JP2946592B2 - Power supply for vehicles - Google Patents

Power supply for vehicles

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JP2946592B2
JP2946592B2 JP2017214A JP1721490A JP2946592B2 JP 2946592 B2 JP2946592 B2 JP 2946592B2 JP 2017214 A JP2017214 A JP 2017214A JP 1721490 A JP1721490 A JP 1721490A JP 2946592 B2 JP2946592 B2 JP 2946592B2
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power supply
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草瀬  新
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エンジンにより回転される発電機からの出
力により複数種類の直流電圧を生成する車両用電源装置
に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for a vehicle that generates a plurality of types of DC voltages based on an output from a generator rotated by an engine.

[従来の技術] 車両用電源装置は、通常、エンジンにより回転される
発電機の電機子巻線に流れる電流を整流して直流電圧を
生成し、その生成された直流電圧により、車両に搭載さ
れた電気負荷に電力供給を行うようにされている。また
エンジン停止時には発電機が回転されず、発電機からの
発電電力が得られないので、発電機回転時に生成した直
流電圧によりバッテリを充填しておき、発電機の回転停
止時には、そのバッテリから電気負荷に電力供給を行う
ようにしている。
[Prior Art] A vehicle power supply device is usually mounted on a vehicle by rectifying a current flowing through an armature winding of a generator rotated by an engine to generate a DC voltage, and using the generated DC voltage. Power is supplied to the electrical load. Also, the generator is not rotated when the engine is stopped, and the generated power from the generator cannot be obtained. Therefore, the battery is charged with the DC voltage generated during the rotation of the generator, and when the rotation of the generator is stopped, the battery is charged. Power is supplied to the load.

ところで近年では、作動電圧が異なる種々の電気負荷
が車両に搭載されるようになり、電源装置を、これら各
電気負荷に応じた種々の直流電圧で電力供給できるよう
にすることが求められている。
In recent years, various electric loads having different operating voltages have been mounted on vehicles, and it has been demanded that a power supply device can be supplied with electric power at various DC voltages corresponding to these electric loads. .

そこで従来より、こうした要求に応えるために、電機
子巻線に流れる電流を全波整流して得られる直流電圧を
2つのバッテリからなる直列回路に印加し、そのバッテ
リの接続点を電機子巻線の中性点と接続することによ
り、各バッテリ電圧を全波整流して得られる直流電圧の
1/2とし、高電圧で作動する電気負荷に対しては直列接
続された2つのバッテリの両端電圧により電力供給を行
ない、低電圧で作動する電気負荷に対しては一方のバッ
テリの電圧により電力供給を行なうようにするとか、発
電機に各電圧用の複数の電機子巻線を備えた発電機を使
用し、各巻線毎に整流回路及びバッテリを設けて、各電
圧に対応した電気負荷に各々電力供給を行うようにす
る、といったことが考えられている。
Conventionally, in order to meet such demands, a DC voltage obtained by full-wave rectification of the current flowing through the armature winding is applied to a series circuit composed of two batteries, and the connection point of the batteries is changed to the armature winding. DC voltage obtained by full-wave rectification of each battery voltage by connecting to the neutral point of
The power is supplied by the voltage across two batteries connected in series to an electric load that operates at a high voltage, and the power is supplied by the voltage of one battery to an electric load that operates at a low voltage. Use a generator with a plurality of armature windings for each voltage, and provide a rectifier circuit and a battery for each winding to provide an electrical load corresponding to each voltage. It is considered to supply power respectively.

[発明が解決しようとする課題] ところが上記のような対策では、作動電圧が異なる電
気負荷に対して電力供給を行うことはできるものの、発
電機の回転停止時にも異なる電圧で電力供給を行えるよ
うにするために各電圧毎にバッテリを設けているので、
車両に複数のバッテリを搭載しなければならず、電源装
置が大型化し車両重量が増加するといった問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described measures, power can be supplied to electric loads having different operating voltages, but power can be supplied at a different voltage even when the rotation of the generator is stopped. Since a battery is provided for each voltage in order to
A plurality of batteries must be mounted on the vehicle, and there is a problem that the power supply device becomes large and the weight of the vehicle increases.

一方、一つのバッテリにより複数種類の直流電圧を得
るようにするには、例えば特開昭62−163599号公報に記
載の技術から、特定の直流電圧を生成する従来の車両用
電源装置のバッテリにDC−DCコンバータを接続し、DC−
DCコンバータを用いてバッテリ電圧と異なる直流電圧を
生成することが容易に考えられる。つまり上記公報に
は、発電機からの出力を整流し、その整流された直流電
圧をインバータで交流電圧に変換する電源装置におい
て、発電機の界磁巻線の通電等に使用するバッテリを充
電するために、発電機出力を整流して得られる直流電圧
をDC−DCコンバータにより降圧することが記載されてお
り、この記載から複数の直流電圧を得るためにDC−DCコ
ンバータを使用することが容易に考えられる。
On the other hand, in order to obtain a plurality of types of DC voltages from one battery, for example, the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-163599 discloses a battery for a conventional vehicle power supply device that generates a specific DC voltage. Connect a DC-DC converter and
It is easily conceivable to generate a DC voltage different from the battery voltage using a DC converter. In other words, the above publication discloses that in a power supply device that rectifies an output from a generator and converts the rectified DC voltage into an AC voltage by an inverter, a battery used for energizing a field winding of the generator is charged. Therefore, it is described that the DC voltage obtained by rectifying the generator output is stepped down by a DC-DC converter, and from this description it is easy to use a DC-DC converter to obtain a plurality of DC voltages. Can be considered.

しかしこのようにDC−DCコンバータを使用する場合、
バッテリは1個でよいものの、バッテリ電圧と異なる直
流電圧を生成するためには、各電圧毎にDC−DCコンバー
タを設けなければならず、またその異電圧電力を得るた
めには発電機の回転時にも常にDC−DCコンバータを作動
させなければならず、電源装置の大型化,車両重量の増
大,コストアップ,といった種々の問題が発生し、一般
大衆車両には不向きである。
However, when using a DC-DC converter like this,
Although only one battery is required, a DC-DC converter must be provided for each voltage in order to generate a DC voltage different from the battery voltage. Sometimes, the DC-DC converter must always be operated, which causes various problems such as an increase in the size of the power supply device, an increase in the weight of the vehicle, and an increase in cost, and is not suitable for general public vehicles.

そこで本発明は、異電圧生成用のDC−DCコンバータを
使用することなく、発電機の回転時は勿論のこと発電機
の回転停止時にも、一つのバッテリで複数種類の直流電
圧を生成し得る車両用電源装置を提供することを目的と
してなされた。
Therefore, the present invention can generate a plurality of types of DC voltages with one battery, not only when the generator is rotating but also when the generator is stopped, without using a DC-DC converter for generating a different voltage. It has been made to provide a vehicle power supply device.

[課題を解決するための手段] 即ち上記目的を達するためになされた請求項1に記載
された発明は、 車両のエンジンにより回転される界磁回転子と電機子
固定子とを備えた発電機と、 該発電機の電機子巻線に流れる電流を整流して複数の
出力端子(9、15)に給電する整流手段と、 を備えた車両用電源装置において、 上記複数の出力端子のうち第1出力端子(9)に接続
され、上記整流手段にて整流された所定の直流電圧を受
けて充電されるバッテリ(13)と、 上記バッテリから上記複数の出力端子のうちの第2出
力端子(15)に給電する電機子巻線への通電経路を形成
し、制御信号(21)により断続されるスイッチング手段
(TR1)と、 上記発電機の回転停止を検出する回転停止検出手段
(40)と、 該回転停止検出手段にて上記発電機の回転停止が検出
されると、上記スイッチング手段を所定周期で断続させ
る制御信号を出応力し、上記発電器の回転停止時に上記
バッテリから上記スイッチング手段、上記電機子巻線な
らびに上記整流手段を介して上記複数の出力端子のうち
の第2出力端子(15)へ給電する制御手段(20(40を除
く))とを備えることを特徴とする車両用電源装置を要
旨としている。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a generator including a field rotor rotated by an engine of a vehicle and an armature stator. And a rectifier for rectifying the current flowing through the armature winding of the generator and feeding the rectified current to the plurality of output terminals (9, 15). A battery (13) connected to one output terminal (9) and charged by receiving a predetermined DC voltage rectified by the rectification means; and a second output terminal ( 15) a switching means (TR1) for forming an energization path to the armature winding for supplying power to the power supply, and a switching means (TR1) intermittently controlled by a control signal (21); and a rotation stop detecting means (40) for detecting rotation stop of the generator. The rotation of the generator is detected by the rotation stop detecting means. When the stop is detected, a control signal for causing the switching means to be turned on and off at a predetermined cycle is applied, and when the rotation of the generator is stopped, the battery is output from the battery via the switching means, the armature winding and the rectifying means. The gist of the present invention is a vehicle power supply device including: a control unit (20 (excluding 40)) for supplying power to a second output terminal (15) of the plurality of output terminals.

次に請求項2に記載された発明は、上記電機子巻線
が、Y結線された三相からなり、その中性点(3a)に上
記スイッチング手段(TR1)が接続されることを特徴と
する請求項1記載の車両用電源装置を要旨としている。
Next, the invention described in claim 2 is characterized in that the armature winding is made of a Y-connected three-phase, and the switching means (TR1) is connected to a neutral point (3a). The gist of the present invention is a vehicle power supply device.

[作用] 以上のように構成された本発明の車両用電源装置にお
いては、発電機が回転している場合には、整流手段が、
発電機の回転により電機子巻線に流れる電流を整流して
複数の直流電圧を生成し、バッテリが、その生成された
複数種類の直流電圧の内の特定の直流電圧により充電さ
れる。
[Operation] In the vehicle power supply device according to the present invention configured as described above, when the generator is rotating, the rectifying unit includes:
The current flowing through the armature winding is rectified by the rotation of the generator to generate a plurality of DC voltages, and the battery is charged with a specific DC voltage among the generated DC voltages.

一方エンジンが停止して発電機が回転しなくなると、
発電機の発電電力がなくなり、その発電電力により直流
電圧を生成することがなくなるが、本発明では、回転停
止検出手段によりその旨を検出するようにし、回転停止
検出手段にて発電機の回転停止が検出されると、バッテ
リから第2出力端子に給電する電機子巻線への通電経路
上に設けられたスイッチ手段を制御手段から出力された
制御信号に従って断続して、バッテリから、スイッチン
グ手段、電機子巻線並びに整流手段を介して第2出力端
子へ給電するようにしている。このため発電機の回転が
停止したとしても、発電機の電機子巻線に発電機の回転
時と同様に電流を流すことが可能となり、整流手段にお
いて複数種類の直流電圧を生成することができるように
なる。つまり本発明では、発電機の回転停止時に、スイ
ッチング手段により電機子巻線と整流手段をDC−DCコン
バータとして機能させることによって発電機の回転時と
同様に直流電圧を生成できるようにしている。
On the other hand, when the engine stops and the generator stops rotating,
Although the generated power of the generator is lost and the DC voltage is not generated by the generated power, in the present invention, the fact is detected by the rotation stop detecting means, and the rotation stop of the generator is stopped by the rotation stop detecting means. Is detected, the switch means provided on the power supply path from the battery to the armature winding supplying power to the second output terminal is turned on and off according to the control signal output from the control means, and the switching means, The power is supplied to the second output terminal via the armature winding and the rectifier. For this reason, even if the rotation of the generator is stopped, it is possible to flow a current through the armature winding of the generator in the same manner as when the generator is rotating, and it is possible to generate a plurality of types of DC voltages in the rectifier. Become like That is, in the present invention, when the rotation of the generator is stopped, the switching means causes the armature winding and the rectifier to function as a DC-DC converter so that a DC voltage can be generated in the same manner as when the generator is rotating.

[実施例] 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず第1図は実施例の車両用電源装置全体の構成を表
す概略構成図である。
First, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the entire vehicle power supply device of the embodiment.

本実施例の車両用電源装置は、発電機として、電機子
固定子に高電圧用及び低電圧用の2種の電機子巻線1,3
が巻装された発電機を備え、各電機子巻線1,3に流れる
電流を整流回路5,7に夫々整流することにより高低2種
の直流電圧を生成するようにされている。
The power supply device for a vehicle according to the present embodiment includes two types of armature windings 1, 3 for a high voltage and a low voltage on an armature stator as generators.
And a rectifier circuit 5, 7 rectifies the current flowing through each armature winding 1, 3 to generate two types of high and low DC voltages.

各電機子巻線1,3は、Y結線された三相の電機子巻線
からなり、高電圧用の電機子巻線1は各相x,y,z毎に計2
4回巻きとされ、低圧用の電機子巻線2は各相u,v,w毎に
計6回巻きとされている。また各電機子巻線1,3に流れ
る電流を整流する整流回路5,7は、夫々、各電機子巻線
1,3の各相の端子に接続されて三相全波整流を行なう周
知のダイオードブリッジとして構成され、電機子巻線1
側の整流回路5は直流48Vの高電圧を、電機子巻線3側
の整流回路7は直流12Vの低電圧を生成するようにされ
ている。そして整流回路5の出力端子(高電圧出力端
子)9は、直流48Vで動作する高電圧負荷11及び48V蓄電
用のバッテリ13に接続され、整流回路7の出力端子(低
電圧出力端子)15は、直流12Vで動作する低電圧負荷17
に接続されている。
Each of the armature windings 1 and 3 is composed of a three-phase armature winding connected in a Y-connection, and the armature winding 1 for high voltage has a total of 2 for each of the phases x, y and z.
The windings are wound four times, and the armature winding 2 for low voltage is wound six times in total for each phase u, v, w. The rectifier circuits 5, 7 for rectifying the current flowing through the armature windings 1, 3 are respectively connected to the armature windings.
The armature winding 1 is configured as a well-known diode bridge that is connected to the terminals of the respective phases 1 and 3 to perform three-phase full-wave rectification.
The rectifier circuit 5 on the side generates a high voltage of 48 VDC, and the rectifier circuit 7 on the armature winding 3 side generates a low voltage of 12 VDC. The output terminal (high-voltage output terminal) 9 of the rectifier circuit 5 is connected to a high-voltage load 11 operating at 48 V DC and a battery 13 for storing 48 V, and the output terminal (low-voltage output terminal) 15 of the rectifier circuit 7 is , Low voltage load 17 operating on DC 12V
It is connected to the.

次に上記のようにY結線された低電圧用電機子巻線3
の中性点3aは、これに向かう方向を順方向とするダイオ
ードD1を介して接地されると共に、中性点3aへ向かう方
向を逆方向とするダイオードD2を介して低電圧用整流回
路7の+側極に接続されている。またこの中性点3aはト
ランジスタTR1を介して高電圧用整流回路5の+側極に
も接続されている。このトランジスタTR1は、発電機の
回転停止時にバッテリ13側から低電圧用電機子巻線3を
通電するためのもので、後述の低電圧用電圧制御回路20
からベース端子21に入力される制御信号によりオン−オ
フされる。
Next, the low-voltage armature winding 3 Y-connected as described above.
The neutral point 3a is grounded via a diode D1 whose forward direction is toward the neutral point 3a, and is connected to the low voltage rectifier circuit 7 via a diode D2 whose reverse direction is toward the neutral point 3a. Connected to the positive pole. The neutral point 3a is also connected to the positive pole of the rectifier circuit 5 for high voltage via the transistor TR1. The transistor TR1 is used to supply current to the low-voltage armature winding 3 from the battery 13 when the rotation of the generator is stopped.
Is turned on / off by a control signal input to the base terminal 21 from the terminal.

尚発電機の界磁回転子に巻装された界磁巻線23には、
高電圧用整流回路5からの出力電圧が一定(48V)にな
るよう界磁電流を制御する周知の電圧調整器25が接続さ
れている。
The field winding 23 wound on the field rotor of the generator includes:
A well-known voltage regulator 25 that controls the field current so that the output voltage from the high-voltage rectifier circuit 5 becomes constant (48 V) is connected.

次に低電圧用電圧制御回路20は、第2図に示す如く構
成されている。
Next, the low-voltage control circuit 20 is configured as shown in FIG.

図に示すように低電圧用電圧制御回路20では、低電圧
出力端子15の端子電圧が平滑回路30を介して差動増幅器
32の非反転入力端子(+)に入力される。差動増幅器32
の反転入力端子(−)には基準電圧発生回路34からの基
準電圧Vrefが入力されており、差動増幅器32からは、低
電圧出力端子15と基準電圧Vrefとの偏差に応じて、低電
圧出力端子15の端子電圧が低い程低い電圧が出力され
る。尚本実施例では、低電圧負荷17の変動に伴う低電圧
出力端子15の端子電圧の変動に対して、この出力電圧が
0〜2.5Vの範囲で変動するように設計されている。
As shown in the figure, in the low-voltage control circuit 20, the terminal voltage of the low-voltage output terminal 15 is applied to the differential amplifier via the smoothing circuit 30.
Input to 32 non-inverting input terminals (+). Differential amplifier 32
The reference voltage Vref from the reference voltage generating circuit 34 is input to the inverting input terminal (−) of the reference voltage generator. The differential amplifier 32 outputs the low voltage according to the deviation between the low voltage output terminal 15 and the reference voltage Vref. A lower voltage is output as the terminal voltage of the output terminal 15 is lower. In this embodiment, the output voltage is designed to fluctuate in the range of 0 to 2.5 V with respect to the fluctuation of the terminal voltage of the low voltage output terminal 15 caused by the fluctuation of the low voltage load 17.

次に差動増幅器32の出力端子は、比較器36の非反転入
力端子(+)に接続されている。比較器36の反転入力端
子(−)には、三角波発生回路38にて生成された,一定
周期Tで0〜5Vに変化する鋸歯状波が入力されており、
比較器36からは、差動増幅器32の出力電圧がこの鋸歯状
波の電圧レベル以上となっているときにHighレベルとな
る信号が出力される。従ってこの比較器36からは、差動
増幅器32からの出力電圧に応じて、Highレベルとなる比
率,即ちデューティ比(図に示すt/T)が0〜50%の範
囲内で変化する制御信号が生成されることになる。
Next, the output terminal of the differential amplifier 32 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the comparator 36. The sawtooth wave generated by the triangular wave generation circuit 38 and changing from 0 to 5 V at a constant period T is input to the inverting input terminal (-) of the comparator 36.
The comparator 36 outputs a signal that goes high when the output voltage of the differential amplifier 32 is equal to or higher than the voltage level of the sawtooth wave. Therefore, the comparator 36 outputs a control signal in which the ratio of the high level, that is, the duty ratio (t / T shown in the drawing) changes within a range of 0 to 50% in accordance with the output voltage from the differential amplifier 32. Is generated.

この比較器36にて生成された制御信号は、回転検出器
40からの検出信号と共にAND回路42に入力される。回転
検出器40は、発電機の回転状態を検出する前述の回転停
止検出手段に相当するもので、発電機の回転時にLowレ
ベルとなり、発電機の回転停止時にHighレベルとなる検
出信号を出力する。このためAND回路42の出力端は、発
電機の回転時にはLowレベルとなり、発電機の回転停止
時には比較器36からの制御信号に応じてHigh−Lowレベ
ルが切り換わる。
The control signal generated by the comparator 36 is a rotation detector
The signal is input to the AND circuit 42 together with the detection signal from 40. The rotation detector 40 is equivalent to the above-described rotation stop detection means for detecting the rotation state of the generator, and outputs a detection signal that is low when the generator is rotating and high when the rotation of the generator is stopped. . Therefore, the output terminal of the AND circuit 42 is at the Low level when the generator is rotating, and switches between the High-Low level according to the control signal from the comparator 36 when the generator is stopped rotating.

次にAND回路42の出力端は、抵抗器R1を介してフォト
カプラ44内の発光ダイオード46に接続されており、AND
回路42はその出力端がHighレベルとなったときに発光ダ
イオード46を発光させる。一方フォトカプラ44内のフォ
トトランジスタ48は、コレクタ側にバッテリ電圧(48
V)を受け、エミッタ側がトランジスタTR1のベース端子
21に接続されると共に、抵抗器R2を介して接地されてい
る。このため発光ダイオード46が発光すると、フォトト
ランジスタ48が導通して、抵抗器R2に電流が流れ、その
両端電圧によりトランジスタTR1がオンして、低電圧用
電機子巻線3の中性点にバッテリ電圧48Vが印加される
こととなる。
Next, the output terminal of the AND circuit 42 is connected to the light emitting diode 46 in the photocoupler 44 via the resistor R1.
The circuit 42 causes the light emitting diode 46 to emit light when its output terminal goes to the high level. On the other hand, the phototransistor 48 in the photocoupler 44 has a battery voltage (48
V), the emitter side is the base terminal of transistor TR1
21 and grounded via a resistor R2. Therefore, when the light emitting diode 46 emits light, the phototransistor 48 conducts, a current flows through the resistor R2, the transistor TR1 is turned on by the voltage across the resistor R2, and the battery is connected to the neutral point of the low-voltage armature winding 3. A voltage of 48 V will be applied.

次に上記のように構成された本実施例の車両用電源装
置の動作について説明する。
Next, the operation of the vehicle power supply device of the present embodiment configured as described above will be described.

まず発電機が回転している場合には、回転検出器40か
らはLowレベルの信号が出力されるため、トランジスタT
R1のエミッタ端子は常時Lowレベルとなり、トランジス
タTR1はオフ状態となる。一方この状態では、発電機が
回転しているので、各電機子巻線1,3には、発電機の回
転速度及び界磁巻線23に流れる界磁電流に応じて電流が
流れ、各整流回路5,7において直流電圧が生成される。
既述したように、界磁巻線23の界磁電流は、電圧調整器
25により、高電圧用整流回路5の出力電圧が48Vになる
よう制御されるため、高電圧用整流回路の出力電圧は常
に48Vに制御され、この出力電圧により高電圧負荷11に
電力供給がなされると共にバッテリ13が充填される。ま
たこのとき、各電機子巻線1,3の巻数比が24:6にされて
いるので、低電圧用整流器7の出力電圧は、12V(=48V
×6/24)に保たれる。
First, when the generator is rotating, a low level signal is output from the rotation detector 40.
The emitter terminal of R1 is always at the Low level, and the transistor TR1 is turned off. On the other hand, in this state, since the generator is rotating, a current flows through each of the armature windings 1 and 3 according to the rotation speed of the generator and the field current flowing through the field winding 23, and In circuits 5 and 7, a DC voltage is generated.
As described above, the field current of the field winding 23 is determined by the voltage regulator.
25, the output voltage of the high-voltage rectifier circuit 5 is controlled to be 48 V, so that the output voltage of the high-voltage rectifier circuit is always controlled to 48 V, and power is supplied to the high-voltage load 11 by this output voltage. And the battery 13 is charged. Also, at this time, since the turn ratio of the armature windings 1 and 3 is 24: 6, the output voltage of the low-voltage rectifier 7 is 12 V (= 48 V
× 6/24).

尚この状態では、ダイオードD1,D2は、所謂発電補助
ダイオード(エキサイタダイオード)として機能し、第
3高調波分を低電圧負荷17側に出力して発電電力向上に
寄与している。
In this state, the diodes D1 and D2 function as so-called power generation auxiliary diodes (exciter diodes), and output the third harmonic component to the low voltage load 17 side, thereby contributing to the improvement of the generated power.

次に発電機の回転が停止すると、その旨が回転検出器
40にて検出され、低電圧用電圧制御回路20において、低
電圧出力端子15の端子電圧が所定レベルとなるようにデ
ューティ制御された制御信号に応じてトランジスタTR1
がオン−オフされる。すると低電圧用電機子巻線3の中
性点3aに所定周期でバッテリ13の高電圧48Vが印加され
ることとなり、低電圧用電機子巻線3の各相巻線,低電
圧用整流回路7,低電圧負荷を経由するループに脈動電圧
が加わる。このループ中、低電圧用電機子巻線3の各相
巻線の並列回路が直列接続されているため、このインダ
クタンスに対してトランジスタTR1のオン−オフ周波数
とデューティ比により、バッテリ13の高電圧が低損失で
低電圧負荷に適当な低電圧へと変換される。つまりトラ
ンジスタTR1のスイッチングにより、低電圧用電機子巻
線3と低電圧用整流回路7とがDC−DCコンバータとして
動作する。
Next, when the generator stops rotating, the rotation detector
The transistor TR1 is detected by the transistor TR1 according to a control signal which is detected by the voltage control circuit 20 and subjected to duty control so that the terminal voltage of the low voltage output terminal 15 becomes a predetermined level.
Are turned on and off. Then, a high voltage of 48 V of the battery 13 is applied to the neutral point 3a of the low-voltage armature winding 3 at a predetermined cycle, and each phase winding of the low-voltage armature winding 3 and the low-voltage rectifier circuit 7, A pulsating voltage is applied to the loop passing through the low voltage load. In this loop, since the parallel circuit of each phase winding of the low voltage armature winding 3 is connected in series, the high voltage of the battery 13 is determined by the on-off frequency and the duty ratio of the transistor TR1 with respect to this inductance. Is converted to low voltage suitable for low voltage load with low loss. That is, the switching of the transistor TR1 causes the low-voltage armature winding 3 and the low-voltage rectifier circuit 7 to operate as a DC-DC converter.

尚このときダイオードD1は、トランジスタTR1のオフ
時に生ずるフライバック電圧を抑制するフライホイール
ダイオードとして機能し、トランジスタTR1のオン時に
低電圧用電機子巻線3の各相巻線に蓄積された電磁エネ
ルギを損失なく消費する。
At this time, the diode D1 functions as a flywheel diode for suppressing a flyback voltage generated when the transistor TR1 is turned off, and the electromagnetic energy stored in each phase winding of the low-voltage armature winding 3 when the transistor TR1 is turned on. Consumption without loss.

以上説明したように本実施例の車両用電源装置におい
ては、発電機の回転時には、その回転によって各電機子
巻線1,3に流れる電流を各整流回路5,7にて整流すること
により2種(48Vと12V)の直流電圧を生成して各負荷1
1,17に各々電力供給を行ない、発電機の回転停止時に
は、高電圧負荷11に対しては発電機回転時に充電してお
いたバッテリ13からの出力電圧により電源供給を行な
い、低電圧負荷17に対してはバッテリ13と低電圧用電機
子巻線3とを所定周期で断続することにより低電圧用電
機子巻線3に発電機回転時と同様に電流を流し、その電
流を低電圧用整流回路7にて整流することにより低電圧
を生成して電圧供給を行なうようにしている。このため
発電機の回転時は勿論のこと、発電機の回転停止時に
も、異種の直流電圧を生成するためのDC−DCコンバータ
を使用することなく、一つのバッテリにて、2種の直流
電圧を生成することができる。
As described above, in the vehicle power supply device of the present embodiment, when the generator rotates, the current flowing through the armature windings 1 and 3 by the rotation is rectified by the rectifier circuits 5 and 7 so that Generates DC voltage of each kind (48V and 12V)
1 and 17, respectively, and when the rotation of the generator is stopped, power is supplied to the high-voltage load 11 by the output voltage from the battery 13 that has been charged during the rotation of the generator. In this case, the battery 13 and the low-voltage armature winding 3 are turned on and off at a predetermined cycle, so that a current flows through the low-voltage armature winding 3 in the same manner as when the generator is rotating. The rectification circuit 7 generates a low voltage by rectification to supply the voltage. Therefore, not only when the generator is rotating but also when the generator is stopped, two types of DC voltage can be generated by one battery without using a DC-DC converter for generating different types of DC voltage. Can be generated.

ここで上記実施例では、2種の直流電圧を生成するた
めに、各電圧生成用の電機子巻線を備えた発電機を使用
した車両用電源装置について説明したが、発電機の電機
子巻線は一つとし、その電機子巻線に流れる電流を整流
する整流回路を電機子巻線の中性点と接続することによ
り2種の直流電圧を生成するようにした電源装置であっ
ても、発電機の回転停止時に、バッテリ電圧により電機
子巻線を通電するようにすれば、一つのバッテリで、2
種の直流電圧を生成して、各種負荷に電力供給を行うこ
とができるようになる。
Here, in the above-described embodiment, the vehicle power supply device using the generator having the armature windings for generating the respective voltages in order to generate two types of DC voltages has been described. Even in a power supply device in which one line is used and a rectifier circuit for rectifying a current flowing through the armature winding is connected to a neutral point of the armature winding to generate two types of DC voltages. When the rotation of the generator is stopped, the armature winding is energized by the battery voltage.
By generating various types of DC voltages, power can be supplied to various loads.

また上記実施例では、2種の直流電圧を生成する車両
用電源装置について説明したが、より多種の直流電圧を
生成して、各電圧に対応した負荷に電力供給を行なうよ
うにする場合には、例えば発電機の固定子に、各電圧に
対応した複数種類の電機子巻線を巻装し、発電機の回転
時には、各電機子巻線に流れる電流を個々に整流して各
電圧を生成すると共に、特定電圧によりバッテリを充電
するようにし、発電機の回転停止時には、そのバッテリ
電圧により、バッテリ電圧生成用の電機子巻線を除く複
数の電機子巻線を夫々通電するようにすればよい。
Further, in the above-described embodiment, the vehicle power supply device that generates two types of DC voltages has been described. However, when generating more types of DC voltages and supplying power to loads corresponding to the respective voltages, For example, a plurality of types of armature windings corresponding to each voltage are wound around a stator of a generator, and when the generator is rotating, currents flowing through the armature windings are individually rectified to generate respective voltages. At the same time, the battery is charged with a specific voltage, and when the rotation of the generator is stopped, the plurality of armature windings except for the armature winding for generating the battery voltage are respectively energized by the battery voltage. Good.

[発明の効果] 以上説明したように本発明の車両用電源装置において
は、発電機の回転時には、その回転により電機子巻線に
流れる電流を整流して複数の直流電圧を生成すると共
に、その生成された直流電圧の内の特定の直流電圧によ
りバッテリを充填し、発電機の回転停止時には、そのバ
ッテリ電力により電機子巻線を通電して、電機子巻線と
整流手段とをDC−DCコンバータとして機能させることに
よって、発電機回転時と同様に複数の直流電圧を生成す
るようにしているため、、バッテリ電圧を異種の直流電
圧に変換するDC−DCコンバータを使用することなく、一
つのバッテリにて、複数種類の直流電圧を生成すること
ができる。従って本発明によれば、電源装置の大型化,
装置重量の増大等を招くことなく、複数種類の直流電圧
を生成して、各電圧に対応した負荷に電力供給を行うこ
とが可能となり、一般大衆車両に最適な電源装置とな
る。
[Effects of the Invention] As described above, in the vehicle power supply device of the present invention, when the generator rotates, the current flowing through the armature winding is rectified by the rotation to generate a plurality of DC voltages. The battery is charged with a specific DC voltage of the generated DC voltage, and when the generator stops rotating, the armature winding is energized by the battery power, and the armature winding and the rectifier are connected to the DC-DC. By functioning as a converter, a plurality of DC voltages are generated in the same manner as when the generator is rotating.Therefore, without using a DC-DC converter for converting the battery voltage to a different type of DC voltage, one DC-DC converter is used. A plurality of types of DC voltages can be generated by the battery. Therefore, according to the present invention, the power supply device can be increased in size,
A plurality of types of DC voltages can be generated and power can be supplied to a load corresponding to each voltage without increasing the weight of the device, and the power supply device is optimal for general public vehicles.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は実施例の車両用電源装置全体の構成を表す概略
構成図、第2図はその低電圧用電圧制御回路の構成を表
す電気回路図である。 1……高電圧用電機子巻線、5……高電圧用整流回路 3……低電圧用電機子巻線、7……低電圧用整流回路 11……高電圧負荷、13……バッテリ 17……低電圧負荷、25……電圧調整器 20……低電圧用電圧制御回路 30……平滑回路、32……差動増幅器 34……基準電圧発生回路、36……比較器 38……三角波発生回路、40……回転検出器 42……AND回路、44……フォトカプラ
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the entire vehicle power supply device of the embodiment, and FIG. 2 is an electric circuit diagram showing the configuration of the low-voltage control circuit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High voltage armature winding, 5 ... High voltage rectifier circuit 3 ... Low voltage armature winding, 7 ... Low voltage rectifier circuit 11 ... High voltage load, 13 ... Battery 17 …… Low voltage load, 25 …… Voltage regulator 20 …… Low voltage voltage control circuit 30 …… Smoothing circuit, 32 …… Differential amplifier 34 …… Reference voltage generation circuit, 36 …… Comparator 38 …… Triangle wave Generation circuit, 40 Rotation detector 42 AND circuit, 44 Photocoupler

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】車両のエンジンにより回転される界磁回転
子と電機子固定子とを備えた発電機と、 該発電機の電機子巻線に流れる電流を整流して複数の出
力端子(9、15)に給電する整流手段と、 を備えた車両用電源装置において、 上記複数の出力端子のうち第1出力端子(9)に接続さ
れ、上記整流手段にて整流された所定の直流電圧を受け
て充電されるバッテリ(13)と、 上記バッテリから上記複数の出力端子のうちの第2出力
端子(15)に給電する電機子巻線への通電経路を形成
し、制御信号(21)により断続されるスイッチング手段
(TR1)と、 上記発電機の回転停止を検出する回転停止検出手段(4
0)と、 該回転停止検出手段にて上記発電機の回転停止が検出さ
れると、上記スイッチング手段を所定周期で断続させる
制御信号を出力し、上記発電器の回転停止時に上記バッ
テリから上記スイッチング手段、上記電機子巻線ならび
に上記整流手段を介して上記複数の出力端子のうちの第
2出力端子(15)へ給電する制御手段(20(40を除
く))とを備えることを特徴とする車両用電源装置。
A generator provided with a field rotor rotated by an engine of the vehicle and an armature stator; and a current flowing through an armature winding of the generator being rectified to form a plurality of output terminals. And a rectifying means for supplying power to the first and second output terminals, wherein the rectifying means is connected to a first output terminal (9) of the plurality of output terminals and rectifies a predetermined DC voltage by the rectifying means. A battery (13) to be received and charged, and an energization path from the battery to an armature winding for supplying power to the second output terminal (15) of the plurality of output terminals are formed, and the control signal (21) Intermittent switching means (TR1) and rotation stop detecting means (4
0), when the rotation stop detection means detects the rotation stop of the generator, outputs a control signal for causing the switching means to be turned on and off at a predetermined cycle, and outputs the switching signal from the battery when the generator stops rotating. Means, control means (20 (excluding 40)) for supplying power to the second output terminal (15) of the plurality of output terminals via the armature winding and the rectifying means. Power supply for vehicles.
【請求項2】上記電機子巻線は、Y結線された三相から
なり、その中性点(3a)に上記スイッチング手段(TR
1)が接続されることを特徴とする請求項1記載の車両
用電源装置。
2. The armature winding comprises three phases connected in a Y-connection, and the switching means (TR) is connected to a neutral point (3a) thereof.
The vehicle power supply device according to claim 1, wherein 1) is connected.
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