JP3429434B2 - バッテリ電圧調整装置 - Google Patents

バッテリ電圧調整装置

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JP3429434B2 JP17319497A JP17319497A JP3429434B2 JP 3429434 B2 JP3429434 B2 JP 3429434B2 JP 17319497 A JP17319497 A JP 17319497A JP 17319497 A JP17319497 A JP 17319497A JP 3429434 B2 JP3429434 B2 JP 3429434B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野の説明】本発明は発電機の電圧調整
回路に関するものであり、特に小型二輪車等に搭載され
る磁石式交流発電機により給電されるバッテリ・ランプ
等の直流及び交流負荷電圧を高精度に調整し、且つバッ
テリが開放された場合に直流負荷に印加される過電圧を
制御する機能を備えた電圧調整装置に関するものであ
る。
【0002】図2はこの種の調整器の従来回路図で、1
は磁石式交流発電機、2は交流負荷、Cは交流負荷電圧
及び発電機出力電圧検出駆動する交流側駆動回路、11
は発電機のバッテリに供しない半サイクルに順方向の極
性に接続されたサイリスタ (2) (第2)、eはバッテリ電圧及び直流負荷電圧検出回
路、17はバッテリの充電に供するサイリスタ(第
1)、18はバッテリ、19は直流負荷、fはバッテリ
の開放時等の異常電圧検出回路である。
【0003】この作動はまず発電機1の出力により、交
流負荷2の電圧が上昇した場合に検出回路Cがその電圧
を検出しサイリスタ11のゲートに信号を与え、交流発
電機1の半サイクルを短絡しランプ等の交流負荷の電圧
が過度に上昇するのを防止しする。即ち、交流発電機1
により得られた出力により交流負荷2の電圧が上昇す
る。その時、全波整流ダイオードブリッジ3で整流され
た出力が抵抗4、5に印加する。抵抗5の両端電圧がツ
ェナーダイオード7の電圧に達するとトランジスタ9の
ベース電流が流れてトランジスタ9が導通し、サイリス
タ11のゲートにゲート信号が与えられたサイリスタ1
1が導通し、発電機1の半サイクルを短絡する。
【0004】次に定常時において、バッテリ18及び負
荷19の電圧がツェナーダイオード14、15により設
定された電圧より高くなると、サイリスタ17のゲート
電流がツェナーダイオード14、15、ダイオード16
に流れ、サイリスタ17が不導通となり、バッテリ18
の電圧が過度に上昇するのを制御する。一方バッテリ1
8が開放されると開放された瞬間の1サイクルは導通
し、負荷19に電圧が発生する。その電圧が23のツェ
ナーダイオードより高くなると23が導通し、抵抗25
とコンデンサ26で決まる時定数でコンデンサ26が充
電される。コンデンサ26の電圧が上昇するとトランジ
スタ20が導通し、抵抗22とコンデンサ26で決まる
時定数の間サイリスタ17のゲートが遮断されてサイリ
スタ17が不導通となり負荷19に印加する電圧が下が
る。
【0005】
【従来技術の問題点】上記の従来技術はランプ等の交流
負荷電圧、及びバッテリ電圧調整と、バッテリ開放時の
過電圧保護機能を備えた安価な回路であるが、バッテリ
電圧を高精度 (3) に調整する場合に問題がある。即ち図2においてツェナ
ーダイオード14、15は、バッテリ充電電圧設定の基
準電圧発生用として機能する。因みに1例としてバッテ
リ電圧を14.5Vとして約15.7V位のツェナー電
圧に設定する。周知のようにツェナーダイオード14、
15は固有の温度特性(正又は負)を有しており、周囲
温度によりツェナー電圧が変化し、この温度変化により
バッテリ充電電圧が変化する。(+15mV/℃)、こ
の為、所定の基準電圧を得、又温度補償を行うために温
度特性の異る複数個のツェナーダイオードを直列に接続
して使用することが行われているが、この場合には、ツ
ェナーダイオードの動作抵抗が大きくなり、発電機の回
転数による発生電圧により、同様に基準電圧が変化し
(2000〜10000rpmで0.6〜0.7V)高
精度の充電電圧制御が困難であった。
【0006】
【発明の目的】本発明は温度変化及び発電機の電圧変化
に係わらず基準電圧を常にほぼ一定値に設定し、バッテ
リ充電電圧特性の向上を図った電圧調整装置の提供を目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は発電機により、
バッテリ及び直流負荷に給電するためにバッテリ充電回
路に接続されたサイリスタの駆動回路部において、サイ
リスタのゲート回路の一端とアース端子間にトランジス
タを直列に接続し、前記トランジスタのコレクタ・エミ
ッタ間電圧分割抵抗の分割点と、該トランジスタのベー
ス間に基準電圧設定用のツェナーダイオードとダイオー
ドの直列回路を接続し、且つ該トランジスタのベースに
バッテリ開放時の異常電圧を検出信号を印加するように
構成する。
【0008】
【作用】この構成によりトランジスタは1つのツェナー
ダイオードとダイオードで温度 (4) 補償された基準ベース電位検出部を形成し、定常時のバ
ッテリ充電時において、直流負荷電圧が所定値を越す
と、該トランジスタは不飽和領域で動作し、そのエミッ
タ・コレクタ間電圧を利用して、バッテリ電圧設定用の
基準電圧発生部として機能せしめることができる。又、
バッテリ開放時には、異常検出信号がベースに印加さ
れ、飽和領域でのオン動作を行い夫々サイリスタのゲー
ト電流を遮断する。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の一実施例回路図で従来例
(第2図)と同一符号は同等部分を示す。図において、
本発明では、交流の発電機1を備え、この発電機1にバ
ッテリ側駆動回路Gを接続してある。また、このバッテ
リ側駆動回路Gにはサイリスタ17を設けてある。ま
た、18はバッテリであり、このバッテリ18には直流
負荷19を並列に接続してある。サイリスタ17のアノ
ード端に接続してある12はゲート抵抗であり、このゲ
ート抵抗12に接続してあるQはトランジスタであり、
このトランジスタQのエミッタをアース端子に接続して
ある。トランジスタQのエミッタ・コレクタ間に接続し
てあるr1,r2は分割抵抗であり、トランジスタのエ
ミッタ・コレクタ間の電圧を分割する。Pはその分割点
であり、この分割点PとトランジスタQのベース端子間
にはツェナーダイオードDZと温度補償用のダイオード
Dを直列に接続してある。さらに、分割抵抗r1の一端
をゲート抵抗12とサイリスタ17のカソード端に接続
してある。
【0010】次に本発明の動作について説明する。先ず
バッテリ開放時は従来例と同様であり省略する。次にバ
ッテリ接続時において、発電機の1の出力電圧即ちトラ
ンジスタQのK、A間に印加される電圧が低く、分割抵
抗r2の両端電圧がツェナーダイオードDZの電圧より
低い場合はトランジスタQはオフ状態(サイリスタ17
はオン状態)になる。K−A間電圧が上昇し、抵抗r2
の両端電圧がツェナーダイオード電圧を越えるとトラン
ジスタQのベースに電流が供給される。このベース電流
はトランジスタQのベースに電流か供給される。このベ
ース電流はトランジスタQの増巾作用によりコレクタの
電流を引っぱりK−A間の電圧を下げるように働く、従
って分割抵抗r1、r2の分割比とツェナーダイオードD
Zの電圧を所定値に設定して、該トランジスタQを不飽
和状態で動作させる事によりK−A間の電圧特性はほぼ
定電圧ダイオードの特性と同様になり基準電圧発生部と
して機能する。 (5)
【0011】一方図1又は図2において、サイリスタ1
7のゲートトリガ電圧の温度特性及び逆流防止用ダイオ
ード13の順方向電圧降下は各約−2mV/℃位ありバ
ッテリに対する温度特性は通常+4mV/℃位になる。
従ってバッテリ制御電圧の温度補償を行うには基準発生
部の温度特性を−4mV/℃とすれば良い。本発明で
は、分割抵抗r1、r2の分割比を1:1として、抵抗r
2の両端電圧の温度特性をダイオードD、ツェナーダイ
オードDZ及びトランジスタQ(ベース、エミッタ)の
和により設定した。因みに、ダイオードD(−2mV/
℃)、ツェナーダイオード(+2mV/℃)、トランジ
スタQ(−2mV/℃)を使用し、直流制御電圧−温度
特性を−10℃〜40℃の範囲で0〜−1mV/℃程度
に制御精度の向上が図られた。
【0012】以上の説明から明らかなように本発明によ
ればバッテリ開放時の過電圧保護機能を備え、且つ温度
変化に係わらず高精度のバッテリ電圧の調整の可能な安
価の回路が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例回路図
【図2】従来回路図
【符号の説明】
1 交流発電機 2 交流負荷(ランプ) 11 サイリスタ(第2) 17 サイリスタ(第1) 18 バッテリ 19 直流負荷 Q トランジスタ (6) 22 コンデンサ ZD ツェナーダイオード r1,r2 分割抵抗 C 交流負荷側駆動回路 G バッテリ側駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/14 - 7/24 H02P 9/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電機と、バッテリの充電回路に直列に
    接続されたサイリスタ(第1)と、前記バッテリの並列
    接続された直流負荷と、前記バッテリ電圧及び直流負荷
    電圧を検出して、前記サイリスタを制御するバッテリ側
    駆動回路を備えたバッテリ電圧調整装置において、前記
    バッテリ側駆動回路は前記サイリスタのアノード端に接
    続されたゲート抵抗と、前記ゲート抵抗と接地間に接続
    されたトランジスタと、前記トランジスタのコレクタ・
    エミッタ間に接続された電圧分割抵抗と、前記分割抵抗
    の分割点と前記トランジスタのベース間に直列接続され
    たツェナーダイオード及びダイオードとを備え、前記分
    割抵抗の一端を前記ゲート抵抗とサイリスタのカソード
    端に接続し、前記分割抵抗の分割比と前記ツェナーダイ
    オードの電圧を所定値に設定して、バッテリ開放時の異
    常電圧信号が前記トランジスタのベースに印加されない
    状態においては、前記トランジスタを不飽和状態で動作
    させ、前記トランジスタのコレクタ・エミッタ間の電圧
    を前記サイリスタの導通・阻止を決定する基準電圧とし
    て用いるとともに、バッテリ開放時の異常電圧信号が前
    記トランジスタのベースに印加された状態においては、
    前記トランジスタを飽和状態で動作させ、前記サイリス
    タの導通を阻止するように構成してある手段を備えたこ
    とを特徴とするバッテリ電圧調整装置。
  2. 【請求項2】発電機の出力端子または中間タップ端子に
    接続された交流負荷と、前記発電機のバッテリの充電に
    供しない半サイクル出力において、順方向極性に該発電
    機の出力端子または中間タップに接続されたサイリスタ
    (第2)と、前記交流負荷電圧又は発電機の出力電圧を
    検出して前記サイリスタを制御する交流負荷側駆動回路
    を備えたことを特徴とする請求項1のバッテリ電圧調整
    装置。
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JP4528552B2 (ja) * 2004-04-19 2010-08-18 株式会社東芝 同期機の励磁制御装置
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