JP3592187B2 - バッテリ充電装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二輪車等に用いられる、永久磁石式交流発電機を使用したバッテリ充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、二輪車用バッテリ充電システムは、永久磁石式三相交流発電機を使用した、サイリスタショート式のＲＥＧ／ＲＥＣ、或いはオープン方式のＲＥＧ／ＲＥＣが知られている。
前者は、バッテリが満充電になると、コントローラがバッテリ電圧を検出して、ダイオードのそれぞれと逆並列に接続されたサイリスタ群をオンして、ＡＣＧを短絡して充電を制御する。又、後者は、バッテリＢが満充電になると、バッテリ電圧を検出してコントローラがサイリスタをオフして充電量を制御する。
【０００３】
然しながら前者のショート方式は、ＡＣＧを短絡して充電を制御するため、比較的大きな熱ロスが発生して、システムの効率が非常に悪くなるなどの問題がある。又、オープン方式は、サイリスタがオフするために、発電機ＡＣＧは無負荷となり、ＡＣＧ出力電圧が上昇する。
そして、エンジン回転数の上昇とともに、ＡＣＧ出力電圧および周波数が上昇し、結果的に発電機の鉄損が激増し、バッテリ充電装置の効率が悪くなる。
【０００４】
本願出願人は、かかる欠点を解決するため、先に図３に示す回路を提案した。
（特許平１０−３９６４３号）この回路は、永久磁石式三相交流発電機（ＡＣＧ）を入力とし、三相全波整流回路で整流された直流電圧によりバッテリ（Ｂ）を充電するバッテリ充電装置において、三相全波整流回路が、プラス側に接続されたショットキバリアダイオード群（Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３）と、マイナス側に接続されたＦＥＴ群（ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３）とにより構成されている。
【０００５】
そして、上記構成において、交流入力電圧が負電位の時にＦＥＴ群（ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３）のゲートを、同期整流のタイミングに従って、正バイアスすることを特徴とする。これによって、ショットキバリアダイオードとＦＥＴの回路に整流電流が流れるので、整流ロスを小さく抑えることが出来る。即ち三相交流発電機ＡＣＧから発生した電流ＩＢは、図の矢印のごとく流れてショットキバリアダイオードＤ１１〜Ｄ１３で整流され、バッテリＢを充電してＦＥＴ１〜ＦＥＴ３を逆導通して流れ三相交流発電機ＡＣＧに戻る。
一方、バッテリＢが満充電になると、満充電電圧を制御回路ＣＯＮＴが検出して、全てのＦＥＴをＯＮ状態にして、三相交流発電機ＡＣＧ出力を短絡状態にする。
【０００６】
この構成では上記のように全波整流回路をショットキバリアダイオードとＭＯＳＦＥＴで形成しているので、整流ロスを小さくすることができるが、制御回路ＣＯＮＴは発電機の出力の有無に係わらず、バッテリから給電されて制御動作が可能な状態にあり、充電システム全体から該制御回路部の損失に問題があった。
【０００７】
即ち、発電機、バッテリ及び制御回路が直結されているために、発電機の出力電圧が発生しない状態で、バッテリからショットキバリアダイオード、ＭＯＳＦＥＴを通る逆方向漏れ電流ＩＤ１と、ショットキバリアダイオードから、制御回路に流れ込む漏れ電流ＩＤ２及びバッテリから制御回路に供給される制御電流ＩＤ３の３経路の電流が流れ、この漏洩電流による損失が大きい。
【０００８】
【発明が解決しようする課題】
本発明は、上記の欠点を解決するため定常時は同期整流運転し、発電機の出力が発生しない状態では制御回路の電源への給電を停止することにより、この間のゲート制御部及びバッテリ電圧検出部の動作を停止し、漏洩電流による損失の低減を図るようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は永久磁石式発電機の出力を入力とし、全波整流回路で整流された直流電圧によりバッテリを充電するバッテリ充電装置において、該全波整流回路は、プラス側に接続されたショットキバリアダイオード群と、マイナス側に接続されたＭＯＳＦＥＴ群とにより構成すると共に、該ＭＯＳＦＥＴ群の制御回路を備え、且つ該制御回路は、該直流電圧又はバッテリよりスイッチを介して給電される制御電源部と、該発電機の出力の有無により該スイッチをオン・オフ制御する交流入力検出制御部と、該ＭＯＳＦＥＴ群のゲート制御部及びバッテリ電圧検出部とを有し、該ゲート制御部及びバッテリ電圧検出部は、夫々該スイッチのオン状態又はオフ状態と同期して動作せしめるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【実施の形態】
図１は、本発明の一実施例を示す概略回路図で、従来例と同一符号は同等部分を示す。
図において９はＭＯＳＦＥＴの制御回路で、交流入力検出制御部９ａ、スイッチ９ｂ、及び制御部９ｃより構成され、又、制御部９ｃは図示しない制御電源部、ゲート制御部、及びバッテリ電圧検出部を内蔵している。
【００１１】
この回路の動作は定常時はスイッチ９ｂはオン状態にあり、制御部９ｃはＦＥＴ１〜３にゲート信号を送出し、又、バッテリＢが満充電になるとゲート信号を停止して同期整流により該バッテリを規定電圧に充電制御する。一方発電機の出力が発生しない状態では、これを入力検出制御部９ａにより検出して、スイッチ９ｂをオフ状態にする。
【００１２】
このスイッチ９ｂがオフ状態では制御部９ｃにおいて、制御電源がバッテリＢ又は全波整流回路側から供給されず、電源不足となり、ゲート回路はゲート信号の送出が停止され、又、バッテリ電圧検出回路は不動作になる。従って図中Ａ点はショットキバリアダイオードＤ１１のＦＥＴを介す漏れ電流（ｍＡオーダー）が流れようとするが、制御部９ｃによりＦＥＴ群をオフする信号を出し、この漏れ電流ＩＤ１を防ぐ。又、前記の他にショットキバリアダイオード群の漏れ電流は制御部９ｃを介して流れようとするが、交流入力電圧検出制御部９ａが後述する抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１の回路構成をとりバッテリ等の直流電圧では一定時間以上漏れ電流が流れ込まないために制御部９ａに流れ込む漏れ電流ＩＤ２を防止する。この２つの動作により、ショットキバリアダイオード群の漏れ電流を小さく抑えることができる。
次に、直接バッテリ電圧検出回路を介して漏れ電流が流れようとするが、スイッチ部９ｂは、交流入力電圧が発生していない場合、導通させないため、漏れ電流を小さく抑えることができる。
【００１３】
図２は、本発明の実施例に適用する交流入力検出制御部９ａの回路例で、抵抗ｒ１〜ｒ４コンデンサＣ１、Ｃ２、ダイオードＤ１、Ｄ２及びトランジスタＱにより構成、交流入力点（Ａ）の電圧の有無を抵抗ｒ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ２の経路で該コンデンサＣ２の充電電圧が所定値に達すると、トランジスタＱ１をオンとして、スイッチＳをオンとする。一方交流入力が不足するとコンデンサＣ２の電圧が上昇せず、トランジスタＱはオフとなり、これに伴いスイッチＳもオフとなる。なお、この制御部は交流入力の各相毎に設けられる。
【００１４】
【効果の説明】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば全波整流回路は、ショットキバリアダイオードを使用しており、漏れ電流が大きい が、交流入力電圧が発生していない時、ＦＥＴ群をオフすることで、全波整流回路の漏れ電流を小さく抑えることができる。
スイッチ部は、交流入力電圧が発生するとスイッチを導通させ、バッテリ電圧検出部を動作させることで、前記バッテリ電圧検出回路の漏れ電流を小さく抑えることができる。
さらに、交流入力電圧検出部を抵抗とコンデンサの回路構成とすることで、前記シ ョットキバリアダイオード群の漏れ電流が大きくても、前記バッテリ電圧検出回路を動作させないことで、バッテリ電圧検出回路の漏れ電流を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略回路図
【図２】本発明の一実施例回路図
【図３】従来回路図
【符号の説明】
ＡＣＧ： 交流発電機
Ｄ１１〜Ｄ１３ ： ショットキバリアダイオード
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３： ＭＯＳＦＥＴ
９： 制御回路
９ａ： 交流入力検出制御部
９ｂ： スイッチ
９ｃ： 制御部
Ｂ： バッテリ

Claims (2)

1. 永久磁石式発電機の出力を入力とし、全波整流回路で整流された直流電圧により、バッテリを充電するバッテリ充電装置において、該全波整流回路は、プラス側に接続されたショットキバリアダイオード群と、マイナス側に接続されたＭＯＳＦＥＴ群とにより構成すると共に、該ＭＯＳＦＥＴ群の制御回路を備え、且つ該制御回路は、該直流電圧又はバッテリよりスイッチを介して給電される制御電源部と、該発電機の出力の有無により該スイッチをオン・オフ制御する交流入力検出制御部と、該ＭＯＳＦＥＴ群のゲート制御部及びバッテリ電圧検出部とを有し、該ゲート制御部及びバッテリ電圧検出部は、夫々該スイッチのオン状態又はオフ状態と同期して動作せしめるようにしたことを特徴とするバッテリ充電装置。
2. 交流入力検出制御部において、抵抗及びコンデンサにより直流及び交流入力電圧を検出するようにしたことを特徴とする請求項１のバッテリ充電装置。

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