JPS6358028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車輛用充電装置に係り異常時におけ
る誤動作の防止を実現するものである。

第１図に示す充電装置の回路構成はこれまで本
発明者等が提案してきたものである。

第１図において、電圧調整器２内の各回路の動
作に必要な電源はバツテリ３、キースイツチ４を
介して端子２０４より電源線２７を通して供給さ
れる。この端子２０４がはずれた場合、電源はバ
ツテリ３→キースイツチ４→チヤージランプ５→
端子２０５→トランジスタ２５０内のダイオード
２５５→電源線２７の経路で供給されることにな
る。この時の電源線２７の電圧は、電圧調整器２
内の各回路が消費する電流が変化することによ
り、チヤージランプ５を流れる電流が変化し、チ
ヤージランプ５の両端に生ずる電圧降下も変化す
るため、非常に不安定になる。例えば、トランジ
スタ２４が導通した場合と非導通である場合とで
は、電源線２７の電圧が大きく異なることは明ら
かである。この様に電源線２７の電圧が不安定に
なると、電圧調整器２内の各回路は誤動作を生じ
やすくなり、交流発電機１の発電制御が不能にな
る場合もあり好ましくない。

前記の様な不具合を解消するためには、第１図
の構成におけるトランジスタ２５０のかわりに第
２，３，４図に示した各トランジスタ２５０１，
２５０２及び２５０３を使用することも考えられ
る。しかし、これらは下記に述べる様にそれぞれ
欠点がある。まず、第２図のトランジスタ２５０
１を使用した場合はトランジスタ２５０と比べ電
流増幅率が著しく小さいので発電検出回路２３内
にトランジスタ２５０を使用した場合に比べて一
層増幅率の大きい電流増幅回路を必要とする。第
３図のトランジスタ２５０２を使用した場合は電
流増幅率の点ではトランジスタ２５０より優れて
いるが、微少な漏洩電流によつても導通してしま
うという様に誤動作を生じやすい。この漏洩電流
による誤動作はエミツタ端子２５６とベース端子
２５８の間に外付け抵抗を接続することによつて
ある程度は防止することができる。しかし、トラ
ンジスタ２５０２が非導通のときトランジスタ２
５０２内のトランジスタ２５２のベース端子には
安定した電位が与えられないため、コレクタ・エ
ミツタ間の逆方向降伏電圧がトランジスタ２５０
と比べ低下する。第４図のトランジスタ２５０３
を使用した場合は、電流増幅率及び漏洩電流によ
る誤動作、降伏電圧のいずれもトランジスタ２５
０と同率であり、しかもトランジスタ２５０の場
合と異なりダイオード２５５が無いので前記の様
な不具合も生じない。しかし、トランジスタ２５
０３の様な構成を１つのシリコンチツプ内に作り
込むためには、トランジスタ２５０の場合と比べ
て複雑な工程を必要とするか、もしくはトランジ
スタ２５０と同様の工程で作り込む場合は、トラ
ンジスタ２５０３内の抵抗２５４をトランジスタ
２５０内の抵抗２５４と同じ抵抗値とするために
一層大きなチツプ面積を必要とする。

本発明は上記した様な欠点を解消するためにな
されたものである。

以下、第６図に示す本発明の実施例について具
体的に説明する。本発明の各回路は半導体集積化
を意図して構成されたものである。１は整流器を
備えた交流発電機、２は電圧調整器で、この電圧
調整器２は交流発電機１の励磁電流を制御するト
ランジスタ２１と、交流発電機１のバツテリ３へ
の充電電圧を端子２０１で検出し、これによつて
トランジスタ２１を制御する電圧調整回路２２の
他に、負荷をなすチヤージランプ５を駆動する第
２の半導体スイツチ手段をなすトランジスタ２４
と、負荷６を駆動する第１の半導体スイツチ手段
をなすトランジスタ２５、及び交流発電機１の発
電電圧を端子２０３で検出し、これにより、トラ
ンジスタ２４及び２５を制御する発電検出回路２
３を備える。ダイオード２６は周知の還流ダイオ
ードである。電源線２７は端子２０４、キースイ
ツチ４を介してバツテリ３の正極側に接続され、
これによつて電圧調整器２に含まれる各回路に電
源が供給される。トランジスタ２５は、第５図に
示す如く、１つの半導体チツプ内に２つのpnp型
トランジスタ２５１及び２５２と１つの抵抗２５
３を作り込み、２つのトランジスタ２５１及び２
５２をダーリントン接続とし、前段のトランジス
タ２５１のベース・エミツタ間に抵抗２５３を接
続したものである。抵抗２８はトランジスタ２５
のエミツタ端子２５６とベース端子２５８の間に
接続される。

また、発電検出回路２３とトランジスタ２４及
び２５の作動についてさらに詳しく述べると、発
電検出回路２３は、交流発電機１の発電電圧を端
子２０３で検出し、この発電電圧が所定の値以下
では、トランジスタ２４を導通、トランジスタ２
４を導通、トランジスタ２５を非導通とし、発電
電圧が所定の値以上では、トランジスタ２４を非
導通、トランジスタ２５を導通とする様作動す
る。これによつて、交流発電機１の発電電圧が所
定の値以下ではチヤージランプ５は点灯し、負荷
６は駆動されず、この発電電圧が所定の値以上に
なるとチヤージランプ５は消灯し、負荷６が駆動
される。

上記の構成によれば、端子２０４が外れた場
合、電源線２７への電源の供給は完全に絶たれる
ので、電圧調整器２内の各回路の動作は確実停止
し、トランジスタ２１は非導通状態を維持する。
このため交流発電機１は確実に発電を停止するこ
とができる。また抵抗２８により、漏洩電流によ
る誤動作を防止することができ、かつトランジス
タ２５内のトランジスタ２５２のベース端子は、
同じくトランジスタ２５内の抵抗２５３により非
導通の場合も安定な電位が与えられるので、コレ
クタ・エミツタ間の逆方向降伏電圧が低下するこ
ともない。

なお、第７図は発電検出回路２３の一具体例で
あり、図中の各端子ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは第６図
においてブロツク２３中に示す記号と対応させて
ある。つまり、コンパレータ２３１は平滑電圧を
基準電圧と比較し、未発電時にはトランジスタ２
３２，２３３はOFFさせる構成にしてある。

また、以上に述べた実施例では、pnp型のトラ
ンジスタを使用した場合について述べたが、npn
型のトランジスタを使用した場合も同様なことが
いえる。

ここで、第５図に示す如く、入力段トランジス
タ２５１のエミツタ・ベース間のみに、抵抗２５
３を接続することで、１つの半導体チツプの面積
を、第４図に示す回路に対して、著しく小さくで
きる点（従来の技術に記載されている点）につい
て、以下により詳しく説明する。

通常、PNP型のダーリントントランジスタは
入力段トランジスタと出力段トランジスタの共通
コレクタ領域となるＰ型シリコン基板に、入力段
及び出力段それぞれのベース領域となるＮ型拡散
領域をそれぞれ形成し、その各そのＮ型拡散領域
の内側に入力段及び出力段のエミツタ領域となる
Ｐ型拡散領域を形成して構成する。このダーリン
トントランジスタの同一チツプ内に製造工程を増
加させることなく入力段あるいは出力段のベー
ス・エミツタ間に抵抗を設けようとする場合はベ
ース領域となるＮ型拡散領域の一部あるいはエミ
ツタ領域となるＰ型拡散領域の一部のいずれかを
所定の抵抗値が得られるようパターン形成して構
成するしかない。（共通コレクタ領域となるＰ型
シリコン基板部は一部を分離独立してパターン形
成することができないので抵抗を設けることはで
きない。） また、トランジスタに要求される特性から、ベ
ース領域となるＮ型拡散領域は、エミツタ領域と
なるＰ型拡散領域に比べて、不純物濃度が著しく
低い（比抵抗が著しく大きい）。従つて、ベース
領域となるＮ型拡散領域の一部に抵抗を形成する
場合に比べて、エミツタ領域となるＰ型拡散領域
の一部に同一の抵抗値を持つ抵抗を形成しようと
すると著しく大きなパターン面積が必要となる。

従つて、抵抗を設ける場合はベース領域となる
Ｎ型拡散領域の一部に抵抗をパターン形成する方
がチツプ面積の点から有利であるが、これを出力
段のベース・エミツタ間に接続すると必然的にＮ
型拡散領域が出力段トランジスタのエミツタと接
続されることになり、Ｐ型シリコン基板すなわち
ダーリントントランジスタの共通コレクタとの間
にPN接合ダイオードが形成される（これが第１
図に示す２５０に相当する）。以上のことから明
らかなように、第４図に示す２５０３のように、
ダーリントントランジスタの同一チツプ内に共通
コレクタと出力段トランジスタのエミツタとの間
にダイオードを形成することなしに、出力段トラ
ンジスタのベース・エミツタ間に抵抗を設けるに
は、チツプ面積が大きくなるエミツタ領域の一部
に抵抗を形成するか、この抵抗形成のために工程
を追加することになつてしまうのである。

また、以上に述べた実施例では、第１のスイツ
チング手段に、PNP型のトランジスタを使用し
た場合について述べたが、NPN型のトランジス
タを使用した場合も同様なことがいえる。

また、負荷となすチヤージランプ５が他の負
荷、例えばコイル、抵抗、発光ダイオード等の負
荷であつても同様なことがいえる。

以上述べたように本発明では、バツテリに２つ
の負荷が直列に接続され、この２つの負荷を、交
流発電機の発電、非発電に応じて、発電の場合は
一方の負荷を駆動し、非発電の場合は他方の負荷
を駆動するというように、相反する駆動をするた
めに、第１、第２の半導体スイツチ手段をバツテ
リと接地側端子の間に直列に接続し、これら第
１、第２の半導体スイツチ手段の互いの接続点と
前記２つの負荷の互いの接続点とを結線した構成
において、バツテリ側に接続されている第１の半
導体スイツチ手段として、１つの半導体チツプ内
に入力段トランジスタ、出力段トランジスタとの
ダーリントン接続とし、かつ入力段トランジスタ
のベース・エミツタ間のみに抵抗を接続すること
によつて、第１の半導体スイツチ手段は、電流増
幅率や漏洩電流による誤動作、降伏電圧、製造工
程及びチツプ面積のいずれもこれまでのものとほ
ぼ同等とすることができ、かつ、前記負荷と前記
第１の半導体スイツチ手段との間の結線が外れた
場合、誤動作が生じることもないという優れた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明者等がこれまでに提
案した事例を示す電気回路図、第５図、第６図及
び第７図は本発明の一実施例を示す電気回路図で
ある。 １……交流発電機、２……電圧調整器、３……
バツテリ、５……チヤージランプ、６……負荷、
２２……電圧調整回路、２３……発電検出回路、
２４，２５……トランジスタ、２８……外付け抵
抗、２５１，２５２……ダーリントン構成のトラ
ンジスタ、２５３……抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発電機の発電状態を検出してそれに応じた信
   号を発生する発電検出回路と、 キースイツチを介してバツテリに並列接続され
   た、第１の半導体スイツチ手段及び第２の半導体
   スイツチ手段からなる直列回路と、 前記キースイツチの一端と前記第１、第２の半
   導体スイツチ手段の接続点との間に設けられた負
   荷とを含み、 かつ前記第１の半導体スイツチ手段は、ダーリ
   ントン構造となる出力段トランジスタと入力段ト
   ランジスタとからなり、この入力段トランジスタ
   のベース・エミツタ間のみに抵抗を設けると共
   に、前記出力段、入力段トランジスタおよび抵抗
   は１つの半導体チツプ内に形成され、 しかも前記入力段トランジスタのベース側と前
   記出力段トランジスタのエミツタ側との間に外付
   け抵抗を設けてなり、 前記第１、第２の半導体スイツチ手段を前記発
   電検出回路の信号に応じて駆動するように構成し
   たことを特徴とする車輛用充電装置。