CN1625832A - 车用交流发电机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种车用交流发电机的控制装置，其构成包括串联地接入交流发电机的励磁线圈，并根据交流发电机的输出电压断续控制供给励磁线圈的励磁电流，调节交流发电机输出电压为规定值的开关元件；以及检测交流发电机转速，并根据转速的上升减小开关元件导通率的导通率控制手段。

Description

车用交流发电机的控制装置
技术领域
本发明有关车用交流发电机的控制装置。
背景技术
现有的车用交流发电机的控制装置通过控制对发电机的励磁电流进行断续控制的开关元件的开关时间比从而限制励磁电流使其不超过规定的限制值。还有，规定的限制值为在发电机温度上升到规定值时为了得到规定的输出选择大于应流过的励磁电流的值(参照特公平6-38720号公报(第二页、第一图))。
根据这种现有的车用交流发电机的控制装置，只要最大地投入车辆的电气负载并发电电压低于规定值，则功率晶体管始终为导通状态，表示出随着发电机转速上升输出也增大的发电机输出特性。即存在的问题是，随着发电机输出的增加电枢线圈、整流器温度上升，难以抑制在允许的温度内，使发电机品质下降。另外存在的问题是为了抑制温升作为提高冷却性能的手段又需要大型的冷却风扇，发电机无法实现小型化。
发明内容
本发明为解决上述问题而提出，其目的在于能提供一种车(轿车等)用交流发电机的控制装置，以图在发电机转速超过规定值后，制止发电机输出的增加，从而防止电枢线圈、整流器等的发热，不需要冷却风扇，力求小型化。
本申请的车用交流发电机的控制装置包括串联地接入交流发电机的励磁线圈，根据交流发电机的输出电压断续控制供给励磁线圈的励磁电流，调节交流发电机的输出电压为规定值的开关元件、以及检测交流发电机的转速，根据转速的上升减少开关元件的导通率的导通率控制手段。
附图说明
图1为本发明实施形态1的车用交流发电机控制装置的电路图。
图2为本发明实施形态1的车用交流发电机控制装置的比较器输入波形和输出波形关系的波形图。
图3为本发明实施形态1的车用交流发电机控制装置的输出电流特性图。
图4为本发明实施形态2的车用交流发电机控制装置的电路图。
图5为图4的温度检测器的具体电路构成图。
图6为图4的温度检测器的具体电路构成图。
图7为图4的温度检测器的具体电路构成图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明适宜的实施形态。
实施形态1
图1为本发明实施形态1的车用交流发电机控制装置的电路图。图1中，由未示出的发动机驱动的车用发电机(以后简称为“发电机”)1具有电枢线圈101和励磁线圈102。对发电机1的交流输出进行全波整流的整流器2有主输出端子201和接地端子202。另外，将发电机1的输出电压调节在规定值的调压器3包括将从整流器2的主输出端子201得到的输出电压分压后检测电压的电压检测用分压电阻301、302。
稳压电源电路300由通过按键开关4接通而自蓄电池5供给的电源提供稳压源A，该稳压源A由基准电压用分压电阻303、304分压，生成基准电压。另外比较器305将由基准电压用分压电阻303、304生成的基准电压与由电压检测用分压电阻301、302分压的检测电压进行比较。功率晶体管(开关元件)307串联地接入励磁线圈102中，当从稳压源A通过电阻306供给电流时就变成导通状态，根据比较器305的输出向励磁线圈102供给励磁电流。然后通过接通负载开关6，对车辆的电气负载7供给从主输出端子201输出的输出电压。
本实施形态1的车用交流发电机控制装置还包括控制功率晶体管307的导通率的导通率控制电路(导通率控制手段)312，导通率控制电路312包括将电枢线圈101的一相输出的与转速成比例的频率变换成电压的f-V变换器309、生成三角形波电压的三角形波发生器310、及将由f-V变换器309变换后的f-V变换值和由三角形波发生器产生的三角形波电压进行比较的比较器311。
以下，对具有上述构成的车用交流发电机控制装置的动作进行说明。首先，按键开关4-接通就对稳压电源电路300供电并自稳压源A通过电阻306向功率晶体管307供给基极电流。功率晶体管307导通，励磁电流流过励磁线圈102，图中未图示出的机器起动，驱动发电机1开始发电。
比较器305在由电压检测用分压电阻301、302检测出的发电机1的检测电压比用基准电压用电阻303、304设定的规定值低时输出“高(High)”、检测电压高于基准电压时输出“低(Low)”。
另外，f-V变换器309接收电枢线圈101的一相输出将与转速成比例的频率变换成电压后的f-V变换值向比较器311输出。本例中，图2上部为表示比较器311的输入波形、即三角形波发生器310的输出波形(横轴为时间轴)和f-V变换器309的输出波形(横轴为发电机转速轴)的波形图、图2下部为表示比较器311的输出波形的波形图。从图2可知，比较器311对三角形波发生器310产生的三角形波电压和f-V变换值间的电压电平作比较，在发电机1的转速超过规定转速后，f-V变换值在不超过三角形波电压的电压电平时输出“高”，f-V变换值超过三角形波电压的电平时为“低”。
因而，发电机1的转速超过规定转速后，根据转速的上升相应增加低电平的时间的比例(Low率)。即功率晶体管307的导通率减小，使励磁电流也减小。图3为由车用交流发电机控制装置控制的发电机输出电流特性的比较图。图中(a)为本实施形态1的发电机输出特性、(b)为现有的发电机输出特性。从图3也可以知道本实施形态1的发电机1的输出在所述规定转速以上时能抑制其输出不再增加。
如上所述，根据本发明实施形态1的车用交流发电机控制装置，在发电机1的转速超过规定转速后，通过根据转速的上升相应使功率晶体管307的导通率减小、也使励磁电流减小，从而可得到在规定转速以上时能抑制输出不再增加的输出电流特性，故能防止电枢线圈、整流器等发热，不需要冷却风扇，能实现小型化。
实施形态2
图4为本发明实施形态2的车用交流发电机控制装置的电路图。本实施形态2的控制装置，对比图1示出的构成，具有在导通率控制电路312上新设温度检测器313的构成。图5至图7为表示上述温度检测器313具体构成例的示意图，图5为热敏半导体元件、图6为有正电阻温度系数的热敏电阻元件、图7为包括有负电阻温度系数的热敏电阻元件在内的温度检测器313。
以下，说明各温度检测器313的具体构成及工作。
图5中，热敏半导体元件即二极管312a和电阻312b串联接入稳压源A和接地之间，检测由于二极管312a的温度变化获得的温度变化电压。另外，分压电阻312c、312d也同样地接入稳压源A和接地之间，由稳压源A形成基准电压。利用比较器312e对这样所得的基准电压和温度变化电压进行比较。通常基准电压(比较器312e的负输入)设定得比温度变化电压(比较器312e的正输入)高，比较器312e输出“低”。当温度检测器313的温度超过规定温度时，利用二极管312a具有的内部压降的负温度特性，比较器312e的正输入电压上升，通过超过基准电压(负输入电压)，比较器312e输出“高”。
图6中，与图5不同之处在于，为了检测温度变化电压，具备电阻312f和有正电阻温度系数的热敏电阻元件(即posisitor)312g，以代替热敏半导体元件即二极管312a和电阻312b。还有，电阻312f连接于稳压源A侧。因而，与图5相同，通常比较器312e输出“低”，但当温度检测器313的温度一超过规定温度时，由于正电阻温度系数热敏电阻312g具有的正电阻温度系数特性，比较器312e的正输入电压上升，超过基准电压(负输入电压)，因而比较器312e输出“高”。
图7中，与图6不同之处为，具备有负电阻温度系数的热敏电阻312h和电阻312i，以此代替电阻312f和有正电阻温度系数的热敏电阻元件(即posisitor)312g。还有，与图6相反，热敏电阻312h连接于稳压源A侧。因而，和图5、6一样，通常比较器312e输出“低”，但当温度检测器313的温度一超过规定温度时，由于热敏电阻312h具有的负电阻温度系数特性，比较器312e的正输入电压就上升，超过基准电压(负输入电压)，因此比较器312e输出“高”。
如上所述，采用上述任一温度检测器313，如检测出温度在规定温度以上，就输出“高”，不到规定温度时输出“低”。于是，当温度测量器313输出“低”，由于f-V变换器309的输出通常为“低”，不制止发电机1的输出，故此时发电机1的输出电流特性和现有的相同。但另一方面，当温度测器313输出“高”，f-V变换器309的输出变为有效，一超过规定的转速，制止发电机1输出增加的动作就执行。因而，温度检测器313只在检测到的温度大于规定温度时才使f-V变换器309动作。
如上所述，根据本发明实施形态2的车用交流发电机的控制装置，通过具备温度检测器313，从而能对温度予以限制。
工业上的实用性。
根据本发明，在发电机转速超过规定值后，通过抑制发电机输出增加，从而能防止电枢线圈、整流器等发热，能实现不需要冷却风扇的力求小型化的车用交流发电机的控制装置。

Claims (6)

1.一种车用交流发电机的控制装置，其特征在于，包括
串联地接入交流发电机的励磁线圈，并根据所述交流发电机的输出电压断续控制向所述励磁线圈供给的励磁电流的开关元件；以及
检测所述交流发电机的转速，根据转速的上升控制所述开关元件的导通率的导通率控制手段。
2.如权利要求1所述的车用交流发电机的控制装置，其特征在于，
所述导通率控制手段包括
将与交流发电机转速成比例的频率变换成电压的f-V变换器、
产生三角形波并输出的三角形波发生器、以及
根据所述f-V变换器变换的电压的电平和所述三角形波发生器输出的三角形波的电平的大小关系，控制所述开关元件的导通率的比较器。
3.如权利要求2所述的车用交流发电机的控制装置，其特征在于，
所述导通率控制手段还具有检测所述交流发电机规定部位的温度的温度检测手段，
所述温度检测手段在检测出的温度大于规定温度时使所述f-V变换器动作。
4.如权利要求3所述的车用交流发电机的控制装置，其特征在于，
所述温度检测手段包括半导体热敏元件。
5.如权利要求3所述的车用交流发电机的控制装置，其特征在于，
所述温度检测手段包括具有正电阻温度系数的热敏电阻元件。
6.如权利要求3所述的车用交流发电机的控制装置，其特征在于，
所述温度检测手段包括具有负电阻温度系数的热敏电阻元件。
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