JP4192876B2 - Battery charger - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンにより駆動される交流発電機の整流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 a rectified output of an AC generator driven by an engine.

エンジンにより駆動される車両に搭載されるバッテリ充電装置は、エンジンにより駆動される交流発電機の出力が入力される入力端子と、正極側及び負極側の出力端子と、入力端子に与えられた交流電圧を整流して設定値を超えないように調整された直流電圧を正極側出力端子と負極側出力端子との間に出力する電圧調整機能付きの整流電源回路とを備えていて、整流電源回路の出力電圧でバッテリを充電するようにしている。   A battery charging device mounted on a vehicle driven by an engine includes an input terminal to which an output of an AC generator driven by the engine is input, positive and negative output terminals, and an alternating current applied to the input terminal. A rectifying power supply circuit having a voltage adjusting function for outputting a DC voltage adjusted so as not to exceed a set value by rectifying the voltage between the positive output terminal and the negative output terminal; The battery is charged with the output voltage.

最近のエンジン駆動車両においては、バッテリにより駆動される電装品負荷が多くなっているため、エンジン始動用電動機を駆動するメインバッテリの外にサブバッテリを設けて、電装品負荷の増大に対処し得るようにしている。この種の車両に搭載するバッテリ充電装置は、メインバッテリとサブバッテリとの双方を充電することが要求される。   In recent engine-driven vehicles, since the electrical component load driven by the battery is increased, a sub-battery can be provided outside the main battery that drives the motor for starting the engine to cope with the increase in the electrical component load. I am doing so. A battery charging device mounted on this type of vehicle is required to charge both the main battery and the sub-battery.

メインバッテリとサブバッテリとを充電し得るようにしたバッテリ充電装置としては、特許文献1や特許文献2に示されたものが知られている。これらの特許文献に示されたバッテリ充電装置では、メインバッテリの正極端子と発電機の出力端子との間及びサブバッテリの正極端子と発電機の出力端子との間にそれぞれカソードをバッテリ側に向けた別個のダイオードを接続して、メインバッテリとサブバッテリとを分離していた。
特開平2−276428号公報 特開平9−46919号公報
As a battery charger capable of charging the main battery and the sub battery, those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known. In the battery chargers shown in these patent documents, the cathode is directed to the battery side between the positive terminal of the main battery and the output terminal of the generator and between the positive terminal of the sub battery and the output terminal of the generator. A separate diode was connected to separate the main battery and the sub battery.
JP-A-2-276428 Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-46919

従来のバッテリ充電装置においては、機関始動用電動機を負荷として含むメインバッテリと、他の負荷を駆動するサブバッテリとの間をダイオードにより完全に分離して、メインバッテリにより機関始動用電動機を駆動するようにしていたため、メインバッテリが消耗したときに、サブバッテリが正常であっても機関を始動することができなくなるという問題があった。   In a conventional battery charger, a main battery including an engine starting motor as a load and a sub battery that drives another load are completely separated by a diode, and the engine starting motor is driven by the main battery. Therefore, when the main battery is exhausted, there is a problem that the engine cannot be started even if the sub battery is normal.

本発明の目的は、メインバッテリの消耗によりエンジンを始動することができなくなったり、メインバッテリの負荷を駆動することができなくなったりするのを防ぐ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。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a battery charging device that can prevent an engine from being started or a main battery load cannot be driven due to consumption of a main battery. It is in.

本発明は、エンジンにより駆動される交流発電機の出力が入力される入力端子と正極側及び負極側の出力端子と入力端子に与えられた交流電圧を整流して設定値を超えないように調整された直流電圧を正極側出力端子と負極側出力端子との間に出力する回路とを有する電圧調整機能付きの整流電源回路を備えて、該整流電源回路の出力でメインバッテリとサブバッテリとを充電するバッテリ充電装置に適用される。   The present invention rectifies the AC voltage applied to the input terminal to which the output of the AC generator driven by the engine is input, the positive and negative output terminals, and the input terminal so as not to exceed the set value. A rectified power supply circuit with a voltage adjustment function having a circuit that outputs the DC voltage that is generated between the positive output terminal and the negative output terminal, and the main battery and the sub battery are connected with the output of the rectified power supply circuit. It is applied to a battery charger for charging.

本発明においては、補助出力端子と、整流電源回路の正極側出力端子にドレインが接続され、ソースが補助出力端子に接続されたNチャンネル型のMOSFETと、MOSFETのゲートとドレインとの間に接続された第1の抵抗器と、MOSFETのゲートと整流電源回路の負極側出力端子との間に第2の抵抗器を通して接続されたFET駆動用スイッチと、交流発電機が出力を発生したときにFET駆動用スイッチに駆動信号を与えて該FET駆動用スイッチをオン状態にするFET駆動用スイッチ駆動回路とが設けられる。メインバッテリはエンジンの始動用電動機を駆動するバッテリで、整流電源回路の正極側出力端子と負極側出力端子との間にメインバッテリが接続され、補助出力端子と整流電源回路の負極側出力端子との間にサブバッテリが接続される。 In the present invention, the drain is connected to the auxiliary output terminal and the positive output terminal of the rectifying power supply circuit, the source is connected to the auxiliary output terminal, and the N-channel MOSFET is connected between the gate and the drain of the MOSFET. The first resistor, the FET driving switch connected through the second resistor between the gate of the MOSFET and the negative output terminal of the rectifier power supply circuit, and when the AC generator generates an output There is provided an FET drive switch drive circuit that applies a drive signal to the FET drive switch to turn on the FET drive switch. The main battery is a battery that drives the engine starter motor. The main battery is connected between the positive output terminal and the negative output terminal of the rectified power supply circuit, and the auxiliary output terminal and the negative output terminal of the rectified power supply circuit A sub-battery is connected between.

上記のように構成すると、交流発電機が出力を発生しているときには、整流電源回路の出力でメインバッテリを充電すると同時に、整流電源回路からMOSFETを通してサブバッテリを充電することができる。またメインバッテリが消耗したときには、サブバッテリからMOSFETの寄生ダイオードを通してメインバッテリを充電して、メインバッテリを回復させることができるため、メインバッテリの消耗によりエンジンを始動できなくなる事態が生じるのを防ぐことができる。更に、エンジンが停止していて交流発電機が出力を停止しているときには、MOSFETがオフ状態になり、かつMOSFETの寄生ダイオードによりメインバッテリがサブバッテリ側に放電するのが阻止されるため、メインバッテリが消耗するのを防ぐことができる。 With the above configuration, when the AC generator is generating output, the sub battery can be charged from the rectified power supply circuit through the MOSFET at the same time as charging the main battery with the output of the rectified power supply circuit. In addition, when the main battery is exhausted, the main battery can be recovered from the sub-battery through the MOSFET's parasitic diode to recover the main battery, thus preventing the engine from starting due to exhaustion of the main battery. Can do. Furthermore, when the engine is stopped and the alternator stops outputting, the MOSFET is turned off, and the parasitic diode of the MOSFET prevents the main battery from discharging to the sub-battery side. It is possible to prevent the battery from being consumed.

上記のように、整流電源回路の正極側出力端子にドレインが接続され、ソースが補助出力端子に接続されたNチャンネル型のMOSFETを、正極側出力端子と補助端子との間に設けると、MOSFETのドレインソース間に形成されている寄生ダイオードをアイソレータ構成用ダイオードとして用いることができるため、構成を簡単にすることができる。 As described above , when an N-channel MOSFET having a drain connected to the positive output terminal of the rectifying power supply circuit and a source connected to the auxiliary output terminal is provided between the positive output terminal and the auxiliary terminal, the MOSFET Since the parasitic diode formed between the drain and source can be used as the isolator configuration diode, the configuration can be simplified.

以上のように、本発明によれば、メインバッテリが消耗したときに、サブバッテリからMOSFETの寄生ダイオードを通してメインバッテリを充電してメインバッテリを回復させることができるので、メインバッテリの消耗によりエンジンの始動ができなくなる事態が生じるのを防ぐことができる。 As described above, according to the present invention, when the main battery is exhausted, the main battery can be recovered from the sub-battery through the MOSFET's parasitic diode, so that the main battery can be recovered. It is possible to prevent a situation in which the engine cannot be started.

またメインバッテリが正常であるときには、MOSFETの寄生ダイオードにより、メインバッテリがサブバッテリ側の回路を通して放電するのを防止できるため、エンジンが停止しているときにメインバッテリが消耗するのを防ぐことができる。 In addition, when the main battery is normal, the parasitic diode of the MOSFET can prevent the main battery from discharging through the circuit on the sub battery side, thus preventing the main battery from being consumed when the engine is stopped. it can.

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図1は本発明に係わるバッテリ充電装置の好ましい構成例を示したもので、同図において1は図示しないエンジンにより駆動される磁石式交流発電機、2は交流発電機1の出力が入力される入力端子2u,2v及び2wと、正極側及び負極側の出力端子2a及び2bと、入力端子2u〜2wに与えられた交流電圧を整流して設定値を超えないように調整された直流電圧を正極側出力端子2aと負極側出力端子2bとの間に出力する回路とを有する電圧調整機能付きの整流電源回路、3はメインバッテリ、4はサブバッテリである。メインバッテリ3には電源スイッチ5を通してメイン負荷6が接続され、サブバッテリ4には電源スイッチ7を通してサブ負荷8が接続されている。メイン負荷6には、エンジン始動用電動機の外、エンジンを点火する点火装置、エンジンに燃料を供給する燃料噴射装置、点火装置や燃料噴射装置を制御する電子式制御ユニット(ECU)など、エンジンを運転するために駆動することが必須の電装品負荷が含まれている。サブ負荷8には、適宜の負荷、例えば、オプションで車両に取り付けられる各種の負荷が含まれている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a preferred configuration example of a battery charging apparatus according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a magnet type AC generator driven by an engine (not shown), and 2 is an output of the AC generator 1. A DC voltage adjusted so as not to exceed a set value by rectifying the AC voltage applied to the input terminals 2u, 2v and 2w, the positive and negative output terminals 2a and 2b, and the input terminals 2u to 2w. A rectifying power supply circuit with a voltage adjustment function having a circuit that outputs between the positive output terminal 2a and the negative output terminal 2b, 3 is a main battery, and 4 is a sub-battery. A main load 6 is connected to the main battery 3 through a power switch 5, and a sub load 8 is connected to the sub battery 4 through a power switch 7. The main load 6 includes an engine such as an engine starting motor, an ignition device that ignites the engine, a fuel injection device that supplies fuel to the engine, and an electronic control unit (ECU) that controls the ignition device and the fuel injection device. It includes electrical component loads that must be driven for operation. The sub load 8 includes an appropriate load, for example, various loads that are optionally attached to the vehicle.

整流電源回路2は、カソードが共通接続されたダイオードDu,Dv及びDwと、ダイオードDu,Dv及びDwのアノードにカソードがそれぞれ接続され、アノードが共通接続されたダイオードDx,Dy及びDzとからなるダイオードブリッジ全波整流回路2Aと、この整流回路のブリッジの下辺を構成するダイオードDx,Dy及びDzにそれぞれ逆並列接続された出力短絡用サイリスタTh1,Th2及びTh3と、サイリスタTh1〜Th3を制御する制御回路2Bとからなっている。整流回路2Aを構成するダイオードDu,Dv及びDwのそれぞれのアノードとダイオードDx,Dy及びDzのそれぞれのカソードとの接続点から整流電源回路2の入力端子2u,2v及び2wが引き出され、ダイオードDu,Dv及びDwのカソードの共通接続点及びダイオードDx,Dy及びDzのアノードの共通接続点からそれぞれ整流電源回路2の正極側出力端子2a及び負極側出力端子2bが引き出されている。入力端子2u,2v及び2wは、磁石式交流発電機1に設けられて星形結線された3相の電機子コイルLu,Lv及びLwの非中性点側の端子に接続されている。   The rectifying power supply circuit 2 includes diodes Du, Dv, and Dw having cathodes connected in common, and diodes Dx, Dy, and Dz having cathodes connected to the anodes of the diodes Du, Dv, and Dw and anodes connected in common. The diode bridge full-wave rectifier circuit 2A, the output short-circuit thyristors Th1, Th2, and Th3 connected in reverse parallel to the diodes Dx, Dy, and Dz constituting the lower side of the rectifier circuit, and the thyristors Th1 to Th3 are controlled. It consists of a control circuit 2B. The input terminals 2u, 2v, and 2w of the rectifier power supply circuit 2 are drawn from the connection points between the anodes of the diodes Du, Dv, and Dw constituting the rectifier circuit 2A and the cathodes of the diodes Dx, Dy, and Dz, and the diode Du. , Dv and Dw, a positive output terminal 2a and a negative output terminal 2b of the rectified power supply circuit 2 are drawn out from a common connection point of cathodes of Dv and Dw and a common connection point of anodes of diodes Dx, Dy and Dz, respectively. The input terminals 2u, 2v, and 2w are connected to the non-neutral point terminals of the three-phase armature coils Lu, Lv, and Lw that are provided in the magnet type AC generator 1 and are star-connected.

制御回路2Bは出力端子2a,2b間の電圧が設定値を超えないようにサイリスタTh1ないしTh3を制御する回路で、図示の制御回路2Bは、正極側出力端子2aにエミッタが接続され、コレクタが抵抗器R1ないしR3を通してサイリスタTh1ないしTh3のゲートにそれぞれ接続されたPNPトランジスタTR1と、サイリスタTh1ないしTh3のゲートカソード間にそれぞれ並列接続された抵抗器R4ないしR6と、トランジスタTR1のエミッタベース間に接続された抵抗器R7と、トランジスタTR1のベースにカソードが接続されたツェナーダイオードZD1と、ツェナーダイオードZD1のアノードと負極側出力端子2bとの間に接続された抵抗器R8とからなっている。   The control circuit 2B is a circuit for controlling the thyristors Th1 to Th3 so that the voltage between the output terminals 2a and 2b does not exceed the set value. The illustrated control circuit 2B has an emitter connected to the positive output terminal 2a and a collector connected to the positive output terminal 2a. PNP transistor TR1 connected to the gates of thyristors Th1 to Th3 through resistors R1 to R3, resistors R4 to R6 respectively connected in parallel between the gate cathodes of thyristors Th1 to Th3, and the emitter base of transistor TR1. The resistor R7 is connected, the Zener diode ZD1 whose cathode is connected to the base of the transistor TR1, and the resistor R8 connected between the anode of the Zener diode ZD1 and the negative output terminal 2b.

図示の整流電源回路2においては、出力短絡用サイリスタTh1ないしTh3と制御回路2Bとにより出力短絡式のレギュレータが構成されている。この整流電源回路2の動作は次の通りである。
ダイオードDuないしDw及びDxないしDzからなる整流回路2Aは、発電機1が出力する交流電圧を直流電圧に変換して出力端子2a,2b間から出力する。出力端子2a,2b間の電圧が設定値を超えると、ツェナーダイオードZD1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該トランジスタTR1がオン状態になる。トランジスタTR1がオン状態になると出力端子2a側からトランジスタTR1と抵抗器R1ないしR3とを通してサイリスタTh1ないしTh3のゲートにトリガ信号が与えられるため、これらのサイリスタのうち、アノードの電位がカソードの電位よりも高くなっているものがオン状態になり、オン状態になっているサイリスタと整流回路のブリッジの下辺を構成するダイオードDxないしDzのいずれかとを通して発電機1の出力が短絡される。これにより発電機1の出力電圧が低下させられ、出力端子2a,2b間の電圧が低下させられる。出力端子2a,2b間の電圧が前記設定電圧よりも低くなるとトランジスタTR1がオフ状態になるため、サイリスタTh1ないしTh3へのトリガ信号の供給が停止する。サイリスタTh1ないしTh3は、それぞれのアノード電流が保持電流未満になった時点でオフ状態になり、発電機1の出力の短絡が解除される。これにより発電機1の出力電圧が上昇し、出力端子2a,2b間の電圧が上昇する。これらの動作の繰り返しにより、出力端子2a,2b間の電圧が設定値を超えないように制御され、発電機1の出力電圧が設定値を超えている状態では、出力端子2a,2b間の電圧がほぼ設定値付近に保たれる。
In the rectified power supply circuit 2 shown in the figure, an output short-circuit regulator is constituted by the output short-circuit thyristors Th1 to Th3 and the control circuit 2B. The operation of the rectified power supply circuit 2 is as follows.
The rectifier circuit 2A composed of the diodes Du to Dw and Dx to Dz converts the AC voltage output from the generator 1 into a DC voltage and outputs it from between the output terminals 2a and 2b. When the voltage between the output terminals 2a and 2b exceeds the set value, the Zener diode ZD1 is turned on, so that a base current flows through the transistor TR1 and the transistor TR1 is turned on. When the transistor TR1 is turned on, a trigger signal is given from the output terminal 2a side to the gates of the thyristors Th1 to Th3 through the transistor TR1 and the resistors R1 to R3. Among these thyristors, the anode potential is higher than the cathode potential. The higher one is turned on, and the output of the generator 1 is short-circuited through the thyristor in the on state and one of the diodes Dx to Dz constituting the lower side of the bridge of the rectifier circuit. Thereby, the output voltage of the generator 1 is lowered, and the voltage between the output terminals 2a and 2b is lowered. When the voltage between the output terminals 2a and 2b becomes lower than the set voltage, the transistor TR1 is turned off, and the supply of the trigger signal to the thyristors Th1 to Th3 is stopped. The thyristors Th1 to Th3 are turned off when the respective anode currents become less than the holding current, and the output short circuit of the generator 1 is released. As a result, the output voltage of the generator 1 rises and the voltage between the output terminals 2a and 2b rises. By repeating these operations, the voltage between the output terminals 2a and 2b is controlled so as not to exceed the set value. When the output voltage of the generator 1 exceeds the set value, the voltage between the output terminals 2a and 2b is controlled. Is kept near the set value.

本発明においては、サブバッテリを接続するための補助出力端子2cが設けられ、この補助出力端子と整流電源回路の正極側出力端子2aとの間に充電制御用スイッチ10が接続されている。図示の例では、Nチャンネル型のMOSFET(MOS型電界効果トランジスタ)F1により充電制御用スイッチ10が構成されていて、該MOSFETのドレインが正極側出力端子2aに、ソースが補助出力端子2cにそれぞれ接続されている。この例では、MOSFET F1のドレインソース間に形成されている寄生ダイオードDpが、アノードを補助出力端子2c側に向けた状態で充電制御用スイッチ10に対して並列に設けられるアイソレータ構成用ダイオードとして用いられている。   In the present invention, the auxiliary output terminal 2c for connecting the sub-battery is provided, and the charge control switch 10 is connected between the auxiliary output terminal and the positive output terminal 2a of the rectifying power supply circuit. In the example shown in the figure, an N-channel MOSFET (MOS field effect transistor) F1 constitutes the charge control switch 10, and the drain of the MOSFET is connected to the positive output terminal 2a and the source is connected to the auxiliary output terminal 2c. It is connected. In this example, the parasitic diode Dp formed between the drain and source of the MOSFET F1 is used as an isolator configuration diode provided in parallel to the charge control switch 10 with the anode directed to the auxiliary output terminal 2c. It has been.

またMOSFET F1のゲートとドレインとの間に第1の抵抗器R9が接続され、MOSFETのゲートと整流電源回路の負極側出力端子との間に第2の抵抗器器R10を通してFET駆動用スイッチ11が接続されている。図示のFET駆動スイッチ11は、抵抗rbを通してベース端子が導出され、ベースエミッタ間に抵抗rbeが接続されたNPNトランジスタTR2からなっていて、このトランジスタTR2のコレクタが第2の抵抗器R10を通してMOSFETのゲートに接続され、エミッタが整流電源回路の負極側出力端子2bに接続されている。トランジスタTR2のベース端子にダイオードD1ないしD3のカソードが共通接続され、ダイオードD1ないしD3のアノードがそれぞれ整流電源回路の入力端子2uないし2wに接続されている。トランジスタTR2のベース端子と負極側出力端子2bとの間に平滑用コンデンサC1が接続されている。   The first resistor R9 is connected between the gate and drain of the MOSFET F1, and the FET driving switch 11 is passed through the second resistor R10 between the gate of the MOSFET and the negative output terminal of the rectifying power supply circuit. Is connected. The illustrated FET drive switch 11 comprises an NPN transistor TR2 having a base terminal derived through a resistor rb and a resistor rbe connected between the base and emitter, and the collector of the transistor TR2 is connected to the MOSFET through a second resistor R10. The emitter is connected to the negative output terminal 2b of the rectifier power supply circuit. The cathodes of the diodes D1 to D3 are commonly connected to the base terminal of the transistor TR2, and the anodes of the diodes D1 to D3 are respectively connected to the input terminals 2u to 2w of the rectifying power supply circuit. A smoothing capacitor C1 is connected between the base terminal of the transistor TR2 and the negative output terminal 2b.

この例では、ダイオードD1ないしD3とコンデンサC1とにより、交流発電機が出力を発生しているときにFET駆動用スイッチ11に駆動信号を与えて該FET駆動用スイッチをオン状態にするFET駆動用スイッチ駆動回路が構成され、このFET駆動用スイッチ駆動回路と、FET駆動用スイッチ11とにより、整流電源回路2の入力端子2uないし2w間に交流電圧が与えられているときに充電制御用スイッチ10に駆動信号を与えて該充電制御用スイッチをオン状態にする充電制御用スイッチ駆動回路が構成されている。またこの充電制御用スイッチ駆動回路と、充電制御用スイッチ10とにより、バッテリアイソレータ回路12が構成され、このバッテリアイソレータ回路12と整流電源回路2とによりバッテリ充電装置が構成されている。   In this example, the diodes D1 to D3 and the capacitor C1 are used to drive the FET, which gives a drive signal to the FET drive switch 11 when the AC generator is generating an output to turn on the FET drive switch. A switch drive circuit is configured, and when the FET drive switch drive circuit and the FET drive switch 11 provide an AC voltage between the input terminals 2u to 2w of the rectified power supply circuit 2, the charge control switch 10 A charge control switch drive circuit is provided for supplying a drive signal to the switch to turn on the charge control switch. The charge control switch drive circuit and the charge control switch 10 constitute a battery isolator circuit 12, and the battery isolator circuit 12 and the rectified power supply circuit 2 constitute a battery charging device.

本発明においては、メインバッテリ3が整流電源回路2の正極側出力端子2aと負極側出力端子2bとの間に接続され、サブバッテリ4が補助出力端子2cと負極側出力端子2bとの間に接続される。   In the present invention, the main battery 3 is connected between the positive output terminal 2a and the negative output terminal 2b of the rectifying power supply circuit 2, and the sub battery 4 is connected between the auxiliary output terminal 2c and the negative output terminal 2b. Connected.

上記のバッテリ充電装置において、交流発電機1が出力を発生していないときには、トランジスタTR2にベース電流が与えられないため、該トランジスタTR2がオフ状態にあり、MOSFET F1がオフ状態にある。この状態では、メインバッテリ3とサブバッテリ4との間にアイソレータ構成用ダイオードDpが存在するため、メインバッテリ3からサブバッテリ4側に電流が流れることはないが、メインバッテリ3が消耗していて、メインバッテリ3の両端の電圧がサブバッテリ4の両端の電圧よりも低い場合には、サブバッテリ4からダイオードDpを通してメインバッテリ3に充電電流が流れ、メインバッテリ3が充電される。従って、エンジンを停止した時点でメインバッテリ3が消耗している場合、或いはエンジンの停止中にメイン負荷6が投入されてメインバッテリ3が消耗した場合に、次のエンジンの始動に備えて該メインバッテリ3の電圧を回復させることができる。   In the above battery charger, when the alternator 1 is not generating output, no base current is applied to the transistor TR2, so that the transistor TR2 is in an off state and the MOSFET F1 is in an off state. In this state, since the isolator configuration diode Dp exists between the main battery 3 and the sub-battery 4, no current flows from the main battery 3 to the sub-battery 4 side, but the main battery 3 is consumed. When the voltage at both ends of the main battery 3 is lower than the voltage at both ends of the sub battery 4, a charging current flows from the sub battery 4 to the main battery 3 through the diode Dp, and the main battery 3 is charged. Therefore, when the main battery 3 is exhausted when the engine is stopped, or when the main battery 3 is exhausted when the main load 6 is applied while the engine is stopped, the main battery 3 is prepared for the next engine start. The voltage of the battery 3 can be recovered.

またエンジンが運転されていて、交流発電機1が出力を発生しているときには、トランジスタTR2にベース電流が流れて該トランジスタがオン状態になり、これによりMOSFE F1に駆動信号が与えられてMOSFET(充電制御用スイッチ10)がオン状態になるため、整流電源回路2の出力でメインバッテリ3が充電されるとともに、サブバッテリ4が充電される。   When the engine is running and the alternator 1 generates an output, a base current flows through the transistor TR2 to turn on the transistor, whereby a drive signal is applied to the MOSFE F1 and the MOSFET ( Since the charging control switch 10) is turned on, the main battery 3 is charged by the output of the rectifying power supply circuit 2 and the sub battery 4 is charged.

上記のように、本発明においては、サブバッテリを接続するための補助出力端子を設けて、この補助出力端子と整流電源回路の正極側出力端子との間に、発電機が出力を発生しているときにオン状態になる充電用スイッチを設けるとともに、アノードを補助出力端子側に向けたアイソレータ構成用ダイオードを充電制御用スイッチに対して並列に設けて、整流電源回路の出力端子間にメインバッテリを接続し、補助出力端子と整流電源回路の負極側出力端子との間にサブバッテリを接続するようにしたので、メインバッテリが消耗したときに、サブバッテリからアイソレータ構成用ダイオードを通してメインバッテリを充電してメインバッテリを回復させることができる。従って、メインバッテリの消耗によりエンジンの始動ができなくなる事態が生じるのを防ぐことができる。   As described above, in the present invention, the auxiliary output terminal for connecting the sub-battery is provided, and the generator generates an output between the auxiliary output terminal and the positive output terminal of the rectifying power supply circuit. A charging switch that turns on when the main battery is connected, and an isolator configuration diode with the anode facing the auxiliary output terminal is provided in parallel to the charging control switch, and the main battery is connected between the output terminals of the rectifier power supply circuit. Since the sub battery is connected between the auxiliary output terminal and the negative output terminal of the rectifier power supply circuit, the main battery is charged from the sub battery through the isolator configuration diode when the main battery is depleted. The main battery can be recovered. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the engine cannot be started due to exhaustion of the main battery.

上記の実施形態では、充電制御用スイッチ10をMOSFETにより構成したが、トランジスタやリレーなどの他のオンオフ制御が可能なスイッチ素子により充電制御用スイッチを構成することもできる。MOSFET以外のスイッチ素子(寄生ダイオードを有しないスイッチ素子)により充電制御用スイッチを構成する場合には、該スイッチ素子に対して並列に、補助出力端子2c側にアノードを向けたアイソレータ構成用ダイオードを接続する。   In the above embodiment, the charge control switch 10 is configured by a MOSFET, but the charge control switch can also be configured by other switch elements capable of on / off control such as transistors and relays. When the charge control switch is configured by a switch element other than the MOSFET (a switch element having no parasitic diode), an isolator configuration diode having an anode directed toward the auxiliary output terminal 2c is provided in parallel with the switch element. Connecting.

整流電源回路の入力端子間に交流電圧が与えられているときに充電制御用スイッチに駆動信号を与えて該充電制御用スイッチをオン状態にする充電制御用スイッチ駆動回路の構成は、上記の例に示したものに限られるものではなく、充電制御用スイッチ10を構成するスイッチ素子に応じて適宜の構成をとることができる。   The configuration of the charge control switch drive circuit that applies a drive signal to the charge control switch and turns on the charge control switch when an AC voltage is applied between the input terminals of the rectifying power supply circuit is the above example. It is not restricted to what was shown in (2), A suitable structure can be taken according to the switch element which comprises the switch 10 for charge control.

上記の実施形態では、整流電源回路2として、出力短絡式のレギュレータを備えたものを用いたが、整流電源回路は、出力電圧が設定値を超えないように制御するレギュレータ機能を備えたものであればよく、上記のものに限定されない。例えば、ダイオードとサイリスタとの混合ブリッジ回路からなる制御整流回路を設けて、該制御整流回路のサイリスタの導通角を制御することにより出力電圧が設定値を超えないように制御するようにした整流電源回路を用いることもできる。また交流発電機1として励磁式の同期発電機が用いられる場合には、発電機の出力を整流する整流回路と、整流回路の出力が設定値を超えないように、発電機の励磁電流を制御する回路とにより整流電源回路を構成することができる。   In the above embodiment, the rectified power supply circuit 2 is provided with an output short-circuit regulator, but the rectified power supply circuit is provided with a regulator function for controlling the output voltage so as not to exceed the set value. There is no limitation to the above. For example, a rectifying power source provided with a control rectifier circuit comprising a mixed bridge circuit of a diode and a thyristor and controlling the output voltage so as not to exceed a set value by controlling the conduction angle of the thyristor of the control rectifier circuit A circuit can also be used. In addition, when an excitation-type synchronous generator is used as the AC generator 1, the rectifier circuit that rectifies the output of the generator and the excitation current of the generator are controlled so that the output of the rectifier circuit does not exceed the set value. A rectified power supply circuit can be configured with the circuit to be operated.

上記の実施形態では、サブバッテリ4が1つだけ設けられているが、サブバッテリが複数個設けられる場合にも本発明を適用することができる。サブバッテリを複数個設ける場合には、サブバッテリの数だけ補助出力端子を設けて、各補助出力端子と整流電源回路の正極側出力端子との間に、発電機が出力を発生しているときにオン状態になる充電用スイッチを設けるとともに、アノードを各補助出力端子側に向けたアイソレータ構成用ダイオードを各充電制御用スイッチに対して並列に接続し、各補助出力端子と整流電源回路の負極側出力端子との間に各サブバッテリを接続する。この場合充電制御用スイッチ駆動回路は、複数の充電制御用スイッチに対して共通に設けてもよく、複数の充電制御用スイッチに対して個別に設けてもよい。   In the above embodiment, only one sub-battery 4 is provided, but the present invention can also be applied to a case where a plurality of sub-batteries are provided. When multiple sub-batteries are provided, auxiliary output terminals are provided as many as the number of sub-batteries, and the generator generates output between each auxiliary output terminal and the positive output terminal of the rectifying power supply circuit. In addition, an on-state charging switch is provided, and an isolator configuration diode with the anode facing each auxiliary output terminal is connected in parallel to each charging control switch, and each auxiliary output terminal and the negative electrode of the rectifying power supply circuit Each sub-battery is connected to the side output terminal. In this case, the charge control switch drive circuit may be provided in common for the plurality of charge control switches, or may be provided individually for the plurality of charge control switches.

本発明の実施形態を示した回路図である。It is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 交流発電機
2 整流電源回路
3 メインバッテリ
4 サブバッテリ
6 メイン負荷
8 サブ負荷
10 充電制御用スイッチ
11 FET駆動用スイッチ
F1 MOSFET
Dp 寄生ダイオード(アイソレータ構成用ダイオード)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC generator 2 Rectification power supply circuit 3 Main battery 4 Sub battery 6 Main load 8 Sub load 10 Charge control switch 11 FET drive switch F1 MOSFET
Dp Parasitic diode (isolator configuration diode)

Claims (1)

エンジンにより駆動される交流発電機の出力が入力される入力端子と正極側及び負極側の出力端子と前記入力端子に与えられた交流電圧を整流して設定値を超えないように調整された直流電圧を前記正極側出力端子と負極側出力端子との間に出力する回路とを有する電圧調整機能付きの整流電源回路を備えて、前記整流電源回路の出力でメインバッテリとサブバッテリとを充電するバッテリ充電装置において、
補助出力端子と、前記整流電源回路の正極側出力端子にドレインが接続され、ソースが前記補助出力端子に接続されたNチャンネル型のMOSFETと、前記MOSFETのゲートとドレインとの間に接続された第1の抵抗器と、前記MOSFETのゲートと前記整流電源回路の負極側出力端子との間に第2の抵抗器を通して接続されたFET駆動用スイッチと、前記交流発電機が出力を発生したときに前記FET駆動用スイッチに駆動信号を与えて該FET駆動用スイッチをオン状態にするFET駆動用スイッチ駆動回路とを具備し、
前記メインバッテリは前記エンジンの始動用電動機を駆動するバッテリであり、
前記整流電源回路の正極側出力端子と負極側出力端子との間に前記メインバッテリが接続され、前記補助出力端子と前記整流電源回路の負極側出力端子との間に前記サブバッテリが接続されること、
を特徴とするバッテリ充電装置。
Direct current adjusted so as not to exceed the set value by rectifying the AC voltage applied to the input terminal to which the output of the AC generator driven by the engine is input, the positive and negative output terminals, and the input terminal. A rectifying power supply circuit having a voltage adjustment function having a circuit for outputting a voltage between the positive output terminal and the negative output terminal, and charging the main battery and the sub battery with the output of the rectifying power supply circuit; In the battery charger,
A drain is connected to the auxiliary output terminal and a positive output terminal of the rectified power supply circuit, and a source is connected between the N-channel type MOSFET connected to the auxiliary output terminal and the gate and drain of the MOSFET. When a first resistor, an FET drive switch connected through a second resistor between the gate of the MOSFET and the negative output terminal of the rectified power supply circuit, and the AC generator generates an output A FET drive switch drive circuit for providing a drive signal to the FET drive switch to turn on the FET drive switch,
The main battery is a battery that drives a motor for starting the engine,
The main battery is connected between a positive output terminal and a negative output terminal of the rectified power supply circuit, and the sub-battery is connected between the auxiliary output terminal and a negative output terminal of the rectified power supply circuit. thing,
A battery charger characterized by.
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