JP2002171687A - 車両用充電発電機の整流装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で安価でありながら、パワーＭＯＳ
トランジスタのＯＮ、ＯＦＦ動作時における発熱が抑制
され、発生ノイズも低減された車両用充電発電機の整流
装置を実現する。 【解決手段】電機子巻線の１相（Ｕ相）電流をシャント
抵抗１２０１により検出し、Ｕ相端子に流れる電流の極
性を判断してその極性が反転してから次ぎの極性反転ま
での時間を保持し、その保持時間の２／３の経過時点に
てＶ相のＭＯＳパワートランジスタの駆動を行う。ま
た、上記保持時間の４／３の経過時点にて、Ｗ相のＭＯ
Ｓパワートランジスタ駆動を行う。このように、順次パ
ワートランジスタの駆動を実施する事で１相のみの電流
検出でＵ、Ｖ、Ｗの各相電流が最も低い値の時にＭＯＳ
パワートランジスタの駆動を行い、ＯＮ、ＯＦＦ動作時
の発熱を最小限に抑えるとともにノイズを低減すること
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用充電発電機の
整流装置に係り、特にパワーＭＯＳトランジスタを使用
した３相全波整流器を有する車両用充電発電機の整流装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パワーＭＯＳトランジスタを使用
する整流装置としては、特開平８−３３６２３８号公報
に記載された充電発電機の整流装置がある。

【０００３】この公報に記載された整流装置は、余分な
サージ吸収回路を採用することなく、低速回転領域であ
っても、低整流損を確保しつつ、交流回転電気機械の出
力を効率良く取り出せる車両用電源システムを提供する
ことを目的としている。

【０００４】そして、この公報に記載された整流装置に
おいては、発電電圧の位相を電圧検出し、各パワーＭＯ
ＳトランジスタのゲートをＯＮ、ＯＦＦ動作させてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載された整流装置の場合、パワーＭＯＳトランジスタの
ＯＮ、ＯＦＦ動作を各相の発電電圧を検出して制御して
いるため、例えば、Ｕ相の低電位側のパワーＭＯＳトラ
ンジスタがＯＮとなっているとき、パワーＭＯＳトラン
ジスタのＯＮ抵抗が３ｍΩとして、Ｕ相に流れ込む電流
が１０Ａでは、０．０３Ｖ、５０Ａでは０．１５Ｖのみ
しか変動しない（電流が１０Ａの場合と３０Ａの場合と
の差電圧は、０．１５Ｖ−０．０３Ｖ＝０．１２Ｖの微
少変化のみである）。

【０００６】その結果、発電電圧の相電圧のみを検出し
てパワーＭＯＳトランジスタのＯＮ、ＯＦＦ動作を制御
する場合、ある程度大きな電流が流れた状態で、パワー
ＭＯＳトランジスタをＯＦＦさせることとなるため、大
きなスイッチングサージが発生してしまう。

【０００７】この場合、最悪ではパワーＭＯＳトランジ
スタの耐圧を越えたサージ電圧が発生し、パワーＭＯＳ
トランジスタを損傷する可能性がある。

【０００８】また、パワーＭＯＳトランジスタがＯＮか
らＯＦＦする時間によっては、パワーＭＯＳトランジス
タ素子が異常に発熱したり、発生するスイッチングサー
ジにより、対ラジオノイズ特性が著しく悪化してしま
う。

【０００９】本発明の目的は、簡単な構成で安価であり
ながら、パワーＭＯＳトランジスタのＯＮ、ＯＦＦ動作
時における発熱が抑制され、発生ノイズも低減された車
両用充電発電機の整流装置を実現することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成される。 （１）エンジンの回転により回転し回転磁界をつくる界
磁巻線と、この界磁巻線を受けて電流を発生する電機子
巻線と、この電機子巻線に発生した多相交流出力を整流
するために、バッテリと上記電機子巻線の各相端子及び
アース側に接続された各ＭＯＳパワートランジスタで構
成された多相全波整流器を介して上記バッテリを充電す
る車両用充電発電機において、上記電機子巻線の少なく
とも1つの相の端子に流れる相電流を検出するための電
流検出手段と、上記電流検出手段により検出された相電
流に基づいて、上記各ＭＯＳパワートランジスタの動作
を制御する制御手段とを備える。

【００１１】（２）好ましくは、上記（１）において、
上記電流検出手段は、上記1つの相の端子に流れる電流
の極性を判断し、極性が反転してから次ぎの極性反転ま
での時間を保持又は測定する機能を有し、上記保持時間
又は上記測定時間を所定の分割比率で分割し、その分割
比率で分割した時間によって、上記電流検出手段による
電流の検出は実行していない、他の相のＭＯＳパワート
ランジスタを順次駆動する。

【００１２】（３）また、好ましくは、上記（２）にお
いて、上記多相交流出力の相数をｎとし、ｋを、２（ｎ
−１）／ｎまでの自然数とすると、上記分割比率は、２
ｋ／ｎである。

【００１３】（４）また、好ましくは、上記（２）にお
いて、上記多相交流出力は３相交流出力であり、上記分
割比率は、２／３、４／３である。

【００１４】（５）また、好ましくは、上記（１）にお
いて、上記各ＭＯＳパワートランジスタはトレンチ型で
ある。

【００１５】電機子巻線の１相（Ｕ相）電流をシャント
抵抗により検出し、Ｕ相端子に流れる電流の極性を判断
してその極性が反転してから次ぎの極性反転までの時間
を保持し、その保持時間から分割比率時間の経過時点に
てＶ相のＭＯＳパワートランジスタの駆動を行う。ま
た、上記保持時間から分割比率時間×２の経過時点に
て、Ｗ相のＭＯＳパワートランジスタ駆動を行う。この
ように、順次パワートランジスタの駆動を実施する事で
１相のみの電流検出でＵ、Ｖ、Ｗの各相電流が最も低い
値の時にＭＯＳパワートランジスタの駆動を行い、Ｏ
Ｎ、ＯＦＦ動作時の発熱を最小限に抑えるとともにノイ
ズを低減することが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
車両用充電発電機の制御装置について、添付図面を参照
して詳細に説明する。図１〜図６は、本発明の一実施形
態である自動車用充電発電機の充電系統を示す制御回路
図である。

【００１７】図１〜図６において、界磁巻線１３は、図
示しない回転子に装着され、エンジンの回転と同期して
回転し回転磁界を発生する。

【００１８】また、界磁巻線１３に並列に接続されたフ
ライホイールダイオード１９はスイッチングノイズを吸
収するために接続されている。

【００１９】また、上記回転子と空隙を持って対向する
固定鉄心（図示せず）に巻装された電機子巻線１１は、
界磁巻線１３が発生する回転磁界の大きさに応じて交流
波形をもった電圧を出力する。

【００２０】電機子巻線１１からの交流出力は、三相全
波整流器１２を構成する整流用パワーＭＯＳトランジス
タ１２１、１２２、１２５、１２６、１２８、１２９で
全波整流される。

【００２１】ここで、パワーＭＯＳトランジスタ１２
１、１２２、１２５、１２６、１２８、１２９は、高電
位側をＰチャネル形、低電位側をＮチャネル形のパワー
ＭＯＳトランジスタで構成しているが、高電位側もＮチ
ャネル形で構成し、ゲートの電圧駆動をチャージポンプ
回路で構成した、昇圧電圧を利用する駆動方式でも良
い。

【００２２】ここで、抵抗１２４、１２７、１２３は、
Ｐチャネル形のパワーＭＯＳトランジスタ１２８、１２
５、１２１のプルアップ用抵抗である。

【００２３】次に、整流用パワーＭＯＳトランジスタ１
２１、１２２、１２５、１２６、１２８、１２９は、制
御回路２１によって、各ゲート信号が制御される。この
制御回路２１は各相の高電位側、低電位側のパワーＭＯ
Ｓトランジスタ１２１、１２２、１２５、１２６、１２
８、１２９を制御する為の、ゲート駆動回路２１１、２
１２、２１３を有する。

【００２４】ゲート駆動回路２１１は、Ｗ相用のゲート
駆動回路であり、このゲート駆動回路２１１は、図２に
示すように、抵抗２１１２、２１１４、２１１５、２１
１７、２１１８及びトランジスタ２１１１、２１１３、
２１１９、動作スイッチ２１１６、ディレー時間発生回
路２１１０で構成される。

【００２５】抵抗２１１２はトランジスタ２１１１のベ
ースに接続され、抵抗２１１４は、トランジスタ２１１
３のベースに接続される。また、スイッチ２１１６は、
抵抗２１１５を介してトランジスタ２１１３のコレクタ
に接続される。また、抵抗２１１８はトランジスタ２１
１９のコレクタに接続され、抵抗２１１４及び２１１２
は共にディレー時間発生回路２１１０に接続される。こ
のディレー時間制御回路２１１０は、トランジスタ２１
１９のコレクタにも接続されている。

【００２６】同様に、Ｖ相用ゲート駆動回路２１２は、
図３に示すように、抵抗２１２２、２１２４、２１２
５、２１２７、２１２８及びトランジスタ２１２１、２
１２３、２１２９、動作スイッチ２１２６、ディレー時
間発生回路２１２０で構成される。

【００２７】また、Ｕ相用ゲート駆動回路２１３は、図
４に示すように、抵抗２１３２、２１３４、２１３５、
２１３７、２１３８及びトランジスタ２１３１、２１３
３、２１３９、動作スイッチ２１３６、ディレー時間発
生回路２１３０で構成される。

【００２８】なお、精度良く各相電流を切り替え動作さ
せる為に、整流器１２のＵ相に電流検出用シャント抵抗
１２０１が設けられ、このシャント抵抗１２０１に流れ
る電流を検出し、各相に配置された、パワーＭＯＳトラ
ンジスタの各動作タイミングを制御するため、制御回路
２１が電流検出回路２１５を有している。

【００２９】電流検出回路２１５は図５に示すように、
電流検出部として、抵抗２１５２、２１５３、２１５
４、２１５６、ＯＰアンプ２１５１を備えるとともに、
この電流検出部により検出された電流から極性判定し、
各相に時間配分した信号を発生するゲート信号発生回路
２１５０を備える。

【００３０】また、制御回路２１は、界磁巻線１３に流
れる電流を制御し、発電機出力電圧を一定電圧に制御す
るための電圧制御用回路２１４を有する。

【００３１】図６は、電圧制御回路２１４の回路構成図
であり、この電圧制御回路２１４は電圧制御を行うパワ
ースイッチ部２０をコントロールする。

【００３２】パワースイッチ部２０のパワースイッチで
あるパワーＭＯＳトランジスタ２０２、抵抗２０３は界
磁巻線１３の制御用であり、パワーＭＯＳトランジスタ
２０２は、図６に示す電圧制御回路２１４の抵抗５８、
５９、５７、基準電源６０、コンパレータ６１で構成さ
れた電圧検出回路で出力電圧を一電圧に制御する。

【００３３】電圧制御回路２１４で制御された出力は、
出力端子”Ｂ”を介してバッテリ１４に供給され、バッ
テリ１４が充電される。また、同時に、三相全波整流器
１２の出力はこの出力端子”Ｂ”から、負荷スイッチ１
８を介して、ランプ等の電気負荷１７に供給される。

【００３４】充電表示灯１６は、抵抗１６１、１６３、
発光ダイオード１６２、ダイオード１６４を備えてお
り、キースイツチ１５に接続され、このキースイッチ１
５を閉じる事により、パワースイッチ部２０んｐＭＯＳ
トランジスタ２０１が閉じるため充電表示灯１６が点灯
する。

【００３５】電源の起動、停止回路は、キースイッチ１
５が閉じた時に電源を起動し、各回路に電流を供給する
電源電圧ＶＣＣを発生させるための回路であり、また、
キースイッチ１５が開いた時に電源の停止をおこなうた
めの回路である。

【００３６】電源の起動、停止回路としては、充電表示
灯１６とＭＯＳトランジスタ２０１のドレインに接続さ
れているＬ端子に接続された、図６に示す、抵抗７７、
８１、ダイオード７８、７９、８０、コンパレータ７
６、基準電圧７５、とＮＯＲ回路８２で構成されてい
る。

【００３７】なお、電源の起動保持として、発電機が発
電中は、充電表示灯１６が断線しても、電源がダウンし
ない様に、電機子巻線１１の１相電圧をＰＶ端子により
検出し、図６に示す、抵抗６２、６３、６８、ダイオー
ド６４、６６、コンデンサー６５、トランジス６７で構
成された回路にて、１相電圧が発生している間、電源を
保持する。

【００３８】なお、ＰＶ端子電圧が、ある設定電圧以下
か以上かで、充電表示灯の点灯、消灯を行う為に、図６
に示すように、トランジスタ６９、７２抵抗７０、７１
で回路を構成している。

【００３９】以上の構成において、整流装置の動作の詳
細について、図７及び図８を参照して説明する。キース
イッチ１５が閉じるとＬ端子電圧はほぼバッテリー１４
の電圧と等しくなり、電圧制御回路２１４のダイオード
７８、７９、８０が導通しＮＯＲ回路８２の入力が
“１”となるため、 ＮＯＲ回路８２のもう１方の入力
信号とは無関係に ＮＯＲ回路８２の出力は“０”とな
るため、トランジスタ５２が導通する。

【００４０】トランジスタ５２の導通により電源電圧Ｖ
ＣＣが発生し、ＶＣＣから抵抗７３（図６）を介してＭ
ＯＳトランジスタ２０１にゲート電圧が印加され、パワ
ースイッチ部２０のＭＯＳトランジスタ２０１は導通を
開始する。

【００４１】ここで、ＭＯＳトランジスタ２０１がＯＮ
時のドレイン電圧は、基準電圧７５より高い電圧となる
ように、基準電圧７５を設定しているため、コンパレー
タ７６の出力は“１”が出力され、ＮＯＲ回路８２の出
力には“０”が出力される。なお、ＭＯＳトランジスタ
２０１の導通により、充電表示灯１６は点灯する。

【００４２】ここで、Ｂ端子の電圧を抵抗５８、５９
（図６）で分圧した電圧は、基準電圧６０より低い電圧
であるため、コンパレータ６１の出力は“０”となる結
果、ＭＯＳトランジスタ２０２は、オン状態となり界磁
巻線１３に励磁電流が供給される。

【００４３】次に、エンジンが始動し、発電機の回転数
が徐々に増加すると、電機子巻線１１は、界磁巻線１３
が発生する回転磁界の大きさに応じて交流波形をもった
電圧を出力する。

【００４４】この発生電圧をＰＶ端子から入力し、抵抗
６２、６３で分圧し、分圧した電圧をダイオード６４で
半波整流して、正極成分のみ取り出し、コンデンサ６５
で平滑化する。

【００４５】平滑された電圧はトランジスタ６９で電流
増幅され、抵抗７０を介して、トランジスタ７２を動作
させることによりＭＯＳトランジスタ２０１はオフとな
り、充電警告灯１６は消灯する。

【００４６】また、コンデンサ６５で平滑された電圧
は、抵抗６８、ダイオード６６を介してトランジスタ６
７をオンとして動作させる結果、ＮＯＲ回路８２の出力
端子電圧は“０”となる。

【００４７】その結果、充電表示灯１６が切れる、また
は、キースイッチ１５が誤ってオフとされた場合でも、
電源電圧ＶＣＣは安定して供給されため、各制御回路は
正常に動作を行い、発電機は発電を続行する。

【００４８】ここで、さらにエンジン回転が上昇し、発
電機の出力電流がＢ端子を経由して、バッテリ１４に供
給されると、バッテリ１４に印加される電圧が上昇す
る。この上昇した電圧をＢ端子を経由して検出し、抵抗
５８、５９の分圧電圧と基準電圧６０とが、コンパレー
タ６１で比較される。

【００４９】抵抗５８、５９の分圧電圧と基準電圧６０
とが比較された結果、分圧電圧が基準電圧６０より高い
時、コンパレータ６１の出力は“１”となり、その結
果、ＭＯＳトランジスタ２０２はオフし、界磁巻線１３
に流れている電流は遮断され、発電機は発電を停止す
る。

【００５０】この様に、バッテリー１４の電圧をＢ端子
で検出し、界磁巻線１３に流れている電流をコントロー
ルする結果、調整電圧は一定に制御される。

【００５１】以上が、界磁巻線１３に流れる電流を制御
し、出力電圧を一定に保つための動作である。

【００５２】次に、整流装置の動作を説明する。まず、
エンジンが始動し、発電機の回転数が徐々に増加する
と、電機子巻線１１には、界磁巻線１３が発生した回転
磁界の大きさに応じて交流波形をもった電圧を出力す
る。

【００５３】ここで、Ｕ相電流検出用シャント抵抗１２
０１に交流電流が流れ始め、その発生電流を、ＯＰアン
プ２１５１、抵抗２１５２、電流検出回路２１５の抵抗
２１５３、２１５４、２１５６で構成した増幅回路にて
増幅し、ゲート信号発生回路２１５０に入力する。

【００５４】そして、シャント抵抗１２０１の増幅電流
が入力されたゲート信号発生回路２１５０にて、相電流
の流れる方向及びその切替わりタイミングを検出し、図
７に示すような時間軸ｔ０にて、基本となるＶＧ１出力
信号を発生させる。

【００５５】ここで、本来、高電位側のパワーＭＯＳト
ランジスタと低電位側パワーＭＯＳトランジスタとは、
互いに相反する動作を行い、高電位側がＯＮの場合、低
電位側がＯＦＦという動作を行う。

【００５６】本発明の一実施形態では、高電位側にＰチ
ャネル形パワーＭＯＳトランジスタを、低電位側にＮチ
ャネル形パワーＭＯＳトランジスタを使用しているた
め、双方のトランジスタに印加するゲート電圧のＯＮ、
ＯＦＦタイミング動作は、基本的に同一である。

【００５７】ただし、高電位側のＰチャネル形パワーＭ
ＯＳトランジスタと、低電位側のＮチャネル形パワーＭ
ＯＳトランジスタとが同時にＯＮ動作した場合、バッテ
リ１４からの短絡電流が流れ込むのを防止するために、
同時ＯＮ防止として、ディレー時間ｔ１を設けている。

【００５８】また、キースイッチ１５がＯＦＦで車両と
してエンジンが停止した状態では、高電位側、低電位側
双方のパワーＭＯＳトランジスタはＯＦＦしていること
が消費電流の点からも望ましく、本発明の一実施形態に
おいては、図２、図３、図４に示すゲート駆動回路２１
１、２１２、２１３に、エンジンが停止した状態でオフ
となるスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を設けている。

【００５９】まず、基本となるＶＧ１出力信号を発生す
ると同時に、ＳＷ１信号をＯＮさせる。

【００６０】次に、時間ＴＡを計測し、この時間ＴＡを
基準として、時間ＴＡ×２／３時間後に、ＶＧ２出力信
号を出力し、時間ＴＡ×４／３時間後にＶＧ３出力信号
を出力する。

【００６１】なお、高電位側の動作開始用スイッチＳＷ
２及びＳＷ３は、ＶＧ２出力信号の出力と同時にＯＮさ
せる。

【００６２】３相全波整流の場合、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の
位相差は１２０°であるため、Ｕ相を基準として、Ｖ
相、Ｗ相の動作時間を基準時間×２／３、基準時間×４
／３だけ遅らせて動作させる。

【００６３】電流検出回路２１５のゲート信号発生回路
２１５０は、Ｕ相に流れる電流の変化を連続的に検出し
て計測し、基準時間ＴＡの次ぎに基準時間ＴＢを計測
し、次ぎに基準時間ＴＣというように、発電機の回転数
変化を順次取り込み、ＶＧ１出力信号を発生させると共
に、計測した時間の２／３、４／３時間ずれた信号をＶ
Ｇ２、ＶＧ３の出力信号として発生させる。

【００６４】次ぎに、発生したＶＧ１信号はＵ相用ゲー
ト駆動回路２１３に入力され、ディレー時間発生回路２
１３０にて、ＭＮ１出力信号とＭＰ１出力信号とに遅れ
を持たせた信号が出力され、ＭＮ１出力信号で、低電位
側のパワーＭＯＳトランジスタ１２２を動作させ、ＭＰ
１出力信号で、高電位側のパワーＭＯＳトランジスタ１
２１を動作させる。

【００６５】ここで、ＭＮ１出力信号は、０(Ｌｏｗ)か
ら１(Ｈｉｇｈ)に変化する際にディレー時間ｔ１を有
し、ＭＰ１出力信号は、１(Ｈｉｇｈ)から０(Ｌｏｗ)に
変化する際にディレー時間ｔ2を有する。その結果、高
電位側と低電位側のパワーＭＯＳトランジスタが同時に
ＯＮとなることを防止する。

【００６６】Ｖ相も同様に、ＶＧ２出力信号が、Ｖ相用
ゲート駆動回路２１２に入力され、ディレー時間発生回
路２１２０にて、ＭＮ２出力信号とＭＰ２出力信号とに
遅れを持たせた信号が出力され、低電位側のパワーＭＯ
Ｓトランジスタ１２６及び高電位側のパワーＭＯＳトラ
ンジスタ１２５を動作させる。

【００６７】Ｗ相も同様に、ＶＧ３出力信号が、Ｗ相用
ゲート駆動回路２１１に入力され、ディレー時間発生回
路２１１０にて、ＭＮ３出力信号とＭＰ３出力信号とに
遅れを持たせた信号が出力され、低電位側のパワーＭＯ
Ｓトランジスタ１２９及び高電位側のパワーＭＯＳトラ
ンジスタ１２８を動作させる。

【００６８】さらにエンジン回転が上昇し、発電機の出
力電流がＢ端子を経由して各電気負荷に消費された場合
も上記と同様に整流装置が動作する。

【００６９】図８に、３相全波整流の発生電圧、電流を
各相別に表わした波形、及び基本出力信号ＶＧ１、ＶＧ
２、ＶＧ３の動作タイミングを表した波形を示す。

【００７０】図８において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、各相の
電圧変化は急峻であるのに比べ、各相の相電流の変化は
緩やかである。このため、一相の電流を検出して、その
電流の切り替えタイミングを基準として、残りの２相を
駆動する方式は、電圧検出のみで切り替えタイミングを
制御する方式に対し、精度良く各パワーＭＯＳトランジ
スタの切り替え動作が可能となる。

【００７１】したがって、パワーＭＯＳトランジスタの
低損失領域を有効に使用できると共に、パワーＭＯＳト
ランジスタのＯＮ−ＯＦＦ切り替え時のノイズも低減可
能である。

【００７２】次に、エンジンが停止し、キースイッチ１
５がＯＦＦされると、ＮＯＲ回路８２の出力が“１”と
なり、かつ、発電機の回転が停止しているため、トラン
ジスタ６７がＯＦＦであり、トランジスタ５２がＯＦＦ
となることで、ＶＣＣを発生させていた電源電圧回路は
ＶＣＣの発生を停止する。

【００７３】電源であるＶＣＣが発生しなくなったこと
で、低電位側のパワーＭＯＳトランジスタはＯＦＦし、
スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３がＯＦＦすることで、
高電位側のパワーＭＯＳトランジスタもＯＦＦし、発電
機の制御部は動作を停止する。

【００７４】その結果、暗電流は最小限に抑えられ、エ
ンジン停止時のバッテリ１４の放電を最小限に抑えるこ
とが出来る。

【００７５】なお、上述した例は３相交流を整流する場
合の例であるが、本発明は、３相のみならず、その他の
多相交流も整流可能であり、上述した例と同様な効果を
うることができる。

【００７６】多相の場合、１相の電流を検出して、極性
が反転してから次の極性が反転するまでの基準時間Ｔに
対して、相数をｎ、ｋを、１からｎ−１までの自然数と
すれば、他の相のトランジスタは、１相目のトランジス
タのオンオフ動作制御時から、Ｔ×２ｋ／ｎ時間遅延し
て、オンオフ動作制御されることとなる。

【００７７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次のような効果がある。すなわち、標準的
なパワーＭＯＳトランジスタを整流素子として使用し、
整流装置の１相の電流のみを検出して、１相のパワーＭ
ＯＳトランジスタのオンオフ動作を制御し、他の相は、
上記１相の電流の検出に従って、所定のタイミングでパ
ワーＭＯＳトランジスタのオンオフ動作を制御するよう
に構成した。

【００７８】したがって、電流検出手段は一相分のみ
で、他の相には不要であり、構成が簡単で安価でありな
がら、相電流が最も低下した時点でパワーＭＯＳトラン
ジスタのＯＮ、ＯＦＦ制御を行う事ができるため、Ｏ
Ｎ、ＯＦＦ動作時の発熱を最小限に抑えるとともに、従
来のＰ／Ｎ接合タイプのダイオードにて発生する、転流
サージの発生が抑えられ、ノイズも低減された車両用充
電発電機の整流装置を実現することができる。

【００７９】なお、当然の事ながら、整流素子として、
ダイオードの代わりに、パワーＭＯＳトランジスタを使
用する事により、発熱ロスを抑え、高効率な充電発電機
の整流装置を安価に実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である車両用充電発電機の
整流装置の概略構成図である。

【図２】図１に示したゲート駆動回路の回路構成図であ
る。

【図３】図１に示したゲート駆動回路の回路構成図であ
る。

【図４】図１に示したゲート駆動回路の回路構成図であ
る。

【図５】図１に示した電流検出回路の回路構成図であ
る。

【図６】図１に示した電圧制御回路の回路構成図であ
る。

【図７】本発明の一実施形態における整流動作の信号タ
イミングチャートである。

【図８】本発明の一実施形態における各動作電圧及び電
流波形を示す図である。

【符号の説明】

１１ 電機子巻線 １２ 整流器 １３ 界磁巻線 １４ バッテリ １５ キースイッチ １６ 充電警告灯 １９ フライホイール・ダイオード ２１ 制御回路 １２１、１２５ Ｐチャネル形パワーＭＯＳトランジス
タ １２８ Ｐチャネル形パワーＭＯＳトランジス
タ １２２、１２６ Ｎチャネル形パワーＭＯＳトランジス
タ １２９ Ｎチャネル形パワーＭＯＳトランジス
タ ２０２ パワーＭＯＳトランジスタ ２１１、２１２ ゲート信号発生回路 ２１３ ゲート信号発生回路 ２１５ 電流検出回路 １２０１ 相電流検出用シャント抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 引田 栄 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 国分 修一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 Ｆターム(参考） 5G060 AA20 CA08 CA13 CB04 CB12 DA01 DB07 5H006 AA00 AA01 BB00 CA02 CB01 CB08 CC05 DA04 DB02 DC02 DC04 GA01 GA04 5H590 AA02 AA05 CA07 CA23 CC01 CD01 CD10 CE05 DD25 DD64 FA08 FB05 GA02 HA02 HA04 JB07 JB20 KK02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転により回転し回転磁界をつ
   くる界磁巻線と、この界磁巻線を受けて電流を発生する
   電機子巻線と、この電機子巻線に発生した多相交流出力
   を整流するために、バッテリと上記電機子巻線の各相端
   子及びアース側に接続された各ＭＯＳパワートランジス
   タで構成された多相全波整流器を介して上記バッテリを
   充電する車両用充電発電機において、 上記電機子巻線の少なくとも1つの相の端子に流れる相
   電流を検出するための電流検出手段と、 上記電流検出手段により検出された相電流に基づいて、
   上記各ＭＯＳパワートランジスタの動作を制御する制御
   手段と、 を備えることを特徴とする車両用充電発電機の整流装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の車両用充電発電機の整流装
   置において、上記電流検出手段は、上記1つの相の端子
   に流れる電流の極性を判断し、極性が反転してから次ぎ
   の極性反転までの時間を保持又は測定する機能を有し、
   上記保持時間又は上記測定時間を所定の分割比率で分割
   し、その分割比率で分割した時間によって、上記電流検
   出手段による電流の検出は実行していない、他の相のＭ
   ＯＳパワートランジスタを順次駆動することを特徴とす
   る車両用充電発電機の制御装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の車両用充電発電機の制御装
   置において、上記多相交流出力の相数をｎとし、ｋを、
   ２（ｎ−１）／ｎまでの自然数とすると、上記分割比率
   は、２ｋ／ｎであることを特徴とする車両用充電発電機
   の制御装置。
4. 【請求項４】請求項２記載の車両用充電発電機の制御装
   置において、上記多相交流出力は３相交流出力であり、
   上記分割比率は、２／３、４／３であることを特徴とす
   る車両用充電発電機の制御装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の車両用充電発電機の制御装
   置において、上記各ＭＯＳパワートランジスタはトレン
   チ型であることを特徴とする車両用充電発電機の制御装
   置。