して検出
しており、蓄電池１の端子電圧は高い状態で充電してい
る。

次に、運転中にスイッチ５をＯＦＦすると、負荷線６に
負荷電流が流れないので電圧降下がなく、それ故負荷側
端子間（ｅ−ｆ）には出力端子間（ａ−ｂ）に接続され
た蓄電池１の端子電圧が印加され、そしてこの印加電圧
は、スイッチ５をＯＮＬたときの高い電圧である。

従って、蓄電池１は、その端子電圧が電圧調整器３０の
調整電圧に低下するまで自己放電を持続する。

この様に電気負荷が変化する間、電圧調整器３０のツエ
ナー・ダイオード３５は、調整電圧より高い電圧を検出
するため、前述の様にツエナー・ダイオードが導通して
、トランジスタ３１が不導通となり、発電停止状態が生
じる。

尚、この様な状態は、蓄電池１が満充電状態のときに発
生し易い。

叙上の如き発電停止状態は、交流発電機の中性点電圧の
低下による電磁継電器２０の接点２２及び２３の開状態
を招き、交流発電機の再発電を不可能にし、内燃機関の
停止が余儀なくされ、また再発電を可能にするには、接
点２２及ひ２３の間に適当な手動スイッチ７を設け、発
電停止時に該スイッチをＯＮする必要がある。

この様に発電停止状態の発生が車輌等の運行に極めて大
きな支障を招来することは明らかである。

本発明は、内燃機関の運転中に、電気負荷が変化するに
も拘らず、即ち、負荷線に電圧降下が生ずるにも拘らず
、電磁継電器の接点が閉状態に保持されるように、内燃
機関によって駆動される交流発電機の出力電圧を整流し
て蓄電池を充電する装置に使用される改良された電圧調
整器を備えた充電装置を提供することを目的としている
。

本発明を図示実施例に従って以下に説明する。

第２図は、本発明の自動車等の車輌に搭載される蓄電池
を充電する装置を示しており、その構成及ひ動作は、電
圧調整器５０を除いて、第１図の装置と同様である。

電圧調整器５０は、第１図の電圧調整器３０と同様に、
交流発電機の界磁巻線１２を付勢する励磁電流を与える
ためのスイッチング動作を行う第１のトランジスタ３１
と、第１のトランジスタ３１のスイッチング動作を制御
する第２のトランジスタ３２、分圧回路を構成する抵抗
３３及ひ３４、電圧検出用のツエナー・ダイオード３５
、を含む。

電圧調整器５０は更に、第２のトランジスタ３２のコレ
ククと界磁巻線１２との間に挿入されたインピーダンス
素子、例えば抵抗５１を含む。

従って、ツエナー・ダイオード３５が、前述の様な交流
発電機の発電停止状態を招来する調整電圧より高い電圧
を検出した場合、ツエナー・ダイオード３５が導通し、
第２のトランジスタ３２が導通し、そして第１のトラン
ジスタ３１が不導通になるが、第２のトランジスタ３２
の出力電流、即ちコレクタ電流が抵抗５１を介して界磁
巻線１２に励磁電流として僅かに流れるので、発電停止
状態の発生が回避され、電磁継電器２０の接点２２及ひ
２３は閉状態を保持することができる。

尚、トランジスタ３２の許容コレクタ電流の範囲まで、
界磁巻線１２の励磁電流として利用できるので、負荷線
６の電圧降下及び車輛配線の際のコネクタの使用により
配線抵抗が、増加しても、抵抗５１の値を適当に選択し
て所期の目的を達或することができる。

以上詳細した様に、本発明によれば、不都合な交流発電
機の発電停止状態を回避することができるので、車輛等
の安定した運行が保証され、更に前述の様な再発電用の
手動スイッチ７が不要になるため、充電装置の簡素化、
また操作の省力化が期待できる。

更に、本発明は、配線抵抗の増加に対しても比較的大き
な許容度があるので、配線長の長い大型車輛にも容易に
応用でき、また他の電源の影響を受けることがないので
並列運転をすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の交流発電機の出力電圧を整流して蓄電
池を充電する装置の回路図である。 第２図は改良された電圧調整器を備えた本発明の交流発
電機の出力電圧を整流して蓄電池を充電する装置の一実
施例を示す回路図である。 符号説明、１・・・・・・蓄電池、２・・・・・・充電
表示灯、３・・・・・・スタータ・スイッチ、４・・・
・・・電気負荷、５・・・・・・スイッチ、６・・・・
・・負荷線、７・・・・・・手動スイッチ、１０・・・
・・・直流電圧発生器、１１・・・・・・３相星形発電
子コイル、１２・・・・・・界磁巻線、１３・・・・・
・全波整流器、１４・・・・・・中性点、２０・・・・
・・電磁継電器、２１・・・・・・電磁コイル、２２，
２３・・・・・・接点、２４，２５．４０・・・・・・
ダイオード、３０，５０・・・・・・電圧調整器、３Ｌ
３２・・・・・・トランジスタ、３３，３４．３８，３
９．５１・・・・・・抵抗、３５・・・・・・ツェナー
・ダイオード、３６，３７・・・・・・コンデンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流発電機と、 該交流発電機の発生出力電圧を整流する整流器２と、 整流された出力電圧によって充電される蓄電池と、 前記交流発電機の発電中に付勢され且つその発電停止時
   に消勢される電磁コイルにより閉状態又は開状態になる
   接点を有する電磁継電器と、該電磁継電器の前記接点の
   開閉状態に応じて前記蓄電池の充電状態を示す充電表示
   装置と、前記電磁継電器の前記接点を介して前記整流さ
   れた出力電圧を検出し、この検出された出力電圧に応答
   して前記交流発電機の界磁巻線への励磁電流を制御して
   前記出力電圧を所定の値に調整する電圧調整器と、 を備えた蓄電池充電装置において、前記電圧調整器は、 前記整流された出力電圧を検出するために前記電磁継電
   器の接点及ひ前記電圧調整器の分圧抵抗を介して前記整
   流器に接続されたツエナー・ダイオードと、 前記界磁巻線への励磁電流の供給を制御するために前記
   電磁継電器の接点を介して前記整流器に接続されたエミ
   ツク端子と、前記界磁巻線に接続されたコレクク端子と
   、ベース端子と、を有する第１のトランジスタと、 該第１のトランジスタの導通状態を制御するために前記
   第１のトランジスタのエミツタ端子に接続されたエミツ
   タ端子と、前記第１のトランジスタのベース端子に接続
   されたコレクタ端子と、前記ツエナー・ダイオードに接
   続されたベース端子と、を有する第２のトランジスタと
   、 該第２のトランジスタのコレクク端子と前記界磁巻線と
   の間に挿入されたインピーダンス素子と、を備え、前記
   交流発電機の発電中に、前記蓄電池に接続される電気負
   荷の変動に起因する前記出力電圧の所定の値を越える電
   圧を前記ツエナー・ダイオードが検出したとき、その導
   通により前記第２のトランジスタが導通して前記第１の
   １・ランジスクが不導通となり、該第１のトランジスタ
   による前記界磁巻線への励磁電流の供給が停止されると
   同時に、導通している前記第２の１・ランジスタのコレ
   クタ電流が前記インピーダンス素子を介して前記界磁巻
   線へ供給され、それによって前記交流発電機の発電停止
   を回避するように構成したことを特徴とする蓄電池充電
   装置。