JP2013017298A - Battery charging device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery charging device that reduces a fluctuation range of a battery voltage by shortening a period of flow of a useless charging current to a battery.SOLUTION: A rectification circuit for rectifying an output of a generator 1 to feed a battery 3 is a controlled rectification circuit 2 in which both upper and lower arms of a bridge comprise thyristors Tu-Tw and Tx-Tz, respectively. Thyristor control circuits 9u-9w and 9x-9z control the thyristors of the controlled rectification circuit 2 to apply a charging current from the controlled rectification circuit 2 to the battery 3 by turning on only an upper arm side thyristor to which an anode-cathode forward voltage is applied by a phase voltage transitioning from a negative half wave to a positive half wave while a charge command signal is generated, and a lower arm side thyristor to which an anode-cathode forward voltage is applied by a phase voltage transitioning from a positive half wave to a negative half wave while the charge command signal is generated.

Description

本発明は、内燃機関などにより駆動される三相交流発電機の出力でバッテリを充電するバッテリ充電装置に関するものである。   The present invention relates to a battery charging device that charges a battery with the output of a three-phase AC generator driven by an internal combustion engine or the like.

内燃機関により駆動される三相交流発電機の出力でバッテリを充電するバッテリ充電装置として、特許文献１に示されているように、発電機の三相交流出力を整流し得た電流をバッテリに充電電流として供給する制御整流回路と、バッテリ電圧を設定値に保つために、バッテリ電圧に応じて制御整流回路のサイリスタのオンオフを制御するサイリスタ制御回路とを備えたものが用いられている。   As a battery charger that charges a battery with the output of a three-phase AC generator driven by an internal combustion engine, as shown in Patent Document 1, the current obtained by rectifying the three-phase AC output of the generator is supplied to the battery. A control rectifier circuit that supplies a charging current and a thyristor control circuit that controls on / off of the thyristor of the control rectifier circuit according to the battery voltage are used in order to keep the battery voltage at a set value.

図４はこの種のバッテリ充電装置の基本的な構成を示したもので、同図において、１は内燃機関により駆動される三相交流発電機、２′は交流発電機１の出力を整流する制御整流回路、３は交流発電機１の出力を制御整流回路２′により整流して得た直流出力で充電されるバッテリ、４はバッテリ３の両端にスイッチ５を介して接続された負荷である。また６′はバッテリ電圧ＶBが設定値よりも低いことからバッテリが充電を必要とする状態にあることを検出した時に充電指令信号Ｖｓｃを発生するバッテリ状態検出回路、７′はバッテリ状態検出回路６′が充電指令信号を発生しているときに制御整流回路２′のサイリスタにトリガ信号を供給するサイリスタ制御回路であり、制御整流回路２′と、バッテリ状態検出回路６′と、サイリスタ制御回路７′とにより充電制御装置８′が構成されている。   FIG. 4 shows the basic configuration of this type of battery charging apparatus. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a three-phase AC generator driven by an internal combustion engine, and 2 'rectifies the output of the AC generator 1. A control rectifier circuit 3 is a battery charged with a DC output obtained by rectifying the output of the AC generator 1 by a control rectifier circuit 2 ′, and 4 is a load connected to both ends of the battery 3 via switches 5. . Reference numeral 6 'denotes a battery state detection circuit for generating a charge command signal Vsc when it is detected that the battery is in a state requiring charging because the battery voltage VB is lower than a set value. 'Is a thyristor control circuit that supplies a trigger signal to the thyristor of the control rectifier circuit 2' when the charge command signal is generated. The control rectifier circuit 2 ', the battery state detection circuit 6', and the thyristor control circuit 7 'Constitutes a charging control device 8'.

交流発電機１は三相の発電コイルＬｕ，Ｌｖ及びＬｗを有していて、図５（Ａ）に示すように、Ｕ，Ｖ，Ｗ三相の交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを出力する。この例では、発電コイルＬｕ〜Ｌｗがスター結線されている。   The AC generator 1 has three-phase power generation coils Lu, Lv, and Lw, and outputs U, V, and W three-phase AC voltages Vu, Vv, and Vw as shown in FIG. In this example, the power generation coils Lu to Lw are star-connected.

制御整流回路２′は、アノードが共通接続されたダイオードＤｘないしＤｚと、ダイオードＤｘないしＤｚのカソードにそれぞれアノードが接続され、カソードが共通接続されたサイリスタＴｕないしＴｗとからなっている。この制御整流回路においては、サイリスタＴｕのアノードとダイオードＤｘのカソードとの接続点、サイリスＴｖのアノードとダイオードＤｙのカソードとの接続点及びサイリスタＴｗのアノードとダイオードＤｚのカソードとの接続点がそれぞれ三相の交流入力端子２ｕ，２ｖ及び２ｗとなっていて、これらの入力端子にそれぞれ発電機１のＵ，Ｖ及びＷ三相の出力端子１ｕ，１ｖ及び１ｗが接続されている。またサイリスタＴｕないしＴｗのカソードの共通接続点及びダイオードＤｘないしＤｚのアノードの共通接続点がそれぞれプラス側直流出力端子２ａ及びマイナス側直流出力端子２ｂとなっていて、これらの直流出力端子間にバッテリ３が接続されている。   The control rectifier circuit 2 'includes diodes Dx to Dz whose anodes are commonly connected, and thyristors Tu to Tw whose anodes are respectively connected to the cathodes of the diodes Dx to Dz and whose cathodes are commonly connected. In this control rectifier circuit, the connection point between the anode of the thyristor Tu and the cathode of the diode Dx, the connection point between the anode of the thyristor Tv and the cathode of the diode Dy, and the connection point of the anode of the thyristor Tw and the cathode of the diode Dz are respectively. Three-phase AC input terminals 2u, 2v, and 2w are connected to the U, V, and W three-phase output terminals 1u, 1v, and 1w of the generator 1, respectively. The common connection point of the cathodes of the thyristors Tu to Tw and the common connection point of the anodes of the diodes Dx to Dz are respectively a positive side DC output terminal 2a and a negative side DC output terminal 2b, and a battery is connected between these DC output terminals. 3 is connected.

バッテリ状態検出回路６′は、例えば図５（Ｂ）に示すように、時刻ｔ1でバッテリ電圧が設定値よりも低くなった時に充電指令信号Ｖｓｃを発生し、時刻ｔ2でバッテリ電圧が設定値以上になった時に充電指令信号Ｖｓｃの出力を停止する。   For example, as shown in FIG. 5B, the battery state detection circuit 6 'generates the charge command signal Vsc when the battery voltage becomes lower than the set value at time t1, and the battery voltage exceeds the set value at time t2. At this time, the output of the charge command signal Vsc is stopped.

サイリスタ制御回路７′は、バッテリ状態検出回路６′から充電指令信号Ｓｃが与えられているときに、Ｕ，Ｖ，Ｗ三相の電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれの正の半波の期間にサイリスタＴｕないしＴｗのゲートにトリガ信号Ｖｇを与える。   The thyristor control circuit 7 ′ receives positive half-waves of the U, V, W three-phase armature coils Lu, Lv, Lw when the charge command signal Sc is given from the battery state detection circuit 6 ′. The trigger signal Vg is given to the gates of the thyristors Tu to Tw during the period.

制御整流回路２′のサイリスタＴｕないしＴｗは、それぞれのアノードカソード間に順方向電圧が印加されている状態で制御信号供給回路７からトリガ信号Ｖｇが与えられたときにオン状態になってバッテリ３に充電電流を供給する。   The thyristors Tu to Tw of the control rectifier circuit 2 ′ are turned on when the forward voltage is applied between the respective anodes and cathodes and the trigger signal Vg is applied from the control signal supply circuit 7, and the battery 3 To supply charging current.

図５に示された例では、充電指令信号Ｖｓｃが発生したときに、制御信号供給回路７′が、アノードカソード間に順方向電圧が印加されているサイリスタＴｖのゲートに制御信号Ｖｇを与えるため、サイリスタＴｖがオン状態になり、Ｖ相の発電コイルＬｖ−サイリスタＴｖ−バッテリ３−ダイオードＤｘ−Ｕ相の発電コイルＬｕ−Ｖ相の発電コイルＬｖの経路と、Ｖ相の発電コイルＬｖ−サイリスタＴｖ−バッテリ３−ダイオードＤｚ−Ｗ相の発電コイルＬｗ−Ｖ相の発電コイルＬｖの経路とでバッテリ３に充電電流Ｉｃ（図５Ｄ）が流れる。   In the example shown in FIG. 5, when the charge command signal Vsc is generated, the control signal supply circuit 7 ′ applies the control signal Vg to the gate of the thyristor Tv to which the forward voltage is applied between the anode and the cathode. The thyristor Tv is turned on, the V-phase power generation coil Lv-the thyristor Tv-the battery 3-the diode Dx-the U-phase power generation coil Lu-the V-phase power generation coil Lv, and the V-phase power generation coil Lv-thyristor. The charging current Ic (FIG. 5D) flows through the battery 3 through the path of the Tv-battery 3 -diode Dz-W-phase power generation coil Lw-V-phase power generation coil Lv.

また図示のように、発電機のＷ相の発電コイルの誘起電圧Ｖｗの正の半波が開始された時に未だ充電指令信号Ｖｓｃが発生していると、サイリスタ制御回路７′が、アノードカソード間に順方向電圧が印加されているサイリスタＴｗのゲートにトリガ信号を与えるため、サイリスタＴｗがオン状態になり、Ｗ相の発電コイルＬｗ−サイリスタＴｗ−バッテリ３−ダイオードＤｘ−Ｕ相の発電コイルＬｕ−Ｗ相の発電コイルＬｗの経路で充電電流Ｉｃが流れるようになる。   As shown in the figure, when the positive half wave of the induced voltage Vw of the W-phase generator coil of the generator is started, the thyristor control circuit 7 ' In order to give a trigger signal to the gate of the thyristor Tw to which the forward voltage is applied to the thyristor Tw, the thyristor Tw is turned on, and the W-phase power generation coil Lw-thyristor Tw-battery 3-diode Dx-U-phase power generation coil Lu The charging current Ic flows through the path of the W-phase power generation coil Lw.

更に、Ｗ相の発電コイルＬｗの誘起電圧の正の半波の期間にＶ相の発電コイルの誘起電圧の負の半波が開始されると、Ｗ相の発電コイル１ｗ−サイリスタＴｗ−バッテリ３−ダイオードＤｙ−Ｖ相の発電コイルＬｖ−Ｗ相の発電コイルＬｗの経路でも充電電流が流れる。時刻ｔ3でＷ相の発電コイルの誘起電圧Ｖｗが正の半波から負の半波に移行すると、サイリスタＴｗのアノードカソード間に逆方向電圧が印加されるため、サイリスタＴｗは、そのアノード電流が保持電流以下になった時点でターンオフする。   Further, when the negative half wave of the induced voltage of the V-phase power generation coil is started in the period of the positive half wave of the induced voltage of the W-phase power generation coil Lw, the W-phase power generation coil 1w-thyristor Tw-battery 3 The charging current also flows through the path of the diode Dy-V-phase power generation coil Lv-W-phase power generation coil Lw. When the induced voltage Vw of the W-phase power generation coil shifts from the positive half wave to the negative half wave at time t3, a reverse voltage is applied between the anode and cathode of the thyristor Tw, so that the thyristor Tw Turns off when the holding current falls below.

図５に示した例において、バッテリ電圧を設定値まで上昇させるためには、同図（Ｃ）に示したように、時間ｔcの間バッテリに充電電流Ｉｃ′を流せばよいが、実際に流れる充電電流Ｉｃは、図５（Ｄ）に示したように、充電指令信号Ｖｓｃが消滅した時刻ｔ2でサイリスタＴｖに与えるトリガ信号Ｖｇを消滅させた後、Ｖ相の発電コイルＬｖの誘起電圧が負の半波を迎える時刻では零にすることができず、制御信号Ｓｇが消滅する時刻ｔ2の直前に正の半波が立ち上がった発電コイルＬｗの誘起電圧が負の半波に移行する時刻ｔ3までの間流れ続ける。この場合、時刻ｔ2からｔ3の期間無用な充電電流が流れ続けてバッテリ電圧を上昇させることになる。   In the example shown in FIG. 5, in order to raise the battery voltage to the set value, as shown in FIG. 5C, the charging current Ic ′ may be supplied to the battery for the time tc. As shown in FIG. 5D, the charging current Ic is such that the induced voltage of the V-phase power generation coil Lv is negative after the trigger signal Vg applied to the thyristor Tv disappears at time t2 when the charging command signal Vsc disappears. Until the time when the half-wave is reached, it cannot be made zero, but until the time t3 when the induced voltage of the power generation coil Lw where the positive half-wave rises immediately before the time t2 when the control signal Sg disappears shifts to the negative half-wave. Continue to flow for. In this case, useless charging current continues to flow during the period from time t2 to t3, and the battery voltage is increased.

上記のように、図４に示した従来のバッテリ充電装置では、充電指令信号Ｖｓｃが消滅した時刻ｔ2で、正の半波の期間にあるすべての相の発電コイルの誘起電圧が負の半波に移行するまでの間バッテリに充電電流が流れ続けるため、バッテリ電圧が充電を停止すべき値まで上昇して充電指令信号Ｖｓｃが消滅した後も長い期間に亘って無用な充電電流が流れ、この無用な充電電流がバッテリ電圧を上昇させて、バッテリ電圧の変動幅を大きくするという問題があった。   As described above, in the conventional battery charger shown in FIG. 4, at the time t2 when the charge command signal Vsc disappears, the induced voltages of the power generation coils of all phases in the positive half-wave period are negative half-waves. Since the charging current continues to flow to the battery until the transition to, an unnecessary charging current flows for a long period after the battery voltage rises to a value at which charging should be stopped and the charging command signal Vsc disappears. There is a problem that an unnecessary charging current increases the battery voltage and increases the fluctuation range of the battery voltage.

特開平８−２１４５９８号公報JP-A-8-214598

上記のように、従来のバッテリ充電装置は、バッテリが充電を必要とする状態になったときに直ちにバッテリの充電を開始し、バッテリの充電が完了する直前に開始された特定の相の電機子コイルの正の半波が終了するまでの間バッテリに充電電流を流し続けるように構成されていた。そのため、従来のバッテリ充電装置によった場合には、バッテリの充電が完了した後に無用な充電電流が流れる期間が長くなり、その間バッテリ電圧が上昇するため、バッテリ電圧の変動幅が大きくなるという問題があった。   As described above, the conventional battery charging device starts charging the battery immediately when the battery needs to be charged, and the armature of the specific phase started immediately before the battery charging is completed. The battery was configured to continue charging current until the positive half-wave of the coil ended. Therefore, in the case of the conventional battery charging device, the period during which unnecessary charging current flows after the charging of the battery is completed becomes longer, and the battery voltage rises during that period, so that the fluctuation range of the battery voltage increases. was there.

本発明の目的は、バッテリに無用な充電電流が流れる期間を短くして、バッテリ電圧の変動幅を狭くすることができるようにしたバッテリ充電装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a battery charging apparatus that can shorten a period during which an unnecessary charging current flows in a battery and can narrow a fluctuation range of a battery voltage.

本発明は、三相交流電圧を発生する交流発電機の出力でバッテリを充電するバッテリ充電装置に係わるものである。   The present invention relates to a battery charger that charges a battery with an output of an AC generator that generates a three-phase AC voltage.

本発明に係わるバッテリ充電装置は、バッテリの電圧からバッテリが充電を必要としているか否かを検出してバッテリが充電を必要としていることを検出したとき及びバッテリが充電を必要としていないことを検出したときにそれぞれ充電指令信号及び充電停止指令信号を発生するバッテリ状態検出回路と、上アーム側サイリスタ及び下アーム側サイリスタによりそれぞれブリッジの上側アーム及び下側アームが構成されて交流発電機の三相出力を全波整流してバッテリに充電電流を供給するフルブリッジ型の制御整流回路と、充電指令信号及び充電停止指令信号に応じて制御整流回路の各サイリスタを制御するサイリスタ制御回路とを備えている。   The battery charging device according to the present invention detects whether or not the battery needs charging from the voltage of the battery and detects that the battery needs charging and detects that the battery does not require charging. A three-phase output of an alternator is formed by a battery state detection circuit that generates a charge command signal and a charge stop command signal, and an upper arm thyristor and a lower arm thyristor, respectively, to constitute an upper arm and a lower arm of the bridge, respectively. A full-bridge type control rectifier circuit for full-wave rectification to supply a charging current to the battery, and a thyristor control circuit for controlling each thyristor of the control rectifier circuit in accordance with a charge command signal and a charge stop command signal .

サイリスタ制御回路は、交流発電機が出力する三相の相電圧の内、充電指令信号が発生している間に負の半波から正の半波に移行した相電圧によりアノードカソード間に順方向電圧が印加された上アーム側サイリスタ、及び充電指令信号が発生している間に正の半波から負の半波に移行した相電圧によりアノードカソード間に順方向電圧が印加された下アーム側サイリスタのみをオン状態にして、交流発電機から制御整流回路を通してバッテリに充電電流を流すべく制御整流回路の上アーム側サイリスタ及び下アーム側サイリスタを制御するように構成されている。   The thyristor control circuit is a three-phase phase voltage output from the AC generator, and forwards between the anode and cathode by the phase voltage that has shifted from the negative half wave to the positive half wave while the charge command signal is being generated. Upper arm side thyristor to which voltage is applied, and lower arm side to which forward voltage is applied between the anode and cathode due to a phase voltage that has shifted from a positive half wave to a negative half wave while the charge command signal is being generated Only the thyristor is turned on, and the upper arm side thyristor and the lower arm side thyristor of the control rectifier circuit are controlled so that the charging current flows from the AC generator to the battery through the control rectifier circuit.

上記のように構成すると、充電指令信号が発生した後、何れかの上アーム側サイリスタのアノードカソード間に順方向電圧が印加され、次いで何れかの下アーム側サイリスタのアノードカソード間に順方向電圧が印加された時にバッテリへの充電電流の供給が開始され、バッテリが充電を必要としない状態になって充電指令信号が消滅した時にオン状態にある上アーム側サイリスタのアノードカソード間に印加されている相電圧が正の半波から負の半波に移行して該上アーム側サイリスタがターンオフした時にバッテリへの充電電流の供給が停止される。   With the above configuration, after a charge command signal is generated, a forward voltage is applied between the anode and cathode of any upper arm thyristor, and then the forward voltage is applied between the anode and cathode of any lower arm thyristor. Is applied between the anode and cathode of the upper arm side thyristor that is in the on state when the charging command signal disappears when the battery does not require charging and the charging command signal disappears. The supply of charging current to the battery is stopped when the phase voltage is shifted from the positive half wave to the negative half wave and the upper arm thyristor is turned off.

このように、本発明においては、充電指令信号が発生した時に直ちにバッテリへの充電電流の供給を開始するのではなく、充電指令信号が発生した時刻と、実際にバッテリへの充電電流の供給が開始される時刻との間に遅れ時間を持たせたので、バッテリに充電電流を流すトータルの時間を従来よりも短くすることができる。従って、バッテリに無用な充電電流が流れる時間を短くすることができ、従来のバッテリ充電装置によった場合に比べて、バッテリ電圧の変動幅を狭くすることができる。   As described above, in the present invention, the supply of the charging current to the battery is not started immediately when the charging command signal is generated, but the time when the charging command signal is generated and the charging current is actually supplied to the battery. Since a delay time is provided between the start time and the start time, the total time during which the charging current flows to the battery can be made shorter than before. Therefore, the time during which an unnecessary charging current flows through the battery can be shortened, and the fluctuation range of the battery voltage can be narrowed as compared with the conventional battery charging device.

本発明の好ましい態様では、上記サイリスタ制御回路が、制御整流回路の各上アーム側サイリスタを制御するために各上アーム側サイリスタに対して設けられた上アーム側サイリスタ制御回路と、制御整流回路の各下アーム側サイリスタを制御するために各下アーム側サイリスタに対して設けられた下アーム側サイリスタ制御回路とからなっている。   In a preferred aspect of the present invention, the thyristor control circuit includes an upper arm thyristor control circuit provided for each upper arm thyristor to control each upper arm thyristor of the control rectifier circuit, and In order to control each lower arm thyristor, a lower arm thyristor control circuit is provided for each lower arm thyristor.

各上アーム側サイリスタ制御回路は、各上アーム側サイリスタのアノードゲート間に設けられて、交流発電機から各上アーム側サイリスタのアノードに印加される相電圧が正の半波にあるときに各上アーム側サイリスタのアノード側から駆動信号が供給されることによりオン状態になって、各上アーム側サイリスタのアノード側からゲートにトリガ信号を供給する上アーム側サイリスタトリガ用スイッチと、各上アーム側サイリスタトリガ用スイッチに駆動信号を供給する回路にアノードが結合されるとともにカソードが制御整流回路のマイナス側の直流出力端子に接続されて、オン状態にあるときに各上アーム側サイリスタトリガ用スイッチに供給される駆動信号を各上アーム側サイリスタトリガ用スイッチから側路する上アーム側駆動信号側路用サイリスタとを備えている。   Each upper arm thyristor control circuit is provided between the anode gates of each upper arm thyristor, and each phase voltage applied from the AC generator to the anode of each upper arm thyristor is in a positive half-wave. An upper arm thyristor trigger switch that is turned on when a drive signal is supplied from the anode side of the upper arm thyristor and supplies a trigger signal from the anode side of each upper arm thyristor to the gate, and each upper arm Each upper arm thyristor trigger switch when the anode is coupled to the circuit that supplies the drive signal to the side thyristor trigger switch and the cathode is connected to the negative DC output terminal of the control rectifier circuit and is in the ON state Upper arm side drive signal that bypasses the drive signal supplied to each upper arm side thyristor trigger switch And a bypass thyristor.

各下アーム側サイリスタ制御回路は、各下アーム側サイリスタのアノードゲート間に設けられて、交流発電機から各下アーム側サイリスタのカソードに印加される相電圧が負の半波にあるときに各下アーム側サイリスタのアノード側から駆動信号が供給されることによりオン状態になって、各下アーム側サイリスタのカソード側からゲートにトリガ信号を供給する下アーム側サイリスタトリガ用スイッチと、各下アーム側サイリスタトリガ用スイッチに駆動信号を供給する回路にアノードが結合されるとともにカソードが各下アーム側サイリスタのカソードに接続されて、オン状態にあるときに各下アーム側サイリスタトリガ用スイッチに供給される駆動信号を各下アーム側サイリスタトリガ用スイッチから側路する下アーム側駆動信号側路用サイリスタとを備えている。   Each lower arm thyristor control circuit is provided between the anode gates of each lower arm thyristor, and each phase voltage applied from the AC generator to the cathode of each lower arm thyristor is in a negative half-wave. Lower arm thyristor trigger switch that is turned on when a drive signal is supplied from the anode side of the lower arm thyristor and that supplies a trigger signal from the cathode side of each lower arm thyristor to the gate, and each lower arm The anode is coupled to a circuit that supplies a drive signal to the side thyristor trigger switch, and the cathode is connected to the cathode of each lower arm thyristor and is supplied to each lower arm thyristor trigger switch when in the ON state. Lower arm drive signal side path that bypasses each lower arm thyristor trigger switch And a thyristor.

また上記バッテリ状態検出回路が充電停止指令信号を発生しているときに各上アーム側駆動信号側路用サイリスタ及び各下アーム側駆動信号側路用サイリスタに同時にトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路が設けられている。   And a trigger signal supply circuit for simultaneously providing a trigger signal to each upper arm side drive signal side thyristor and each lower arm side drive signal side thyristor when the battery state detection circuit generates a charge stop command signal. Is provided.

本発明によれば、充電指令信号が発生した時に直ちにバッテリへの充電電流の供給を開始するのではなく、充電指令信号が発生した時刻と、実際にバッテリへの充電電流の供給が開始される時刻との間に遅れ時間を持たせたので、バッテリに充電電流を流すトータルの時間を従来よりも短くすることができる。従って、バッテリに無用な充電電流が流れる時間を短くして、バッテリ電圧の変動幅を狭くすることができる。   According to the present invention, the supply of the charging current to the battery is not started immediately when the charging command signal is generated, but the time when the charging command signal is generated and the actual supply of the charging current to the battery is started. Since a delay time is provided between the time and the time, the total time for supplying the charging current to the battery can be made shorter than before. Therefore, it is possible to shorten the time during which an unnecessary charging current flows in the battery and to narrow the fluctuation range of the battery voltage.

本発明に係わるバッテリ充電装置の一実施形態の回路構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the circuit structure of one Embodiment of the battery charging device concerning this invention. (Ａ)は、図１の実施形態において発電機が出力する三相交流電圧の波形を示した波形図、（Ｂ）は同実施形態においてバッテリ状態検出信号が発生する指令信号を模式的に示した波形図、（Ｃ）は同実施形態においてバッテリ電圧が設定値に達するまでに流す必要がある充電電流の波形を模式的に示した波形図、（Ｄ）は同実施形態においてバッテリに実際に流れる実充電電流の波形を模式的に示した波形図である。(A) is a waveform diagram showing the waveform of the three-phase AC voltage output from the generator in the embodiment of FIG. 1, and (B) schematically shows a command signal generated by the battery state detection signal in the same embodiment. (C) is a waveform diagram schematically showing a waveform of a charging current that needs to flow until the battery voltage reaches the set value in the embodiment, and (D) is a waveform actually applied to the battery in the embodiment. It is the wave form diagram which showed typically the waveform of the actual charging current which flows. （Ａ）ないし（Ｄ）はそれぞれ図２（Ａ）ないし（Ｄ）と同様の波形図、（Ｅ）ないし（Ｊ）は図１の実施形態の制御整流回路の上アーム側サイリスタ及び下アーム側サイリスタのオンオフ動作を示したタイミングチャート、（Ｋ）ないし（Ｐ）は図１の実施形態に設けられている駆動信号側路用サイリスタのオンオフ動作を示したタイミングチャートである。(A) through (D) are waveform diagrams similar to those in FIGS. 2 (A) through (D), respectively. (E) through (J) are the upper arm side thyristor and lower arm side of the control rectifier circuit of the embodiment of FIG. Timing charts showing the on / off operation of the thyristor, (K) to (P) are timing charts showing the on / off operation of the drive signal side thyristor provided in the embodiment of FIG. 従来のバッテリ充電装置の構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the structure of the conventional battery charging device. （Ａ）は、図４に示したバッテリ充電装置において発電機が出力する三相交流電圧の波形を示した波形図、（Ｂ）は同バッテリ充電装置に設けられているバッテリ状態検出回路が発生する指令信号を模式的に示した波形図、（Ｃ）は同バッテリ充電装置においてバッテリ電圧が設定値に達するまでに流す必要がある充電電流の波形を模式的に示した波形図、（Ｄ）は同バッテリ充電装置においてバッテリに実際に流れる充電電流の波形を模式的に示した波形図である。(A) is a waveform diagram showing the waveform of the three-phase AC voltage output from the generator in the battery charger shown in FIG. 4, and (B) is generated by a battery state detection circuit provided in the battery charger. (C) is a waveform diagram schematically showing a waveform of a charging current that needs to flow until the battery voltage reaches a set value in the battery charger, (D) FIG. 4 is a waveform diagram schematically showing a waveform of a charging current that actually flows through the battery in the battery charging device.

以下図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係わるバッテリ充電装置の一実施形態の構成を示したものである。同図において、１は内燃機関等の原動機により駆動されて三相交流電圧を出力する三相交流発電機、２は上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗと下アーム側サイリスタＴｘないしＴｗとにより構成されて、発電機１の出力を整流する制御整流回路、３は交流発電機１の出力を制御整流回路２により整流して得た直流出力で充電されるバッテリ、４はバッテリ３の両端にスイッチ５を介して接続された負荷である。また６はバッテリ３の電圧からバッテリ３が充電を必要としているか否かを検出してバッテリ３が充電を必要としていることを検出したとき及びバッテリ３が充電を必要としていないことを検出したときにそれぞれ充電指令信号及び充電停止指令信号を発生するバッテリ状態検出回路である。更に本実施形態においては、制御整流回路２を構成する各サイリスタに接続されたトランジスタＴＲｕないしＴＲｗ、ＴＲｘないしＴＲｚ及びサイリスタＳｕないしＳｗ，ＳｘないしＳｚを含む部品群により、充電指令信号及び充電停止指令信号に応じて制御整流回路２の各サイリスタを制御するサイリスタ制御回路９ｕ〜９ｗ及び９ｘ〜９ｚが構成されていて、制御整流回路２と、バッテリ状態検出回路６と、サイリスタ制御回路９ｕ〜９ｗ及び９ｘ〜９ｚとにより、充電制御装置８が構成され、この充電制御装置と、交流発電機１とによりバッテリ充電装置が構成されている。以下各部の構成を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of a battery charging apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a three-phase AC generator driven by a prime mover such as an internal combustion engine and outputs a three-phase AC voltage, and 2 is composed of upper arm thyristors Tu to Tw and lower arm thyristors Tx to Tw. , A control rectifier circuit that rectifies the output of the generator 1, 3 is a battery that is charged with a DC output obtained by rectifying the output of the AC generator 1 by the control rectifier circuit 2, and 4 is a switch 5 at both ends of the battery 3. It is a load connected via When 6 detects from the voltage of the battery 3 whether the battery 3 needs to be charged and detects that the battery 3 needs to be charged and when it detects that the battery 3 does not need to be charged Each of the battery state detection circuits generates a charge command signal and a charge stop command signal. Furthermore, in the present embodiment, a charge command signal and a charge stop command are provided by a component group including transistors TRu to TRw, TRx to TRz and thyristors Su to Sw, Sx to Sz connected to each thyristor constituting the control rectifier circuit 2. Thyristor control circuits 9u to 9w and 9x to 9z for controlling each thyristor of the control rectifier circuit 2 according to the signal are configured, and the control rectifier circuit 2, the battery state detection circuit 6, the thyristor control circuits 9u to 9w, and The charging control device 8 is configured by 9x to 9z, and the battery charging device is configured by the charging control device and the AC generator 1. The configuration of each part will be described in detail below.

三相交流発電機１は、内燃機関等の原動機により駆動されて三相交流電圧を出力する発電機で、この発電機は、ロータの磁極が永久磁石により構成される磁石式交流発電機でもよく、界磁鉄心と該界磁鉄心に巻回された界磁巻線とにより界磁が構成される交流発電機(オルタネータ)でもよい。発電機１には、三相の発電コイルＬｕ，Ｌｖ及びＬｗが設けられていて、これらの発電コイルが、図２（Ａ）に示すように、Ｕ，Ｖ，Ｗ三相の交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ及びＶｗを誘起する。この例では、発電コイルＬｕ〜Ｌｗがスター結線されている。   The three-phase AC generator 1 is a generator that is driven by a prime mover such as an internal combustion engine and outputs a three-phase AC voltage. This generator may be a magnet type AC generator in which the magnetic poles of the rotor are composed of permanent magnets. An AC generator (alternator) in which a field is constituted by a field core and a field winding wound around the field core may be used. The generator 1 is provided with three-phase power generation coils Lu, Lv, and Lw. These power generation coils are connected to U, V, and W three-phase AC voltages Vu, as shown in FIG. Induces Vv and Vw. In this example, the power generation coils Lu to Lw are star-connected.

制御整流回路２は、カソードが共通接続された上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗによりブリッジの上側アームが構成され、サイリスタＴｕないしＴｗのアノードにそれぞれカソードが接続されるとともにアノードが共通接続された下アーム側サイリスタＴｘないしＴｗによりブリッジの下側アームが構成されたフルブリッジ型の三相全波整流回路からなっている。この制御整流回路においては、サイリスタＴｕのアノードとサイリスタＴｘのカソードとの接続点、サイリスＴｖのアノードとサイリスタＴｙのカソードとの接続点及びサイリスタＴｗのアノードとサイリスタＴｚのカソードとの接続点がそれぞれ三相の交流入力端子２ｕ，２ｖ及び２ｗとなっていて、これらの入力端子にそれぞれ発電機１のＵ，Ｖ及びＷ三相の出力端子１ｕ，１ｖ及び１ｗが接続されている。またサイリスタＴｕないしＴｗのカソードの共通接続点及びサイリスタＴｘないしＴｚのアノードの共通接続点がそれぞれプラス側直流出力端子２ａ及びマイナス側直流出力端子２ｂとなっていて、これらの直流出力端子２ａ，２ｂ間にバッテリ３が接続されている。   In the control rectifier circuit 2, the upper arm of the bridge is constituted by upper arm side thyristors Tu to Tw having cathodes connected in common, and the lower arm having the cathode connected to the anodes of the thyristors Tu to Tw and the anodes connected in common. It consists of a full-bridge three-phase full-wave rectifier circuit in which the lower arm of the bridge is constituted by side thyristors Tx to Tw. In this control rectifier circuit, the connection point between the anode of the thyristor Tu and the cathode of the thyristor Tx, the connection point between the anode of the thyristor Tv and the cathode of the thyristor Ty, and the connection point of the anode of the thyristor Tw and the cathode of the thyristor Tz are respectively provided. Three-phase AC input terminals 2u, 2v, and 2w are connected to the U, V, and W three-phase output terminals 1u, 1v, and 1w of the generator 1, respectively. Further, the common connection point of the cathodes of the thyristors Tu to Tw and the common connection point of the anodes of the thyristors Tx to Tz are respectively a positive side DC output terminal 2a and a negative side DC output terminal 2b, and these DC output terminals 2a and 2b. A battery 3 is connected between them.

バッテリ状態検出回路６は、制御整流回路２のプラス側直流出力端子２ａに一端が接続された抵抗器Ｒ１と、抵抗器Ｒ１の他端にカソードが接続され、アノードが抵抗器Ｒ２を通して制御整流回路のマイナス側直流出力端子２ｂに接続されたツェナーダイオードＺＤと、制御整流回路２のプラス側直流出力端子２ａにエミッタが接続され、抵抗器Ｒ１とツェナーダイオードＺＤとの接続点にベースが接続されたＰＮＰトランジスタＴＲ１とにより構成されている。このバッテリ状態検出回路６は、バッテリ３の両端の電圧(バッテリ電圧）からバッテリが充電を必要とする状態にあることを検出したときにトランジスタＴＲ１をオフ状態に保つことにより充電指令信号を発生し、バッテリ電圧からバッテリ３が充電を必要としていないことを検出したときに、トランジスタＴＲ１をオン状態にすることにより充電停止指令信号を発生する。   The battery state detection circuit 6 includes a resistor R1 having one end connected to the positive side DC output terminal 2a of the control rectifier circuit 2, a cathode connected to the other end of the resistor R1, and an anode passing through the resistor R2. The Zener diode ZD connected to the negative side DC output terminal 2b of FIG. 5B, the emitter is connected to the positive side DC output terminal 2a of the control rectifier circuit 2, and the base is connected to the connection point between the resistor R1 and the Zener diode ZD. The PNP transistor TR1 is used. The battery state detection circuit 6 generates a charge command signal by keeping the transistor TR1 in an off state when it is detected from the voltage (battery voltage) across the battery 3 that the battery is in a state that requires charging. When it is detected from the battery voltage that the battery 3 does not require charging, a charge stop command signal is generated by turning on the transistor TR1.

本実施形態では、バッテリ電圧が設定値よりも低いときにバッテリが充電を必要としていることを検出し、バッテリ電圧が設定値以上であるときにバッテリが充電を必要としていないことを検出する。即ち、バッテリ電圧が設定値よりも低く、バッテリ３が充電を必要とするときには、ツェナーダイオードＺＤがオフ状態にあるため、トランジスタＴＲ１にベース電流が流れず、トランジスタＴＲ１がオフ状態を保持する。このときトランジスタＴＲ１のコレクタ(バッテリ状態検出回路の出力端子）の電位は零レベルを保持する。またバッテリ電圧が設定値以上になってバッテリが充電を必要としなくなったときには、ツェナーダイオードＺＤがオン状態になるため、トランジスタＴＲ１にベース電流が流れて、トランジスタＴＲ１がオン状態になり、バッテリ状態検出回路６の出力端子の電位が高レベルになる。本実施形態では、図２（Ｂ）に示したように、バッテリ状態検出回路の出力端子の電位が高レベルになっている状態を充電停止指令Ｖs1が発生している状態とし、図２（Ｂ）に示したように、バッテリ状態検出回路の出力端子の電位が零レベルになっている状態を充電指令信号Ｖs2が発生している状態としている。   In the present embodiment, when the battery voltage is lower than the set value, it is detected that the battery needs charging, and when the battery voltage is equal to or higher than the set value, it is detected that the battery does not need charging. That is, when the battery voltage is lower than the set value and the battery 3 needs to be charged, the Zener diode ZD is in the off state, so that the base current does not flow through the transistor TR1, and the transistor TR1 is kept in the off state. At this time, the potential of the collector of the transistor TR1 (the output terminal of the battery state detection circuit) is kept at zero level. When the battery voltage exceeds the set value and the battery no longer needs to be charged, the Zener diode ZD is turned on, so that the base current flows through the transistor TR1 and the transistor TR1 is turned on. The potential of the output terminal of the circuit 6 becomes high level. In the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the state where the potential of the output terminal of the battery state detection circuit is at a high level is the state where the charge stop command Vs1 is generated, and FIG. ), The state where the potential of the output terminal of the battery state detection circuit is at zero level is the state where the charge command signal Vs2 is generated.

制御整流回路２の上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのそれぞれのアノードには、アノードをこれらのサイリスタのアノード側に向けたダイオードＤ1uないしＤ1wを通してＮＰＮトランジスタＴＲｕないしＴＲｗのコレクタが接続され、トランジスタＴＲｕないしＴＲｗのエミッタがそれぞれ抵抗器Ｒ1uないしＲ1wを通してサイリスタＴｕないしＴｗのゲートに接続されている。またトランジスタＴＲｕないしＴＲｗのコレクタにそれぞれ抵抗器Ｒ2uないしＲ2wを通してダイオードＤ2uないしＤ2wのアノードが接続され、ダイオードＤ2uないしＤ2wのカソードがそれぞれトランジスタＴＲｕないしＴＲｗのベースに接続されている。更に抵抗器Ｒ2uないしＲ2wとダイオードＤ2uないしＤ2wのアノードとの接続点にサイリスタＳｕないしＳｗのアノードが接続され、サイリスタＳｕないしＳｗのカソードが制御整流回路２のマイナス側直流出力端子２ｂに接続されている。   The collectors of the NPN transistors TRu to TRw are connected to the anodes of the upper arm side thyristors Tu to Tw of the control rectifier circuit 2 through diodes D1u to D1w with the anode directed to the anode side of these thyristors. Are connected to the gates of thyristors Tu to Tw through resistors R1u to R1w, respectively. The anodes of the diodes D2u to D2w are connected to the collectors of the transistors TRu to TRw through resistors R2u to R2w, respectively, and the cathodes of the diodes D2u to D2w are connected to the bases of the transistors TRu to TRw, respectively. Further, the anodes of the thyristors Su to Sw are connected to the connection points between the resistors R2u to R2w and the anodes of the diodes D2u to D2w, and the cathodes of the thyristors Su to Sw are connected to the negative side DC output terminal 2b of the control rectifier circuit 2. Yes.

本実施形態では、ダイオードＤ1uないしＤ1wと抵抗器Ｒ2uないしＲ2wとダイオードＤ2uないしＤ2wとにより、交流発電機１から上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのそれぞれのアノードに印加される相電圧が正の半波にあるときに、トランジスタＴｕないしＴｗをオン状態にするために、上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのアノード側からトランジスタＴＲｕないしＴＲｗにベース電流（駆動信号）を供給する駆動信号供給回路が構成されている。トランジスタＴＲｕないしＴＲｗにより、上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのそれぞれのアノード側からゲートにトリガ信号を供給する上アーム側サイリスタトリガ用スイッチが構成され、交流発電機１から上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのそれぞれのアノードに印加される相電圧が正の半波にあるときに、トランジスタＴＲｕないしＴＲｗがオン状態になって、サイリスタＴｕないしＴｗのアノード側からゲートにトリガ信号を供給することにより、サイリスタＴｕないしＴｗをトリガするようになっている。   In the present embodiment, the phase voltage applied from the AC generator 1 to the respective anodes of the upper arm thyristors Tu to Tw by the diodes D1u to D1w, the resistors R2u to R2w, and the diodes D2u to D2w is a positive half wave. In order to turn on the transistors Tu to Tw, a drive signal supply circuit for supplying a base current (drive signal) to the transistors TRu to TRw from the anode side of the upper arm thyristors Tu to Tw is configured. Yes. The transistors TRu to TRw constitute an upper arm thyristor trigger switch that supplies a trigger signal to the gate from the anode side of each of the upper arm thyristors Tu to Tw, and from the AC generator 1 to the upper arm thyristors Tu to Tw. When the phase voltage applied to each anode is in the positive half-wave, the transistors TRu to TRw are turned on, and a trigger signal is supplied from the anode side of the thyristors Tu to Tw to the gate, whereby the thyristor Tu. Or Tw is triggered.

本実施形態ではまた、トランジスタＴＲｕないしＴＲｗに駆動信号を供給する回路を構成するダイオードＤ2uないしＤ2wと抵抗器Ｒ2uないしＲ2wとの接続点に、上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｕないしＳｗのアノードが接続され、これらのサイリスタＳｕないしＳｗのカソードは制御整流回路のマイナス側直流出力端子に２ｂに接続されている。サイリスタＳｕないしＳｗのゲートには、バッテリ状態検出回路６のトランジスタＴＲ１のコレクタから抵抗ＲｕないしＲｗとダイオードＤｕないしＤｗとを通してトリガ信号が与えられる。   In this embodiment, the anodes of the thyristors Su to Sw for the upper arm side drive signal side paths are also connected to the connection points of the diodes D2u to D2w and the resistors R2u to R2w which constitute the circuit for supplying the drive signals to the transistors TRu to TRw. Are connected, and the cathodes of these thyristors Su to Sw are connected to the negative DC output terminal 2b of the control rectifier circuit 2b. A trigger signal is applied to the gates of the thyristors Su to Sw from the collector of the transistor TR1 of the battery state detection circuit 6 through the resistors Ru to Rw and the diodes Du to Dw.

本実施形態では、トランジスタＴＲｕないしＴＲｗにより、上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのそれぞれのアノードゲート間に設けられて、交流発電機１から上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのアノードに印加される相電圧が正の半波にあるときに上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのアノード側から駆動信号が供給されることによりオン状態になって、各上アーム側サイリスタのアノード側からゲートにトリガ信号を供給する上アーム側サイリスタトリガ用スイッチが構成されている。   In the present embodiment, the transistors TRu to TRw are provided between the respective anode gates of the upper arm thyristors Tu to Tw, and the phase voltage applied from the AC generator 1 to the anodes of the upper arm thyristors Tu to Tw is When the drive signal is supplied from the anode side of the upper arm side thyristors Tu to Tw when in the positive half wave, the drive signal is turned on, and the trigger signal is supplied to the gate from the anode side of each upper arm side thyristor. An arm side thyristor trigger switch is configured.

またサイリスタＳｕないしＳｗは、上アーム側サイリスタトリガ用スイッチを構成するトランジスタＴＲｕないしＴＲｗに駆動信号を供給する回路にアノードが結合されるとともにカソードが制御整流回路２のマイナス側直流出力端子２ａに接続された上アーム側駆動信号側路用サイリスタであり、これらのサイリスタＳｕないしＳｗがオン状態にあるときに、対応するトランジスタＴＲｕないしＴＲｗ（上アーム側サイリスタトリガ用スイッチ）に供給される駆動信号（ベース電流）がトランジスタＴＲｕないしＴＲｗからから側路されることにより、トランジスタＴＲｕないしＴＲｗがオフ状態にされるようになっている。   The thyristors Su to Sw have an anode coupled to a circuit for supplying a drive signal to the transistors TRu to TRw constituting the upper arm side thyristor trigger switch, and a cathode connected to the negative side DC output terminal 2a of the control rectifier circuit 2. The upper arm side drive signal side thyristor, and when these thyristors Su to Sw are in the ON state, drive signals (upper arm side thyristor trigger switches) supplied to the corresponding transistors TRu to TRw Base current) is bypassed from the transistors TRu to TRw, so that the transistors TRu to TRw are turned off.

本実施形態では、上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのそれぞれに対して設けられたトランジスタＴＲｕないしＴＲｗ（上アーム側サイリスタトリガ用スイッチ）と、トランジスタＴＲｕないしＴＲｗにそれぞれ接続されたダイオードＤ1u〜Ｄ1w，Ｄ2u〜Ｄ2w及び抵抗器Ｒ1u〜Ｒ1w，Ｒ2u〜Ｒ2wと、上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｕないしＳｗとにより、上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗをそれぞれ制御する上アーム側サイリスタ制御回路９ｕないし９ｗが構成されている。   In the present embodiment, transistors TRu to TRw (upper arm thyristor trigger switches) provided for the upper arm thyristors Tu to Tw and diodes D1u to D1w, D2u connected to the transistors TRu to TRw, respectively. To D2w, resistors R1u to R1w, R2u to R2w, and upper arm side thyristor control circuits 9u to 9w for controlling the upper arm side thyristors Tu to Tw by the upper arm side drive signal side thyristors Su to Sw, respectively. It is configured.

制御整流回路２の下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのそれぞれのアノードには、ＮＰＮトランジスタＴＲｘないしＴＲｚのコレクタが接続され、トランジスタＴＲｘないしＴＲｚのエミッタがそれぞれ抵抗器Ｒ1xないしＲ1zを通してサイリスタＴｘないしＴｚのゲートに接続されている。またトランジスタＴＲｘないしＴＲｚのコレクタベース間に抵抗器Ｒ2xないしＲ2zが接続され、抵抗器Ｒ2xないしＲ2zとトランジスタＴＲｘないしＴＲｚのベースとの接続点にサイリスタＳｘないしＳｚのアノードが接続されている。サイリスタＳｘないしＳｚのカソードは、下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのカソードに接続されている。サイリスタＳｘないしＳｚのゲートには、バッテリ状態検出回路６のトランジスタＴＲ１のコレクタから抵抗ＲｘないしＲｚとダイオードＤｘないしＤｚとを通してトリガ信号が与えられる。   The collectors of NPN transistors TRx to TRz are connected to the anodes of the lower arm side thyristors Tx to Tz of the control rectifier circuit 2, and the emitters of the transistors TRx to TRz are respectively connected to the gates of the thyristors Tx to Tz through resistors R1x to R1z. It is connected to the. Resistors R2x to R2z are connected between the collector bases of the transistors TRx to TRz, and the anodes of the thyristors Sx to Sz are connected to a connection point between the resistors R2x to R2z and the bases of the transistors TRx to TRz. The cathodes of the thyristors Sx to Sz are connected to the cathodes of the lower arm thyristors Tx to Tz. A trigger signal is applied to the gates of the thyristors Sx to Sz from the collector of the transistor TR1 of the battery state detection circuit 6 through the resistors Rx to Rz and the diodes Dx to Dz.

本実施形態では、トランジスタＴＲｘないしＴＲｚにより、下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのそれぞれのアノード側からゲートにトリガ信号を供給する下アーム側サイリスタトリガ用スイッチが構成されている。また抵抗器Ｒ2xないしＲ2zにより、交流発電機１から下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのそれぞれのカソードに印加される相電圧が負の半波にあるときに、トランジスタＴＲｘないしＴＲｚをオン状態にするために、下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのアノード側からトランジスタＴＲｘないしＴＲｚにベース電流（駆動信号）を供給する駆動信号供給回路が構成され、交流発電機１から下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのそれぞれのカソードに印加される相電圧が負の半波にあるときに、トランジスタＴＲｘないしＴＲｚがオン状態になってサイリスタＴｘないしＴｚのアノード側からゲートにトリガ信号を供給することにより、サイリスタＴｘないしＴｚをトリガするようになっている。   In the present embodiment, the transistors TRx to TRz constitute a lower arm thyristor trigger switch that supplies a trigger signal from the anode side of each of the lower arm thyristors Tx to Tz to the gate. The resistors R2x to R2z are used to turn on the transistors TRx to TRz when the phase voltage applied from the AC generator 1 to the cathodes of the lower arm thyristors Tx to Tz is in the negative half-wave. In addition, a drive signal supply circuit for supplying a base current (drive signal) to the transistors TRx to TRz from the anode side of the lower arm side thyristors Tx to Tz is configured, and each of the lower arm side thyristors Tx to Tz is supplied from the AC generator 1. When the phase voltage applied to the cathode is in the negative half-wave, the transistors TRx to TRz are turned on, and a trigger signal is supplied to the gate from the anode side of the thyristors Tx to Tz, so that the thyristors Tx to Tz It is supposed to trigger.

またサイリスタＳｘないしＳｚはそれぞれ、下アーム側サイリスタトリガ用スイッチを構成するトランジスタＴＲｘないしＴＲｚに駆動信号を供給する回路にアノードが結合されるとともにカソードが下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのカソードに接続されて、オン状態にあるときにトランジスタＴＲｘないしＴＲｚに供給されるベース電流をそれぞれのトランジスタから側路する下アーム側駆動信号側路用サイリスタであり、これらのサイリスタＳｘないしＳｚがオン状態にあるときに、対応するトランジスタＴＲｘないしＴＲｚ（下アーム側サイリスタトリガ用スイッチ）に供給される駆動信号（ベース電流）がトランジスタＴＲｘないしＴＲｚからから側路されることにより、トランジスタＴＲｘないしＴＲｚがオフ状態にされるようになっている。   The thyristors Sx to Sz are each coupled with a circuit for supplying a drive signal to the transistors TRx to TRz constituting the lower arm thyristor trigger switch, and the cathode is connected to the cathodes of the lower arm thyristors Tx to Tz. When the thyristors Sx to Sz are in the on state, the lower arm side drive signal side thyristors bypass the base current supplied to the transistors TRx to TRz from the respective transistors when in the on state. In addition, the drive signals (base current) supplied to the corresponding transistors TRx to TRz (lower arm thyristor trigger switches) are bypassed from the transistors TRx to TRz, so that the transistors TRx to TRz are turned off. Ru It has become the jar.

本実施形態では、下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのそれぞれに対して設けられたトランジスタＴＲｘないしＴＲｚ （下アーム側サイリスタトリガ用スイッチ）と、トランジスタＴＲｘないしＴＲｚ にそれぞれ接続された抵抗器Ｒ1x〜Ｒ1z及びＲ2x〜Ｒ2zと、下アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｘ〜Ｓｚとにより、下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚをそれぞれ制御する下アーム側サイリスタ制御回路９ｘないし９ｚが構成されている。   In the present embodiment, transistors TRx to TRz (lower arm thyristor trigger switches) provided for the lower arm thyristors Tx to Tz, resistors R1x to R1z connected to the transistors TRx to TRz, respectively, and R2x to R2z and lower arm side drive signal side thyristors Sx to Sz constitute lower arm thyristor control circuits 9x to 9z for controlling the lower arm thyristors Tx to Tz, respectively.

また上記上アーム側サイリスタ制御回路９ｕ〜９ｗと、下アーム側サイリスタ制御回路９ｘないし９ｚとにより、サイリスタ制御回路が構成されている。このサイリスタ制御回路は、バッテリ状態検出回路６が充電指令信号を発生しているときに、交流発電機１が出力する三相の相電圧の内、充電指令信号が発生している間に負の半波から正の半波に移行した相電圧によりアノードカソード間に順方向電圧が印加された上アーム側サイリスタ、及び充電指令信号が発生している間に正の半波から負の半波に移行した相電圧によりアノードカソード間に順方向電圧が印加された下アーム側サイリスタのみをオン状態にして、交流発電機１から制御整流回路２を通してバッテリ３に充電電流を流すように、制御整流回路２の上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗ及び下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚを制御する。   The upper arm side thyristor control circuits 9u to 9w and the lower arm side thyristor control circuits 9x to 9z constitute a thyristor control circuit. This thyristor control circuit has a negative polarity while the charge command signal is generated among the three-phase voltages output from the AC generator 1 when the battery state detection circuit 6 is generating the charge command signal. An upper arm thyristor in which a forward voltage is applied between the anode and cathode by a phase voltage that has shifted from a half wave to a positive half wave, and from a positive half wave to a negative half wave while a charge command signal is being generated. The control rectifier circuit is configured so that only the lower arm thyristor to which the forward voltage is applied between the anode and cathode by the shifted phase voltage is turned on, and the charging current flows from the AC generator 1 to the battery 3 through the control rectifier circuit 2. Two upper arm thyristors Tu to Tw and lower arm thyristors Tx to Tz are controlled.

更に、本実施形態では、抵抗器ＲｕないしＲｗ及びＲｘないしＲｚとダイオードＤｕないしＤｗ及びＤｘないしＤｚとにより、バッテリ状態検出回路が充電停止指令信号を発生しているときに各上アーム側駆動信号側路用サイリスタ及び各下アーム側駆動信号側路用サイリスタに同時にトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路が構成されている。   Further, in this embodiment, each of the upper arm side drive signals when the battery state detection circuit generates a charge stop command signal by the resistors Ru to Rw and Rx to Rz and the diodes Du to Dw and Dx to Dz. A trigger signal supply circuit is provided which applies a trigger signal simultaneously to the side thyristor and each lower arm side drive signal side thyristor.

本実施形態に係わるバッテリ充電装置の動作を図２及び図３を参照して説明する。本実施形態に係わるバッテリ充電装置において、交流発電機１は、電機子巻線ＬｕないしＬｗから図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように三相の交流発電機ＶｕないしＶｗを出力する。バッテリ３の両端の電圧が設定値以上であって、バッテリ３が充電を必要としていないときには、バッテリ状態検出回路６のツェナーダイオードＺＤがオン状態にあるため、トランジスタＴＲ１にベース電流が流れ、トランジスタＴＲ１がオン状態にある。このときバッテリ３からトランジスタＴＲ１のエミッタコレクタ間と抵抗器Ｒｕ〜ＲｗとダイオードＤｕ〜Ｄｗとを通して上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｕ〜Ｓｗにトリガ信号が与えられるため、発電機１から上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのアノードにそれぞれ印加される相電圧の正の半波の期間にあるときに、上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｕ〜Ｓｗのうち、アノードカソード間に順方向電圧が印加されるサイリスタがオン状態になる。オン状態になった上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｕ〜Ｓｗは、発電機１からアノードに印加される相電圧が正の半波の期間にある制御整流回路の上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのゲートにトリガ信号を供給するトランジスタＴＲｕないしＴＲｗのベース電流をこれらのトランジスタから側路する。そのため、バッテリ３が充電を必要としていないとき（図２Ｂにおいて充電停止指令信号Ｖs1が発生しているとき）には、上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗにトリガ信号が供給されず、これらのサイリスタはオフ状態を保持する。   The operation of the battery charger according to this embodiment will be described with reference to FIGS. In the battery charging apparatus according to this embodiment, the AC generator 1 outputs three-phase AC generators Vu to Vw from the armature windings Lu to Lw as shown in FIGS. 2 (A) and 3 (A). To do. When the voltage at both ends of the battery 3 is equal to or higher than the set value and the battery 3 does not require charging, the zener diode ZD of the battery state detection circuit 6 is in the on state, so that a base current flows through the transistor TR1 and the transistor TR1 Is in the on state. At this time, since the trigger signal is given from the battery 3 to the upper arm side drive signal side thyristors Su to Sw through the emitter-collector of the transistor TR1, the resistors Ru to Rw, and the diodes Du to Dw, A forward voltage is applied between the anode and cathode among the upper arm side drive signal side thyristors Su to Sw during the positive half-wave period of the phase voltage applied to the anodes of the side thyristors Tu to Tw. The thyristor to be turned on is turned on. The upper arm side drive signal side thyristors Su to Sw in the on state are the upper arm side thyristors Tu to Tw of the control rectifier circuit in which the phase voltage applied from the generator 1 to the anode is in the positive half-wave period. The base currents of the transistors TRu to TRw supplying the trigger signal to the gates of the transistors are bypassed from these transistors. Therefore, when the battery 3 does not require charging (when the charge stop command signal Vs1 is generated in FIG. 2B), no trigger signal is supplied to the upper arm thyristors Tu to Tw, and these thyristors are turned off. Keep state.

またバッテリ３が充電を必要としていない状態にあって、トランジスタＴＲ１がオン状態にあるときには、バッテリ３からトランジスタＴＲ１のエミッタコレクタ間と抵抗器Ｒｘ〜ＲｚとダイオードＤｘ〜Ｄｚとを通して下アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｘ〜Ｓｚにトリガ信号が与えられるため、発電機１から制御整流回路の下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのカソードにそれぞれ印加される相電圧の負の半波の期間にあるときに、下アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｘ〜Ｓｚのうち、アノードカソード間に順方向電圧が印加されるサイリスタがオン状態になる。オン状態になった下アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｘ〜Ｓｚは、発電機１からアノードに印加される相電圧が正の半サイクルの期間にある制御整流回路の下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのゲートにトリガ信号を供給するトランジスタＴＲｘないしＴＲｚのベース電流をこれらのトランジスタから側路する。そのため、バッテリ３が充電を必要としていないときには、制御整流回路の下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚにトリガ信号が供給されず、これらのサイリスタもオフ状態を保持する。   When the battery 3 does not require charging and the transistor TR1 is in the on state, the lower arm side drive signal is transmitted from the battery 3 through the emitter-collector of the transistor TR1, resistors Rx to Rz, and diodes Dx to Dz. Since the trigger signal is given to the side thyristors Sx to Sz, the generator 1 is in the negative half-wave period of the phase voltage applied to the cathodes of the lower arm thyristors Tx to Tz of the control rectifier circuit, respectively. Among the thyristors Sx to Sz for the lower arm side driving signal side, the thyristor to which the forward voltage is applied between the anode and the cathode is turned on. The lower arm side drive signal side thyristors Sx to Sz that are turned on are the lower arm side thyristors Tx to Tz of the control rectifier circuit in which the phase voltage applied from the generator 1 to the anode is in the positive half cycle. The base currents of the transistors TRx to TRz supplying the trigger signal to the gates of the transistors are bypassed from these transistors. Therefore, when the battery 3 does not require charging, the trigger signal is not supplied to the lower arm side thyristors Tx to Tz of the control rectifier circuit, and these thyristors also maintain the off state.

これに対し、図２（Ｂ）に示した時刻ｔ1でバッテリ３の両端の電圧が設定値よりも低くなって、バッテリが充電を必要とする状態になったときには、ツェナーダイオードＺＤがオフ状態になるため、トランジスタＴＲ１がオフ状態になり、バッテリ状態検出回路６は、図２（Ｂ）に示すように０レベルの充電指令信号Ｖs2が発生する状態になる。このとき上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が供給されないため、これらのサイリスタは、制御整流回路２の上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのそれぞれのアノードに交流発電機から印加される相電圧が正の半波から負の半波に移行したときにオフ状態になる。上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｕないしＳｗがオフ状態にあるときには、交流発電機１から制御整流回路２の上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗのアノードに印加される相電圧の正の半波の期間に、トランジスタＴＲｕないしＴＲｗを通して上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗにトリガ信号が与えられるため、これらのサイリスタＴｕないしＴｗは、発電機からアノードに印加される相電圧が負の半波から正の半波に移行した際にオン状態になる。   On the other hand, when the voltage at both ends of the battery 3 becomes lower than the set value at the time t1 shown in FIG. 2B and the battery is in a state requiring charging, the Zener diode ZD is turned off. Therefore, the transistor TR1 is turned off, and the battery state detection circuit 6 enters a state in which a 0-level charge command signal Vs2 is generated as shown in FIG. At this time, since no trigger signal is supplied to the upper arm side drive signal side thyristors Su to Sw, these thyristors are applied from the alternator to the anodes of the upper arm side thyristors Tu to Tw of the control rectifier circuit 2. When the phase voltage changes from the positive half wave to the negative half wave, it is turned off. When the upper arm side drive signal side thyristors Su to Sw are in the OFF state, the positive half wave of the phase voltage applied from the AC generator 1 to the anode of the upper arm side thyristors Tu to Tw of the control rectifier circuit 2 During this period, a trigger signal is given to the upper arm thyristors Tu to Tw through the transistors TRu to TRw, so that the phase voltage applied from the generator to the anode is changed from a negative half wave to a positive half wave. Turns on when the wave moves.

同様に、バッテリが充電を必要とする状態になったときには、下アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｘないしＳｚにトリガ信号が供給されないため、これらのサイリスタは、制御整流回路２の下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのそれぞれのカソードに交流発電機から印加される相電圧が負の半波から正の半波に移行したときにオフ状態になる。下アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｘないしＳｚがオフ状態にあるときには、交流発電機１から制御整流回路２の下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのカソードに印加される相電圧の負の半波の期間に、トランジスタＴＲｘないしＴＲｚを通して下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚにトリガ信号が与えられるため、これらのサイリスタＴｘないしＴｚは、発電機からカソードに印加される相電圧が正の半波から負の半波に移行した際にオン状態になる。   Similarly, when the battery needs to be charged, a trigger signal is not supplied to the lower arm side drive signal side thyristors Sx to Sz, so that these thyristors are the lower arm side thyristors of the control rectifier circuit 2. When the phase voltage applied from the alternator to each cathode of Tx to Tz shifts from the negative half wave to the positive half wave, it is turned off. When the lower arm side drive signal side thyristors Sx to Sz are in the OFF state, the negative half wave of the phase voltage applied from the AC generator 1 to the cathodes of the lower arm side thyristors Tx to Tz of the control rectifier circuit 2 During this period, a trigger signal is given to the lower arm thyristors Tx to Tz through the transistors TRx to TRz, so that these thyristors Tx to Tz have a phase voltage applied from the generator to the cathode to the negative half-wave. Turns on when the wave moves.

図２に示した時刻ｔ1でバッテリ充電指令信号Ｖs2が発生したときには、Ｖ相の相電圧Ｖｖが上アーム側サイリスタＴｖに順方向に印加されるが、このとき、上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｖが未だオン状態にあり、上アーム側サイリスタＴｖにトリガ信号が供給されないため、上アーム側サイリスタＴｖはターンオンすることができない。そのため、時刻ｔ1で充電指令信号Ｖs2が発生してもバッテリ３には充電電流が供給されない。また時刻ｔ1において、Ｕ相の負の半波の相電圧により、下アーム側サイリスタＴｘにも順方向電圧が印加されるが、このとき下アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｘが未だオン状態にあって、下アーム側サイリスタＴｘにトリガ信号が供給されない状態にあるため、下アーム側サイリスタＴｘもオン状態になることができない。   When the battery charge command signal Vs2 is generated at the time t1 shown in FIG. 2, the V-phase voltage Vv is applied in the forward direction to the upper arm side thyristor Tv. At this time, the upper arm side drive signal side path is used. Since the thyristor Sv is still in the ON state and no trigger signal is supplied to the upper arm thyristor Tv, the upper arm thyristor Tv cannot be turned on. Therefore, even if the charging command signal Vs2 is generated at time t1, the charging current is not supplied to the battery 3. At time t1, a forward voltage is also applied to the lower arm side thyristor Tx due to the negative half-wave phase voltage of the U phase. At this time, the lower arm side drive signal side thyristor Sx is still in the ON state. Since the trigger signal is not supplied to the lower arm thyristor Tx, the lower arm thyristor Tx cannot be turned on.

時刻ｔ2でＷ相の相電圧Ｖｗが負の半波から正の半波に移行すると、上アーム側サイリスタＴｗに順方向電圧が印加され、またこのとき上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｗが既にオフ状態になっているため、上アーム側サイリスタＴｗがターンオンし得る状態になるが、このときＵ相の相電圧Ｖｕが順方向に印加されている下アーム側サイリスタＴｕがオフ状態にあるため、上アーム側サイリスタＴｗは未だオン状態になることができない。   When the phase voltage Vw of the W phase shifts from the negative half wave to the positive half wave at time t2, a forward voltage is applied to the upper arm side thyristor Tw. At this time, the upper arm side drive signal side thyristor Sw is Since the upper arm side thyristor Tw can be turned on because it has already been turned off, the lower arm side thyristor Tu to which the U-phase phase voltage Vu is applied in the forward direction is in the off state. The upper arm thyristor Tw cannot be turned on yet.

時刻ｔ3において、Ｖ相の相電圧Ｖｖが正の半波から負の半波に移行すると、Ｖ相の相電圧が順方向に印加される下アーム側サイリスタＴｙがターンオンするため、上アーム側サイリスタＴｗがターンオンし、発電コイルＬｗ−サイリスタＴｗ−バッテリ３−サイリスタＴｙ−発電コイルＬｖ−発電コイルＬｗの経路でバッテリに充電電流Ｉｃ（図２Ｄ）が流れる。尚図２（Ｃ）に示したＩｃ′は、バッテリの端子電圧を設定値に到達させるために流す必要がある充電電流を示している。   At time t3, when the phase voltage Vv of the V phase shifts from the positive half wave to the negative half wave, the lower arm thyristor Ty to which the V phase phase voltage is applied in the forward direction is turned on. Tw is turned on, and charging current Ic (FIG. 2D) flows through the battery through the path of power generation coil Lw-thyristor Tw-battery 3-thyristor Ty-power generation coil Lv-power generation coil Lw. Note that Ic ′ shown in FIG. 2C indicates a charging current that needs to flow in order to make the terminal voltage of the battery reach the set value.

時刻ｔ4でバッテリ３の端子電圧が設定値に達すると、充電停止指令信号Ｖs1が発生するため、上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｕないしＳｗ及び下アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｘないしＳｚにトリガ信号が供給されるようになるため、制御整流回路の上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗ及び下アーム側サイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が供給されなくなり、これらのサイリスタは、それぞれに印加される電圧が逆方向に反転したときにターンオフする。図２に示した例では、時刻ｔ5で上側サイリスタＴｗに印加されているＷ相の相電圧が正の半波から負の半波に移行した時点でサイリスタＴｗがターンオフして充電電流Ｉｃを零にする。   When the terminal voltage of the battery 3 reaches the set value at time t4, the charge stop command signal Vs1 is generated, so the upper arm side drive signal side thyristors Su to Sw and the lower arm side drive signal side thyristors Sx to Sz. Therefore, the trigger signal is not supplied to the upper arm side thyristors Tu to Tw and the lower arm side thyristors Su to Sw of the control rectifier circuit. Turns off when reverses in the opposite direction. In the example shown in FIG. 2, when the phase voltage of the W phase applied to the upper thyristor Tw shifts from the positive half wave to the negative half wave at the time t5, the thyristor Tw is turned off and the charging current Ic is reduced to zero. To.

参考のため、図２（Ａ）ないし（Ｄ）に示した動作が行なわれる際の制御整流回路２の上アーム側サイリスタＴｕないしＴｗ及び下アーム側サイリスタＴｘないしＴｚのオンオフ動作を図３（Ｅ）ないし（Ｊ）にそれぞれ示し、上アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｕないしＳｗ及び下アーム側駆動信号側路用サイリスタＳｘないしＳｚのオンオフ動作を図３（Ｋ）ないし（Ｐ）にそれぞれ示した。   For reference, the ON / OFF operation of the upper arm thyristors Tu to Tw and the lower arm thyristors Tx to Tz of the control rectifier circuit 2 when the operations shown in FIGS. ) To (J), and the ON / OFF operations of the upper arm side drive signal side thyristors Su to Sw and the lower arm side drive signal side thyristors Sx to Sz are shown in FIGS. 3 (K) to (P), respectively. It was.

上記のように、本発明に係わるバッテリ充電装置においては、時刻ｔ1で充電指令信号Ｖs2が発生した時に直ちにバッテリ３への充電電流の供給を開始するのではなく、充電指令信号が発生した時刻ｔ1と、実際にバッテリへの充電電流の供給が開始される時刻ｔ3との間に遅れ時間を持たせたので、バッテリ３に充電電流を流すトータルの時間を従来よりも短くすることができる。従って、バッテリ３に無用な充電電流が流れる時間を短くして、バッテリ電圧の変動幅を狭くすることができる。   As described above, in the battery charging device according to the present invention, when the charging command signal Vs2 is generated at time t1, supply of the charging current to the battery 3 is not started immediately, but the time t1 when the charging command signal is generated. And the time t3 when the supply of the charging current to the battery is actually started, a total time for supplying the charging current to the battery 3 can be made shorter than before. Accordingly, it is possible to shorten the time during which an unnecessary charging current flows in the battery 3 and to narrow the fluctuation range of the battery voltage.

上記の実施形態では、バッテリ電圧が設定値よりも低いときにバッテリが充電を必要としていることを検出し、バッテリ電圧が設定値以上であるときにバッテリが充電を必要としていないことを検出するようにバッテリ状態検出回路６を構成したが、バッテリ電圧が設定された範囲の下限値よりも低くなったときにバッテリが充電を必要としていることを検出し、バッテリ電圧が設定された範囲の上限値を超えたときにバッテリが充電を必要としていないことを検出するように、バッテリ状態検出回路６を構成してもよい。   In the above embodiment, when the battery voltage is lower than the set value, it is detected that the battery needs charging, and when the battery voltage is equal to or higher than the set value, it is detected that the battery does not need charging. Although the battery state detection circuit 6 is configured as described above, when the battery voltage becomes lower than the lower limit value of the set range, it is detected that the battery needs to be charged, and the upper limit value of the battery voltage is set. The battery state detection circuit 6 may be configured to detect that the battery does not require charging when the value exceeds.

１ 三相交流発電機
２ 制御整流回路
３ バッテリ
４ 負荷
５ スイッチ
６ バッテリ状態検出回路
８ 充電制御装置
９ｕ〜９ｗ 上アーム側サイリスタを制御するサイリスタ制御回路
９ｘ〜９ｚ 下アーム側サイリスタを制御するサイリスタ制御回路
Ｔｕ〜Ｔｗ 上アーム側サイリスタ
Ｔｘ〜Ｔｚ 下アーム側サイリスタ
Ｓｕ〜Ｓｗ 上アーム側駆動信号側路用サイリスタ
Ｓｘ〜Ｓｚ 下アーム側駆動信号側路用サイリスタ
ＴＲｕ〜ＴＲｗ トランジスタ（上アーム側サイリスタトリガ用スイッチ）
ＴＲｘ〜ＴＲｚ トランジスタ（下アーム側サイリスタトリガ用スイッチ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Three-phase alternating current generator 2 Control rectifier circuit 3 Battery 4 Load 5 Switch 6 Battery state detection circuit 8 Charging control apparatus 9u-9w Thyristor control circuit which controls upper arm side thyristor 9x-9z Thyristor control which controls lower arm side thyristor Circuit Tu to Tw Upper arm side thyristor Tx to Tz Lower arm side thyristor Su to Sw Upper arm side drive signal side thyristor Sx to Sz Lower arm side drive signal side thyristor TRu to TRw Transistor (for upper arm side thyristor trigger) switch)
TRx to TRz transistors (lower arm thyristor trigger switches)

Claims (2)

三相交流電圧を発生する交流発電機の出力でバッテリを充電するバッテリ充電装置であって、
前記バッテリの電圧から前記バッテリが充電を必要としているか否かを検出して前記バッテリが充電を必要としていることを検出したとき及び前記バッテリが充電を必要としていないことを検出したときにそれぞれ充電指令信号及び充電停止指令信号を発生するバッテリ状態検出回路と、
上アーム側サイリスタ及び下アーム側サイリスタによりそれぞれブリッジの上側アーム及び下側アームが構成されて前記交流発電機の三相出力を全波整流して前記バッテリに充電電流を供給するフルブリッジ型の制御整流回路と、
前記充電指令信号及び充電停止指令信号に応じて前記制御整流回路の各サイリスタを制御するサイリスタ制御回路とを備え、
前記サイリスタ制御回路は、前記交流発電機が出力する三相の相電圧の内、前記充電指令信号が発生している間に負の半波から正の半波に移行した相電圧によりアノードカソード間に順方向電圧が印加された上アーム側サイリスタ、及び前記充電指令信号が発生している間に正の半波から負の半波に移行した相電圧によりアノードカソード間に順方向電圧が印加された下アーム側サイリスタのみをオン状態にして、前記交流発電機から前記制御整流回路を通して前記バッテリに充電電流を流すべく前記制御整流回路の上アーム側サイリスタ及び下アーム側サイリスタを制御するように構成されていること、
を特徴とするバッテリ充電装置。 A battery charger that charges a battery with an output of an AC generator that generates a three-phase AC voltage,
When the battery voltage is detected from the voltage of the battery to detect whether the battery needs to be charged and when it is detected that the battery does not need to be charged A battery state detection circuit for generating a signal and a charge stop command signal;
Full-bridge type control in which the upper arm and lower arm of the bridge are constituted by the upper arm side thyristor and the lower arm side thyristor, respectively, and the three-phase output of the AC generator is full-wave rectified to supply a charging current to the battery. A rectifier circuit;
A thyristor control circuit that controls each thyristor of the control rectifier circuit according to the charge command signal and the charge stop command signal;
The thyristor control circuit is configured such that, among the three-phase phase voltages output from the AC generator, the anode-cathode is connected by a phase voltage that has shifted from a negative half wave to a positive half wave while the charge command signal is being generated. The forward voltage is applied between the anode and the cathode by the upper arm thyristor to which the forward voltage is applied and the phase voltage that has shifted from the positive half wave to the negative half wave while the charge command signal is being generated. The lower arm side thyristor is turned on, and the upper arm side thyristor and the lower arm side thyristor of the control rectifier circuit are controlled to flow a charging current from the AC generator to the battery through the control rectifier circuit. is being done,
A battery charger characterized by. 前記サイリスタ制御回路は、制御整流回路の各上アーム側サイリスタを制御するために各上アーム側サイリスタに対して設けられた上アーム側サイリスタ制御回路と、制御整流回路の各下アーム側サイリスタを制御するために各下アーム側サイリスタに対して設けられた下アーム側サイリスタ制御回路とからなり、
各上アーム側サイリスタ制御回路は、各上アーム側サイリスタのアノードゲート間に設けられて、前記交流発電機から各上アーム側サイリスタのアノードに印加される相電圧が正の半波にあるときに各上アーム側サイリスタのアノード側から駆動信号が供給されることによりオン状態になって、各上アーム側サイリスタのアノード側からゲートにトリガ信号を供給する上アーム側サイリスタトリガ用スイッチと、各上アーム側サイリスタトリガ用スイッチに駆動信号を供給する回路にアノードが結合されるとともにカソードが前記制御整流回路のマイナス側直流出力端子に接続されて、オン状態にあるときに各上アーム側サイリスタトリガ用スイッチに供給される駆動信号を各上アーム側サイリスタトリガ用スイッチから側路する上アーム側駆動信号側路用サイリスタとを備えてなり、
各下アーム側サイリスタ制御回路は、各下アーム側サイリスタのアノードゲート間に設けられて、前記交流発電機から各下アーム側サイリスタのカソードに印加される相電圧が負の半波にあるときに各下アーム側サイリスタのアノード側から駆動信号が供給されることによりオン状態になって、各下アーム側サイリスタのカソード側からゲートにトリガ信号を供給する下アーム側サイリスタトリガ用スイッチと、各下アーム側サイリスタトリガ用スイッチに駆動信号を供給する回路にアノードが結合されるとともにカソードが各下アーム側サイリスタのカソードに接続されて、オン状態にあるときに各下アーム側サイリスタトリガ用スイッチに供給される駆動信号を各下アーム側サイリスタトリガ用スイッチから側路する下アーム側駆動信号側路用サイリスタとを備えていること、
を特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。 The thyristor control circuit controls an upper arm thyristor control circuit provided for each upper arm thyristor to control each upper arm thyristor of the control rectifier circuit and each lower arm thyristor of the control rectifier circuit. And a lower arm side thyristor control circuit provided for each lower arm side thyristor,
Each upper arm side thyristor control circuit is provided between the anode gates of each upper arm side thyristor, and when the phase voltage applied from the AC generator to the anode of each upper arm side thyristor is in a positive half-wave An upper arm thyristor trigger switch that is turned on when a drive signal is supplied from the anode side of each upper arm thyristor and that supplies a trigger signal from the anode side of each upper arm thyristor to the gate; For each upper arm side thyristor trigger when the anode is coupled to the circuit for supplying the drive signal to the arm side thyristor trigger switch and the cathode is connected to the negative side DC output terminal of the control rectifier circuit and is in the ON state. Upper arm side that bypasses the drive signal supplied to the switch from each upper arm thyristor trigger switch It and a dynamic signal-side road thyristor,
Each lower arm thyristor control circuit is provided between the anode gates of each lower arm thyristor, and the phase voltage applied from the AC generator to the cathode of each lower arm thyristor is in a negative half-wave. The lower arm thyristor trigger switch that is turned on when a drive signal is supplied from the anode side of each lower arm thyristor and that supplies a trigger signal from the cathode side of each lower arm thyristor to the gate, The anode is coupled to the circuit that supplies the drive signal to the arm-side thyristor trigger switch, and the cathode is connected to the cathode of each lower-arm thyristor and supplied to each lower-arm thyristor trigger switch when in the ON state. Arm drive signal that bypasses the drive signal to be driven from each lower arm thyristor trigger switch That and a road thyristor,
The battery charger according to claim 1.
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