JP2003047298A - 発電機の電圧調整装置 - Google Patents
発電機の電圧調整装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バッテリ、ランプ負荷に給電する発電機の電
圧調整装置において、スイッチング素子の電力損失を低
減すると共にバッテリの充電状態に係わらずランプ負荷
特性を高精度に制御し又、バッテリの接続状態に係わら
ず出力精度を維持できる装置を提供する。 【解決手段】本発明は単相発電機の出力波形に対し、正
波形はバッテリ充電に振るわけ、負波形は交流負荷（ラ
ンプ負荷）に振り分ける事により、バランスよく発電機
のエネルギーを供給できる。また、エンジンの回転数お
よびバッテリ、ランプ負荷の変動により、各相の出力電
圧変動が生じても電圧補正回路を設ける事により、精度
良く負荷にあった実効値電圧制御が可能となる。さら
に、バッテリ端子とアース端子間電圧を検出することに
よりアース端子はずれに対してもバッテリの過充電を防
止できる性能を有する事が可能になる。
圧調整装置において、スイッチング素子の電力損失を低
減すると共にバッテリの充電状態に係わらずランプ負荷
特性を高精度に制御し又、バッテリの接続状態に係わら
ず出力精度を維持できる装置を提供する。 【解決手段】本発明は単相発電機の出力波形に対し、正
波形はバッテリ充電に振るわけ、負波形は交流負荷（ラ
ンプ負荷）に振り分ける事により、バランスよく発電機
のエネルギーを供給できる。また、エンジンの回転数お
よびバッテリ、ランプ負荷の変動により、各相の出力電
圧変動が生じても電圧補正回路を設ける事により、精度
良く負荷にあった実効値電圧制御が可能となる。さら
に、バッテリ端子とアース端子間電圧を検出することに
よりアース端子はずれに対してもバッテリの過充電を防
止できる性能を有する事が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は単相磁石式発電機の
電圧調整回路に関するものであり、特に小型二輪車等に
搭載される交流発電機より供給されるバッテリ、ランプ
等の交流負荷電圧を同時に調整する電圧調整回路に関す
るものである。
電圧調整回路に関するものであり、特に小型二輪車等に
搭載される交流発電機より供給されるバッテリ、ランプ
等の交流負荷電圧を同時に調整する電圧調整回路に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のバッテリ充電装置を図１に示す
（特開平８―８９０００号）。図１において、１は磁石
式交流発電機等の発電コイル、（ｃ），（Ｌ）はその出
力端子、２はスイッチング素子（寄生ダイオードＤを内
臓した電界効果トランジスタ）、３はランプ等の交流負
荷で前記発電コイルの両端子に前記電解効果トランジス
タ２と直列にスイッチ４を介して接続されている。次に
５はバッテリ、６はスイッチング素子（サイリスタ）、
ＣＯＮＴ１、ＣＯＮＴ２は制御回路である。
（特開平８―８９０００号）。図１において、１は磁石
式交流発電機等の発電コイル、（ｃ），（Ｌ）はその出
力端子、２はスイッチング素子（寄生ダイオードＤを内
臓した電界効果トランジスタ）、３はランプ等の交流負
荷で前記発電コイルの両端子に前記電解効果トランジス
タ２と直列にスイッチ４を介して接続されている。次に
５はバッテリ、６はスイッチング素子（サイリスタ）、
ＣＯＮＴ１、ＣＯＮＴ２は制御回路である。
【０００３】この回路の動作は、先ず発電コイル１の正
波形の半サイクル期間バッテリ５に電流を流す様に制御
回路ＣＯＮＴ２で制御され、バッテリ５の電圧が高くな
ると制御回路ＣＯＮＴ２によりスイチング素子６のゲー
ト電流を遮断する事によりスイチング素子も非導通とな
り、バッテリ電圧は所定値に制御される。また、この時
スイッチ４が閉時されると、発電コイル１の正波形の半
サイクル期間は寄生ダイオード内蔵した電界トランジス
タ２の寄生ダイオードＤを通り、ランプ負荷３に供給さ
れ点灯される。また、発電コイル１の負波形の半サイク
ル期間はランプ負荷供給電圧が一定電圧以上になったと
き電界トランジスタ２が導通を停止させて、ランプ負荷
が一定状態になるように制御回路ＣＯＮＴ１で制御して
いる。即ち、該ランプ負荷３の電圧は制御回路ＣＯＮＴ
１で全波検出され、該ランプ負荷３に印可される平均電
圧が高くなると制御回路ＣＯＮＴ１は、電界トランジス
タ２を非導通させて発電コイル１の負波形の半サイクル
期間を遮断し、該ランプ負荷３の実効電圧を低下させて
所定値に制御される。
波形の半サイクル期間バッテリ５に電流を流す様に制御
回路ＣＯＮＴ２で制御され、バッテリ５の電圧が高くな
ると制御回路ＣＯＮＴ２によりスイチング素子６のゲー
ト電流を遮断する事によりスイチング素子も非導通とな
り、バッテリ電圧は所定値に制御される。また、この時
スイッチ４が閉時されると、発電コイル１の正波形の半
サイクル期間は寄生ダイオード内蔵した電界トランジス
タ２の寄生ダイオードＤを通り、ランプ負荷３に供給さ
れ点灯される。また、発電コイル１の負波形の半サイク
ル期間はランプ負荷供給電圧が一定電圧以上になったと
き電界トランジスタ２が導通を停止させて、ランプ負荷
が一定状態になるように制御回路ＣＯＮＴ１で制御して
いる。即ち、該ランプ負荷３の電圧は制御回路ＣＯＮＴ
１で全波検出され、該ランプ負荷３に印可される平均電
圧が高くなると制御回路ＣＯＮＴ１は、電界トランジス
タ２を非導通させて発電コイル１の負波形の半サイクル
期間を遮断し、該ランプ負荷３の実効電圧を低下させて
所定値に制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記回路構成は負荷に
対して必要な電力をスイッチング素子介してして供給さ
れるため、スイッチング素子の損失を低減できるが、バ
ッテリの状態によりランプ負荷３に供給される電力が大
きく変動し、ランプ負荷特性が悪くなる難点がある。ま
た、アース端子Ｅが外れた場合、バッテリ側が無制御に
なる欠点がある。本発明は従来回路の利点を損なうこと
なく電源変動効率を向上し、発電機の小型化に好適な電
圧調整装置を提供するものである。
対して必要な電力をスイッチング素子介してして供給さ
れるため、スイッチング素子の損失を低減できるが、バ
ッテリの状態によりランプ負荷３に供給される電力が大
きく変動し、ランプ負荷特性が悪くなる難点がある。ま
た、アース端子Ｅが外れた場合、バッテリ側が無制御に
なる欠点がある。本発明は従来回路の利点を損なうこと
なく電源変動効率を向上し、発電機の小型化に好適な電
圧調整装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する為
請求項１の発明は、発電機の発電コイルの出力により充
電されるバッテリーと、該バッテリーの充電回路に直列
に接続された第１のスイッチング素子と、該発電コイル
の両端子間に接続された第２のスイチング素子と交流半
波負荷との直列回路と、該バッテリ電圧を検出し、該第
１のスイチング素子を介して該バッテリ電圧を制御する
第１の制御回路と、該発電機コイルの端子間電圧もしく
は交流半波負荷電圧を検出し、該第２のスイッチング素
子を介して該交流半波負荷電圧を制御する第２の制御回
路を備え、該発電コイルの正半波出力電圧により該バッ
テリーを充電し、負半波出力電圧により交流半波負荷に
給電するようにした発電機の電圧調整装置において、該
第１の制御回路は、該バッテリーの接続状態の有無を検
出すると共に、該バッテリーの接続無の状態では、該第
１のスイッチング素子の出力電圧が所定電圧以上の時、
その上昇の割合に応じ、該第１のスイッチング素子を制
御する機能を有し、又、該第２制御回路は、該発電コイ
ルの端子間電圧もしくは交流半波負荷電圧が所定電圧以
上の時、その上昇値に応じ、該第２のスイッチング素子
を制御する機能を備えたことを特徴とする。
請求項１の発明は、発電機の発電コイルの出力により充
電されるバッテリーと、該バッテリーの充電回路に直列
に接続された第１のスイッチング素子と、該発電コイル
の両端子間に接続された第２のスイチング素子と交流半
波負荷との直列回路と、該バッテリ電圧を検出し、該第
１のスイチング素子を介して該バッテリ電圧を制御する
第１の制御回路と、該発電機コイルの端子間電圧もしく
は交流半波負荷電圧を検出し、該第２のスイッチング素
子を介して該交流半波負荷電圧を制御する第２の制御回
路を備え、該発電コイルの正半波出力電圧により該バッ
テリーを充電し、負半波出力電圧により交流半波負荷に
給電するようにした発電機の電圧調整装置において、該
第１の制御回路は、該バッテリーの接続状態の有無を検
出すると共に、該バッテリーの接続無の状態では、該第
１のスイッチング素子の出力電圧が所定電圧以上の時、
その上昇の割合に応じ、該第１のスイッチング素子を制
御する機能を有し、又、該第２制御回路は、該発電コイ
ルの端子間電圧もしくは交流半波負荷電圧が所定電圧以
上の時、その上昇値に応じ、該第２のスイッチング素子
を制御する機能を備えたことを特徴とする。
【０００６】上記の課題を解決する為請求項２の発明
は、第１の制御回路にアース端子の開放状態検出機能を
設け、該アース端子の開放時に、該第１のスイチング素
子の開放を保持せしめることを特徴とする。
は、第１の制御回路にアース端子の開放状態検出機能を
設け、該アース端子の開放時に、該第１のスイチング素
子の開放を保持せしめることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図２に示す。１
は単相磁石式発電機、５はバッテリ(１２V用)３はラン
プ負荷、４はランプ負荷を点灯させるためのスイッチ、
Iａはランプ負荷駆動するためのスイッチング素子駆動
回路、Iｂはランプ負荷駆動するためのスイッチング素
子駆動するための制御回路、Iｃはランプ負荷駆動する
ためのスイッチング素子駆動回路を急激にＯＮ／ＯＦＦ
させないためのランプちらつき防止回路、Iｄはランプ
負荷の印加電圧を検出するための回路、Iｅはランプ負
荷に急峻で高電圧が印加されたこと検出するための回
路、Ifはエンジンスタート時に上記各ランプ負荷電圧検
出回路Iｃ，Iｄ，Iｅの動作開始時間を早める回路、
は単相磁石式発電機、５はバッテリ(１２V用)３はラン
プ負荷、４はランプ負荷を点灯させるためのスイッチ、
Iａはランプ負荷駆動するためのスイッチング素子駆動
回路、Iｂはランプ負荷駆動するためのスイッチング素
子駆動するための制御回路、Iｃはランプ負荷駆動する
ためのスイッチング素子駆動回路を急激にＯＮ／ＯＦＦ
させないためのランプちらつき防止回路、Iｄはランプ
負荷の印加電圧を検出するための回路、Iｅはランプ負
荷に急峻で高電圧が印加されたこと検出するための回
路、Ifはエンジンスタート時に上記各ランプ負荷電圧検
出回路Iｃ，Iｄ，Iｅの動作開始時間を早める回路、
【０００８】IIａはバッテリへ充電するためのスイッチ
ング素子駆動回路、IIｂはバッテリへ充電するためのス
イッチング素子駆動の制御回路、IIｃはバッテリ電圧を
検出するための回路、IIｄはバッテリがオープン状態を
検出する回路である。
ング素子駆動回路、IIｂはバッテリへ充電するためのス
イッチング素子駆動の制御回路、IIｃはバッテリ電圧を
検出するための回路、IIｄはバッテリがオープン状態を
検出する回路である。
【０００９】次に、これを動作するためにはまず、バッ
テリ５が満充電でない時は、バッテリ電圧を検出する回
路IIｃはバッテリ電圧が規定値以下（ツェナーダイオー
ドＺ１の電圧レベル）のため、トランジスタＱ１が動作
ぜず、ＯＦＦ状態になる。したがって、単相磁石式発電
機１の正波形出力が発生すると抵抗１、ダイオードＤ１
を通してサイリスタＳ１を点弧させ、バッテリ５を充電
する。また、バッテリが満充電状態ではバッテリ電圧を
検出する回路IIｃがバッテリ電圧を規定値以上（ツェナ
ーダイオードＺ１の電圧レベルを乗り越える）と判断
し、トランジスタＱ１が動作し、ＯＮ状態になる。した
がって、単相磁石式発電機１の正波形出力が発生すると
抵抗Ｒ１、ダイオードＤ２を通してトランジスタＱ１で
アースへ落とされ、サイリスタＳ１を点弧できないた
め、バッテリ５には充電されない。
テリ５が満充電でない時は、バッテリ電圧を検出する回
路IIｃはバッテリ電圧が規定値以下（ツェナーダイオー
ドＺ１の電圧レベル）のため、トランジスタＱ１が動作
ぜず、ＯＦＦ状態になる。したがって、単相磁石式発電
機１の正波形出力が発生すると抵抗１、ダイオードＤ１
を通してサイリスタＳ１を点弧させ、バッテリ５を充電
する。また、バッテリが満充電状態ではバッテリ電圧を
検出する回路IIｃがバッテリ電圧を規定値以上（ツェナ
ーダイオードＺ１の電圧レベルを乗り越える）と判断
し、トランジスタＱ１が動作し、ＯＮ状態になる。した
がって、単相磁石式発電機１の正波形出力が発生すると
抵抗Ｒ１、ダイオードＤ２を通してトランジスタＱ１で
アースへ落とされ、サイリスタＳ１を点弧できないた
め、バッテリ５には充電されない。
【００１０】次にバッテリが端子Ｂよりオープン状態
(接続無)について図３、図４を参照して説明する。図３
は図２の動作説明図、又図４はバッテリオープン時の各
部動作波形図である。バッテリオープン時、検出回路II
ｃはバッテリ電圧が十分検出されず、端子Ｂの出力電圧
が出続ける。そのため駆動回路IIaはスイッチング素子
Ｓ１が導通し、端子Ｂに発電機の正波形が出力されると
図３、図４に示すようにバッテリがないための発電機出
力波形がそのまま出力される。これにより、コンデンサ
Ｃ１にダイオードＤ３→ツェナーダイオードＺ２→抵抗
Ｒ３を通り電流ｉ１で充電され、それに伴いトランジス
タＱ１が動作し、コンデンサＣ１に充電された電荷が放
電する間の一定時間ＯＮ状態になる。
(接続無)について図３、図４を参照して説明する。図３
は図２の動作説明図、又図４はバッテリオープン時の各
部動作波形図である。バッテリオープン時、検出回路II
ｃはバッテリ電圧が十分検出されず、端子Ｂの出力電圧
が出続ける。そのため駆動回路IIaはスイッチング素子
Ｓ１が導通し、端子Ｂに発電機の正波形が出力されると
図３、図４に示すようにバッテリがないための発電機出
力波形がそのまま出力される。これにより、コンデンサ
Ｃ１にダイオードＤ３→ツェナーダイオードＺ２→抵抗
Ｒ３を通り電流ｉ１で充電され、それに伴いトランジス
タＱ１が動作し、コンデンサＣ１に充電された電荷が放
電する間の一定時間ＯＮ状態になる。
【００１１】したがって、単相磁石式発電機１の正波形
出力が次のサイクルに発生すると抵抗１、ダイオードＤ
２を通してトランジスタＱ１でアースへ落とされ、サイ
リスタＳ１を点弧できないため、端子Ｂには出力電圧が
発生しない。これにより、端子Ｂの出力は間欠動作をす
ることで実効電圧的に一定になる。また、単相磁石式発
電機１の正波形出力が高回転時等でより高い出力電圧が
端子Ｂに発生した場合は電流 ｉ１のループだけではな
く、コンデンサＣ１にダイオードＤ３→ツェナーダイオ
ードＺ２→ツェナーダイオードＺ３→抵抗Ｒ４を通り電
流 ｉ２でより充電され、それに伴いトランジスタＱ１
が動作し、さらに長い時間ＯＮ状態になる。これによ
り、端子Ｂの出力に応じて間欠動作をすることになりよ
り精度の良い実効電圧制御が可能になる。
出力が次のサイクルに発生すると抵抗１、ダイオードＤ
２を通してトランジスタＱ１でアースへ落とされ、サイ
リスタＳ１を点弧できないため、端子Ｂには出力電圧が
発生しない。これにより、端子Ｂの出力は間欠動作をす
ることで実効電圧的に一定になる。また、単相磁石式発
電機１の正波形出力が高回転時等でより高い出力電圧が
端子Ｂに発生した場合は電流 ｉ１のループだけではな
く、コンデンサＣ１にダイオードＤ３→ツェナーダイオ
ードＺ２→ツェナーダイオードＺ３→抵抗Ｒ４を通り電
流 ｉ２でより充電され、それに伴いトランジスタＱ１
が動作し、さらに長い時間ＯＮ状態になる。これによ
り、端子Ｂの出力に応じて間欠動作をすることになりよ
り精度の良い実効電圧制御が可能になる。
【００１２】次にランプ負荷側を動作するためにスイッ
チ４をＯＮすると、まず、単相磁石式発電機１の負波形
出力をトランジスタＱ２エミッターベース、コンデンサ
Ｃ２→抵抗Ｒ７→ダイオードＤ７を介して電流 ｉ3がＣ
２，Ｒ７の時定数で流れ、トランジスタＱ２がＯＮし、
ランプ負荷を駆動するためのスイッチング素子Ｓ２を導
通することによりランプ負荷３に単相磁石式発電機１の
負波形出力が印加され、ランプが点灯する。次に単相磁
石式発電機１の負波形出力をランプ負荷電圧検出回路で
検出した結果、ランプ負荷間に発生する電圧が規定値以
下（ツェナーダイオードＺ４の電圧レヘ゛ルより低い）の場
合は、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ９→ダイオードＤ９→抵
抗Ｒ１０→サイリスタＳ２を通して電流 ｉ4が流れコン
デンサＣ３に充電される。また、充電されたコンデンサ
Ｃ３の電荷は抵抗Ｒ９を介して放電される。単相磁石式
発電機１の負波形出力の次サイクル時も同様にコンデン
サＣ３は充放電する。したがって、トランジスタＱ３は
ＯＦＦし、トランジスタＱ２はＯＮするため、ランプは
点灯し続ける。
チ４をＯＮすると、まず、単相磁石式発電機１の負波形
出力をトランジスタＱ２エミッターベース、コンデンサ
Ｃ２→抵抗Ｒ７→ダイオードＤ７を介して電流 ｉ3がＣ
２，Ｒ７の時定数で流れ、トランジスタＱ２がＯＮし、
ランプ負荷を駆動するためのスイッチング素子Ｓ２を導
通することによりランプ負荷３に単相磁石式発電機１の
負波形出力が印加され、ランプが点灯する。次に単相磁
石式発電機１の負波形出力をランプ負荷電圧検出回路で
検出した結果、ランプ負荷間に発生する電圧が規定値以
下（ツェナーダイオードＺ４の電圧レヘ゛ルより低い）の場
合は、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ９→ダイオードＤ９→抵
抗Ｒ１０→サイリスタＳ２を通して電流 ｉ4が流れコン
デンサＣ３に充電される。また、充電されたコンデンサ
Ｃ３の電荷は抵抗Ｒ９を介して放電される。単相磁石式
発電機１の負波形出力の次サイクル時も同様にコンデン
サＣ３は充放電する。したがって、トランジスタＱ３は
ＯＦＦし、トランジスタＱ２はＯＮするため、ランプは
点灯し続ける。
【００１３】次にランプ負荷間に発生する電圧が規定値
以上（ツェナーダイオードＺ４の電圧レヘ゛ルより高い）の
場合は、上記電流ループ i4の他にトランジスタＱ３エ
ミッターベース間→ツェナーダイオードＺ４→抵抗Ｒ８
→ダイオードＤ９→抵抗Ｒ１０→サイリスタＳ２を介し
て電流ループ ｉ5が流れるのでトランジスタＱ３はＯＮ
し、トランジスタＱ３のエミッターベース間を短絡する
ため、トランジスタＱ２はＯＦＦし、サイリスタＳ２が
単相磁石式発電機１の負波形出力の次サイクルから非導
通となり、ランプが消灯する。これらを単相磁石式発電
機１の負波形出力のサイクル毎に繰り返してランプ電圧
を一定にしている。また、トランジスタＱ２のＯＮ／Ｏ
ＦＦを繰り返すことにより、ランプ負荷の点灯消灯させ
て、一定の照度を保てせるがトランジスタのＯＮ／ＯＦ
Ｆが早すぎるとランプのちらつきの原因になるため、駆
動回路Iｃの時定数（Ｃ２＊Ｒ７）分トランジスタＱ２
の動作を遅らせて調整させている。
以上（ツェナーダイオードＺ４の電圧レヘ゛ルより高い）の
場合は、上記電流ループ i4の他にトランジスタＱ３エ
ミッターベース間→ツェナーダイオードＺ４→抵抗Ｒ８
→ダイオードＤ９→抵抗Ｒ１０→サイリスタＳ２を介し
て電流ループ ｉ5が流れるのでトランジスタＱ３はＯＮ
し、トランジスタＱ３のエミッターベース間を短絡する
ため、トランジスタＱ２はＯＦＦし、サイリスタＳ２が
単相磁石式発電機１の負波形出力の次サイクルから非導
通となり、ランプが消灯する。これらを単相磁石式発電
機１の負波形出力のサイクル毎に繰り返してランプ電圧
を一定にしている。また、トランジスタＱ２のＯＮ／Ｏ
ＦＦを繰り返すことにより、ランプ負荷の点灯消灯させ
て、一定の照度を保てせるがトランジスタのＯＮ／ＯＦ
Ｆが早すぎるとランプのちらつきの原因になるため、駆
動回路Iｃの時定数（Ｃ２＊Ｒ７）分トランジスタＱ２
の動作を遅らせて調整させている。
【００１４】図５は単相磁石式発電機１の出力電圧変動
に対する各部動作波形図で、負波形出力が高回転時等で
より高い出力電圧が端子Ｅに発生した場合は電流 ｉ
４、電流ｉ5のループだけではなく、抵抗Ｒ１０に発生
した電圧をツェナーダイオードＺ５→抵抗１１のループ
でバイパスする。さらに高い電圧が抵抗Ｒ１０に発生し
た場合はツェナーダイオードＺ６→抵抗１２のループで
バイパスするため、コンデンサＣ３には図５に示すよう
に充電量が増えるため、Ｃ３，Ｒ９の時定数間さらにト
ランジスタＱ３をＯＮし続け、トランジスタＱ２及びサ
イリスタＳ２もＯＦＦし続けるため、ランプは消灯し続
ける。このため、ランプは単相磁石式発電機１の負波形
出力電圧の状態によりサイリスタＳ２はＯＮ／ＯＦＦの
タイミングを間欠的に動作変して精度の良いランプ負荷
の実効電圧制御が可能になる。
に対する各部動作波形図で、負波形出力が高回転時等で
より高い出力電圧が端子Ｅに発生した場合は電流 ｉ
４、電流ｉ5のループだけではなく、抵抗Ｒ１０に発生
した電圧をツェナーダイオードＺ５→抵抗１１のループ
でバイパスする。さらに高い電圧が抵抗Ｒ１０に発生し
た場合はツェナーダイオードＺ６→抵抗１２のループで
バイパスするため、コンデンサＣ３には図５に示すよう
に充電量が増えるため、Ｃ３，Ｒ９の時定数間さらにト
ランジスタＱ３をＯＮし続け、トランジスタＱ２及びサ
イリスタＳ２もＯＦＦし続けるため、ランプは消灯し続
ける。このため、ランプは単相磁石式発電機１の負波形
出力電圧の状態によりサイリスタＳ２はＯＮ／ＯＦＦの
タイミングを間欠的に動作変して精度の良いランプ負荷
の実効電圧制御が可能になる。
【００１５】また、図６はエンジンスタート時のランプ
負荷電圧検出回路の動作波形図で、エンジンスタート時
にはコンデンサＣ３に単相磁石式発電機１の負波形出力
電圧でＣ３＊Ｒ１０の時定数により充電されるまでに一
定の時間T１を要する。この間に、単相磁石式発電機１
の負波形出力電圧が急速に高い電圧になった場合、サイ
リスタＳ２は導通状態のままでありに、ランプ負荷に過
電圧が印可されランプ切れになってしまう。これを防止
するために図６に示す様に、電流ループ ｉ4以外にコン
デンサＣ３、抵抗Ｒ９→ダイオードＤ８→抵抗Ｒ１３を
介してツェナーダイオードＺ７までコンデンサＣ３に急
速に充電する時間をT２まで早めることができる。これ
によりIｄのランプ負荷の印加電圧を検出するための回
路の動作開始時間が早まる。これによりランプ負荷に過
電圧が印可されランプ切れになってしまう事を防止して
いる。
負荷電圧検出回路の動作波形図で、エンジンスタート時
にはコンデンサＣ３に単相磁石式発電機１の負波形出力
電圧でＣ３＊Ｒ１０の時定数により充電されるまでに一
定の時間T１を要する。この間に、単相磁石式発電機１
の負波形出力電圧が急速に高い電圧になった場合、サイ
リスタＳ２は導通状態のままでありに、ランプ負荷に過
電圧が印可されランプ切れになってしまう。これを防止
するために図６に示す様に、電流ループ ｉ4以外にコン
デンサＣ３、抵抗Ｒ９→ダイオードＤ８→抵抗Ｒ１３を
介してツェナーダイオードＺ７までコンデンサＣ３に急
速に充電する時間をT２まで早めることができる。これ
によりIｄのランプ負荷の印加電圧を検出するための回
路の動作開始時間が早まる。これによりランプ負荷に過
電圧が印可されランプ切れになってしまう事を防止して
いる。
【００１６】以上のことから、発電機の出力波形に対
し、正波形はバッテリ充電に振るわけ、負波形はランプ
負荷に振り分ける事により、バランスよく発電機のエネ
ルギーを供給できる。また、エンジンの回転数およびバ
ッテリ、ランプ負荷の変動により、各相の出力電圧変動
が生じても精度良く負荷にあった実効値電圧制御が可能
となる。
し、正波形はバッテリ充電に振るわけ、負波形はランプ
負荷に振り分ける事により、バランスよく発電機のエネ
ルギーを供給できる。また、エンジンの回転数およびバ
ッテリ、ランプ負荷の変動により、各相の出力電圧変動
が生じても精度良く負荷にあった実効値電圧制御が可能
となる。
【００１７】図７は本発明の他の実施例回路図で、端子
Ｅが外れた場合を検出する回路IIｅを設けて有る。この
回路の動作は端子Ｅが外れてオープン状態になるとバッ
テリ電圧検出回路IIｃ、バッテリオープン検出回路IIｄ
が働かなくなるため、単相磁石式発電機１の正波形出力
電圧が図２に示す様に抵抗Ｒ１→ダイオードＤ１→サイ
リスタのゲート→バッテリを通るループが構成されるた
め、サイリスタＳ１が常時導通状態になり、バッテリ過
充電になる。そこで、図７に示すように単相磁石式発電
機１の正波形出力電圧が抵抗Ｒ１→トランジスタＱ４
（エミッターベース）→抵抗Ｒ１４→ダイオード１０→
端子Ｅを通ったときのみトランジスタＱ４がＯＮしサイ
リスタＳ１へのゲート電流を供給可能になる。したがっ
て、端子Ｅがはずれている状態ではトランジスタＱ４が
導通できないのでサイリスタＳ１は動作できず、バッテ
リの過充電は防止できる。
Ｅが外れた場合を検出する回路IIｅを設けて有る。この
回路の動作は端子Ｅが外れてオープン状態になるとバッ
テリ電圧検出回路IIｃ、バッテリオープン検出回路IIｄ
が働かなくなるため、単相磁石式発電機１の正波形出力
電圧が図２に示す様に抵抗Ｒ１→ダイオードＤ１→サイ
リスタのゲート→バッテリを通るループが構成されるた
め、サイリスタＳ１が常時導通状態になり、バッテリ過
充電になる。そこで、図７に示すように単相磁石式発電
機１の正波形出力電圧が抵抗Ｒ１→トランジスタＱ４
（エミッターベース）→抵抗Ｒ１４→ダイオード１０→
端子Ｅを通ったときのみトランジスタＱ４がＯＮしサイ
リスタＳ１へのゲート電流を供給可能になる。したがっ
て、端子Ｅがはずれている状態ではトランジスタＱ４が
導通できないのでサイリスタＳ１は動作できず、バッテ
リの過充電は防止できる。
【００１８】図８は本発明の他の実施例回路図で、バッ
テリ開放状態でウインカーリレー等のインダクタンス分
を有する負荷が出力端子に接続されている場合、該負荷
のＯＮ／ＯＦＦにより負荷のインダクタンス分による逆
起電力が発生してアースＥ、発電機１を通りサイリスタ
Ｓ１にインダクタンス分の転流電流が消滅する間、電流
が流れ、サイリスタＳ１はＯＮ状態を続け、バッテリオ
ープン検出回路IIｄが働かなくなり、過電圧出力が発生
する。そこで発電機１の正弦波出力電圧が抵抗Ｒ１４，
トランジスタＱ５(エミッタ、ベース)、端子Ｅを通った
時のみトランジスタＱ４がＯＮしサイリスタＳ１へのゲ
ート電流を供給可能になる。従ってインダクタンス分を
有する負荷が出力端子に接続され、転流電流でトランジ
スタＱ４、５が導通できないのでサイリスタＳ１は動作
できず、バッテリオープン時の過充電を防止できる。
テリ開放状態でウインカーリレー等のインダクタンス分
を有する負荷が出力端子に接続されている場合、該負荷
のＯＮ／ＯＦＦにより負荷のインダクタンス分による逆
起電力が発生してアースＥ、発電機１を通りサイリスタ
Ｓ１にインダクタンス分の転流電流が消滅する間、電流
が流れ、サイリスタＳ１はＯＮ状態を続け、バッテリオ
ープン検出回路IIｄが働かなくなり、過電圧出力が発生
する。そこで発電機１の正弦波出力電圧が抵抗Ｒ１４，
トランジスタＱ５(エミッタ、ベース)、端子Ｅを通った
時のみトランジスタＱ４がＯＮしサイリスタＳ１へのゲ
ート電流を供給可能になる。従ってインダクタンス分を
有する負荷が出力端子に接続され、転流電流でトランジ
スタＱ４、５が導通できないのでサイリスタＳ１は動作
できず、バッテリオープン時の過充電を防止できる。
【００１９】
【効果の説明】本発明の構成をすることにより、発電機
の出力波形に対し、正波形はバッテリ充電に振るわけ、
負波形はランプ負荷に振り分ける事により、バランスよ
く発電機のエネルギーを供給できる。また、エンジンの
回転数およびバッテリ、ランプ負荷の変動により、各相
の出力電圧変動が生じても精度良く負荷にあった実効値
電圧制御が可能となる。さらに、アース端子はずれに対
してもバッテリの過充電を防止できる性能を有する事が
可能である。また、この発明をバッテリ充電制御機能お
よび、交流ランプ負荷電圧制御機能を必要とする小型二
輪車に応用できる。
の出力波形に対し、正波形はバッテリ充電に振るわけ、
負波形はランプ負荷に振り分ける事により、バランスよ
く発電機のエネルギーを供給できる。また、エンジンの
回転数およびバッテリ、ランプ負荷の変動により、各相
の出力電圧変動が生じても精度良く負荷にあった実効値
電圧制御が可能となる。さらに、アース端子はずれに対
してもバッテリの過充電を防止できる性能を有する事が
可能である。また、この発明をバッテリ充電制御機能お
よび、交流ランプ負荷電圧制御機能を必要とする小型二
輪車に応用できる。
【図１】従来の充電装置の構成図
【図２】本発明の実施例回路図
【図３】図２の動作説明図
【図４】バッテリオープン時の各部の動作波形図
【図５】発電機の出力電圧に対する各部の波形図
【図６】エンジンスターと時のランプ負荷電圧検出回路
の動作波形図
の動作波形図
【図７】本発明の他の実施例回路図
【図８】本発明の他の実施例回路図
１…単相磁石式発電機、
２…１２V用バッテリ
３…ランプ負荷
４…スイッチ
Q1…ランプ負荷に負波形区間を通電するための駆動スイ
ッチング素子、 D1…ランプ負荷に正波形区間を通電するための整流素
子、 S1…発電機の出力を１２V用バッテリに通電するための
駆動スイッチング素子、 CONT1…制御回路、 CONT2…Q1を駆動ための制御回路、 Iａ…ランプ負荷駆動するためのスイッチング素子駆動
回路、 Iｂ…ランプ負荷駆動するためのスイッチング素子駆動
するための制御回路、 Iｃ…ランプちらつき防止回路、 Iｄ…ランプ負荷の印加電圧を検出するための回路、 Iｅ…ランプ負荷に急峻で高電圧が印加されたこと検出
するための回路、 If…エンジンスタート時負荷電圧検出回路動作開始時間
を早める回路、 IIａ…バッテリへ充電するためのスイッチング素子駆動
回路、 IIｂ…バッテリへ充電するためのスイッチング素子駆動
の制御回路、 IIｃ…バッテリ電圧を検出するための回路、 IIｄ…バッテリがオープン状態を検出する回路 IIｅ…端子Ｅが外れた場合を検出する回路 ＱＩ，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４．．．トランジスタ Ｄ１〜Ｄ１０．．．ダイオード Ｓ１，Ｓ２…スイッチング素子（サイリスタ） Ｚ１〜Ｚ７…定電圧素子（ツエナーダイオード） Ｒ１〜Ｒ１３…抵抗
ッチング素子、 D1…ランプ負荷に正波形区間を通電するための整流素
子、 S1…発電機の出力を１２V用バッテリに通電するための
駆動スイッチング素子、 CONT1…制御回路、 CONT2…Q1を駆動ための制御回路、 Iａ…ランプ負荷駆動するためのスイッチング素子駆動
回路、 Iｂ…ランプ負荷駆動するためのスイッチング素子駆動
するための制御回路、 Iｃ…ランプちらつき防止回路、 Iｄ…ランプ負荷の印加電圧を検出するための回路、 Iｅ…ランプ負荷に急峻で高電圧が印加されたこと検出
するための回路、 If…エンジンスタート時負荷電圧検出回路動作開始時間
を早める回路、 IIａ…バッテリへ充電するためのスイッチング素子駆動
回路、 IIｂ…バッテリへ充電するためのスイッチング素子駆動
の制御回路、 IIｃ…バッテリ電圧を検出するための回路、 IIｄ…バッテリがオープン状態を検出する回路 IIｅ…端子Ｅが外れた場合を検出する回路 ＱＩ，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４．．．トランジスタ Ｄ１〜Ｄ１０．．．ダイオード Ｓ１，Ｓ２…スイッチング素子（サイリスタ） Ｚ１〜Ｚ７…定電圧素子（ツエナーダイオード） Ｒ１〜Ｒ１３…抵抗
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Ｆターム(参考） 5G060 AA05 CA13 DA02
5H590 AB04 CA07 CA23 CC02 CC22
CD01 CE05 CE08 DD64 EB02
FA08 FB01 FC12 FC17 FC21
FC22 FC26 GA02 HA02 JB09
Claims (3)
- 【請求項１】発電機の発電コイルの出力により充電され
るバッテリーと、該バッテリーの充電回路に直列に接続
された第１のスイッチング素子と、該発電コイルの両端
子間に接続された第２のスイチング素子と交流半波負荷
との直列回路と、該バッテリ電圧を検出し、該第１のス
イチング素子を介して該バッテリ電圧を制御する第１の
制御回路と、該発電機コイルの端子間電圧もしくは交流
半波負荷電圧を検出し、該第２のスイッチング素子を介
して該交流半波負荷電圧を制御する第２の制御回路を備
え、該発電コイルの正半波出力電圧により該バッテリー
を充電し、負半波出力電圧により交流半波負荷に給電す
るようにした発電機の電圧調整装置において、該第１の
制御回路は、該バッテリーの接続状態の有無を検出する
と共に、該バッテリーの接続無の状態では、該第１のス
イッチング素子の出力電圧が所定電圧以上の時、その上
昇の割合に応じ、該第１のスイッチング素子を制御する
機能を有し、又、該第２制御回路は、該発電コイルの端
子間電圧もしくは交流半波負荷電圧が所定電圧以上の
時、その上昇値に応じ、該第２のスイッチング素子を制
御する機能を備えたことを特徴とする発電機の電圧調整
装置。 - 【請求項２】 第１の制御回路にアース端子の開放状態
検出機能を設け、該アース端子の開放時に、該第１のス
イチング素子の開放を保持せしめることを特徴とする請
求項１の発電機の電圧調整装置。 - 【請求項３】 第１の制御回路に発電機の出力状態とイ
ンダクタンス分を有するバッテリ負荷から転流電流状態
を判別する機能を設け、該バッテリ負荷が転流電流を生
じた時に、該第１のスイッチング素子の開放を保持せし
めることを特徴とする請求項１又は請求項２の発電機の
電圧調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001233686A JP4107816B2 (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 発電機の電圧調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001233686A JP4107816B2 (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 発電機の電圧調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003047298A true JP2003047298A (ja) | 2003-02-14 |
| JP4107816B2 JP4107816B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=19065430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001233686A Expired - Lifetime JP4107816B2 (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 発電機の電圧調整装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4107816B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006120884A1 (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-16 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | バッテリ充電およびランプ点灯制御回路 |
| JP2011176899A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Denso Corp | エンジンの発電システム |
| JP2012115071A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | バッテリ充電装置、および、バッテリ充電システム |
| JP2013020755A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 制御装置、及び制御方法 |
| CN103733730A (zh) * | 2012-07-31 | 2014-04-16 | 新电元工业株式会社 | 蓄电池充电装置以及蓄电池充电方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03101518A (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-26 | Toshiba Micro Electron Kk | 負荷駆動回路 |
| JPH09285035A (ja) * | 1996-04-18 | 1997-10-31 | Mitsuba Corp | 自動車用充電電圧制御回路 |
| JPH10313545A (ja) * | 1997-05-08 | 1998-11-24 | Mitsuba Corp | バッテリ充電及びランプ点灯制御回路 |
-
2001
- 2001-08-01 JP JP2001233686A patent/JP4107816B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH03101518A (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-26 | Toshiba Micro Electron Kk | 負荷駆動回路 |
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| WO2006120884A1 (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-16 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | バッテリ充電およびランプ点灯制御回路 |
| JPWO2006120884A1 (ja) * | 2005-05-02 | 2008-12-18 | 新電元工業株式会社 | バッテリ充電およびランプ点灯制御回路 |
| JP4597194B2 (ja) * | 2005-05-02 | 2010-12-15 | 新電元工業株式会社 | バッテリ充電およびランプ点灯制御回路 |
| JP2011176899A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Denso Corp | エンジンの発電システム |
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| CN103733730A (zh) * | 2012-07-31 | 2014-04-16 | 新电元工业株式会社 | 蓄电池充电装置以及蓄电池充电方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4107816B2 (ja) | 2008-06-25 |
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