KR19980067276A - Stabilization Circuit of Voltage Regulator - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 교류발전기의 전압조정기에 있어서, 파워 트랜지스터부 내의 바이폴라 트랜지스터 대신에 FET를 사용하여 차량의 전기적 부하에 따른 전류의 증대, 즉 온도의 상승으로 인하여 트랜지스터가 손상되는 것을 방지하고, 교류발전기의 발전전압을 일정하게 유지하도록 전압조정기의 동작을 안정화하기 위한 차량용 발전기의 전압조정기의 안정화 회로에 관한 것이다.The present invention, in the voltage regulator of the automotive alternator, by using the FET instead of the bipolar transistor in the power transistor unit to prevent damage to the transistor due to the increase of the current according to the electrical load of the vehicle, that is, the temperature rise, the alternator It relates to a stabilization circuit of a voltage regulator of a vehicle generator for stabilizing the operation of the voltage regulator to maintain a constant voltage of the generator.

본 발명은 발전기의 발전전압이 ⓢ 단자를 통해 베이스에 입력되어 이를 감지하는 트랜지스터(Q2)와, 이 트랜지스터(Q2)의 에미터에 접속되어 트랜지스터(Q2)로부터 감지된 발전전압이 도통전압 이상인 경우 온동작하는 제너 다이오드(ZD1)와, 이 제너 다이오드(ZD1)의 동작에 따라 온·오프 동작하여 전압조정기의 제어신호를 출력하는 트랜지스터(Q1)와, 발열량이 적은 전계효과 트랜지스터로 상기 트랜지스터(Q1)의 동작에 따라 온·오프 동작하여 여자 코일에 흐르는 전류를 제어하는 온도 저감 회로부(3)를 포함하여 구성된다.According to the present invention, when a generator voltage of a generator is input to a base through a ⓢ terminal and senses it, and a generator voltage connected to an emitter of the transistor Q2 and sensed by the transistor Q2 is greater than a conduction voltage. The Zener diode ZD1 which is on-operated, the transistor Q1 which is turned on and off in response to the operation of the Zener diode ZD1 and outputs a control signal of a voltage regulator, and the transistor Q1 is a field effect transistor having a low heat generation amount. The temperature reduction circuit part 3 which controls ON and OFF operation | movement and the electric current which flows to an exciting coil by the operation | movement of () is comprised.

Description

전압조정기의 안정화 회로Stabilization Circuit of Voltage Regulator

도 1은 종래의 차량용 발전기의 전압조정기의 회로도.1 is a circuit diagram of a voltage regulator of a conventional vehicle generator.

도 2는 본 발명의 안정화 회로에 의한 차량용 발전기의 전압조정기의 회로도.2 is a circuit diagram of a voltage regulator of a generator for a vehicle by the stabilization circuit of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1:파워 트랜지스터부2:멀티 IC부1: power transistor section 2: multi-IC section

3:온도 저감 회로부3: temperature reduction circuit

본 발명은 차량용 교류발전기의 전압조정기에 있어서, 파워 트랜지스터부 내의 바이폴라 트랜지스터 대신에 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; 이하, 'FET'라 약칭함)를 사용하여 차량의 전기적 부하에 따른 전류의 증대, 즉 온도의 상승으로 인하여 트랜지스터가 손상되는 것을 방지하고, 교류발전기의 발전전압을 일정하게 유지하도록 전압조정기의 동작을 안정화하기 위한 차량용 발전기의 전압조정기의 안정화 회로에 관한 것이다.In the voltage regulator of an automotive alternator, an increase in current according to an electrical load of a vehicle using a field effect transistor (hereinafter, referred to as FET) instead of a bipolar transistor in a power transistor unit, That is, the present invention relates to a stabilization circuit of a voltage regulator of a vehicle generator for preventing damage to a transistor due to an increase in temperature and stabilizing an operation of the voltage regulator to maintain a constant voltage of an alternator.

일반적으로 차량에는 엔진의 기동장치 및 점화장치의 전장품을 비롯하여 전조 램프, 방향 램프 및 주행 방향 표시 램프 등의 램프류나, 에어컨디셔너 등과 같은 각종 전기적 부하가 구비되어 있고, 이들 전기적 부하에 전원을 공급하여 동작시키고 있으며, 이러한 전기적 부하에 전원을 공급하는 것으로는 배터리가 있다.In general, a vehicle is equipped with electric loads such as an engine starter and an ignition device, lamps such as a headlamp, a direction lamp, and a driving direction indicator lamp, and various electrical loads such as an air conditioner, and operates by supplying power to these electrical loads. A battery is a power source for such an electrical load.

그러나 이러한 배터리는 전원을 충전하지 않고 계속 사용하게 되면, 충전되어 있던 전원이 서서히 방전되어 더 이상 전원을 공급할 수 없게 된다.However, if the battery continues to be used without charging the power, the charged power is gradually discharged and no more power can be supplied.

따라서 차량에는 발전기가 구비되어 엔진의 구동시 발전기를 함께 구동시켜 전기적 부하에 전원을 공급하면서 배터리에 전원을 충전시키고 있다.Therefore, the vehicle is provided with a generator to drive the generator together when driving the engine to charge the battery while supplying power to the electrical load.

상기 발전기는 엔진에 벨트로 연결되어 구동되는 것으로서 발전기의 발전량은 엔진의 회전수에 따라 상이하게 되고, 또한 여자코일로 흐르는 전류에 따라 상이하게 된다.The generator is driven by being connected to the engine by a belt, the power generation amount of the generator is different depending on the number of revolutions of the engine, and also depends on the current flowing through the excitation coil.

그리고 발전기의 발전량이 전기적 부하량 즉, 전기적 부하에서 사용되는 전기량보다 적을 경우에는 배터리의 전원이 방전되면서 공급하게 되고, 발전량이 전기적 부하량보다 많을 경우에는 발전기의 발전 전원이 모든 전기적 부하에 공급됨과 아울러 남는 전기량이 배터리에 충전되게 된다.When the amount of power generated by the generator is less than the electrical load, that is, the amount of electricity used by the electrical load, the battery is discharged and supplied. When the amount of generated power is greater than the electrical load, the generator's generated power is supplied to all the electrical loads. Electricity is charged in the battery.

이때, 배터리의 충전전압이 배터리의 정격전압 이상으로 배터리에 과전압이 충전되면 배터리가 손상될 뿐만 아니라 전기적 부하에도 과전압이 인가되어 손상된다.At this time, if the battery is overcharged with the battery's rated voltage above the battery's rated voltage, the battery is not only damaged but also overvoltage is applied to the electrical load.

이에 따라 종래에는 발전기에 전압조정기를 구비하여 발전기의 발전량을 검출하고, 검출한 발전량에 따라 발전기의 여자코일로 흐르는 전류를 제어하여 발전량을 조절하고 있다.Accordingly, in the related art, a generator is provided with a voltage regulator to detect the amount of power generated by the generator, and regulate the amount of power generated by controlling the current flowing through the excitation coil of the generator according to the detected amount of generated power.

즉, 발전기의 발전량이 많을 경우에 여자코일로 흐르는 전류를 감소시켜 발전량을 줄이고, 발전량이 적을 경우에 여자코일로 흐르는 전류를 증가시켜 발전량을 증가시키면서 배터리에 항상 정격 전원이 충전되고, 전기적 부하에는 항상 정격 전압이 공급되게 하고 있다.In other words, when the generator generates a large amount of power, the current flowing through the excitation coil is reduced to reduce the generation amount. When the generation amount is small, the rated power is always charged to the battery while increasing the amount of power generated by increasing the current flowing into the excitation coil. The rated voltage is always supplied.

도 1은 종래의 차량용 발전기의 전압조정기의 회로도로서, 교류발전기와 이 발전기의 발전전압을 제어하기 위한 부수적인 구성부분은 도시하지 않고 전압조정기의 회로도만 도시하였다.FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage regulator of a conventional vehicle generator, and only a circuit diagram of the voltage regulator is shown, not an AC generator and an additional component for controlling the generator voltage of the generator.

상기와 같은 종래의 전압조정기를 구비한 차량용 발전기의 제어장치에 있어서, 엔진을 시동시키고 점화 스위치를 접속시킴에 따라 충전 표시 램프가 점등됨과 아울러 배터리의 충전 전원이 발전기의 여자 코일에 흐르고, 이에 따라 발전기가 발전 동작을 수행하면서 발생한 발전전압은 전기적 부하에 동작 전원으로 공급되고 배터리에 충전된다.In the control apparatus for a vehicle generator provided with the conventional voltage regulator as described above, as the engine is started and the ignition switch is connected, the charge indicator lamp is turned on and the charging power of the battery flows to the excitation coil of the generator. The generator voltage generated while the generator performs the generator operation is supplied to the electrical load as the operating power source and charged to the battery.

이때, 발전기의 발전전압이 설정전압 이상으로 상승하면 ⓢ 단자로부터 이를 감지하여 전압조정기의 멀티 IC부(2)를 통해 파워 트랜지스터부(1)의 트랜지스터(Q1)에 고전위가 인가된다.At this time, when the generator voltage of the generator rises above the set voltage, the high potential is applied to the transistor Q1 of the power transistor unit 1 through the multi-IC unit 2 of the voltage regulator by detecting it.

이에 파워 트랜지스터부(1)의 트랜지스터(Q1)가 온동작되고, 이어 트랜지스터(Q2)가 오프동작되어단자와단자간에 전류가 흐르지 않아 여자 코일로 흐르는 전류가 차단되면서 발전기의 발전전압을 낮추게 된다.Accordingly, the transistor Q1 of the power transistor unit 1 is turned on, and the transistor Q2 is turned off. With terminals Since no current flows between the terminals, the current flowing to the excitation coil is cut off, which lowers the generator voltage.

반대로, 발전전압이 너무 낮아지게 되면 멀티 IC부(2)로부터 출력되는 저전위의 제어전압에 의해 차례로 트랜지스터(Q1)가 오프되고, 이어 트랜지스터(Q2)가 온되어 여자코일에 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 발전기의 발전동작으로 전압이 상승하면서 발전기의 발전전압이 일정하게 유지되게 된다,On the contrary, when the power generation voltage becomes too low, the transistor Q1 is sequentially turned off by the low potential control voltage output from the multi-IC unit 2, and then the transistor Q2 is turned on so that a current flows in the excitation coil. Accordingly, while the voltage increases due to the power generation operation of the generator, the power generator voltage of the generator is kept constant.

한편, 종래에는 차량에서도 다양하고도 편리한 차량 서비스를 제공받기 위해 차량에 인가되는 전기장치, 즉 전기적 부하가 급격히 증가됨에 따라 전기적 부하의 구동에 따른 구동전류가 많이 필요하게 되었다.On the other hand, in the related art, as the electric load applied to the vehicle, that is, the electric load is rapidly increased in order to provide various and convenient vehicle services, a driving current according to the driving of the electric load is required.

상기와 같은 이유로 인하여 발전기의 발전전압을 조절하는 전압조정기의 파워 트랜지스터부의 바이폴라 트랜지스터는 많은 전류를 수용해야 하나, 열에 약한 바이폴라 트랜지스터는 전류의 증대로 발열량이 커지고 온도의 상승으로 손상될 우려가 매우 크고, 손상될 경우에는 전압조정기의 동작이 매우 불안정하게 되어 발전기는 물론 배터리, 전기적 부하 등 여러 장치에 치명적인 영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.Due to the above reasons, the bipolar transistor of the power transistor part of the voltage regulator that regulates the generator voltage of the generator must receive a large amount of current, but the heat-sensitive bipolar transistor has a high risk of damage due to an increase in heat generation and an increase in temperature. In case of damage, the operation of the voltage regulator becomes very unstable, which causes a fatal effect on various devices such as a generator, a battery, and an electrical load.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 전압조정기의 파워 트랜지스터부의 바이폴라 트랜지스터 대신에 FET를 사용함으로써 전류의 증대에 따른 온도의 상승에도 전압조정기의 동작이 안정하게 이루어지도록 한 전압조정기의 안정화 회로를 제공하는 데에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the purpose of which is to use the FET instead of the bipolar transistor of the power transistor of the voltage regulator, the operation of the voltage regulator is made stable even if the temperature increases due to the increase of the current To provide a stabilization circuit for the voltage regulator.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전압조정기의 안정화 회로는 전압조정기의 파워 트랜지스터부의 바이폴라 트랜지스터 대신에 발열량이 적은 FET를 사용하여, 감지된 발전기의 발전전압이 설정전압 이상인 경우에는 FET의 오프동작으로 여자 코일에 흐르는 전류를 차단함으로써 발전기의 발전전압을 낮추어 일정하게 유지하도록 한다.The stabilization circuit of the voltage regulator of the present invention for achieving this purpose uses a low heat generation FET instead of the bipolar transistor of the power transistor portion of the voltage regulator, and when the detected generator generated voltage is above the set voltage, the FET is turned off. By cutting off the current flowing through the excitation coil, the generator voltage is lowered to keep it constant.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전압조정기의 안정화 회로의 구성, 동작 및 효과를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration, operation and effect of the stabilization circuit of the voltage regulator of the present invention.

도 2는 본 발명의 안정화 회로에 의한 차량용 발전기의 전압조정기의 회로도로서, 이에 나타낸 바와 같이 발전기의 발전전압이 ⓢ 단자를 통해 베이스에 입력되어 이를 감지하는 트랜지스터(Q2)와, 이 트랜지스터(Q2)의 에미터에 접속되어 트랜지스터(Q2)로부터 감지된 발전전압이 도통전압 이상인 경우 온동작하는 제너 다이오드(ZD1)와, 이 제너 다이오드(ZD1)의 동작에 따라 온·오프동작하여 전압조정기의 제어신호를 출력하는 트랜지스터(Q1)와, 발열량이 적은 FET로 구성되어 상기 트랜지스터(Q1)의 동작에 따라 온·오프동작하여 여자 코일에 흐르는 전류를 제어하는 온도 저감 회로부(3)로 크게 구성된다.FIG. 2 is a circuit diagram of a voltage regulator of a vehicle generator by the stabilization circuit of the present invention. As shown in FIG. 2, a transistor Q2 is inputted to a base through the ⓢ terminal and sensed by the transistor Q2. Is connected to the emitter of the transistor Q2 and when the generated voltage is greater than the conduction voltage, the zener diode ZD1 is turned on and on and off in accordance with the operation of the zener diode ZD1 to control the voltage regulator's control signal. It is composed of a transistor Q1 for outputting a FET and a FET having a small amount of heat generation, and a temperature reduction circuit section 3 for controlling the current flowing in the exciting coil by on / off operation according to the operation of the transistor Q1.

미설명된 다수의 저항과 컨덴서, 다이오드는 전압조정기의 동작을 안정화하는데도움을 주기 위한 것으로 상세한 설명은 약한다.Many of the resistors, capacitors, and diodes that have not been described are intended to help stabilize the operation of the voltage regulator.

상기와 구성된 전압조정기에서 사용되는 온도 저감 회로부(3)는 FET는 바이폴라 트랜지스터보다 가격이 고가인 반면 전류에 대한 자체 발열량은 보다 적어 100A 이상의 전류를 필요로 하는 최근 차량의 전기적 부하의 전원 공급에 있어 훨씬 효과적이다.The temperature reduction circuit part 3 used in the above-described voltage regulator has a higher cost than a bipolar transistor, but the self heating value of the current is lower than that of the bipolar transistor. Much more effective.

상기와 같이 구성된 전압조정기의 동작을 설명하면, 통상적인 충전 표시 램프의 점등과 함께 여자 코일에 전류가 흘러 발전기의 발전이 시작되면, 발생된 발전전압은 전기적 부하에 동작 전원으로 공급되면서 배터리에 충전된다.Referring to the operation of the voltage regulator configured as described above, when the current is generated in the excitation coil with the lighting of the normal charge indicator lamp starts the generation of the generator, the generated generated voltage is charged to the battery while being supplied to the operating load to the electrical load do.

이때, 발전기의 발전전압이 설정전압 이상으로 상승하는 경우 ⓢ 단자에 그 베이스가 접속된 트랜지스터(Q2)가 이를 감지하여 턴온되고, 제너다이오드(ZD1)에 인가되는 상기 트랜지스터(Q2)의 감지 전압이 제너 다이오드(ZD1)의 설정된 도통전압 이상이면 제너 다이오드(ZD1)가 턴온되어 온동작하게 된다.At this time, when the generator voltage of the generator rises above the set voltage, the transistor Q2 having its base connected to the ⓢ terminal is sensed and turned on, and the sensing voltage of the transistor Q2 applied to the zener diode ZD1 is increased. If the zener diode ZD1 is equal to or higher than the set conduction voltage, the zener diode ZD1 is turned on to be turned on.

따라서, 트랜지스터(Q1)의 베이스에 고전위가 인가되어 온동작하고, 이에단자에 접속된 컬렉터와단자에 접속된 에미터를 통해 전류가 흘러 온도 저감 회로부(3)의 FET의 게이트에는 전류가 인가되지 않게 된다.Accordingly, a high potential is applied to the base of the transistor Q1 to operate on. The collector connected to the terminal Current flows through the emitter connected to the terminal so that no current is applied to the gate of the FET of the temperature reduction circuit section 3.

따라서, 상기 FET의 드레인과 소오스에는 전류가 도통되지 않아단자와단자에 전류가 흐르지 않게 되며, 이에 따라 여자 코일에도 전류의 흐름이 차단되게 되어 발전기의 발전전압이 낮아지면서 일정하게 유지된다.Therefore, current is not conducted to the drain and the source of the FET. With terminals Since no current flows through the terminal, the current flow is also blocked in the excitation coil, and thus the generator voltage is kept constant while the generator voltage is lowered.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 파워 트랜지스터부의 열에 약한 바이폴라 트랜지스터 대신에 발열량이 적은 FET를 대체함으로써 전압조정기의 동작이 안정하게 이루어질 뿐만 아니라 발전기의 발전전압을 안정하게 제어할 수 있다.As described above, the present invention can not only stabilize the operation of the voltage regulator but also stably control the generator voltage of the generator by replacing the FET having a low heat generation instead of the bipolar transistor which is weak in the heat of the conventional power transistor section.

Claims (1)

차량용 교류 발전기의 발전전압을 제어하기 위한 전압조정기에 있어서,In the voltage regulator for controlling the generated voltage of the automotive alternator, 발전기의 발전전압이 ⓢ 단자를 통해 베이스에 입력되어 이를 감지하는 트랜지스터(Q2)와, 이 트랜지스터(Q2)의 에미터에 접속되어 트랜지스터(Q2)로부터 감지된 발전전압이 도통전압 이상인 경우 온동작하는 제너 다이오드(ZD1)와, 이 제너 다이오드(ZD1)의 동작에 따라 온·오프 동작하여 전압조정기의 제어신호를 출력하는 트랜지스터(Q1)와, 발열량이 적은 전계효과 트랜지스터로 상기 트랜지스터(Q1)의 동작에 따라 온·오프 동작하여 여자 코일에 흐르는 전류를 제어하는 온도 저감 회로부(3)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전압조정기의 안정화 회로.The transistor Q2 is inputted to the base through the ⓢ terminal and sensed by the generator, and the transistor Q2 is connected to the emitter of the transistor Q2 so that when the generated voltage detected from the transistor Q2 is greater than the conduction voltage, the transistor is turned on. The transistor Q1 is operated by a Zener diode ZD1, a transistor Q1 that is turned on and off in response to the operation of the Zener diode ZD1 to output a control signal of a voltage regulator, and a field effect transistor having a low heat generation amount. And a temperature reduction circuit section (3) for controlling the current flowing in the exciting coil by on / off operation.