CN103283134B - 调节器、蓄电池充电装置以及蓄电池充电系统 - Google Patents
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Abstract
一种调节器，具有：对从三相交流发电机101的各相的输出端子输出的交流电流进行整流、向蓄电池B流通充电电流的整流电路；分别具有输入控制信号SCON1的第1端子×1、与蓄电池B的负极侧连接的第2端子×2、与蓄电池B的正极侧连接的第3端子×3、以及与三相交流发电机101的U、V、W各相输出端子连接的第4端子×4的第1至第3半导体元件T1、T2、T3；用于检测蓄电池B的充电电压，并根据该检测结果输出控制信号的控制器CON。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于三相交流发电机对蓄电池的充电进行控制的调节器、蓄电池充电装置以及蓄电池充电系统。
背景技术
图4是表示以往的蓄电池充电系统1000A的结构的示意图。
如图4所示，以往的蓄电池充电系统1000A使用的调节器(例如，参照JP2010-154681A。)，例如是在蓄电池充电时，通过由6个二极管D1～D6构成的整流电路将三相交流发电机101的输出电流整流，对蓄电池B充电。
随后，当蓄电池B充满电后，该调节器的控制器CON对蓄电池电压进行检测，向分别与二极管D4～D6以逆向极性并列连接的闸流晶体管S1～S3流通驱动电流，闸流晶体管S1～S3开启(ON)。
这样，三相交流发电机101的输出与蓄电池B的负极侧被短路，从而控制蓄电池B的充电。
在这里，图5是表示图4所示的蓄电池充电装置的第1至第3闸流晶体管S1～S3的电路结构的示意图。
如图5所示，在专利文献1记载的以往技术中，在三相交流发电机101的输出短路时流通的电流，即发电机短路电流，在闸流晶体管S1～S3的正极/负极之间流通，会产生焦耳热。
该热量是所述发电机短路电流与闸流晶体管S1～S3的开启电压的积。闸流晶体管S1～S3的开启电压，例如约为1.3V(上层晶体管Vbe+下层晶体管Vce)，因而当所述发电机短路电流为10A时，可产生相当于13W的热量。
因此，为了冷却这些闸流晶体管S1～S3，则需要大型的散热扇。
另外，由于闸流晶体管的自我保持特性，当闸流晶体管S1～S3为开启状态后，为了将闸流晶体管S1～S3关闭(OFF)，则需要一定的断开(turn-off)时间，以便使在闸流晶体管S1～S3的正极和负极之间流通的电流变为保持电流以下的状态。
因此，例如在三相交流发电机101连接的引擎旋转数较高时，三相交流发电机101输出的频率也会变高，从而难以确保使在闸流晶体管S1～S3的正极和负极之间流通的电流变为保持电流以下的状态的所述一定的断开时间。这时，闸流晶体管不会被关闭。
即，三相交流发电机101的输出不能为蓄电池B充电，从而引起蓄电池电量不足等的问题。
因此，上述以往技术的调节器的电力损失较大，当三相交流发电机输出的频率较高时，无法对蓄电池的充电进行适当地控制。
【先行技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利公开号为JP2010-154681A
发明内容
本发明一个样态的实施方式的调节器，其特征在于：
对基于三相交流发电机的蓄电池充电进行控制，
具有，
整流电路，将所述三相交流发电机各相的输出端子输出的交流电流进行整流，向所述蓄电池流通充电电流；
第1至第3半导体元件，分别具有输入控制信号的第1端子、与所述蓄电池的负极侧连接的第2端子、与所述蓄电池的正极侧连接的第3端子、以及分别与所述三相交流发电机的各相输出端子连接的第4端子；
控制器，用于检测所述蓄电池的充电电压，并根据该检测结果，输出所述控制信号，
其中，
所述第1至第3半导体元件，通过所述第3端子和所述第2端子之间流通规定值以上的电流，使所述第4端子和所述第2端子之间流通电流，在所述第3端子和所述第2端子之间继续流通电流期间，所述第4端子与所述第2端子之间继续流通电流，
所述控制器，在所述蓄电池的充电电压在预先设定的临界值以上时，通过将所述第1至第3半导体元件的所述第2端子和所述第4端子之间导通，使所述三相交流发电机的所述各相输出端子与所述蓄电池的负极侧之间短路。
在所述调节器中，
所述第1至第3半导体元件具有：基极与所述第1端子连接、发射极与所述第2端子连接、集电极与所述第4端子连接的第1导电型的第1双极晶体管；以及，基极与所述第4端子连接、集电极与所述第1端子连接、发射极与所述第3端子连接的第2导电型的第2双极晶体管。
在所述调节器中，
还可以具有分别连接在所述蓄电池的正极侧和所述第1至第3半导体元件的所述第3端子之间的第1至第3阻抗元件。
在所述调节器中，
还具有第1至第3开关电路，分别与所述蓄电池的正极侧和所述第1至第3半导体元件的所述第3端子之间连接，由所述控制器控制，通过开启将所述蓄电池的正极侧和所述第1至第3半导体元件的所述第3端子之间导通、通过关闭将所述蓄电池的正极侧和所述第1至第3半导体元件的所述第3端子之间切断，
所述控制器，在所述蓄电池的充电电压未达到所述临界值电压时，停止对于所述第1端子的所述控制信号的供给，且临时关闭所述第1至第3开关电路。
在所述调节器中，
还具有第1至第3开关电路，在所述第1至第3半导体元件的所述第1端子和所述第2端子之间分别连接，由所述控制器控制，通过开启使所述第1至第3半导体元件的所述第1端子和所述第2端子之间分别导通、通过关闭使所述第1至第3半导体元件的所述第1端子和所述第2端子之间分别切断，
所述控制器，在所述蓄电池的充电电压未达到所述临界值电压时，停止对于所述第1端子的所述控制信号的供给，且临时开启所述第1至第3开关电路。
在所述调节器中，
所述第1双极晶体管为NPN型双极晶体管，
所述第2双极晶体管为PNP型双极晶体管。
在所述调节器中，
所述整流电路具有：
第1二极管，正极与所述三相交流发电机的U相的输出端子连接、负极与所述蓄电池的正极侧连接；
第2二极管，正极与所述三相交流发电机的V相的输出端子连接、负极与所述蓄电池的正极侧连接；
第3二极管，正极与所述三相交流发电机的W相的输出端子连接、负极与所述蓄电池的正极侧连接；
第4二极管，负极与所述三相交流发电机的U相的输出端子连接、正极与所述蓄电池的负极侧连接；
第5二极管，负极与所述三相交流发电机的V相的输出端子连接、正极与所述蓄电池的负极侧连接；
第6二极管，负极与所述三相交流发电机的W相的输出端子连接、正极与所述蓄电池的负极侧连接。
在所述调节器中，
所述第1至第3开关电路可以是晶体管。
在所述调节器中，
所述控制器仅在一定期间输出所述控制信号。
在所述调节器中，
所述控制信号可以为脉冲波。
在所述调节器中，
所述蓄电池的负极侧可以接地连接。
本发明一个样态的实施方式的用于为蓄电池充电的蓄电池充电装置，其特征在于，具有：
为所述蓄电池充电而供给交流电压的三相交流发电机，以及
所述调节器。
本发明一个样态的实施方式的用于为蓄电池充电的蓄电池充电系统，其特征在于，具有：
蓄电池，以及
所述蓄电池充电装置。
在本发明一个样态的调节器中，在第1至第3半导体元件的第2晶体管的发射极-基极之间不流通发电机短路电流，是通过流通比发电机短路电流小的电流，使所述第2晶体管动作。
这样，所述第2晶体管的焦耳热(第2晶体管的Vbe和第2晶体管的发射极-基极流通的电流的积)变小，减小基于上述以往技术的电力损失，从而可以谋求散热扇的小型化。
另外，在过放电时，通过将开关电路关闭，强制性地将正归还电流变为零，从而可以更加可靠地关闭第1至第3半导体元件。
即，通过本发明一个样态的调节器，可以在减少电力损失的同时，更加适当地控制蓄电池的充电。
附图说明
图1是表示本发明一个样态的实施方式一的蓄电池充电系统1000的结构的一个实例的示意图；
图2是表示图1所述的蓄电池充电装置中的调节器100的第1至第3半导体元件T1～T3的电路结构的一个实例的电路图；
图3是表示本发明一个样态的实施方式二的蓄电池充电系统2000的结构的一个实例的示意图；
图4是表示以往的蓄电池充电系统1000A的结构的一个实例的示意图；
图5是表示图4所示的蓄电池充电装置的第1至第3闸流晶体管S1～S3的电路结构的一个实例的电路图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的各实施方式进行说明。
实施方式一
图1是表示本发明一个样态的实施方式一的蓄电池充电系统1000的结构的一个实例的示意图；图2是表示图1所述的蓄电池充电装置中的调节器100的第1至第3半导体元件T1～T3的电路结构的一个实例的电路图。
如图1所示，为蓄电池充电的蓄电池充电系统1000，具有蓄电池B、三相交流发电机101、调节器100。其中，三相交流发电机101和调节器100构成为蓄电池B充电的蓄电池充电装置。
蓄电池B具有+端子(正极侧)和－端子(负极侧)，通过这些端子可以进行充电和放电。另外，该蓄电池的负极侧为接地连接。
三相交流发电机101产生为蓄电池B充电的交流电压，通过各相(U相、V相、W相)的输出端子供给该交流电压。
调节器100对基于三相交流发电机101的蓄电池充电进行控制。
在这里，调节器100具有：整流电路1，第1半导体元件T1，第2半导体元件T2，第3半导体元件T3，第1阻抗元件R1，第2阻抗元件R2，第3阻抗元件R3，第1开关电路SW1，第2开关电路SW2，第3开关电路SW3，以及，控制器CON。
整流电路1对从三相交流发电机101的各相(U相、V相、W相)的输出端子输出的交流电流进行整流后，向蓄电池B流通充电电流。
该整流电路1，例如图1所示，具有第1二极管D1，第2二极管D2，第3二极管D3，第4二极管D4，第5二极管D5，第6二极管D6。
第1二极管D1的正极与三相交流发电机101的U相的输出端子连接，负极与蓄电池B的正极侧连接。
第2二极管D2的正极与三相交流发电机101的V相的输出端子连接，负极与蓄电池B的正极侧连接。
第3二极管D3的正极与三相交流发电机101的W相的输出端子连接，负极与蓄电池B的正极侧连接。
第4二极管D4的负极与三相交流发电机101的U相的输出端子连接，正极与蓄电池B的负极侧连接。
第5二极管D5的负极与三相交流发电机101的V相的输出端子连接，正极与蓄电池B的负极侧连接。
第6二极管D6的负极与三相交流发电机101的W相的输出端子连接，正极与蓄电池B的负极侧连接。
另外，第1半导体元件T1具有：输入控制信号SCON1的第1端子x1，与蓄电池B的负极侧连接的第2端子x2，与蓄电池B的正极侧连接的第3端子x3，以及，与三相交流发电机101的U相输出端子连接的第4端子x4。
第2半导体元件T2具有：输入控制信号SCON2的第1端子x1，与蓄电池B的负极侧连接的第2端子x2，与蓄电池B的正极侧连接的第3端子x3，以及，与三相交流发电机101的V相输出端子连接的第4端子x4。
第3半导体元件T3具有：输入控制信号SCON3的第1端子x1，与蓄电池B的负极侧连接的第2端子x2，与蓄电池B的正极侧连接的第3端子x3，以及，与三相交流发电机101的W相输出端子连接的第4端子x4。
在这里，如图2所示，第1至第3半导体元件T1～T3，例如分别具有第1导电型的第1双极晶体管(NPN型双极晶体管)Tr1和第2导电型的第2双极晶体管(PNP型双极晶体管)Tr2。
第1双极晶体管Tr1的基极与第1端子x1连接，发射极与第2端子x2连接，集电极与第4端子x4连接。
另外，第2双极晶体管的基极与第4端子x4连接，集电极与第1端子x1连接，发射极与第3端子x3连接。
例如，第1端子x1被输入控制信号，向第1双极晶体管Tr1流通预定值以上的基极电流，则第1双极晶体管Tr1开启。这样，发电机短路电流介于第1双极晶体管Tr1的集电极-发射极之间，从第4端子x4流向第2端子x2。这样，第2双极晶体管Tr2中流通预定值以上的基极电流，第2双极晶体管Tr2开启。这样，第2双极晶体管Tr2的发射极-集电极电流作为第1双极晶体管Tr1的基极电流流通。即，在第2双极晶体管Tr2的发射极-集电极电流继续流通期间，第1双极晶体管Tr1保持开启。
而且，当控制信号SCON1～SCON3的输入停止，且第2双极晶体管Tr2的发射极-集电极电流不流通时，则第1、第2双极晶体管Tr1、Tr2关闭。
这样，第1至第3半导体元件T1～T3通过控制信号SCON1～SCON3的输入，在第3端子x3和第2端子x2之间流通规定值以上的电流，从而第4端子x4和第2端子x2之间流通电流。而且，第1至第3半导体元件T1～T3，在第3端子x3和第2端子x2之间继续流通电流期间，第4端子x4和第2端子x2之间的电流持续流通。
而且，第1至第3半导体元件T1～T3，在控制信号SCON1～SCON3的输入停止且来自第3端子x3的电流被切断时，第4端子x4和第2端子x2之间的电流也被切断。
另外，第1阻抗元件R1连接在蓄电池B的正极侧和第1半导体元件T1的第3端子x3之间。
第2阻抗元件R2连接在蓄电池B的正极侧和第2半导体元件T2的第3端子x3之间。
第3阻抗元件R3连接在蓄电池B的正极侧和第3半导体元件T3的第3端子x3之间。
另外，第1开关电路SW1连接在蓄电池B的正极侧和第1半导体元件T1的第3端子x3之间。该第1开关电路SW1由控制器CON的控制信号SCON4控制，通过开启将蓄电池B的正极侧和第1半导体元件T1的第3端子x3之间导通，通过关闭将蓄电池B的正极侧和第1半导体元件T1的第3端子x3之间切断。
第2开关电路SW2连接在蓄电池B的正极侧和第2半导体元件T2的第3端子x3之间。该第2开关电路SW2由控制器CON的控制信号SCON5控制，通过开启将蓄电池B的正极侧和第2半导体元件T2的第3端子x3之间导通，通过关闭将蓄电池B的正极侧和第2半导体元件T2的第3端子x3之间切断。
第3开关电路SW3连接在蓄电池B的正极侧和第3半导体元件T3的第3端子x3之间。该第3开关电路SW3由控制器CON的控制信号SCON6控制，通过开启将蓄电池B的正极侧和第3半导体元件T3的第3端子x3之间导通，通过关闭将蓄电池B的正极侧和第3半导体元件T3的第3端子x3之间切断。
另外，第1至第3开关电路SW1～SW3，例如连接在蓄电池B的正极侧和第3端子x3之间，由从基极(门)输入控制信号SCON4～SCON6的双极晶体管(MOS晶体管)构成。
另外，控制器CON对蓄电池B的充电电压进行检测，并根据该检测结果输出控制信号SCON1～SCON3，对第1至第3半导体元件T1～T3进行控制。控制器CON仅在预定期间输出控制信号SCON1～SCON3。因此，控制信号SCON1～SCON3例如是脉冲波。
另外，控制器CON对蓄电池B的充电电压进行检测，并根据该检测结果输出控制信号SCON4～SCON6，对第1至第3开关电路SW1～SW3进行控制。
例如，当蓄电池B的充电电压在预先设定的临界值电压(例如过充电电压)以上时，控制器CON对第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1输出控制信号SCON1～SCON3，使第1至第3半导体元件T1～T3的第2端子x2和第4端子x4之间导通。
这样，三相交流发电机101的各相(U相、V相、W相)的输出端子和蓄电池的负极侧之间短路。
另外，例如，在蓄电池B的充电电压未达到该临界值电压时，控制器CON停止向第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1供给控制信号SCON1～SCON3，且向第1至第3开关电路SW1～SW3输出第4至第6控制信号SCON4～SCON6，使第1至第3开关电路SW1～SW3临时关闭(在其它情况时，第1至第3开关电路SW1～SW3为开启)。
这样，第1至第3半导体元件T1～T3的第1、第3端子x1、x3则不流通电流。即，第3端子x3和第2端子x2之间不流通电流。这样，即如上所述，在第1至第3半导体元件T1～T3的第1双极晶体管Tr1关闭的同时，第2双极晶体管Tr2也关闭。
因此，第1至第3半导体元件T1～T3的第4端子x4和第2端子x2之间不流通电流。即，图2所示的发电机短路电流被切断。
接下来，对具有上述结构的蓄电池充电系统1000的动作的一个实例进行说明。
首先，三相交流发电机101产生用于给蓄电池B充电的交流电压，从各相(U相、V相、W相)的输出端子供给该交流电压。随后，调节器100的整流电路1对从三相交流发电机101的各相(U相、V相、W相)的输出端子输出的交流电流进行整流，向蓄电池B流通充电电流。这样，蓄电池B的充电电压上升。
随后，当蓄电池B的充电电压在预先设定的临界值电压(例如过充电电压)以上时，控制器CON向第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1输出控制信号SCON1～SCON3，将第1至第3半导体元件T1～T3的第2端子x2和第4端子x4之间导通。
这样，三相交流发电机101的各相(U相、V相、W相)的输出端子和蓄电池的负极侧之间短路。因此，蓄电池B的充电停止。
这时，如前文所述，在第1至第3半导体元件T1～T3的第2双极晶体管Tr2的发射极-基极之间不流通发电机短路电流，而流通比发电机短路电流小的电流。
随后，在蓄电池B的充电电压未达到所述临界值电压时，控制器CON停止向第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1供给控制信号SCON1～SCON3，且向第1至第3开关电路SW1～SW3输出第4至第6控制信号SCON4～SCON6，将第1至第3开关电路SW1～SW3临时关闭。
这样，第1至第3半导体元件T1～T3的第1、第2端子x1、x2不流通电流。即，第3端子x3和第2端子x2之间不流通电流。因此，如前文所述，在第1至第3半导体元件T1～T3的第1双极晶体管Tr1关闭的同时，第2双极晶体管Tr2也关闭。
因此，第1至第3半导体元件T1～T3的第4端子x4和第2端子x2之间不流通电流。即，图2所示的发电机短路电流被切断。这样，蓄电池B的充电重新开始。
通过重复上述的蓄电池充电系统1000的动作，蓄电池B的充电电压即可以被维持在所述临界值电压附近。
如上所述，在调节器100中，通过第1至第3半导体元件T1～T3的第2双极晶体管Tr2的发射极-基极之间不流通发电机短路电流，而流通比发电机短路电流小的电流，从而使该第2双极晶体管Tr2动作。
这样，该第2双极晶体管Tr2的焦耳热(第2双极晶体管Tr2的Vbe和第2双极晶体管Tr2的发射极-基极流通的电流的积)变小，减小了上述以往技术造成的电力损失，从而可以谋求散热扇的小型化。
另外，通过将第1至第3开关电路SW1～SW3关闭，从而可以将第1至第3半导体元件T1～T3更加可靠地关闭。
如上所述，通过本实施方式的调节器，可以在减少电力损失的同时，更加适当地控制蓄电池的充电。
实施方式二
在上述实施方式一中，对在减少电力损失的同时，可以更加适当地控制蓄电池的充电的蓄电池充电系统1000的一个实例进行了说明。
另外，如果可以关闭第1至第3半导体元件T1～T3，第1至第3开关电路SW1～SW3的配置也可以不同。
因此，在本实施方式二中，对第1至第3开关电路SW1～SW3的配置不同的实例进行说明。
图3是表示本发明一个样态的实施方式二的蓄电池充电系统2000的结构的一个实例的示意图。另外，在图3中，与图1符号相同的符号，即表示与实施方式同样的结构。另外，图3所示的第1至第3半导体元件T1～T3，例如与实施方式一中图2所示的第1至第3半导体元件T1～T3的电路结构相同。
如图3所示，用于为蓄电池充电的蓄电池充电系统2000，具有蓄电池B、三相交流发电机101以及调节器200。其中，三相交流发电机101和调节器200构成为蓄电池B充电的蓄电池充电装置。
在这里，调节器200具有：整流电路1、第1半导体元件T1、第2半导体元件T2、第3半导体元件T3、第1阻抗元件R1、第2阻抗元件R2、第3阻抗元件R3、第1开关电路SW1、第2开关电路SW2、第3开关电路SW3、控制器CON。
第1半导体元件T1与实施方式一同样，具有：输入控制信号SCON1的第1端子x1，与蓄电池B的负极侧连接的第2端子x2，与蓄电池B的正极侧连接的第3端子x3，以及，与三相交流发电机101的U相输出端子连接的第4端子x4。
第2半导体元件T2与实施方式一同样，具有：输入控制信号SCON2的第1端子x1，与蓄电池B的负极侧连接的第2端子x2，与蓄电池B的正极侧连接的第3端子x3，以及，与三相交流发电机101的V相输出端子连接的第4端子x4。
第3半导体元件T3与实施方式一同样，具有：输入控制信号SCON3的第1端子x1，与蓄电池B的负极侧连接的第2端子x2，与蓄电池B的正极侧连接的第3端子x3，以及，与三相交流发电机101的W相输出端子连接的第4端子x4。
在这里，与实施方式一同样，如图2所示，第1至第3半导体元件T1～T3，例如分别具有第1导电型的第1双极晶体管(NPN型双极晶体管)Tr1和第2导电型的第2双极晶体管(PNP型双极晶体管)Tr2。
第1双极晶体管Tr1的基极与第1端子x1连接，发射极与第2端子x2连接，集电极与第4端子x4连接。
另外，第2双极晶体管的基极与第4端子x4连接，集电极与第1端子x1连接，发射极与第3端子x3连接。
例如，第1端子x1被输入控制信号，向第1双极晶体管Tr1流通预定值以上的基极电流，则第1双极晶体管Tr1开启。这样，发电机短路电流介于第1双极晶体管Tr1的集电极-发射极之间，从第4端子x4流向第2端子x2。这样，第2双极晶体管Tr2中流通预定值以上的基极电流，第2双极晶体管Tr2开启。这样，第2双极晶体管Tr2的发射极-集电极电流作为第1双极晶体管Tr1的基极电流流通。即，在第2双极晶体管Tr2的发射极-集电极电流继续流通期间，第1双极晶体管Tr1保持开启。
而且，当控制信号SCON1～SCON3的输入停止，且第2双极晶体管Tr2的发射极-集电极电流(第3端子x3和第2端子x2之间的电流)不流通时，则第1、第2双极晶体管Tr1、Tr2关闭。
这样，第1至第3半导体元件T1～T3通过控制信号SCON1～SCON3的输入，在第3端子x3和第2端子x2之间流通规定值以上的电流，从而第4端子x4和第2端子x2之间流通电流。而且，第1至第3半导体元件T1～T3，在第3端子x3和第2端子x2之间继续流通电流期间，第4端子x4和第2端子x2之间的电流持续流通。
而且，第1至第3半导体元件T1～T3，在控制信号SCON1～SCON3的输入停止且第3端子x3和第2端子x2之间不流通电流时(正归还电流为零时)，第4端子x4和第2端子x2之间的电流也被切断。
另外，第1开关电路SW1连接在第1半导体元件T1的第1端子x1和第2端子x2之间。该第1开关电路SW1由控制器CON的控制信号SCON4控制，通过开启将第1半导体元件T1的第1端子x1和第2端子x2之间导通，通过关闭将第1半导体元件T1的第1端子x1和第2端子x2之间切断。
第2开关电路SW2连接在第2半导体元件T2的第1端子x1和第2端子x2之间。该第2开关电路SW2由控制器CON的控制信号SCON5控制，通过开启将第2半导体元件T2的第1端子x1和第2端子x2之间导通，通过关闭将第2半导体元件T2的第1端子x1和第2端子x2之间切断。
第3开关电路SW3连接在第3半导体元件T3的第1端子x1和第2端子x2之间。该第3开关电路SW3由控制器CON的控制信号SCON6控制，通过开启将第3半导体元件T3的第1端子x1和第2端子x2之间导通，通过关闭将第3半导体元件T3的第1端子x1和第2端子x2之间切断。
另外，第1至第3开关电路SW1～SW3，例如连接在第1端子x1和第2端子x2之间，分别由从基极(门)输入控制信号SCON4～SCON6的双极晶体管(MOS晶体管)构成。
另外，控制器CON与实施方式一同样，对蓄电池B的充电电压进行检测，并根据该检测结果输出控制信号SCON1～SCON3，对第1至第3半导体元件T1～T3进行控制。控制器CON仅在预定期间输出控制信号SCON1～SCON3。因此，控制信号SCON1～SCON3例如是脉冲波。
另外，控制器CON与实施方式一同样，对蓄电池B的充电电压进行检测，并根据该检测结果输出控制信号SCON4～SCON6，对第1至第3开关电路SW1～SW3进行控制。
例如，与实施方式一同样，当蓄电池B的充电电压在预先设定的临界值电压(例如过充电电压)以上时，控制器CON对第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1输出控制信号SCON1～SCON3，使第1至第3半导体元件T1～T3的第2端子x2和第4端子x4之间导通。
这样，三相交流发电机101的各相(U相、V相、W相)的输出端子与蓄电池的负极侧之间短路。
另外，与实施方式一同样，例如，在蓄电池B的充电电压未达到该临界值电压时，控制器CON停止向第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1供给控制信号SCON1～SCON3，且向第1至第3开关电路SW1～SW3输出第4至第6控制信号SCON4～SCON6，使第1至第3开关电路SW1～SW3临时开启(在其它情况时，第1至第3开关电路SW1～SW3为关闭)。
这样，第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1和第2端子x2之间短路，不流通正归还电流。即，第3端子x3和第2端子x2之间不流通电流。这样，即如前文所述，在第1至第3半导体元件T1～T3的第1双极晶体管Tr1关闭的同时，第2双极晶体管Tr2也关闭。
因此，第1至第3半导体元件T1～T3的第4端子x4和第2端子x2之间不流通电流。即，图2所示的发电机短路电流被切断。
另外，调节器200的其它结构与实施方式一的调节器100相同。
接下来，对具有上述结构的蓄电池充电系统2000的动作的一个实例进行说明。
首先，与实施方式一同样，三相交流发电机101产生用于给蓄电池B充电的交流电压，从各相(U相、V相、W相)的输出端子供给该交流电压。随后，调节器200的整流电路1对从三相交流发电机101的各相(U相、V相、W相)的输出端子输出的交流电流进行整流，向蓄电池B流通充电电流。这样，蓄电池B的充电电压上升。
随后，与实施方式一同样，当蓄电池B的充电电压在预先设定的临界值电压(例如过充电电压)以上时，控制器CON向第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1输出控制信号SCON1～SCON3，将第1至第3半导体元件T1～T3的第2端子x2和第4端子x4之间导通。
这样，三相交流发电机101的各相(U相、V相、W相)的输出端子和蓄电池的负极侧之间短路。因此，蓄电池B的充电停止
这时，如前文所述，在第1至第3半导体元件T1～T3的第2双极晶体管Tr2的发射极-基极之间不流通发电机短路电流，而流通比发电机短路电流小的电流。
随后，在蓄电池B的充电电压未达到所述临界值电压时，控制器CON停止向第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1供给控制信号SCON1～SCON3，且向第1至第3开关电路SW1～SW3输出第4至第6控制信号SCON4～SCON6，将第1至第3开关电路SW1～SW3临时开启。
这样，第1至第3半导体元件T1～T3的第1端子x1和第2端子x2短路，不流通正归还电流。即，第3端子x3和第2端子x2之间不流通电流。因此，如前文所述，在第1至第3半导体元件T1～T3的第1双极晶体管Tr1关闭的同时，第2双极晶体管Tr2也关闭。
因此，第1至第3半导体元件T1～T3的第4端子x4和第2端子x2之间不流通电流。即，图2所示的发电机短路电流被切断。这样，蓄电池B的充电重新开始。
通过重复上述的蓄电池充电系统2000的动作，蓄电池B的充电电压即可以被维持在所述临界值电压附近。
如上所述，在调节器200中，通过第1至第3半导体元件T1～T3的第2双极晶体管Tr2的发射极-基极之间不流通发电机短路电流，而流通比发电机短路电流小的电流，从而使该第2双极晶体管Tr2动作。
这样，该第2双极晶体管Tr2的焦耳热(第2双极晶体管Tr2的Vbe和第2双极晶体管Tr2的发射极-基极流通的电流的积)变小，减小了上述以往技术造成的电力损失，从而可以谋求散热扇的小型化。
另外，通过开启第1至第3开关电路SW1～SW3，强制性地使正归还电流为零，从而可以更加可靠地关闭第1至第3半导体元件T1～T3。
如上所述，通过本实施方式的调节器，与实施方式一同样，可以在减少电力损失的同时，更加适当地控制蓄电池的充电。
另外，在上述各实施方式中说明的图2所示的第1至第3半导体元件T1～T3的结构仅为一个实例，能够达到相同功能的其它结构也同样适用于本发明。
Claims (13)
1.一种对基于三相交流发电机的蓄电池充电进行控制的调节器，其特征在于，具有：
整流电路，将所述三相交流发电机各相的输出端子输出的交流电流进行整流，向所述蓄电池流通充电电流；
第1至第3半导体元件，分别具有输入控制信号的第1端子、与所述蓄电池的负极侧连接的第2端子、与所述蓄电池的正极侧连接的第3端子、以及与所述三相交流发电机的各相输出端子中的一个相对应连接的第4端子；以及
控制器，用于检测所述蓄电池的充电电压，并根据该检测结果，输出所述控制信号，
其中，所述第1至第3半导体元件的所述第4端子与所述三相交流发电机的各相输出端子一一对应连接，
所述第1至第3半导体元件，通过所述第3端子和所述第2端子之间流通规定值以上的电流，使所述第4端子和所述第2端子之间流通电流，在所述第3端子和所述第2端子之间继续流通电流期间，所述第4端子与所述第2端子之间继续流通电流，
所述控制器，在所述蓄电池的充电电压在预先设定的临界值以上时，通过向所述第1至第3半导体元件的第1端子输出控制，将所述第1至第3半导体元件的所述第2端子和所述第4端子之间导通，使所述三相交流发电机的所述各相的输出端子与所述蓄电池的负极侧之间短路，
所述第1至第3半导体元件都具有：
基极与所述第1端子连接、发射极与所述第2端子连接、集电极与所述第4端子连接的第1导电型的第1双极晶体管；以及
基极与所述第4端子连接、集电极与所述第1端子连接、发射极与所述第3端子连接的第2导电型的第2双极晶体管。
2.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：
还具有分别连接在所述蓄电池的正极侧和所述第1至第3半导体元件的所述第3端子之间的第1至第3阻抗元件。
3.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：
还具有第1至第3开关电路，分别与所述蓄电池的正极侧和所述第1至第3半导体元件的所述第3端子之间连接，由所述控制器控制，通过开启将所述蓄电池的正极侧和所述第1至第3半导体元件的所述第3端子之间导通、通过关闭将所述蓄电池的正极侧和所述第1至第3半导体元件的所述第3端子之间切断，
其中，所述控制器，在所述蓄电池的充电电压未达到所述临界值电压时，停止对于所述第1端子的所述控制信号的供给，且临时关闭所述第1至第3开关电路。
4.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：
还具有第1至第3开关电路，在所述第1至第3半导体元件的所述第1端子和所述第2端子之间分别连接，由所述控制器控制，通过开启使所述第1至第3半导体元件的所述第1端子和所述第2端子之间分别导通、通过关闭使所述第1至第3半导体元件的所述第1端子和所述第2端子之间分别切断，
其中，所述控制器，在所述蓄电池的充电电压未达到所述临界值电压时，停止对于所述第1端子的所述控制信号的供给，且临时开启所述第1至第3开关电路。
5.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：
其中，所述第1双极晶体管为NPN型双极晶体管，
所述第2双极晶体管为PNP型双极晶体管。
6.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：
其中，所述整流电路具有：
第1二极管，正极与所述三相交流发电机的U相的输出端子连接、负极与所述蓄电池的正极侧连接；
第2二极管，正极与所述三相交流发电机的V相的输出端子连接、负极与所述蓄电池的正极侧连接；
第3二极管，正极与所述三相交流发电机的W相的输出端子连接、负极与所述蓄电池的正极侧连接；
第4二极管，负极与所述三相交流发电机的U相的输出端子连接、正极与所述蓄电池的负极侧连接；
第5二极管，负极与所述三相交流发电机的V相的输出端子连接、正极与所述蓄电池的负极侧连接；以及
第6二极管，负极与所述三相交流发电机的W相的输出端子连接、正极与所述蓄电池的负极侧连接。
7.根据权利要求3所述的调节器，其特征在于：
其中，所述第1至第3开关电路为晶体管。
8.根据权利要求4所述的调节器，其特征在于：
其中，所述第1至第3开关电路为晶体管。
9.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：
其中，所述控制器仅在一定期间输出所述控制信号。
10.根据权利要求9所述的调节器，其特征在于：
其中，所述控制信号为脉冲波。
11.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：
其中，所述蓄电池的负极侧为接地连接。
12.一种为蓄电池充电的蓄电池充电装置，其特征在于，具有：
供给为所述蓄电池充电的交流电压的三相交流发电机；以及
权利要求1所述的调节器。
13.一种为蓄电池充电的蓄电池充电系统，其特征在于，具有：
蓄电池；以及
权利要求12所述的蓄电池充电装置。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP3417720B2 (ja) * | 1995-04-24 | 2003-06-16 | 株式会社デンソー | 車両用発電装置 |
| JP3450243B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2003-09-22 | 三菱電機株式会社 | 電圧制御装置 |
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| JP4359760B2 (ja) * | 2003-10-31 | 2009-11-04 | 国産電機株式会社 | 磁石発電機を備えた発電装置 |
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| JP4395770B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2010-01-13 | 株式会社デンソー | バッテリ充電装置の充電線断線検出方法及びバッテリ充電装置 |
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Patent Citations (1)
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Granted publication date: 20160511 Termination date: 20181006 |