KR910001963B1

KR910001963B1 - Fet를 사용한 스위칭 회로

Info

Publication number: KR910001963B1
Application number: KR1019870000164A
Authority: KR
Inventors: 이. 보우만 윌리엄
Original assignee: 제너럴 모터즈 코오포레이션; 엠. 제이, 덴턴
Priority date: 1986-01-03
Filing date: 1987-01-12
Publication date: 1991-03-30
Also published as: EP0229482B1; KR870007605A; CA1237488A; US4636705A; EP0229482A3; DE3682388D1; EP0229482A2; JPS62173978A; JPH0624432B2

Abstract

내용 없음.

Description

FET를 사용한 스위칭 회로

제1도는 본 발명의 스위칭회로를 사용한 발전기의 전압조정기의 계통적 회로도.

제2도는 제1도의 블록으로 나타낸 제어회로의 계통적 회로도.

제3도는 제2도의 제어회로로 진전되는 전압의 전압파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 발전기 12 : 출력권선

14 : 계자권선 15 : 엔진

16 : 브리지 정류기 18 : 정방향 다이오드

20 : 부방향 다이오드 30 : 축전밧데리

32 :부하 38 : MOSFET

46 : 제어회로 52, 54 : 전압감지회로

62 : 온도안정전압원 62A : NPN 트랜지스터

71 : 전압분배기 73 : 저전압비교기

86 : 과전압비교기 88 : 시작점비교기

90 : 전압응답비교기 96 : 낸드게이트

116 : 캐패시터 122 : 신호램프

124 : 점호스위치 126 : NPN 트랜지스터

130 : 타이밍비교기 139 : VREFI

141, 143 : 전압분배기

146, 154A, 178, 184, 186, 194, 198, 197, 202 : NPN 트랜지스터

154 : 전압비교기 151 : VREF2

155,157 : 전압분배기 182 : D 플립플롭

본 발명은 FET를 사용한 스위칭 회로로서, 더욱이 이에의해 발전기출력을 안정화되도록 발전기 계자전류를 제어하는 스위칭회로로되는 발전기의 전압조정기에 관한 것이다.

N채널 금속산화물 FET(MOSFET)는 드레인이 전원의 정전위에 접속되거나, 부하가 MOSFET 소스전극과 전압원의 부전위단 사이에 접속된곳인 고측구동장치 (high side drive configuration)의 부하나 전원에 접속하는 스위치로 사용될 때는 전원의 전압에 부가적으로 그자체의 드레인과 소스사이에 MOSFET의 통전을 유지시키고, 게이트시키려는 충분한 크기로 게이트에 인가하는 게이트전압을 진전시키려는 임의의 어떤수탈이 부여될 것이 소망되어진다. 전원의 전압크기를 더높여 진전된 게이트전압이 되도록한 알려진 방법으로서는, US 특허 제 4,420,700호에서와 같이, 전압배가 기를 사용하는 것이다.

그러므로, 본 발명의 스위칭회로는 캐패시터가 회로의 타이밍을 위해 부여되면서, 전압배가 작용을 위한 전압원으로도 제공된다.

부언하여, 캐패시터는 회로가 임의동작모드에 있을때 고정된 듀티사이클을 가진 연속적 전압펄스를 제공하려고 언(ON). 오프(OFF)로 스위치되는 FET즉 동작시키도록하는데 이용된다.

상기 고정된 듀티사이클 형태는 본 발명의 스위칭회로가 모터 기관의 발전기를 위한 전압조정기로 사용될때 축전밧데리로 부터의 평균전류와 함께 발전기치 계자권선을 여자시키는 수단으로 부여된다.

이것을 위하여는, 본 발명의 스위칭회로가 청구범위 제 1항의 특징화된 부분에서 상술되어진 형태로 특정되는 것이다.

더 상세히는, 본 발명의 스위칭회로에서 전류가 캐패시터를 가로지르는 전압이 임의 예정치까지 도달하기까지 캐패시터를 충전한다.

이 전압레벨은 결정되어진 것이고, 그것이 도달되면 캐패시터를 가로지는 전압이 직류전원의 전압과 캐패시터의 본질적인 합으로되어 FET에 대한 게이트바이어스 전압을 제공하도록 직류전원을 가로지른 전압과 더불어 직렬로 보태지거나 축적된다.

캐패시터전압이 예정치로 될때는 캐패시터 전압과 전원은 언급된 바와같이 축적되거나 합해지고, 이때의 회로는 캐패시터가 방전 개시하는 것으로부터 캐패시터의 방전모드로 스위칭한다. 캐패시터는 캐패시터 전압의 총량이나 전원의 그것이 예정치나 예정레벨로 될 때까지 방전한다. 이러할 때, 캐패시터가 재충전을 개시하는 가운데에서 회로는 캐패시터 충전모드로 스위칭한다. 이때의 캐패시터전압과 전원은 축적되지 않는다. 상기의 사이클은 주기적으로 반복하며, 즉 이는 캐패시터가 반족적으로 충, 방전하는 것이다.

캐패시터의 충 방전이나 전원 및 캐패시터전압이 축적 및 비축적 되는동안 회로내의 접점 또는 노드(node)는 캐패시터(비축조건) 및 총전압(축전조건)사이에 그자체의 전압을 변화시킬 것이다.

이 노드와 접점은 FET의 게이트에 접속된다. 축적조건동안은 총전압이 그 드레인과 소스사이에 도통되는 FET를 게이트하기 충분하다. 더욱이, 캐패시터가 방전이하인 방전전압일때는 FET가 바이어스된 도통을 유지하기 충분하다.

캐패시터의 반복된 충, 방전 및 캐패시터 전압과 전원전압의 축적 및 비축적은 캐패시터가 방전되는 기간과 본질적으로 일치하는 시간주기로 게이트의 바이어스전압이 진전된다. 이 주기는 본질적으로 일정하고, 캐패시터의 방전회로의 RC시정수 함수이다. 게이트 바이어스 전압은 FET 도통 바이어스를 유지하려는 캐패시터의 방전주기동안 내내 충분히 높다.

FET가 도통 및 비도통 바이어스로되는 시간주기를 제어하기위하여 스위칭장치는 FET게이트와 전원의 부전극사이에 접속된다. 이 스위칭장치가 비도통일때는 FET가 진전된 게이트전압으로 도통될 바이어스 조건으로 있고, 스위칭장치가 도통일때는 FET는 비도통으로 바이어스된다. 스위칭장치의 스위칭상태는 그 캐패시터가 예정된 전압레벨로 충전되었을때에 단지 그 자체의 상태를 변화시킬 수 있을만큼 제어된다.

이같은 준비로, FET는 같은기관의 복수의 전도적발생시간 주기의 합과 같은 총시간주기로 도통된 바이어스로 될 수 있다. 더욱이, 이 스위칭장치가 통전할때는 FET가 같은기관의 복수의 전도적발생시간주기의 합과같은 총시간주기로 비도통으로 바이어스 될 수 있다.

상기 접점이나 노드에서 진전된 게이트구동전압은 캐패시터가 충전될 시간동안 발생하는 부전압으로 이행한다.

FET가 게이트된 도통을 유지하기 충분하지 않은 값에서 FET의 게이트에 가해지는 낮은 전압으로부터의 이행을 방지하기위하여는 필터회로가 FET의 게이트접속저항기와 FET의 게이트캐패시턴스로 구성되도록 부여된다.

본 발명의 또다른 개념에서는, 스위치회로는 FET가 고정된 듀티사이클의 전압펄스를 제공받아 언, 오프 게이트되는 가운데 듀티사이클모드에서 동작할 수 있는 것 같이 배열된다. 이러한 동작모드를 부여하기위해서 캐패시터는 언급된 방법으로 반복적이게 충방전된다.

그러나, 캐패시터가 방전되거나 전압축적이 일어날때는 FET의 게이트가 그 게이트전압이 캐패시터를 그자체의 충전모드로 대치되도록 야기하는 레벨보다 더높은 레벨로 될 때의 점에서 FET 비도통을 바이어스하는 전압원의 부전극에 연결된다.

이러한 배치로 FET는 캐패시터의 방전시간의 몇 %와 상응한 도통을 발생시키는 같은 시간주기로 도통적이게 바이어스된다.

본 발명의 또다른 목적은 그것에 의해 소정의 안정된 값에서 발전기출력전압의 크기의 함수로 발전기 출력전압을 유지시키도록 언, 오프제어하는 이미 언급된 게이트된 FET 트랜지스터에 대한 스위칭회로를 이용한 (다이오드 정류교류전류)발전기의 전압조정기를 부여하려는 것이다.

본 발명을 성취하려면, FET의 드레인전극이 발전기의 정출력단에 접속되고, 계자권선은 소스전극과 발전기의 부출력단사이에 접속된다.

FET의 게이트는 상기 언급된 회로에 의해 게이트가 바이어스된 전압으로 부여된다. 전압조절기가 정상조정모드에 있거나, 발전기의 출력전압이 소정의 값이하로 되었을때는, FET가 도통을 일으키는 같은 기간의 복수의 시간주기합자 같은 총시간주기동안 바이어스로 도통되어 있다.

발전기출력전압이 소정의 조정치 이상의 레벨로 증가될 때는 FET가 도통을 일으키는 같은기간의 복수의 시간주기 합과 같은 총시간주기동안 비도통으로 바이어스된다. 결론적으로 이들 발생시간주기는 발전기출력전압이 소정된 조정치 이하일때 진전되었던 연속적이게 발생한 시간주기보다 기간이 더 짧다.

본 발명의 전압조정기의 중요한 이점은 이것이 소위 리플정류기가 아닌것이라는 것이다. 즉, 그것은(교류전류) 발전기에 접속된 브리지 정류기의 직류출력단에서 나타나는 주기적리플 전압이나 그크기에 의해 영향받지 않는다는것이다.

본 발명의 또다른 목적은 정상조정모드동작에서부터 계자(field)스트로브모드 동작까지 이행할 수 있는 언급된바의 전압조정기를 제공하려는 것이다.

전압조정기는 발전기로터가 예정된 속도이하의 속도로 회전되어지거나 회전되지않을때는 계자스트로브모드로 이행되도록 준비한다.

이 계자스트로브모드에서는 계자가 언, 오프게이트된 FET를 통해 모더기관의 전기적장치의 축전밧데리로부터 에너지를 얻게된다.

이 FET는 계자가 임의 듀티사이클을 가지는 도통으로 발생한 같은 시간주기동안 에너지화되는 방법과같이 언, 오프게이트된다.

이것은 이상 언급된 방법과같이 스위칭회로의 언급된 듀티싸이클 모드동작으로 연결되어 이뤄진다. 본 발명을 그 첨부된 도면에따라 참고하여, 그 실시예에 의해, 상술한다.

제1도는 본 발명의 스위칭회로를 이용한 발전기의 전압조정기의 계통회로도이다.

제2도는 제1도의 블록으로 나타난 제어회로의 계통회로도이다.

제3도는 제2도에서 보여준 제어회로에 의해 진전되는 전압의 전압파형을 나타낸다.

본 발명의 스위칭회로는 축전밧데리를 포함한 포터기관에서 전기적부하를 제공하는 정류용 교류전류형인 발전기의 제어된 계자전류를 위한 전압조정기로서 사용됨과 같이 연결하여 서술될 것이다.

이러한 사용유형에는 FET 스위치가 계자 전류를 제어한다. 이 스위칭회로의 이용은 전압조정기의 사용을 한정하는 것은 아니고, 발전기계자부하와는 다른 전기적부하에 공급되는 전압 혹은 전류를 제어하는데 사용할 수도 있다.

더 상세히는 제1도 및 도면예들에 따라 참조하여 보기로한다. 출력권선 12를 가진 발전기 10은 심상델타 결선 및 계자권선 14가 있다. 출력권선 12는 Y결선으로 될수도 있다. 계자권선 14는 이 기술분야에서 잘알려진 방법으로 모터 기관의 엔진 15으로 구동되는 발전기모터에 의해 수반되어진다. 출력전압의 크기는, 출력권선 12에서 발생된 계자권선 14에 공급되는 계자전류의 크기함수이다. 이 계자전류는 이하에 언급되는바와같은 방법으로 본 발명의 전압조정기로 제어된다.

출력권선 12는 3개의 정방향 다이오드 18과 3개의 부방향다이오드 20으로된 삼상전파형 브리지 정류기 16의 AC 입력단에 연결된다. 정방향 다이오드 18의 캐소드는 브리지 정류기 16의 정방향 전압출력 단 22에 연결한다. 정극다이오드 20의 애노드는 브리지 정류기 16의 부방향전압출력단 24에 연결한다. 부방향 전압출력단 24는 접지된다. 정방향 전압출력 단 22는 접점 28에 연결된 도선 26에 연결된다.

축전밧데리 30은 접지된 부측단을 가지고, 접점 28에 연결된 그자체의 정측단을 가진다. 전기적부하 32는 이것과 접점 28사이에 접속된 스위치 34로 보여준다. 모터 기관의 전기적 장치에서는 접점 28과 접지사이에 연결된 스위치들과 복수의 전기적 부하들이있다. 접점 28은 도선 36에 연결된다.

본 발명의 전압조정기는 드레인 D, 게이트 G, 소스 5를 가지는 MOSFET 38를 포함한다. 이 MOSFET는 N채널 증감모드형의 FET이다. 드레인 D는 도선 37에 의해 도선 36에 연결된다. 게이트G는 저항 42로 도선 40에 연결된다. 소스 5는 계자권선 14일측에 연결된다. 계자권선 14의 타측은 접지된다. 계자방전다이오드 44는 계자권선 14를 가로질러 연결된다.

에너지화된 계자권선 14의 회로는 접점 28로부터 MOSFET 38의 소스 S 및 드레인 D를 지나 그다음 접지에서 계자권선 14를 통해 도선 36과 39까지 추적될 수 있다. MOSFET 38은 제1도 및 제2도에서 블록으로 보여진 제어회로 46에 의해 계자전류를 제어하려고 도통되거나 비 도통으로 바이어스되어진다. MOSFET 38의 게이트 G는 도선 40과 저항기 42를 통해 제어회로로 연결된다. 제어회로 46은 역시 저항기48 및 도선 50에 의해 도선 30으로 연결된다.

전압조정기는 도선 36과 접지사이에 직렬 접속한 저항기 52 및 54로 구성된 전압분배식 전압감지회로를가진다. 저항기 52 및 54는 접점 56을 가진다. 점점 56에서의 적절한 전압과 전압분배기로서의 저항기 52및 54는 도선 36과 접지점사이에 전형적인 전압강하로 분배된다.

도선 36은 접점 28에 연결되어 있어서, 접점 56에서의 전압은 축전밧데리 30을 가로지른 전압이 가변됨에따라 변하게되며, 이 전압은 발전기 10의 출력전압크기의 함수이다.

이 전압조정기는 접점 28과 접지점사이에 본질적으로 일정하게 나타나는 전압을 유지시키도록 계자전류를 그것에 의해 변하시키는 스위칭작용의 MOSFET 38로 제어된다. 12V 모터기관 전기적 장치에선 접점 28과 접지점사이에 유지되는 정전압이 약 14V로 될것이다. 전압조정기는 온도적으로 안정된 전압원 62을 가진다. 이같은 온도 안정 전압원 62는 도선 64에 연결된 입력을 가진다.

도선 64는 접점 66에 연결된다. 이 접점은 저항기 68로 도선 36에 연결된다.

캐패시터 70은 접점 66과 접지사이에 연결된다.

온도 안정 전압원 62는 도선 69에 연결된 출력을 가진다. 온도 안정 전압원 62의 목적은 도선위의 본질적인 일정전압을 유지시키는 것이다.

온도 안정전압원 62는 이러한 유형의 조정기들 또는 전압원들이 통상의 기술로서 알려진것처럼 무엇인가를 계통적으로 보여질 수 있다.

그러므로, 온도 안정 전압원 62는 도선 64와 69사이에 연결된 NPN 트랜지스터 62A로 구성한다. 이 NPN 트랜지스터 62A의 베이스는 NPN 트랜지스터 62A의 도통을 제어하길 돕는 제어소자 62B에 연결된다. 이 제어소자 62B는 도선 62C를 지나 도선 69로의 전방에 응답하며, 도선 69위의 조절된 상수전압을 유지시키는 NPN 트랜지스터 62A의 통전을 제어한다. 제어소자 62B는 또한 도선 62D를 지나 낮은 전압비교기 73의 출력에 응답한다.

낮은전압비교기 73은 기준전압 Va로 도선 75의 전압을 비교한다.

도선 75는 단일램프 122와 NPN 트랜지스터 126의 컬렉터 사이에 연결한 접점 77에 접속된다.

도선 75위의 전압이 임의로 예정된 최소치를 넘지않으면 저전압비교기 73출력은 그것에 의하여 도선 64와 69가 접속되지않아 NPN 트랜지스터 62A의 비도통 바이어스를 위해 제어소자 62B를 제어하려 할 것이다.

만약 도선 75의 전압이 예정된 최소치를 초과한다면 NPN 트랜지스터 62A는 그것에 의하여 도선 69위로 진진되어진 조정전압을 일으키면서 통전되도록 조정된다 도선 69의 온도 안정 전압원 62의 출력전압은 도선 69와 접지사이에 직렬 접속된 저항기 72,74,76과 78로 구성된 전압분배기에 인가된다.

이 전압분배기는 접점 80,82 및 84를 가진다.

이 온도 안정전압원 62는 근본적으로 전압분배기에서 온도적인 변위와 함께 변화되지 않는 본질적인 일정전압을 인가한다. 점진적이게 접점 80,82,84에서의 전압들은 전압분배기에 의해 제공된 분배전압에 기인하여 감소한다.

전압조정기는 발전기페이스(phase)의 전압반응소자 90과 시작점비교기 88 및 과전압비교기 86을 가진다. 이들 소자들에 대한 직류전압원은 도선 69의 전압이나 이들소자가 도시되지 않은 도선들에 의한 통상적방법으로 도선 69로 접속된다. 과전압비교기 86은 도선 94위의 전압과 함께 도선 92의 전압을 비교한다. 도선94는 접점 56애 연결되고 도선 92는 접점 80에 연결된다.

과전압비교기 86의 출력은 낸드게이트 96에 접속된다. 시작점비교기 88은 도선 98에서의 전압과 함께 도선 97에서의 전압을 비교한다. 도선 98은 접점 82에 연결되며, 도선 97은 접점 56에 연결된다 시작점비교기 88은 그것으로부터 발전기 10(접점 56)의 출력전압에서의 변화와 함께 변하는 전압과 함께 변하는 기준전압(접점 82)를 비교한다. 시작점비교기 89의 출력은 도선 100으로 제어회로 46에 연결된다. 발전기 페이스의 전압응답비교기 90은 도선 104의 전압과 도선 102와 전압을 비교한다. 도선 102는 전압분배기 71의 접점 84에 연결된다. 도선 104는 저항기 108을 지나 저항기 107 및 109의 접점에 연결된다. 캐패시터 103은 도선 104와 접지사이에 연결된다. 저항기 107의 일단은 도선 110으로 브리지 정류기 16의 AC 입력단의 일측접점 106에 연결된다. 저항기 109의 일단은 접지된다.

상기 발전기페이스의 전압응답비교기 90은 도선 112를 지난 낸드게이트 96과 도선 114를 지난 제어회로46에 연결된다. 계자권선 14를 움직이는 발전기 10의 로터가 회전되고 있지 않을때는 접점 106에 발생된 전압은 아무것도 없게된다. 계자권선 14가 개방된 경우에는 접점 106에 아무런 진전되지않은 전압이 없게되며 발전기 10에 의해 발생된 전압도 마찬가지로 없게된다.

(개방된 여자 혹은 발전기로터의 무회전) 접점 106에서 진전된 전압이 존재하지 않음과 함께, 도선 102및 104의 상호전압들은 발전기 페이스의 전압응답비교기 90의 출력으로 일으키는 것과 같다. 즉, 낮게되는 혹은 본질적이게 접지전위로 되는 0 전압레벨로 도선 112와 114에 인가된다.

발전기 출력전압이 소망된 조정치로 향해 상승할때는 도선 104에 전압은 발전기 페이스의 전압응답비교기90의 출력을 일으키는 도선 102의 전압을 고정전위전압으로나 어떤 레벨로 결정된 것으로 되도록 초과되어 진다.

이것은 발전기 10의 모터가 발전기로터를 구동하는 엔진 15에 의해 예정된 속도위로 주어졌을때 발생할 것이다. 제어회로 46은 도선 118과 120으로 캐패시터 116에 연결된다. 캐패시터 116의 기능은 제2도와같이 제어회로 46의 상세한 설명과 관련시켜 이하에서 서술되어진다. 제어회로 46은 도선 121로 접점 66에 연결된다.

제1도의 전압조정기는 수조작으로 작용되는 점호스위치 124에 연결된 일측의, 신호램프 122를 포함한다.

상기 점호스위치 124는 신호램프 122와 접점 28사이에 연결된다. 신호램프 122의 동작은 NPN 트랜지스터 126에 의한 반도체 스위치로 제어된다.

NPN 트랜지스터 126의 컬렉터는 신호램프 일측에 연결되며, 그 에미터는 저항기 127을 거쳐 접지된다. NPN 트랜지스터의 베이스는 NPN 트랜지스터 126이 통전 및 비통전 바이어스하는 낸드게이트 96의 출력에 접속된다. 점호스위치 124가 닫히고 NPN 트랜지스터 126이 통전으로 바이어스 된때는 신호램프 122는 커진다.

제2도에서는 제1도에서 블록으로 표시된 제어회로 46을 참조하여 설명하기로한다.

제2도에서는 기본적인 같은수들이 제1도에서 상응하는 도선들과 일치하게 사용된 바와같이 사용되어진다.

제2도에서의 타이밍 비교기 130은 도선 132에 연결된 출력을 가지고있음을 보여준다

타이밍 비교기 130의 부입력만은 저항기 140의 일측과 접점 136 및 138에 연결된 도선 134에 접속된다. 타이밍 비교기 130의 정입력단은 도선 50 및 접지사이에 직렬 연결된 전압분배기의 저항 141 및 143의 접점139에 부여된 정 기준전압 VREFI에 연결된다. 타이밍비교기의 정 입력단 접속점은 접점 142와 저항기 144를 지나 형성된다.

접속점 142는 반도체스위치의 일측에 연결되며 또는 NPN 트랜지스터 146의 형태를 가진 게이트에 연결된다. NPN 트랜지스터 146의 컬렉터는 저항기 148을 지나 접점 142에 연결된다. NPN 트랜지스터 146의 에미터는 접지되고, 그것의 베이스는 도선 152의 접점 150에 연결된다.

제어회로 46은 NPN 트랜지스터 154로 구성된 스위칭장치를 포함한 또다른 전압비교기 154를 가진다. NPN 트랜지스터 154A의 컬렉터는 도선 152에 연결되며, 이의 에미터는 접지된다. NPN 트랜지스터 154A가 통전될때는 도선 152는 접지된다. 저항기 153은 도선 15B와 50사이에 연결된다. 전압비교기 154의 부입력단은 접점 136에 연결된다. 전압비교기 154의 정입력단은 도선 121 및 접지사이에 접속된 전압분배기의 저항기 155 및 157의 접점 151에 진전된 정기준전답 VREF2에 연결된다. 기준전압 VREF2는 기준전압VREF1보다 더 크다. 캐패시터 116의 일측에 접속된, 도선 120은 저항기 140의 일측 및 접점 160과 162에 연결된다. 접점 162는 저항기 166을 지나 도선 164에 연결된다.

도선 164는 도선 40과, 이것으로부터 저항기 42를 지난 MOSFET 38의 게이트 G에 꺽여져서 연결된 접점 168에 연결된다. 다이오드 170 및 저항기 172는 도선 50과 접점 160사이에 직렬 접속된다. 저항기 176은 도선 50과 도선 118사이에 연결된다. 도선 118은 NPN 트랜지스터 178로되어진 반도체 스위치나 게이트일측에 연결된다.

NPN 트랜지스터 178의 컬렉터는 도선 118에 접속되며, 그에미터는 접지된다. NPN 트랜지스터 178은 도선 132 및 도선 180에 연결된다. 도선 180은 부에지트리거 D형 플립플롭 182의 클럭입력과 연결된다.

플립플롭 182의 D단은 시작점비교기 88과 연결된 도선 100에 접속된다. 플립플롭 182의

단은 NPN 트랜지스터 184의 베이스에 접속된다.

NPN 트랜지스터 184의 컬렉터는 도선 164에 연결되며 그에미터는 접지된다. NPN 트랜지스터 184는 반도체스위치나 혹은 게이트로된다. 게이트 흑은 반도체스위치는 접점 168과 접지사이에 연결되거나 NPN트랜지스터 186의 형태로 연결된다. NPN 트랜지스터 186의 걸렉터는 접점 168에 접속되며, 이의 에미터는 접지된다.

이 트랜지스터 186의 베이스는 접점 192에서 도선 152로 연결된 도선 190에 연결된다. NPN 트랜지스터 194로 주어지는 게이트 혹은 반도체스위치는 접점 192와 접지사이에 접속된다. NPN 트랜지스터의 컬렉터는 접점 192에 접속되며 이 에미터는 접지된다. NPN 트랜지스터 194의 베이스는 도선 114나 이에따른 발전기 페이스의 전압응답비교기 90의 출력에 연결된다. 게이트 혹은 반도체스위치는 접점 138 및 접지점사이에 저항기 196을 지나 연결된다. 이 게이트혹은 반도체스위치는 NPN 트랜지스터 186의 형태로되며, 저항기 196에 접속된 컬렉터로 된다.

NPN 트랜지스터 198의 에미터는 접지되고, 이의 베이스는 NPN 트랜지스터 197의 컬렉터에 접속된다. NPN 트랜지스터 197의 베이스는 도선 132을 연결되고 그의 에미터는 접지된다. 도선 132의 전위가 높을때는 NPN 트랜지스터 198은 비도통으로 바이어스되고 낮을때는 도통으로 바이어스된다.

또다른 게이트 또는 반도체스위치는 저항기 200을 지나 접점 136과 접지사이에 접속된다.

이 게이트 혹은 반도체 스위치는 그의 컬렉터가 저항기 100에 연결되고 에미터가 접지된 NPN 트랜지스터 202로 된다.

NPN 트랜지스터 202의 베이스는 도선 132에 연결된다. 전압조정기의 동작은 이제 제2도에 상세히 보여준 제어회로 46의 동작을 특별히 강조하여 서술되어진다. 제어회로 46의 동작을 설명함에 있어서 참조되는것은 전압조정기가 정상조정모드로 동작하는 가변주기에서 도선 120과 접지사이에 진전된 전압을 표시하는 제3도에서 주어질것이다. 이동작을 서술함에 있어서는 발전기가 도선 112및 114의 하나의 전압레벨, 혹은높게 점진되어 발전기의 전압조절비교기 90가 작용되기 충분하게 높은 접점 106전압을 진전시키기 충분한속도로 엔진 15에 의해 구동되어 진다고 가정할것이다. 전압조정기는 지금 그자체의 조정모드로 동작한다.

도선 74의 고전위전압과함께, NPN 트랜지스터 146는 그것에 의해 비도통바이어스된 NPN 트랜지스터146 및 186로되는 도통된 바이어스로된다.

발전기 10의 출력전압은 접점 28과 접지사이의 전압이 전압 조정기에의해 지속되는 소망된 조정치 이하인 것으로 가정한다. 이 조건하에서는 더많은 여자전류가 발전기 10에 의해 발생된 전압을 증가시키려고 계자권선 14에 인가되어져야만 된다. 시작점 비교기 88의 출력은 접점 56(감지전압)에서의 전위가 접점 82(기준전압)의 전압이하로 되는것이기 때문에 지금은 높거나 혹은 어떤 레벨에 있는다.

따라서 도선 100의 전위는 높거나 혹은 고레벨이다. 최초에 캐패시터 116은 그것을 가로지르는 전압이 없고, 도선 132에 인가된 타이밍비교기 130의 출력은 높거나 혹은 어떤 레벨에 있다.

도선 132의 고전위레벨은 NPN 트랜지스터 178 및 202는 도통하도록 바이어스하며 NPN 트랜지스터 198 은 비토동으로 바이어스한다.

NPN 트랜지스터 178은 도통되어서, 캐패시터 116은 다이오드 170, 저항기 172, 도선 120, 캐패시터 116, 도선 118 및 NPN 트랜지스터 178의 컬렉터와 에미터를 지나충전한다. 캐패시터 116은 제3도와같은 파형의 A부분을 따라 충전한다.

NPN 트랜지스터 202가 도통이므로, 저항기 140 및 200은 캐패시터 116들 가로질러 직렬로 접속된다. 이들 저항기 140,200은 캐패시터 116을 가로질러 분배된 대표적인 전압을 가지는 접점 136을 소유한 전압분배기의 형태이다. 캐패시터 116은 접점 136의 전압이 전압 VREF1과같은 전압으로 상슬될 때, 타이밍비교기 130의 출력은 고전위로부터 낮은 상태로 스위치된다.

타이밍비교기 130의 출력이 낮아질 때는, NPN 트랜지스티 178과 202는 비도통이고, NPN 트랜지스너 198은 도통으로 바이어스된다.

NPN트랜지스터 178이 비도통일 때는, 캐패시터 116에 대한 충전로는 더이상 존재하지 않는다.

부가적으로 캐패시터 116의 전압은 지금 도선 50의 전압에 직렬로 보태지거나, MOSFET 38의 게이트 G와 소스 5를 가로질러 인가된다

그러므로, 도선 120의 정전위 캐패시터전압은 저항기 166과 도선 40을 경유하여 MOSFET 38의 게이트에 인가된다.

캐패시터 116의 부측단은 저항기 176에 의한 도선 50의 부전위 전압에 연결된다.

지금 언급된 바와 같은 것은 전압배가작용을 부여한다.

그 전압의 보탬이나 축적이라고 될지모를 이것은 제3도에서 보여준 전압이전 B를 일으킨다.

도선 120에서 진전된 이같은 게이트바이어스전압은 MOSFET 38의 도통 바이어스로는 충분히 높은 것이며, 이하에 서술된 충분한 방법으로 그것은 도통을 유지한다.

타이밍 비교기 130의 출력이 낮아졌을 때는, 언급된 이하로, NPN 트랜지스터 202는 비도통바이어스로되고, NPN트랜지스터 198은 도통되어진다.

이런 동작조건하에서 저항기 200은 방전회로 혹은 캐패시터 116에 대한 길로 형성되도록 지금은 직렬로 접속된다.

캐패시터 116은 도선 120, 저항기 140 및 196, 축전밧데리 30, 저항기 48, 도선 118의 저항기 176을 지나 방전한다.

전하는 캐패시터 116에서 저항기 166을 지나 제거되고, 캐패시터 116의 방전주기동안 게이트 G로 대치된다.

캐패시터 116이 방전되기 시작할 때, 접점 162에서의 전압은 캐패시터전압에 보태진 도선 50의 전압이다.

분배된 하향특성의 이같은 전압은 전압분배기로 부여된 저항기 140과 196에 의하여 접점 138에서 제공된다.

캐패시터 116이 방전되므로 접점 162의 전압은 지수적으로 제3도에서와 같이 선 C를 따라 감소하고, 분배된 하향특성의 이같은 전압은 접점 138로 진전된다. 접점 138의 전압이 그것이 VREF1과 같은 레벨로 감소될 때는 타이밍비교기 130의 출력은 낮은 상태로부터 높은 상태까지 뒤쫓아 스위칭한다.

이같이 접점 162에서 전압이 발생될 때는 제3도에서의 날카로운 부이전(移轉)E를 만든다.

동작사이클은 지금 NPN 트랜지스터 178이 도전될 때 캐패시터 116의 충전과 함께 시작되길 반복한다. 반복된 동작사이클은 제3도와 같이 반복된 충전전압의 천이를 나타내고 있다.

제3도에서의 주기 T_A는 캐패시터 116이 NPN 트랜지스터 178이 통전되는 기간과 상응한 충전모드에 있는 주기이다. 주기 T_B는 1사이클 동작주기이고, 이것은 캐패시터 116이 방전 모드로 있는 주기 T_C에 보태진 주기 T_A인 것이다.

캐패시터 116가 방전모드에 있는 주기T_C는 NPN트랜지스터 178이 비통전되는 주기와 일치한다.

그것은 또다른 방식으로, 주기 T_B는 캐패시터 116에 대한 충전 모드의 연속적인 발생시점사이에의 주기이다.

주기 T_A는 주기 T_B보다 매우 짧다. 일예로 주기 T_B는 약 2.5에서 3m/sec이고 주기 T_A는 약 100m/sec 일것이다.

캐패시터 116가 예정된 충전전압(주기 T_A의 끝에서)에 도달하는 각 시점에 타이밍 비교기 130의 출력은 낮은 상태로 스위칭 하며, 이전압천이(높은 것에서 낮은 것에 대한)는 플립플롭 182의

출력에서 도선 100(높은 것 또는 낮은 것)의 상태를 클릭시키려는 182의 클럭 입력을 인가한다.

클럭된 때의 플립플롭 도선 100의 전압상태를 반전시킨다. 그러므로 도선 100이 플립플롭 182가 클럭될만큼 높다면,

출력은 낮아지거나 반대로 될 것이다.

출력은 그것이 클럭되어졌을 상태로 유지하거나 단지 도선에 클럭펄스가 발생되는 그 자체의 상태로 변할 수 있다.

발전기 출력전압은 도선 100이 높거나 또는 한레벨을 가지는 소정의 조정된 값이하이라 가정하여 보기로한다.

또, 플립플롭 182의

출력은 NPN 트랜지스터 184가 비통전바이어스된 낮은 레벨로 클록되어진다고 가정한다.

이에 따라 접점 168은 MOSFET 38의 게이트가 접속된, NPN 트랜지스터 184로 접지되지 않는다.

언급되었던 동작조건하에서 캐패시터 116은 계속적으로 발생된 사이클 혹은 타이밍 주기 T_B동안 충방전을 계속할 것이고, MOSFET 38은 복수의 일련적 발생의 타이밍 주기 T_B의 합으로 통전으로 게이트될 것이다.

이러한 관점은 캐패시터 116의 방전모드가 완료되고 충전모드가 시작되는 때이라는 것이 주목된다.

접점 162의 전압은 이같이 전압이 NPN 트랜지스터 178로 인해 도선 118을 접지시킨다는 사실로서 캐패시터 116의 전압이 합해지지 않게 되어 도선 50과 접지사이의 전압크기를 갑자기 감소시킬 것이다.

이같은 전압감소는 제3도의 전압변이 E이다. 접점 162의 전압이 이같은 급격한 하강이 될지라도 MOSFET 38은 바이어스된 통전으로 남아있다.

그러므로, MOSFET 38의 게이트 캐패시턴스는, 저항기 42와 함께, 게이트 G와 소스 S가 날카로운 감소 전방으로 실험되지 않으므로 MOSFET 38의 게이트에 가해진 전압이 완만한 RC필터로 되어진다.

저항기 42는 약 50KΩ이며, MOSFET 38의 캐패시턴스는 약 2000PF로 될 수 있다.

캐패시터 116이 주기 T_C동안 하향으로 방전하는 전압크기가 그것이 도선 50의 전압에 합해질 때 접점 162의 결과적인 게이트 전압이 MOSFET 38을 충분히 바이어스시킬 정도로 될 만큼 커져야만 한다.

캐패시터 방전시간 T_A는 MOSFET 38의 게이트캐패시턴스 및 저항기 42의 RC시 정수보다 제각기 짧아야만 한다.

발전기 출력전압이 소정된 조정치 (도선 100의 하나의 전압레벨)이하인 한은 MOSFET 38은 복수의 일련적인 발생이 주기 T_B의 합과 근본적이게 일치하는 총시간주기동안 계속적이게 바이어스된 통전으로 남아있을것이다.

더욱이, 이것은 도선 100의 시작점 비교기 88의 출력전압이 소망된 조정치 이상으로되는 발전기출력전 으로 인해, 하나의 레벨에서 0레벨로 이뤄지는 속에서의 동작모드와 관련시켜 이하에서 더 상세히 알아보기로 한다.

충분한 계자전류가 발전기 10의 출력전압이 접점 28과 접지 사이의 전압(축전밧데리 30에 가해진 전압)소정의 값을 넘어선 것같은 값으로 증가되도록 계자권선 14에 공급되어 진다고 가정한다.

발전기 출력전압이 소망된 값이 넘어설 때는 플립플롭 182의 D입력단의 전압은 지금 0레벨로 되도록 하나의 레벨에서 0레벨로 갈 것이다.

플립플롭 182의

출력은 MOSFET 38이 아직도 바이어스 된 도통으로 남아 있으므로 낮은 레벨에 있다.

실제적으로 클럭펄스는, 낮은 레벨로부터 NPN 트랜지스터 184가 도통으로 바이어스된 높은 레벨로 가기위해

출력 전압을 일으키는 플립플롭 182의 클럭입력에 도선 100을 경유하여 인가되어질 것이다.

클럭펄스는 캐패시터 116의 충전모드 끝이나 혹은 주기 T_A의 끝에서 도선 132와 180으로 발생된

전압이 NPN 트랜지스터 184를 도통으로 바이어스시키는 높은 것으로 갔을 때는 NPN트랜지스터 184가 MOSFET 38의 게이트 G에 접속되어 접지된 도선 40을 그것에 의해 접지시키도록 접점 168을 연결한다.

따라서, MOSFET 38은 계자 전류를 컷오프(cutoff)하도록 비도통바이어스된다.

이 동작모드기간에는 캐패시터가 충,방전되길 계속하는 가운데 캐패시터 116이 주기 B 또는 연속적인 사이클을 행하길 계속한다.

이 동작모드가 계속되는 주기 T_B는 캐패시터 116의 방전시간 T_C가 감소하기 때문에 MOSFET 38이 통전으로 되어 있는 모드와 비교되듯이 감소된다.

그러므로 NPN 트랜지스터 184는 이도통으로 되어진 MOSFET 38를 동작시켜 도통으로 바이어스한다. 상기 NPN트랜지스터 184는 접지로 저항기 166을 연결한다. 캐패시터 116의 방전로는 지금 NPN 트랜지스터 184가 바이어스 되어진 때보다 더 적게 되어진 캐패시터 116의 방전주기 야기하는 저항기 166과 병렬로 접속된 저항기 140 및 196으로 구성한다.

어떤 레벨이 나타날 때는 도선 100의 전압이 비도통바이어스된 주기는 적어도 한주기 TA와 본질적이게 일치하고, 대부분 또는 모든 경우에 연속적이게 발생하는 주기 TB의 총수와 같은 것이다.

이것은 도선 100의 전압이 낮은 또는 0일 때는, MOSFET 38을 비도통바이어스되도록 하는, MOSFET38이 도선 100의 전압을 높은 상태로 할 때까지 결과적으로 도통바이어스가 될 수 없다는 사실에 기인하며, 이같은 높은 상태는 결과적으로 클럭펄스가 주기 TA가 끝나는 점에서 도선 180에 가해진 때 플립플롭 182로 클럭한다.

어떤 레벨이 나타날 때는 도선 100의 전압이 비도통바이어스된 NPN 트랜지스터 184와 도통된 MOSFET 38로 바뀌도록 하는 플립플롭

출력에서 0레벨전압으로 변화된다. 전압조정기의 정상 조정동작모드는 다음과 같이 요약된다.

(1) 도선 100에서의 전압레벨을 고려할 필요없이 캐패시터 116은 연속적이게 발생하는 주기 T_B로 충, 방전한다.

(2) 도선 100의 전압이 높거나 혹은 어떤 레벨에 있을 때는 소정으로 조정된 값 이하로된 발전기 출력전압을 지시하는 레벨, MOSFET 38이 도통으로 바이어스되고, 그것은 대부분 또는 모든 경우가 복수로 연속적이게 발생되는 주기 T_B의 합과 같은 주기나, 최소한 하나의 주기 T_B동안 도통된 바이어스로 남아 있는다.

(3) 도선 100의 전압이 낮거나 혹은 0레벨이면, 소망된 값보다 더 높은 발전기 출력전압을 지시하는 MOSFET 38은 최소한 주기 T_B동안 및 대부분 또는 모든 경우에서 복수의 연속적이게 발생하는 주기 T_B와 본질적으로 같은 주기동안 비도통으로 남아있거나, 비도통으로 바이어스된다.

이 경우 주기 T_B는 발전기출력전압이 상술된 바와 같이 소정의 조정된 값이하인 경우보다 더 짧다.

이는 캐패시터 116의 방전주기가 더 짧은 것이기 때문이다. 이 같은 방전주기가 짧기 때문에 장치는 도통에서 비도통으로 가는 때보다 어떤 짧은 시간주기에서 도통모드에서 비도통이 되는 모드로 갈 수 있다.

(4) NPN 트랜지스터의 도통 또는 비도통상태의 변화 및 MOSFET 38의 스위칭상태의 변화는 도선 132와 180에서 진전된 클럭펄스의 바로 그다음이나 상태변환되는 도선 100의 전압이후에 발생한다.

클럭펄스는 캐패시터 116의 방전주기 끝에서 진전되거나 혹은, 다른 표현으로, 주기 T_A의 끝에서 진전된다.

전술한 설명은 발전기 10이 높은 또는 한레벨로 되는 도선 114의 전압에 기인한 충분한 속도로 구동되는 가운데의 정상 조정동작모드로 서술되었다.

이제 발전기 10은 엔진 15에 의해 구동되지 않는다.

다시 말하면 발전기로터가 회전되지 않는다. 거기에는 접점 106에 진전된 전압이 없을것이고, 따라서 발전기 페이스 전압의 응답비교기의 0의 출력은, 도선 114에 인가된, 낮거나 0로 될 것이다.

이것은 비도통바이어된 NPN 트랜지스터 194로 기인할 것이다. 비정상조정모드에는, 이미 언급되었던, 발전기속도가 그것에 의하여 접점 192가 접지로 연결되는 NPN트랜지스터 194의 도통바이어스로 되기위한 높거나 또는 하나의 레벨로 되는 도선 114의 전압을 이르킬 정도로 충분히 높다.

이같은 전압은 접점 151로부터 전압비교기 154의 정입력단에 인가된 기준전압 VFER2보다 더 높게되고, 비교기 154의 출력전압은 그것에 의해 도선 152가 접지되도록 트랜지스터 154A를 도통바이어스되도록 한다.

이것은 NPN 트랜지스터 146과 186이 비도통바이어스되도록 한다.

비도통바이어스된 NPN트린지스터 186으로 접접 168은 접지되지 않으며, 이에 따라 접점 162의 전압은 MOSFET 38을 도통 바이어스로 할 것이다.

계자권선 14는 축전밧데리 30으로 따로 여자된다. 캐패시터 116이 방전될 때는 전압비교기 154의 부측단에 인가된 전압이 감소하며, 그것이 VREF2로 떨어질 때 전압비교기 154는 NPN트랜지스터 154A가 도통으로 바이어스된 상태로 스위치한다.

이것은 NPN 트랜지스터 146이 도통되는 바이어스로 되어진다. NPN트랜지스터 146의 도통은 저항기 144만 단지 거쳐가는 대신에 저항기 144 및 148의 전압분배기로 제공되는 접점 142의 전압을 일으킨다.

접점 142로부터 타이밍비교기 130의 정측단에 인가되는 기준전압은 결과적으로 감소되었거나 또는 감쇄되어진다.

캐패시터 116의 방전기간은 접점 142의 전압치에서 하강하는 접점 136의 전압에 대해 더 오래걸리는 때부터 증가될 것이다. 접점 136의 전압이 캐패시터 116의 방전과 같이 VREF2로 감소할 때는 도선 152가 NPN트랜지스터 154A에 의한 비통전상태로 인해 접지된 것으로부터 끊어지게 되며, 이에 따라 도선 152 및 190의 전압은 그것에 의해 NPN 트랜지스터 186이 도선 40을 접지하도록 도통 바이어스될 것이며, 또 MOSFET 38이 비도통 바이어스 되도록 할 것이다.

더욱이, 도선 152의 전압은 그것에 의해 접지에서 저항기 148의 일단을 접속시키도록 NPN트랜지스터 146을 도통되도록 바이어스 한다.

저항기 144 및 148은 이제 언급된 바와 같이 접점 142를 가지는 전압분배기의 형태이다.

이미 언급되었던 바의 동작모드에서, MOSFET 38은 전압축적 및 보탬이 일어날 때 도통으로 바이어스 된다.

또, 캐패시터 116의 방전기간 동안은 즉, 도선 134의 전압이 VREF2값에서 떨어지는 시점에서는 비도통으로 바이어스된다.

이것은 접점 134의 전압이 접점 142의 전압에서 떨어지는 시기보다 이전에 발생한다.

전압이 VREF2로 떨어지면, MOSFET 38은 여자전류를 컷오프하도록 비도통으로 바이어스된다.

또, 그것이 더 낮은 전압으로 떨어지면, 캐패시터 116에 대한 방전모드는 종료되고 충전모드가 시작된다.

이 회로는, VREF1 및 VREF2의 크기를 포함하는, 이같은 동작모드내내 MOSFET38이 시간주기의 약 27%만큼 또는 다른말로 27% 듀티사이클동안 도통으로 바이어스된 것같이 이뤄진다.

이 시간 주기는 캐패시터 116의 방전주기와 일치한다. MOSFET 38의 연속적으로 발생한는 도통주기는 일정 주파수 및 본질적으로 27%의 고정된 사이클에서 발생한다.

이 동작모드는 계자 스트로브모드를 형성할 수도 있고, 발전기모터가 회전될 때 만들어지는 발전기출력전압을 일으키기 충분한 평균전류와 함께 축전밧데리 30으로부터 계자권선 14를 여기시키도록 작용한다.

계자스트로브모드는 그것이 발전기모터의 회전이 없을 적마다 또 점호스위치 124가 닫혔을 때 작용한다.

발전기 10이 예정된 속도보다 더 큰 속도로 회전하고 있을 때는 도선 114의 전압은 NPN 트랜지스터 194를 도통으로 바이어스 할만큼이나, 접지에 접점 192를 연결할만큼 높게 된다.

이것은 전압비교기 154의 출력이 전압조정기에 미치는 효력이 없으므로 도선 152는 접지로 된다.

또 이에 따라 계자스트로브모드는 발생할 수 없다. 제1도의 전압조정기는 점호스위치 124가 닫혔을 때 신호램프 122를 켜므로 회로의 어떤 결점들을 지시할 수 있다.

과전압조건내에서는, 과전압비교기 86으로 감지되는, 신호가 NPN트랜지스터 126을 도통으로 바이어스시킬 낸드 게이트 96에 인가되며, 그것에 의해 신호램프 122가 켜진다.

신호램프 122는 발전기페이스전압의 응답비교기의 동작 및 낸드 게이트 96을 지난 발전기로부터 회전(접점 106의 무전압)이 없는 때에 역시 켜진다.

계자권선 14가 개방된다면 거기에는 접점 106의 진전된 전압이 없고 이에 따라 신호램프는 122는 켜진다.

다음은 본 발명전압조정기의 동작을 간단히 요약한다. 모터기관의 동작이 엔진 15를 동작키위한 점호스위치 124가 켜졌을 때 전압조정기는 접점 77의 진전된 전압턱택으로 작용되어진다.

전압조정기는 이제 이미 언급된 27% 듀티사이클을 부여하려고 MOSFET 38의 언, 오프되는 것과 함께 계자 스트로브모드로 동작할 것이다.

이것은 계자권선 14를 최초로 여기되도록 부여하는 축전 밧데리 30으로부터 계자권선 14에 공급되어지도록 평균 전류를 일으킨다.

엔진 15가 동작될 때 그것은 발전기 10의 로터를 구동하고 발전기 출력전압을 만든다.

임의 발전기로부터 속도에서 그것은 발전기페이스전압의 응답비교기 90을 높이게 되도록 야기시키는 충분한 크기로 접점 106의 진전된 전압이 될 것이다.

이것은 계자모드에서 조정모드로 이행하기 위한 전압조정기로 될 것이며, 그것에 의해 턴오프(Turn off)로 꺼지게 되도록 신호램프 122를 야기시킬 것이다.

저역 RC필터의 기능은 저항 42와 게이트전압이 이미 언급된 바의 완만한 MOSFET 38의 게이트 캐패시턴스로 구성한다. 이 저역 RC필터는 또한 라디오(radio)장애를 감소한다.

캐패시터 120을 가로지른 보태기 또는 축적된 전압이나 도선 120의 합산전압을 부여할 만큼의 도선 120의 전압은 전압배가행위로 이미 언급했었다.

전압조정기는 전압배가행위를 제공하다. 그리고 그것은 도선 120의 진전된 전압이 정확히 도선 36의 전압에 배가되는 것이 아닌 상태로 배치된다.

일예로, 전압조정기가 조정모드로 동작할 때 전압조정기는 도선 120(캐패시터충전모드의 끝)의 진전된 최대전압이 도선 36의 전압보다 약 1.8배이며, 이 전압은 캐패시터 116의 방전의 끝에서 도선 36의 전압보다 약 1.65배로 떨어진다.

충전된 캐패시터 116에 대한 전압과 접점 139(VREF1)의 부여된 전압은 모두 도선 36 및 접점 28에 의해 역으로 공급되는 도선 50으로부터 공급된다.

도선 50의 전압은 접점 28의 전압내에서의 변함과 함께 변화되며, 따라서 축전 밧데리 30을 가로지른 전압의 변위와 함께 변화된다.

캐패시터 충전 전압과 전압 VREF1은 그러므로 모두 밧데리 30을 가로지른 전압내에서 변함으로 같은방향으로 변화한다. 본 발명에서 전압조정기로 진전되는 것과 같은 종류의 일련으로 발생되는 타이밍주기는 본질적으로 시간주기와 같다.

일예로, 전압조정기가 조정모드로 동작하거나 발전기출력전압이 소정조정치이하일 때는 연속적발생하는시간주기 T_A가 연속적 발생하는 시간주기 T_B및 T_C인 만큼 같은 기간이다. 플립플롭 182는 클럭펄스가 도선 180으로 진전되는 각 타임에서 도선 100의 전압(높거나 혹은 낮을)의 상태를 검사한다.

도선 100의 전압레벨상태는 한클럭펄스로부터 다음 발생된 클럭펄스까지 변하지 않는다면 다음 발생된 클럭펄스는 플립플롭 182의

출력에서 변화를 일으키지 않을 것이다. 도선 100의 전압레벨의 변화가

출력이 상태변화될 클럭 펄스에 바로 선행하여 발생한다.

이같은 도선 100의 전압상태검사와 적절한 게이트제어신호의 출력은 브리지정류기 16의 정방향전압출력단22에서 진전된 리플전압의 리플 주파수와 독립하는 주기경향으로 이뤄진다.

전압조정기는 이에 따라 소위 리플 조정기는 아니다. 플립플롭 182 및 관련된 회로는 디지탈샘플(samflle) 및 지속기능(holdfunction)을 부여하거나 전압조정기가 언급된 방법으로 제어되는 한은 어떠한 다른 형태를 가져올 수 있다.

이러한 설명에 따라, 캐패시터 전압이 도선 50의 전압에 보태질 때 진전된 게이트 전압은 MOSFET 38이 충분히 도통으로 바이어스되는 것을 유지시키기 위한 캐패시터방전내내 충분히 높게 남아 있거나, MOSFET 38을 충분히 도통시킬 바이어스로 높게 된다.

이 게이트 전압의 크기는 그것이 충분히 도통되는 즉, 포화되는 바이어스되어지기 위해 MOSFET 38의 문턱전압이상으로 있다. 도선 50의 전압은 도선 36의 전압보다 완만하게 더 낮아지며, 이에 따라 전압들이 축적 또는 보태질 때 캐패시터 전압에 보태진 전압의 크기는 본질적으로 축적 밧데리 30을 가로지른 전압과같은 크기의 전압이다. 이미 언급되었던 전압조정기는 발전기 일단 프레임에 고정될 수 있는 혼합 IC같이 더 적절히 조립된다.

타이밍비교기 130의 출력이 낮아질 때는, NPN 트랜지스터 178과 202는 비도통이고, NPN 트렌지스터 198은 도통으로 바이어스된다.

부가적으로 캐패시터 116의 전압은 지금 도선 50의 전압에 직렬로 보태지거나, MOSFET 38의 게이트 G와 소스 S를 가로질러 인가된다.

그러므로, 도선 120의 정전위캐패시터전압은 저항기 166과 도선 40을 경유하여 MOSFET 38의 게이트에 인가된다.

지금 언급된 바와 같은 것은 전압배가작용을 부여한다.

그 전압의 보탬이나 축적이라고 될지모를 이것은 제3도에서 보여준 전압이건 B를 일으킨다.

도선 120에서 진전된 이같은 게이트바이어스전압은 MOSFET 38의 도통 바이어스로는 충분히 높은 것이며 이하에 서술된 충분한 방법으로 그것은 도통을 유지한다

타이밍 비교기 130의 출력이 낮아졌을 때는, 언급된 이하로, NPN 프랜지스터 202는 비도통바이어스로되고, NPN트랜지스터 198은 도통되어진다.

캐패시터 116은 도선 120, 저항기 140 및 196, 축전밧데리 30, 저항기 48, 도선 118기 176을 지나 방전한다.

캐패시터 116이 방전되므로 접점 162의 전압은 지수적으로 제3도에서와 같이 선 C를 따라 감소하고, 분배된 하향특성의 이같은 전압은 접점 138로 진전된다. 접점 138의 전압이 그것이 VREF1과 같은 레벨로 감소될 때는 타이핑비교기 130의 출력은 낮은 상태로부터 높은 상태까지 뒤쫓아 스위치한다.

제3도에서의 주기 T_A는 캐패시터 116의 NPN트랜지스터 178이 통전되는 기간과 상응한 충전모드에 있는 주기이다. 주기 T_B는 1사이클동작주기이고, 이것은 캐패시터 116이 방전 모드로 있는 주기 T_C에 보태진 주기 T_A인 것이다.

캐패시터 116가 방전모드에 있는 주기 T_C는 NPN트랜지스터 178이 비통전되는 주기와 일치한다.

그것은 또다른, 주기 T_B는 캐패시터 116에 대한 충전 모드의 연속적인 발생시점사이에의 주기이다.

주기 T_A는 주기 T_B보다 매우 짧다. 일예로 주기 T_B는 약 2.5에서 3m/sec이고 주기 T_A는 약 100m/sec일 것이다.

캐패시터 116가 예정된 충전전압(주기 T_A의 끝에서)에 도달하는 각 시점에 타이밍 비교기 130의 출력은 낮은 상태로 스위치 하며, 이전압천이(높은 것에서 낮은 것에 대한)는 플립플롭 182의

출력에서 도선 100(높은 것 또는 낮은 것)의 상태를 클럭시키려는 플립플롭 182의 클럭 입력을 인가한다.

클럭된 때의 플립플롭 182는 도선 100의 전압상태를 반전시킨다. 그러므로 도선 100이 플립플롭 182가 클럭될만큼 높다면,

출력은 낮아지거나 반대로 될 것이다.

발전기 출력전압은 도선 100이 높거나 또는 한레벨을 가지는 소정의 조정된 값이하이라 가정하여 보기로 한다.

또, 플립플롭 182의

이에 따라 접점 168은 MOSFET38의 게이트가 접속된, NPN트랜지스터 184로 접지되지 않는다.

접점 162의 전압은 이같은 전압이 NPN트랜지스터 178로 인해 도선 118을 접지시킨다는 사실로서 캐패시터 116의 전압이 합해지지 않게 되어 도선 50과 접지사이의 전압크기를 갑자기 감소시킬 것이다.

이같은 전압감소는 제3도의 전압변이 E이다. 접점 162의 전압이 이같은 급격한 하강이 될지라도 MOSFET 38은 바이어스된 통전으로 남아 있다.

그러므로, MOSFET 38의 게이트 캐패시턴스는, 저항기 42와 함께, 게이트 G와 소스 S간 날카로운 감소 전압으로 실험되지 않으므로 MOSFET 30의 게이트에 가해진 전압이 완만한 RC필터로 치어진다. 저항기 42는 약 50KΩ이며, MOSFET 38의 캐패시턴스는 약 2000PF로 될 수 있다.

캐패시터 방전시간 T_A는 MOSFET 38의 게이트캐패시턴스 킨 저항기 42의 RC시정수보다 제각기 짧아야 만한다.

발전기 출력전압이 소정된 조정치(도선 100의 하나의 전압레벨)이하인 한은 MOSFET 38은 복수의 일련 적인 발생이 주기 T_B의 합과 근본적이게 일치하는 총시간주기동안 계속적 이게 바이어스된 통전으로 남아일 을 것이다.

더욱이, 이것은 도선 100의 시작점 비교기 88의 출력전압이 소망된 조정치 이상으로되는 발전기출력전압으로 인해, 하나의 레벨에서 0레벨로 이뤄지는 속에서의 동작모드와 관련시켜 이하에서 더 상세히 알아보기로 한다.

충분한 계자전류가 발전기 10의 출력전압이 접점 28과 접지 사이의 전압(축전밧데리 30에 가해진 전압)소정의 값을 넘어선 것 같은 값으로 증가되도록 계자권선 14에 공급되어 진다고 가정한다.

플립플롭 182의

출력 전압을 일으키는 플립플롭 182의 클럭입력에 도선 180을 경유하여 인가되어질 것이다.

클럭펄스는 캐패시터 116의 충전모드 끝이나 흑은 주기 T_A의 끝에서 도선 132와 180으로 발생된

이 동작모드기간에는 캐패시터가 충,방전되길 계속하는 가운데 캐패시터 115이 주기 B 또는 연속적인 사이클을 행하길 계속한다.

그러므로 NPN 트랜지스터 184는 이 도통으로 되어진 MOSFET 38를 동작시켜 도통으로 바이어스한다.

상기 NPN트랜지스터 184는 접지로 저항기 166을 연결한다. 캐패시터 116의 방전로는 지금 NPN 트랜지스터 184가 바이어스 되어진 때보다 더 적게 되어진 캐패시터 116의 방전주기를 야기하는 저항기 166과 병렬로 접속된 저항기 140 및 196으로 구성한다.

MOSFET 38이 비도통바이어스된 주기는 적어도 한주기 T_B와 본질적이게 일치하고, 대부분 또는 모든경우에 연속적 이게 발생하는 주긴 T_B의 총수와 같은 것이다.

이것은 도선 100의 전압이 낮은 또는 0일 때는, MOSFET 38을 비도통바이어스되도록 하는, MOSFET38이 도선 100의 전압을 높은 상태로 할 때까지 결과적으로 도통바이어스가 될 수 없다는 사실에 기인하며, 이같은 높은 상태는 결과적으로 클릭펄스가 주기 T_A가 끝나는 점에서 도선 180에 가해진 때 플립플롭 182로 클럭한다.

출력에서 0레벨전압으로 변화된다. 전압조정기의 정상 조정동작 모드는 다음과 같이 요약된다.

(1) 도선 100에서의 전압레벨을 고려할 필요없이 캐패시터 116은 연속적이게 발생하는 주기 T_B로 충,방전 한다.

(2) 도선 100의 전압이 높거나 혹은 어떤 레벨에 있을 때는 소정으로 조정된 값 이하로된 발전기 출력전압을 지시하는 레벨, MOSFET 38이 도통으로 바이어스되고, 그것은 대부분 또는 모든 경우가 복수로 연속적 이게 발생되는 주기 T_B의 합과 같은 주기나, 최소한 하나의 주기 T_B동안 도통된 바이어스로 남아 있는다.

(3) 도선 100의 전압이 낮거나 혹은 0레벨이면, 소망된 값보다 더 높은 발전기 출력전압을 지시하는 MOSFET 38은 최소한 주기 T_B동안 및 대부분 또는 모든 경우에서 복수의 연속적이게 발생하는 주기 T_B와 본질적으로 같은 주기동안 비 도통으로 남아있거나, 비도통으로 바이어스된다.

이 경우주기 T_B는 발전기출력전압이 상술된 바와 같이 소정의 조정된 값이하인 경우보다 더 짧다. 이는 캐패시터 116의 방전주기가 더 짧은 것이기 때문이다. 이 같은 방전주기가 짧기때문에 장치는 도통에서 비도통으로 가는 때보다 어떤 짧은 시간주기에서 도통모드에서 비도통이 되는 모드로 갈 수 있다.

클럭펄스는 캐패시터 116의 방전주기끝에서 진전되거나 혹은, 다른 표현으로, 주기 T_A의 끝에서 진전된다.

이제 발전기 10은 엔진 10에 의해 구동되지 않는다.

다시 말하면 발전기로터가 회전된지 않는다. 거기에는 접점 106에 진전된 전압이 없을 것이고, 따라서 발전기 페이스 전압의 응답비교기의 0의 출력은, 도선 114에 인가된, 낮거나 0로 될 것이다.

이것은 비도통바이어스된 NPN 트랜지스터 194로 기인할 것이다. 비정상조정모드에는, 이미 언급되었던, 발전기속도가 그것에 의하여 접점 192가 접지로 연결되는 NPN트랜지스터 194의 도통바이어스로 되기위한 높거나 또는 하나의 레벨로 되는 도선 114의 전압을 이르킬 정도로 충분히 높다.

이같은 전압은 접점 151로부터 전압비교기 154의 정입력단에 인가된 기준전압 VREF2보다 더 높게되고, 비교기 154의 출력전압은 그것에 의해 도선 152가 접지되도록 트랜지스터 154A를 도통바이어스되도록 한다.

이것은 NPN 트랜지스터 146자 186이 비도통바이어스되도록 한다.

비도통바이어스된 NPN트랜지스터 186으로 접점 168은 접지되지 않으며, 이에 따라 접점 162의 전압은 MOSFET 38을 도통 바이어스되도록 할 것이다.

계자권선 14는 축전밧데리 30으로 바로 여자된다. 캐패시터 116이 방전될 때는 전압비교기 154의 부측단에 인가된 전압이 감소하며, 그것이 VREF2로 떨어질 때 전압비교기 154는 NPN트랜지스터 146의 도통은 저항기 144만 단지 거쳐가는 대신에 저항기 144 및 148의 전압분배기로 제공되는 접점 142의 전압을 일으킨다.

접점 142로부터 타이밍비교기 130의 정측단에 인가되는 기준전압은 결과적으로 감소되었거나, 또는 감쇄되어진다.

캐패시터 116의 방전기간은 접점 142의 전압치에서 하강하는 접점 136의 전압에 대해 더 오래걸리는 때부터 증가될 것이다. 접점 136의 전압이 캐패시터 116의 방전과 같이 VREF2로 감소할 때는 도선 152가 NPN 트랜지스터 154A에 의한 비통전상태로 인해 접지된 것으로부터 끊어지게 되며, 이에 따라 도선 152 및 190의 전압은 그것에 의해 NPN 트랜지스터 186이 도선 40을 접지하도록 도통바이어스될 것이며, 또 MOSFET 38이 비도통바이어스되도록 할 것이다.

더욱이, 도선 152의 전압은 그것에 의해 접지에서 저항기 148의 일단을 접속시키도록 NPN트랜지스터 146을 도통되도록 바이어스한다.

전압이 VREF2로 떨어지면, 캐패시터 116에 대한 방전모드내내 MOSFET 38이 시간주기의 약 27%만큼 또는 다른말로 27% 듀티사이클동안 도통으로 바이어스된 것같이 이뤄진다.

이 시간 주기는 캐패시터 116의 방전주기와 일치한다. MOSFET 38의 연속적으로 발생하는 도통주기는 일정 주파수 및 본질적으로 27%의 고정된 사이클에서 발생한다.

발전기 10이 예정된 속도보다 더 큰 속도로 회전하고 있을 때는 도선 114의 전압은 NPN트랜지스터 184를 도통으로 바이어스 할만큼이나, 접지에 접점 192를 연결할만큼 높게된다.

신호램프 122는 발전기페이스전압의 응답비교기의 동작 및 낸드 게이트 96을 지난 발전기로터의 회전(접전 106의 무전압)이 없는 때에 역시 켜진다.

계자권선 14가 개방된다면 거기에는 접점 106의 진전된 접압이 없고 이에 따라 신호램프 122는 켜진다.

다음은 본 발명전압조정기의 동작을 간단히 요약한다. 모터기관의 동작이 엔진 15를 동작키위한 점호스위치 124가 켜졌을 때 전압조정기는 접점 77의 진전된 전압덕택으로 작용되어진다.

전압조정기는 이제 이미 언급된 27% 듀티사이클을 부여하려고 MOSFET 38의 언, 오프되는 것과 함께 계자스트로브모드로 동작할 것이다.

이것은 계자권선 14를 최초로 여기되도록 부여하려고 축전 밧데리 30으로부터 계자권선 14에 공급되어지도록 평균 전류를 일으킨다.

엔진 15가 동작될 때 그것은 발전기 10의 모터를 구동하고 발전기 출력전압을 만든다.

임의 발전기로부터 속도에선 그것은 발전기페이스 전압의 응답비교기 90을 높이게 되도록 야기시키는 충분한 크기로 접점 106의 진전된 전압이 될 것이다.

지역 RC필터 기능은 저항 42와 게이트전압이 이미 언급된 바의 완만한 MOSFET 38의 게이트 캐패시턴스로 구성한다. 이 저역 RC필터는 또한 라디오(ratio)장애를 감소한다.

캐패시터 120을 가로지른 보태기 또는 축적된 전압이나 도선 120의 전압을 부여할 만큼의 도선 120의 전압은 전압배가행위로 이미 언급했었다.

전압조정기는 전압배가행위를 제공한다. 그리고 그것은 도선 120의 진전된 전압이 정확히 도선 36의 전압에 배가되는 것이 아닌 상태로 배치된다.

충전된 캐패시터 116에 대한 전압과 접점 139(VREF1)의 부여된 전압은 모두 도선 36및 접점 28에 의해 역으로 공급되는 도선 50으로부터 공급된다.

캐패시터 충전 전압과 전압 VREF1은 그러므로 모두 밧데리 30을 가로지른 전압내에서 변함으로 같은방향으로 변화한다. 본 발명에서 전압조정기로 진전되는 것과 같은 종류의 일련으로 발생되는 타이밍 주기는 본질적으로 시간주기와 길다.

일예로, 전압조정기가 조정모드로 동작하거나 발전기출력전압이 소정조정치이하일 때는 연속적발생하는시간주기 T_A가 연속적 발생하는 시간주기 T_B및 T_C인 만큼 같은 기간이다. 플립플롭 182는 클럭펄스가 도선 180으로 진전되는 각 타임에서 도선 100의 전압(높거나 흑은 낮은)의 상태를 검사한다.

출력이 상태변화될 클럭 펄스에 바로 선행하여 발생한다.

이같은 도선 100의 전압상태검사와 적절한 게이트 제어신호의 출력은 브리지정류기 16의 정방향전압출력단22에서 진전된 리플전압의 리플 주파수와 독립하는 주기경향으로 이뤄진다.

전압조정기는 이에 따라 소위 리플 조정기는 아니다. 플립플롭 182 및 관련된 회로는 디지탈샘플(sample) 및 지속기능(holdfunction)을 부여하거나 전담조정기가 언급된 방법으로 제어되는 한은 어떠한 다른 형태를 가져올 수 있다.

이 게이트 전압의 크기는 그것이 충분히 도통되는 즉, 포화되는 바이어스되어지기 위해 MOSFET 38의 문턱전압이상으로 있다. 도선 50의 전압은 도선 36의 전압보다 완만하게 더 낮아지며, 이에 따라 전압들이 축적 또는 보태질 때 캐패시터 전압에 보태진 전압의 크기는 본질적으로 축적 밧데리 30을 가로지른 전압과 같은 크기의 전압이다. 이미 언급되었던 전압조정기는 발전기 일단 프레임에 고정될 수 있는 혼합 IC같이 더 적절히 조립된다.

Claims

발전기 출력을 안정화시키기 위하여 스위칭회로로 되는 전압조정기에 있어서, 정 · 부측단을 가진 직류전원(30)과 ; 게이트(G)와 소스(S) 및 드레인(D)을 가진 N채널 FET와 ; 전압원의 정측단에 드레인을연결한 도선(36,39)과 ; FET의 소스와 부측단자 사이에 접속된 전기적 부하(14)와 ; 캐패시터 (116)와 ; 캐패시터 충전용 충전회로(170, 172)와 ; 캐패시터 방전용 방전회로(140, 196)와 ; 방전회로가 캐패시터를 방전시키는 동안 캐패시터는 충전회로를 디스에이블시키기 위하여 충전될 때 소정치의 충전전압을 갖고 있는캐패시터를 통해 전압에 응답하는 수단(130)과 , 전원전압과 캐패시터에 의해 얻어진 전압이 전원전압과 캐패시터에 의해 얻어진 전압의 합으로 되는 게이트 바이러스전압을 공급하기 위하여 연속으로 더해지도록, 그리고 게이트 바이어스전압이 드레인과 소스사이의 FET도체를 바이어스시키기에 충분히 높은 게이트 바이어스전압을 공급하기 위한 게이트에 인가되도록 소정의 충전전압을 갖고 있는 캐패시터에 응답하는 수단(130)과 ; 캐패시터 방전시 게이트 바이어스 전압을 검사하고, 게이트 바이어스전압이 캐패시터 방전으로 인하여 소정치, 떨어질 때 방전회로는 캐패시터를 재충전신키기 위하여 재인에이블 즉 FET가 도통 바이어스 되도록 유지하기에 충분히 높게되는 게이트 바이어스전압의 소정치로 떨어질 때 방전회로는 캐패시터를 재충전시키기 위하여 재인에이블되는 수단(130)과 ; 게이트가 간헐적으로 부측단과 연결되어 FET가 비도통 바이어스되는 스위칭수단(184)과 비도통시 FET가 도통 바이어스되도록 하는 스위칭수단으로 이루어진 제어수단(46)으로 구성된 전원과 전기적 부하를 연결 및 차단시키는 것을 특징으로 하는 스위칭 회로.
제1항에 있어서, 제어수단(46)은 충전회로(170, 172)가 디스에이블되고 방전회로(140, 196)가 인에이블될 때만 스위칭수단(184)의 상태로 변하길 허용하는 수단을 포함한 것을 특징으로 하는 스위칭회로.
제1항에 있어서, 캐패시터(116)방전시 게이트 바이어스 전압을 검출하고, 스위칭수단(184)은 게이트 바이어스 전압이 캐패시터의 방전으로 인하여 1차 소정치로 떨어져 FET가 비도통으로 바이어스될 때 도통 바이어스되는 수단과 충전회로(170, 172)가 재인에이블되고 방전회로(140, 196)가 디스에이블 되도록 2차 소정치, 즉 1차 소정치보다 더 작게되는 2차 소정치로 떨어지는 게이트 바이어스 전압에 응답하는 수단으로 특징되는 스위칭회로.
제1내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 캐패시터(116)의 한쪽끝을 접점 (162)에 연결한 도선(120)과 ; 캐패시터의 타쪽끝을 전원전압의 부측단에 연결한 도선(118,50)과 ; 접점을 케이트(G)에 연결한 도선(40)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스위칭회로.
제4항에 있어서, 캐패시터 (116)충전용 충전회로는 전원(30)의 부측단자와 접점(162)사이에 연결된 회로(170,172)와, 캐패시터의 타측끝과 전원의 부측단자 사이에 연결된 2차 스위칭수단(178)으로 이루어지고 ; 캐패시터 충전시 소정의 충전전압을 갖고 있는 캐패시터를 통하여 전압에 응답하는 수단(13)은 2차 비도통 스위칭수단이 충전회로를 디스에이블하도록 바이어스하도록 이루어지며 ; 캐패시터 방전시 케이트 바이어스 전압을 검출하는 수단은 케이트 바이어스전압이 소정치로 떨어질 때 2차 스위칭수단이 도통 바이어스되어 캐패시터를 재충전 하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 스위칭회로.
출력권선에 연결된 정 (22)가 부(24)직류전압 출력단을 갖는 회로수단(16)과 ; 게이트(G)와 드레인 (D) 및 소스(S)를 갖는 FET(38)와 ; 드레인이 상기 정측 직류전압 출력단에 연결된 도선(39,36,26)과 ; FET의 소스와 부측 직류전압 출력단 사이의 계자권선을 연결한 수단과 ; 로 구성되고 ; 캐패시터 (116)와 ; 직류전압 출력단으로부터 캐패시터를 충전하기 위한 충전회로(170, 172)와 ; 상기 캐패시터를 방전하기위한 방전회로(140, 196)와 ; 캐패시터를 통한 전압이 소정치를 갖을 때 충전회로를 디스에이블하고 방전회로를 인에이블하는 캐패시터를 통한 전압의 크기에 응답하는 전압응답 제어회로(130)와 ; 직류전압 출력단을 통한 직류전압이 직류전압 출력단을 통한 전압과 캐패시터에 의해 얻어진 전압을 합한 게이트 바이어스 전압을 공급하는 캐패시터를 통한 전압을 연속하여 더 해지도록, 그리고 게이트 바이어스 전압을 게이트에 인가하여 드레인과 소스사이의 FET도통을 바이어스하기에 충분히 높은 게이트 전압을 공급해주는 상기 전압 소정치를 갖고 있는 캐패시터에 응답하는 수단(130)과 ; 캐패시터 방전시 게이트 바이어스 전압을 검출하고, 게이트 바이어스 전압이 상기 캐패시터의 충전으로 인하여 소정치로, 즉 FET가 도통 바이어스를 유지하기에 충분히 높은 게이트 바이어스 전압의 소정치로 떨어질 때 충전회로는 재 인에이블되어 캐패시터를 재충전하는 수단(130)과 ; FET의 게이트와 부측단자 사이에 연결된 1차 스위칭수단(184)과 ; 도통시 FET 가 비도통으로 바이어스되는 1차 스위칭수단과 ; 발전기의 출력전압이 바람직한 규정치를 넘을 때 1차 스위 칭수단은 도통 바이어스 되거나 유지되고, 출력전압이 바람직한 극정치를 하향할 때 1차 스위칭수단은 비도통 바이어스 되거나 유지되는 발전기의 출력 전압에 응답하는 1차 스위칭수단의 스위칭 상태를 제어하는 제어수단(46)과 ; 충전회로가 디스에이블되고 방전회로가 인에이블될 때만 1차 스위칭수단의 상태를 변화시키는 수단을 포함한 제어수단과 ; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 출력권선(12)과 자계권선(14)을 갖는 발전기 (10)용 전압조정기.
제6항에 있어서, 접점(162)과, 캐패시터(116)의 한쪽끝이 접점에 연결된 도선(120)과, 캐패시터의 타쪽끝이 정측 직류전압 입력단자(22)에 연결된 도선(118,50,36)과, 접점이 게이트(G)에 연결된 도선(40)과 ; 충전회로는 정측 직류전압 입력단자와 접점 사이에 연결된 회로(170, 172)로 구성되고, 캐패시터의 타측끝과 부측 직류전압 입력단자 사이에 연결된 2차 스위칭수단과, 도통시 2차 스위칭수단을 통하여 충전되는 캐패시터와 ; 2차 스위칭수단이 비도통 바이어스될 때 전압 응답 제어회로(130)는 접점과 연결되고 2차스위칭수단을 비도통 바이어스하여 충전회로를 디스에이블시키고 ; 캐패시터 방전시 게이트 바이어스 전압검출수단(130)은 게이트 바이어스 전압이 소정치로 떨어질 때 2차 스위칭수단을 도통 바이어스되며 캐패시터를 재충전시키며 ; 비도통시 1차 스위칭수단(184)은 게이트 바이어스 전압이 접점 전압으로 되어 FET(38)를 도통시키고 ; 제어수단(46)은 2차 스위칭수단의 스위칭 상태에 응답함을 특징으로 하는 전압 조정기.
제7항에 있어서, 레지스터 (42)는 게이트(G)와 접점 (162)사이에 연결되고, 상기 접점으로부터 게이트에 인가된 전압을 일정하게 유지하기 위한 필터회로를 구성하는 상기 레지스터와 FET(38)로 된 전압조정기.
제7항에 있어서, 전압 조정지는 소정의 듀티사이클을 갖는 연속 발생주기동안 FET(38)가 도통 바이어스되는 스트로브 모드에서 전압조정기를 쉬트트하기 위한 발전기의 출력 전압에 응답하는 스트로브 제어수단을 포함하고, 발전기(10)의 출력전압이 제로 또는 소정치로 떨어질 때 스트로브 모드에서 쉬프트되는 전압 조정기와, 게이트(G)와 부측 직류전압 출력단자(24)사이에, 연결된 3차 스위칭수단(186)과 스트로브모드일 때 상기 게이트 전압이 전압의 크기에 있어서 캐패시터가 방전되는 시간동안 재충전되는 소정 전압보다 높은 전압레벨로 떨어질 때 3차 스위칭수단이 도통 바이어스 되도록 동작하는 수단(194)을 포함한 전압 조정기와로 구성된 전압 조정기.
제7항에 있어서, 캐패시터 (116)를 연속 충 · 방전하고, 접점 (162)전압으로된 게이트 바이어스 전압이 캐패시터 충전이 끝나고 캐패시터 방전이 시작될 때 캐패시터 전압과 정ㆍ부측 직류전압 출력단자(22,24)를 통한 전압의 합과 같게되는 수단과, 캐패시터가 재충전되고 케이트 바이어스 전압이 캐패시터 방전동안 소정치로 떨어질 때 캐패시터 방전이 끝나는 수단과, 캐패시터의 연속 충·방선 주기는 타이밍 주기와 같이되며, 발전기의 출력전압이 바람직한 규정치를 하향할 때 대다수 타이밍 주기의 합과 같게되는 모든 주기동안 FTT(38)가 도통 바이어스되고 발전기의 출력전압이 바람직한 규정치를 상회할 때 대다수 타이밍 주기의 합과 같게되는 모든 주기동안 FET가 비도통 바이어스되는 것을 특징으로 하는 전압 조정기.
제10항에 있어서, 캐패시터 (116)의 방전주기는 발전기 (10)의 출력전압이 바람직한 규정치를 하향할때 보다 상회할 때 더 짧게 되도록 하는 수단을 포함한 전압조정기.
제10항에 있어서, 제언수단은 캐패시터 충전주기가 끝나고 방전주기가 시작될 때에만 FET(39)의 스위칭 상태에서 변화되도록 한 수단을 포함한 전압조정기.
제6항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 충전 배터리의 충전을 포함하는 모터 차량에 전기적 부하를 공급하고 엔진(15)에 의해 구동되는 로터를 갖는 교류발전기 (10)를 구성하는 다이오드 정류 교류발전기 (10)와, 출력권선(12)에 연결되고 정·부측 직류전압 출력단자(22,24)를 갖는 정류수단(16)과, 직류전압출력단자를 통하여 연결된 축적 배터리 (30)와를 사용한 전압 조정기.