JP6016298B2 - バッテリ充電装置、及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリ充電装置、及びバッテリ充電装置の制御方法に関する。

車両などにおいて、エンジンに連動して回転する発電機により交流発電を行い、発電された交流電圧でランプを点灯すると共に、バッテリを充電するバッテリ充電装置がある。このような、バッテリ充電装置の整流方式として、例えば、単相半波整流方式と単相全波整流方式とがある。
図１７は、従来技術に係るバッテリ充電装置の回路図であり、図１７（ａ）は、単相半波整流方式のバッテリ充電装置を示し、図１７（ｂ）は、単相全波整流方式のバッテリ充電装置を示している。

図１７（ａ）に示すバッテリ充電装置において、制御回路２０Ａは、発電機１０、ランプ６０、バッテリ５０、ＤＣ負荷３０に接続されており、この制御回路２０Ａは、サイリスタＳＣＲ１とサイリスタＳＣＲ２を備えている。この制御回路２０Ａは、発電機１０から出力された交流電圧ＶＡをサイリスタＳＣＲ１で半波整流した出力電圧ＶＯに変換し、この出力電圧ＶＯをバッテリ５０と車体負荷（各種電装負荷）であるＤＣ負荷３０に供給する。

発電機１０で発電された交流電圧ＶＡは、発電機１０の端子１０−１が正電圧、端子１０−２の電圧が負電圧の場合、サイリスタＳＣＲ１により半波整流され、半波整流された出力電圧ＶＯは、ＤＣ負荷３０とバッテリ５０に供給される。一方、発電機１０で発電された交流電圧ＶＡは、発電機１０の端子１０−１が負電圧、端子１０−２の電圧が正電圧の場合、サイリスタＳＣＲ２により半波整流され、この半波整流された出力電圧は、ランプ６０に供給される。

また、サイリスタＳＣＲ１のゲート端子は、バッテリ電圧検出回路（不図示）により検出された電圧に基づき制御されている。また、サイリスタＳＣＲ２のゲート端子は、ランプ電圧検出回路（不図示）により検出された電圧に基づき制御されている（例えば、特許文献１参照）。

また、関連する自転車用照明制御装置がある（特許文献２を参照）。この特許文献２に記載の自転車用照明制御装置は、自転車の照明装置を車輪に接触して発電する発電用ダイナモで駆動する場合に、走行開始直後又は停止直前の低速走行時にブロックダイナモの発電電力不足を一次電池で補って定格電圧で明るく点灯するようにしている。

特開２００１−９３６８０号公報 特開２００１−１３０３１４号公報

特許文献１に記載の単相半波整流方式のバッテリ充電装置では、発電機１０の交流電圧を用いてランプ６０を点灯させているため、発電機１０が回転していない場合、ランプ６０を点灯させることができず、また、車両のアイドリング時に、ランプ６０に供給される交流電圧の実効値と周期が変動し、ランプ６０の明るさが暗く、さらに、ちらつきが発生するという問題がある。

この問題に対処する方法として、例えば、図１７（ｂ）に示す単相全波整流方式を用いてバッテリ５０を充電し、このバッテリ５０の充電電圧をランプ６０に供給する方法がある。この図１７（ｂ）に示すバッテリ充電装置において、制御回路２０Ｂは、発電機１０、ランプ６０、バッテリ５０、ＤＣ負荷３０に接続されている。この制御回路２０Ｂは、発電機１０から出力された交流電圧ＶＡを、ダイオードＤ１１及びＤ１２と、サイリスタＳＣＲ１１及びＳＣＲ１２とで全波整流して出力電圧ＶＯに変換し、この出力電圧ＶＯをバッテリ５０とランプ６０とＤＣ負荷３０に供給する。
この図１７（ｂ）に示すバッテリ充電装置では、バッテリ５０に充電された一定の電圧でランプ６０を駆動するため、発電機１０が回転していない場合や、車両のアイドリング時の場合において、ランプ６０を一定の明るさで点灯することができる。

ところで、図１７（ａ）に示す単相半波整流方式によりバッテリ５０に充電を行う場合と、図１７（ｂ）に示す単相全波整流方式路によりバッテリ５０に充電を行う場合とにおいて、発電機１０の回転数に対するバッテリ５０の充電電流は、図１８に示すように、発電機１０の回転数に応じて変化する。
図１８は、横軸に発電機１０の回転数（ｒｐｍ）を表し、縦軸にバッテリの充電電流（Ａａｖｅ）を表し、バッテリ５０の電圧が１３Ｖ（満充電で１４Ｖ）、発電機１０の出力容量が４０Ｗの場合におけるバッテリ５０への充電電流特性を示している。また、図１８上において、実線で示す電流Ｉｈは、単相半波整流方式(図１７（ａ）)を用いた場合のバッテリ５０への充電電流特性を示し、破線で示す電流Ｉｆは、単相全波整流方式（図１７（ｂ））を用いた場合のバッテリ５０への充電電流特性を示している。

この図１８に示すように、単相半波整流方式（図１７（ａ））によるバッテリ５０への充電電流Ｉｈは、発電機回転数が０ｒｐｍの時（回転停止時）に、発電機１０には出力電圧が発生しないため、サイリスタＳＣＲ１には電流が流れず、ＳＣＲ１からバッテリ５０へ流れる充電電流は０（ゼロ）となる。
そして、発電機１０が回転を開始し、回転数が上昇するにつれて、発電機１０の出力電圧は次第に上昇し、単相半波整流回路からバッテリ５０へ流れる充電電流Ｉｈも次第に上昇する。この充電電流Ｉｈは、低速領域（例えば、２０００ｒｐｍ未満の領域）において、回転数の上昇に応じて直線状に急速に増加し、その後は緩やかに増加し、３０００ｒｐｍを超える時点で次第に飽和特性を示し、１００００ｒｐｍの時点で、約７．３Ａとなる。

一方、単相全波整流方式（図１７（ｂ））によるバッテリ５０への充電電流Ｉｆは、発電機回転数が０ｒｐｍの時（回転停止時）、バッテリ５０からランプ６０へ電流が流れるためバッテリ５０への充電電流は負電流（放電電流）となる。この例では、バッテリ５０からランプ６０に約３Ａの電流が流れる。
そして、発電機１０が回転を開始し、回転数が上昇するにつれて、発電機１０の出力電圧が次第に上昇し、単相全波整流回路からバッテリ５０へ流れる充電電流Ｉｆも次第に上昇する。この充電電流Ｉｆは、低速領域（例えば、２０００ｒｐｍ未満の領域）において、回転数の上昇に応じて直線状に急速に増加し、その後は緩やかに増加し、３０００ｒｐｍを超える時点で次第に飽和特性を示し、１００００ｒｐｍの時点で、約６．５Ａとなる。

このように、単相全波整流方式（１７（ｂ））を用いる場合には、バッテリ５０からランプ６０に電流を供給するため、発電機１０が回転していない場合においても、ランプ６０を点灯することができ、また、車両のアイドリング時に、ちらつきを発生させることなく一定の明るさで点灯できる。しかしながら、その一方で、単相全波整流方式（図１７（ｂ））では、発電機１０の高速回転時において、充電電流Ｉｆが単相半波整流方式の充電電流Ｉｆよりも小さくなるという問題がある。これは、単相全波整流方式では、発電機１０のコイルの有するインダクタンス分による充電電流Ｉｆの位相（交流電圧ＶＡに対する位相）の遅れが影響し、その分、単相全波整流方式における電流Ｉｆの大きさが制限されるためである。
このため、発電機１０の高速回転時において、単相半波整流方式を用いてバッテリ５０へ充電を行うととともに、発電機１０が回転していない場合や、車両のアイドリング時において、ランプ６０の明るさが暗くなることや、ちらつきが発生することを回避できるバッテリ充電装置が望まれていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、発電機が回転していない時や、車両のアイドリング時において、ランプの明るさが暗くなることや、ちらつきが発生することを回避できるとともに、発電機の高速回転時においてバッテリに流す充電電流を増加させることができる、バッテリ充電装置、及び制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のバッテリ充電装置は、発電機から出力された交流電圧を整流してバッテリの充電とランプの点灯を制御するバッテリ充電装置であって、前記発電機から出力される交流電圧の一方の相の電圧を整流及び位相制御して前記バッテリに供給する第１のスイッチ回路と、前記発電機から出力される交流電圧の他方の相の電圧を整流及び位相制御して前記ランプに供給する第２のスイッチ回路と、前記バッテリの電圧を前記ランプに供給する第３のスイッチ回路と、前記発電機の回転数を計測する回転数計測部と、前記発電機の回転数に応じて前記第２のスイッチ回路及び前記第３のスイッチ回路からの前記ランプへの電圧の供給動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記発電機の回転数が所定の第１の回転数以上である場合に、前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路から前記ランプへ供給することを停止し、前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給し、前記発電機の回転数が所定の第１の回転数未満であり、かつ前記第１の回転数よりも低い所定の第２の回転数以上の場合において、前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給することを停止し、前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路を介して前記ランプに供給し、前記発電機の回転数が前記所定の第２の回転数未満の場合に、前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路を介して前記ランプに供給するとともに、前記交流電圧の一方の相が出力される期間において前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給し、前記発電機の回転が停止し、前記発電機から交流電圧が出力されていない場合に、前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路から前記ランプに供給する、ことを特徴とする。

また、本発明のバッテリ充電装置において、前記所定の第１の回転数は、発電機の出力容量と、前記発電機により電力が供給される負荷容量とに応じて設定されることを特徴とする。

また、本発明のバッテリ充電装置において、前記第１のスイッチ回路は、前記バッテリの電圧に応じて前記交流電圧の一方の相の電圧を前記バッテリに供給する期間を制御する第１スイッチ制御部を備え、前記第２のスイッチ回路は、前記交流電圧に応じて前記他方の相の電圧を前記ランプに供給する期間を制御する第２スイッチ制御部を備え、前記第３のスイッチ回路は、前記交流電圧の一方の相が出力される期間において、前記交流電圧に応じて、バッテリの電圧を前記ランプに供給する期間を制御する第３スイッチ制御部を備える、ことを特徴とする。

また、本発明のバッテリ充電装置は、前記第１のスイッチ回路及び第２のスイッチ回路がサイリスタ素子とそのゲート制御回路とで構成され、前記第３のスイッチ回路が電界効果トランジスタとそのゲート制御回路とで構成される、ことを特徴とする。

また、本発明の制御方法は、発電機から出力された交流電圧を整流してバッテリの充電とランプの点灯を制御するバッテリ充電装置の制御方法であって、前記発電機から出力される交流電圧の一方の相の電圧を、第１のスイッチ回路を介して、整流及び位相制御して前記バッテリに供給する手順と、前記発電機から出力される交流電圧の他方の相の電圧を、第２のスイッチ回路を介して、整流及び位相制御して前記ランプに供給する手順と、前記バッテリの電圧を、第３のスイッチ回路を介して、前記ランプに供給する手順と、前記発電機の回転数を計測する回転数計測手順と、前記発電機の回転数に応じて前記第２のスイッチ回路及び前記第３のスイッチ回路からの前記ランプへの電圧の供給動作を制御する制御手順と、を含み、さらに、前記制御手順には、前記発電機の回転数が所定の第１の回転数以上である場合に、前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路から前記ランプへ供給することを停止し、前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給する手順と、前記発電機の回転数が所定の第１の回転数未満であり、かつ前記第１の回転数よりも低い所定の第２の回転数以上の場合において、前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給することを停止し、前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路を介して前記ランプに供給する手順と、前記発電機の回転数が前記所定の第２の回転数未満の場合に、前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路を介して前記ランプに供給するとともに、前記交流電圧の一方の相が出力される期間において前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給する手順と、前記発電機の回転が停止し、前記発電機から交流電圧が出力されていない場合に、前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路から前記ランプに供給する手順と、を含むことを特徴とする。

本発明のバッテリ充電装置、及び制御方法によれば、発電機から出力される交流電圧の一方の相の電圧をバッテリに供給する第１のスイッチ回路と、発電機から出力される交流電圧の他方の相の電圧をランプに供給する第２のスイッチ回路と、バッテリの電圧をランプに供給する第３のスイッチ回路と、発電機の回転転数計測部と、各スイッチ回路の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、発電機の回転数が所定の第１の回転数以上である場合に、交流電圧の他方の相の電圧を、第２のスイッチ回路を介してランプへ供給することを停止し、バッテリの電圧を、第３のスイッチ回路を介してランプに供給する。
これにより、本発明のバッテリ充電装置は、発電機が回転していない時や、車両のアイドリング時において、ランプの明るさが暗くなることや、ちらつきが発生することを回避できるとともに、発電機の高速回転時においてバッテリに流す充電電流を増加させることができる。

本実施形態に係るバッテリ充電装置の回路図である。 単相半波整流方式（ランプ６０をＡＣ点灯）と単相全波整流方式（ランプ６０をＤＣ点灯）と単相半波整流方式（ランプ６０をＤＣ点灯）の例を示した図である。 図２に示す各種の整流回路方式におけるバッテリ５０への充電電流特性を示す図である。 発電機１０の回転数に応じた制御回路３０の整流動作について説明するための図である。 発電機１０の回転数に応じた第１サイリスタ２１と第２サイリスタ２３とスイッチ２５の制御状態を示す図である。 本実施形態に係る第１ゲート制御回路のブロック図である。 三角波電圧ＶＢと差分電圧ＶＤ’との相対的な関係を示す図である。 三角波発生回路における三角波の発生メカニズム（スロープ部分の生成過程）を説明するための波形図である。 発電機１０の回転数が低い場合の制御回路２０における各部の波形を示す図である。 発電機１０の回転数が高い場合の制御回路２０における各部の波形を示す図である。 本実施形態に係る第２ゲート制御回路のブロック図である。 本実施形態に係るスイッチ制御回路のブロック図である。 発電機１０の回転数が低速の場合の波形図の一例である。 発電機１０の回転数が中速の場合の波形図の一例である。 発電機１０の回転数が高速の場合の波形図の一例である。 発電機１０の回転数が低速の場合の発電機の交流電圧の波形図の一例である。 従来技術に係るバッテリ充電装置の回路図である。 単相半波整流方式と単相全波整流方式におけるバッテリへの充電電流特性を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るバッテリ充電装置の回路図である。

（バッテリ充電装置の全体構成の説明）
図１に示すように、バッテリ充電装置１は、発電機１０、制御回路２０、バッテリ５０により構成されている。また、制御回路２０は、ランプ６０、負荷３０、ヒューズ４０に接続されている。また、制御回路２０は、第１サイリスタ２１（ＳＣＲ１）、第２サイリスタ２３（ＳＣＲ２）、第１ゲート制御回路２２、第２ゲート制御回路２４、スイッチ２５、スイッチ制御回路２６、回転数計測部２７、及び制御部２８を備えている。

発電機１０は、単相交流発電機であり、車両等のエンジンに連動して回転することにより、交流で発電を行う。発電機１０の一方端１０−１は、制御回路２０に接続され、他方端１０−２は、接地されている。発電機１０は、発電した交流電圧ＶＡを制御回路２０に出力する。

ランプ６０は、例えば、車両のヘッドライトである。ランプ６０の一方端は、制御回路２０に接続され、他方端は、接地されている。負荷３０は、車両の各種電装回路である。負荷３０の一方端は、制御回路２０に接続され、他方端は、接地されている。ヒューズ４０は、バッテリ５０の保護をする。ヒューズ４０の一方端は、制御回路２０に接続され、他方端は、バッテリ５０の正極端子に接続されている。

バッテリ５０は、充電式の電池である。バッテリ５０の正極端子は、ヒューズ４０の他方端に按統され、負極端子は、接地されている。
第１サイリスタ２１（第１のスイッチ回路）のゲート端子は、第１ゲート制御回路２２の出力端子ｏｕｔ２に接続されている。第１サイリスタ２１のアノード端子は、発電機１０の一方端１０−１に接続されている。また、第１サイリスタ２１のカソード端子は、スイッチ２５のソース端子とバックゲート端子、負荷３０の一方端、およびヒューズ４０の一方端に接続されている。

これにより、第１サイリスタ２１は発電機１０が出力する交流電圧ＶＡを第１ゲート制御回路２２の制御に基づき半波整流し、一点鎖線７１のように、半波整流した出力電圧ＶＯを負荷３０、ヒューズ４０に供給する。

第２サイリスタ２３（第２のスイッチ回路）のゲート端子は、第２ゲート制御回路２４のｏｕｔ１に接続されている。第２サイリスタ２３のカソード端子は、発電機１０の一方端１０−１に接続されている。また、第２サイリスタ２３のアノード端子は、スイッチ２５のドレイン端子、ランプ６０の一方端に接線されている。
これにより、第２サイリスタ２３は、発電機１０が出力する交流電圧ＶＡを第２ゲート制御回路２４の制御に基づき半波整流し、一点鎖線７２のように、半波整流した出力電圧をランプ６０に供給する。

第１ゲート制御回路２２の入力端子ｉｎ２は、発電機１０の一方端１０−１に接続され、入力端子ｉｎ２’は、第１サイリスタ２１のカード側に接続され、出力電圧ＶＯが入力される。また、第１ゲート制御回路２２の出力端子ｏｕｔ２は、第１サイリスタ２１のゲート端子に接続されている。
これにより、第１ゲート制御回路２２は、発電機１０の交流電流ＶＡ及びバッテリ電圧ＶＥを検出し、バッテリ５０への過充電を防止するように第１サイリスタ２１のオン状態とオフ状態を制御する。

第２ゲート制御回路２４の入力端子ｉｎ１は、発電機１０の一方端１０−１に接続されている。また、第２ゲート制御回路２４の出力端子ｏｕｔ１は、第２サイリスタ２３のゲート端子に接続されている。
これにより、第２ゲート制御回路２４は、ランプ６０通電時の実効電圧が制限値以上（負側に大）になったことを検出した場合、ランプ６０を保護するために第２サイリスタ２３のオフを維持する制御を行う。

スイッチ２５（第３のスイッチ回路）のソース端子とバックゲート端子は、第１サイリスタ２１のカソード端子とヒューズ４０の一方端との接線点に接線されている。スイッチ２５のドレイン端子は、第２サイリスタ２３のアノード端子とランプ６０の一方端との接続点に接続されている。また、スイッチ２５のゲート端子は、スイッチ制御回路２６の出力端子ｏｕｔ３に接続されている。また、スイッチ２５は、例えば、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）である。
これにより、スイッチ２５は、スイッチ制御回路２６の制御に基づき、バッテリ５０に充電されている電圧を、一点鎖線７３のように、ランプ６０に供給する。

スイッチ制御回路２６の入力端子ｉｎ３は、発電機１０の一方端１０−１に接続されている。また、スイッチ制御回路２６の出力端子ｏｕｔ３は、スイッチ２５のゲート端子に接続されている。
これにより、スイッチ制御回路２６は、発電機１０の交流電圧ＶＡを検出し、検出した交流電圧のレベルと周期に基づき、後述するようにスイッチ２５の制御信号を生成する。スイッチ制御回路２６は、生成したスイッチ２５の制御信号により、スイッチ２５の制御を行う。

回転数計測部２７は、発電機１０の回転数を検出する。回転数計測部２７は、例えば、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡの周期を検出することにより、発電機１０の回転数を計測する。例えば、回転数計測部２７は、交流電圧ＶＡの波形のゼロクロス点の間隔（周期）を計測することにより、発電機１０の回転数を計測することができる。
また、回転数計測部２７は、発電機１０に回転検出用のロータリエンコーダ（パルスジェネレータ）が設備されている場合、このロータリエンコーダから出力されるパルス信号の周期を検出して、発電機１０の回転数を計測することができる。回転数計測部２７は、計測した発電機１０の回転数の情報を信号Ｎとして制御部２８に出力する。

制御部２８は、制御回路２０内の各部の動作を統括して制御する制御部である。この制御部２８は、制御信号ＣＮＴを生成し、この制御信号ＣＮＴを第１ゲート制御回路２２、第２ゲート制御回路２４、及びスイッチ制御回路２６に出力することにより、これらの回路の動作を制御する。

例えば、制御部２８は、発電機１０の回転数が高速（７０００ｒｐｍ以上）である場合に、第２ゲート制御回路２４から信号ｏｕｔ１が出力されないように制御し、第２サイリスタ２３の動作を停止させるとともに、スイッチ制御回路２６を制御してスイッチ２５をオン状態（導通）にし、このスイッチ２５を介して、バッテリ５０からランプに点灯電流を供給させる。

（バッテリ充電装置１におけるランプ６０の駆動方法の切換についての説明）
上記構成のバッテリ充電装置１において、制御回路２０は、発電機１０の回転数に応じて、ランプ６０の駆動方法を切り替えるように構成されている。より具体的には、発電機１０の回転停止時には、ランプ６０をバッテリ５０のみにより駆動し、発電機１０の低速回転時には、ランプ６０を第２サイリスタ２３とバッテリ５０とで駆動し、発電機１０の中速回転時には、ランプ６０を第２サイリスタ２３のみで駆動し、発電機１０の高速回転時には、ランプ６０をバッテリ５０のみで駆動するように構成されている。

ここで、本実施形態のバッテリ充電装置１におけるランプ６０の駆動方法の切り替えについて説明する前に、単相半波整流方式と単相全波整流方式におけるバッテリ５０への充電電流特性について、補足して説明する。
図２は、単相半波整流方式（ランプ６０をＡＣ点灯）と単相全波整流方式（ランプ６０をＤＣ点灯）と単相半波整流方式（ランプ６０をＤＣ点灯）の例を示した図であり、図３は、図２に示す各整流回路方式に対応するバッテリ５０への充電電流特性を示した図である。

図２（ａ）に示す単相半波整流方式（ランプ６０をＡＣ点灯）の場合には、制御回路２０Ａが、ＳＣＲ１とＳＣＲ２とを有している。この制御回路２０Ａでは、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡを第１サイリスタ２１により半波整流(より正確には、整流及び位相制御)し、この半波整流された電圧によりバッテリ５０に対して充電電流を流す。
また、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡを、第２サイリスタ２３により半波整流(より正確には、整流及び位相制御)し、この第２サイリスタ２３により半波整流された電圧により、ランプ６０に点灯電流を流す。すなわち、バッテリ５０に対しては第１サイリスタ２１を通して充電電流を流し、ランプ６０に対しては、第２サイリスタ２３を通して点灯電流を流すようにしている。
この単相半波整流方式（ランプ６０をＡＣ点灯）の場合には、ランプ６０に流れる電流は、第２サイリスタ２３のみを通して供給されるため、発電機１０の回転数が低い場合などに、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡの電圧が低くなりランプ６０の明るさが暗くなるという問題がある。

また、図２（ｂ）に示す単相全波整流方式（ランプ６０をＤＣ点灯）においては、制御回路２０Ｂが、ダイオードＤ１１及びＤ１２と、ＳＣＲ１１及びＳＣＲ１２とで構成される単相全波整流回路を有している。この単相全波整流方式では、単相全波回路から出力される電圧によりバッテリ５０に充電電流を流し、ランプ６０には、バッテリ５０から点灯電流を流すようにしている。
この単相全波整流方式の場合には、発電機１０の回転数が低く、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡの電圧が低い場合においても、バッテリ５０からランプ６０に電流を流すため、発電機１０の停止時及び回転数が低い場合においてもランプ６０を明るく点灯することができる。

また、図２（ｃ）に示す単相半波整流方式（ランプ６０をＤＣ点灯）は、制御回路２０Ｃが、ＳＣＲ１のみを有している。この制御回路２０Ｃでは、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡを第１サイリスタ２１により半波整流し、この半波整流された電圧によりバッテリ５０に対して充電電流を流し、また、ランプ６０には、バッテリ５０から点灯電流を流すようにしている。
この単相半波整流方式（ランプ６０をＤＣ点灯）方式では、発電機１０の回転数が低く、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡの電圧が低い場合においても、バッテリ５０からランプ６０に電流を流すので、発電機１０の停止時及び回転数が低い場合においてもランプ６０を明るく点灯することができる。

また、図３は、図２に示す各種の整流方式におけるバッテリ５０への充電電流特性を示す図であり、バッテリ５０の電圧が１３Ｖ（満充電時で１４Ｖ）であり、発電機１０から出力される交流電力量が４０Ｗの場合の例である。

この図３では、横軸に発電機１０の回転数（ｒｐｍ）を表し、縦軸に充電電流の平均値（Ａａｖｅ）を表し、実線で示す単相半波整流方式（ランプ６０をＡＣ点灯）（図２（ａ））の場合の充電電流特性Ａと、二点鎖線で示す単相全波（ランプ６０をＤＣ点灯）（図２（ｂ））の場合の充電電流特性Ｂと、破線で示す単相半波（ランプ６０をＤＣ点灯）（図２（ｃ））の場合の充電電流特性Ｃの、それぞれを並べて示したものである。
この図３に示すように、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡによりバッテリ５０を充電する際にバッテリ５０への充電電流を最も大きくするためには、発電機１０の回転数がＮｍからＮｈまでの中速回転の領域では、特性曲線Ａで示す単相半波整流方式（ランプ６０をＡＣ点灯）（図２（ａ））を用い、発電機１０の回転数がＮｈ以上の高速回転の領域では、特性曲線Ｃで示す単相半波整流方式（ランプ６０をＤＣ点灯）（図２（ｃ））を用いるとよいことが分かる。

このため、本実施形態のバッテリ充電装置１では、制御回路２０が、図４に示すように、発電機１０の回転数に応じて、制御回路２０におけるランプの駆動方式を切り替えるようにしている。
すなわち、発電機１０の回転数が低速の場合、例えば、回転数が２５００ｒｐｍ未満の低速回転の場合には、図２（ａ）に示す単相半波整流方式（ランプ６０をＡＣ点灯）に加えて、スイッチ２５をオン・オフ制御することにより、バッテリ５０からランプ６０に不足分の電流を流すようにする。その結果、充電特性は、実線の特性曲線Ａ１で示すようになる。

そして、発電機１０の回転数が中速回転の場合、例えば、回転数が２５００ｒｐｍから７０００ｒｐｍの場合は、単相半波整流方式（ランプ６０をＡＣ点灯）を使用する。すなわち、第１サイリスタ２１によりバッテリ５０を充電するとともに、ランプ６０には第２サイリスタ２３のみにより点灯電流を流す。また、スイッチ２５は常にオフ状態にし、バッテリ５０からランプ６０に電流を流さないようにする。その結果、充電特性は、実線の特性曲線Ａ２で示すようになる。

そして、発電機１０の回転数が高速回転の場合、例えば、回転数が７０００ｒｐｍ以上の場合は、図２（ｃ）に示す単相半波整流方式（ランプ６０をＤＣ点灯）を使用する。すなわち、第１サイリスタ２１により、バッテリ５０を充電するとともに、ランプ６０にバッテリ５０からランプ点灯電流を流し、第２サイリスタ２３は常にオフ状態にする。その結果、充電特性は、実線の特性曲線Ａ３で示すようになる。

また、図５は、図４に示す充電電流特性Ａ１〜Ａ３を実現する場合において、発電機１０の回転数に応じた、第１サイリスタ２１（ＳＣＲ１）と、第２サイリスタ２３（ＳＣＲ２）と、スイッチ２５の制御状態を表で示したものである。
図５の表に示すように、発電機１０の停止時（回転停止時）においては、発電機１０の出力電圧ＶＡは０（ゼロ）であり、第１サイリスタ２１及び第２サイリスタ２３は制御停止（オフ）状態とし、ランプ６０には、スイッチ２５については常にオンとすることにより、バッテリ５０からランプ６０に電圧を供給し、バッテリ５０からランプ６０に点灯電流を流すようにする。

発電機１０の低速回転時においては、第１サイリスタ２１及び第２サイリスタ２３の制制御（半波整流及び位相制御）を行うとともに、スイッチ２５のオン・オフ制御を行う。

すなわち、発電機１０の低速回転時においては、第１サイリスタ２１の導通タイミング（導通期間）を制御することにより、この第１サイリスタ２１を介して、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡによりバッテリ５０に充電電流を流す。また、第２サイリスタ２３の導通タイミング（導通期間）を制御することにより、この第２サイリスタ２３を介して、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡによりランプ６０にランプ点灯電流を流す。
さらに、この発電機１０の低速回転時においては、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡが低く、第２サイリスタ２３を介してランプ６０に流れるランプ点灯電流が不足するため、この不足分の電流を補うために、スイッチ２５をオン・オフ制御して、バッテリ５０からランプ６０に不足分の電流を流すようにする。

発電機１０の中速回転時においては、第１サイリスタ２１及び第２サイリスタ２３の制御（半波整流及び位相制御）を行うとともに、スイッチ２５の制御を停止する。

この発電機１０の中速回転時においては、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡが増加し、第２サイリスタ２３を介してランプ６０に十分な点灯電流を流すことができるようになり、バッテリ５０からランプ６０に電流を流す必要がなくなる。このため、スイッチ２５のオン・オフ制御を停止し、スイッチ２５を常に制御停止（オフ状態）にする。

すなわち、発電機１０の中速回転時においては、第１サイリスタ２１の導通タイミングを制御することにより、この第１サイリスタ２１を介して、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡによりバッテリ５０に充電電流を流す。また、第２サイリスタ２３の導通タイミングを制御することにより、この第２サイリスタ２３を介して、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡによりランプ６０にランプ点灯電流を流す。一方、スイッチ２５は、常に制御停止状態（オフ状態）にする。

次に、発電機１０の高速回転時においては、第１サイリスタ２１については制御し、スイッチ２５については制御または常にオンとし、第２サイリスタ２３については制御を停止し、常にオフ状態にする。
この高速回転時においては、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡが高くなり、第１サイリスタ２１からバッテリ５０に十分な充電電流を流すことができるとともに、バッテリ５０からランプ６０に余裕を持って点灯電流を流すことができるため、第２サイリスタ２３の制御を制御停止（オフ状態）にし、第１サイリスタ２１の制御（半波整流及び位相制御）とスイッチ２５のオン・オフ制御を行う。

すなわち、発電機１０の高速回転時においては、第１サイリスタ２１の位相制御を行うことにより、この第１サイリスタ２１を介して、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡによりバッテリ５０に充電電流を流す。また、スイッチ２５をオン・オフ制御して、バッテリ５０からランプ６０に点灯電流を流すようにする。

この図５の表に示すように、発電機１０の回転数に応じて、第１サイリスタ２１と、第２サイリスタ２３と、スイッチ２５の制御状態を切り替えることにより、バッテリ５０に流れる充電電流を、図４に示す充電電流特性Ａ１〜Ａ３を実現することができる。これにより、発電機１０の高速回転時において、発電機１０からバッテリ５０に流れる充電電流を増加させることができる。また、発電機１０の停止時や低速回転時においてランプ６０の明るさが暗くなることや、ちらつきが発生することを回避できる。

（バッテリ充電装置の各部の構成と動作についての説明）
次に、バッテリ充電装置１の各部の構成と動作について説明する。最初に、第１ゲート制御回路２２について、図６と図７を用いて説明する。

図６は、本実施形態に係る第１ゲート制御回路のブロック図である。
図６に示すように、第１ゲート制御回路２２は、分圧回路２２−１、電圧変換回路２２−２、基準電圧発生回路２２−３、差動回路２２−４、増幅回路２２−５、三角波発生回路２２−６、比較回路２２−７を備えている。

分圧回路２２−１は、制御回路２０の出力電圧ＶＯ（バッテリ充電電圧）を分圧し、分圧した電圧ＶＲを電圧変換回路２２−２に出力する。電圧変換回路２２−２は、分圧回路２２−１で分圧された電圧ＶＲを、その実効値を表す電圧ＶＲ’に変換し、変換した電圧ＶＲ’を差動回路２２−４の一方の入力端子に出力する。この電圧ＶＲ’は、出力電圧ＶＯの検出値として取り扱われる。

基準電圧発生回路２２−３は、負荷３０とバッテリ５０に電力を供給するための目標電圧ＶＴを発生させ、発生させた目標電圧ＶＴを差動回路２２−４の他方の入力端子に出力する。
差動回路２２−４は、電圧ＶＲ’と目標電圧ＶＴとの差分電圧ＶＤ（＝ＶＲ’−ＶＴ）を生成し、生成した差分電圧ＶＤを増幅回路２２−５に出力する。
増幅回路２２−５は、差分電圧ＶＤを増幅した差分電圧ＶＤ’を比較回路２２−７の一方の端子に出力する。

三角波発生回路２２−６は、発電機１０から出力された交流電圧ＶＡの各周期に対応したピーク電圧一定の三角波電圧ＶＢを生成し、生成した三角波電圧ＶＢを比較回路２２−７の他方の端子に出力する。比較回路２２−７は、差分電圧ＶＤ’と三角波電圧ＶＢとを比較し、この比較の結果に基づき第１サイリスタ２１の導通タイミング（点弧位相）を規定する制御信号ｃを生成する。

次に、図７を参照して、増幅回路２２−５を導入することの技術的意味を説明する。
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、増幅回路２２−５の増幅度である倍率係数Ｍを「１」及び「２」とした場合の三角波電圧ＶＢと差分電圧ＶＤ’（＝ＶＤ）との相対的な開係を説明する図である。
図７（ａ）において、倍率係数Ｍを「１」に設定した場合、区間Ｗ１は、三角波電圧ＶＢが差分電圧ＶＤ’を上回る期間、すなわち第１サイリスタ２１がオン状態に制御される期間を示す。また、図７（ｂ）は、倍率係数Ｍを「２」に設定した場合の三角波電圧ＶＢと差分電圧ＶＤ’（＝２×ＶＤ）との相対的な関係を示している。図７（ｂ）に示すように倍率係数Ｍを「２」に設定して差分電圧ＶＤを２倍に増幅すると、図７（ａ）に示す区間Ｗ１と比較して、第１サイリスタ２１のオン状態に対応する区間Ｗ２の変動量（ＶＤ’の変動量）が２倍になり、これにより、バッテリ５０に供給される電圧の変動量に対して制御信号ｃの応答量（感度）が２倍になる。

このことは、図７（ｃ）に示すように、倍率係数Ｍが「１」のときの差分電圧ＶＤ，（＝ＶＤ）に対して三角波電圧のピーク電圧が相対的に半分（ＶＢ／２）になることと等価であり、バッテリ５０に供給される電圧の制御幅Ｗ（後述）が半分になることを意味している。従って、増幅回路２２−５を導入して、差分電圧ＶＤをＭ倍に増幅することにより、バッテリ５０に供給される電圧の制御幅Ｗが相対的にＭ分の１に小さくなるため、バッテリ５０に供給される電圧を精度よく目標電圧ＶＴに制御できるようになる。

次に、図８を参照して、三角波発生回路２２−６における三角波電圧ＶＢの発生メカニズムを説明する。図８は、本実施形態に係る三角波発生回路における三角波の発生メカニズム（スロープ部分の生成過程）を説明するための波形図である。
図８（ａ）は、交流電流ＶＡと方形波Ｓの波形図であり、図８（ｂ）は、三角波電圧ＶＢの生成を説明する図である。

一般には発電機１０が出力する交流電圧の周波数は急激に変化しないので、１サイクル前の波形と現在のサイクルの波形はほとんど同じと考えることができる。例えば、図８（ａ）において、波形２が現在のサイクルの波形だとすれば、波形２の半周期Ｔ２と、その１サイクル前の波形１の半周期Ｔ１とはほとんど同じである。

上述の特性を利用して、次の手順により三角波電圧ＶＢを生成する。
（手順１）図８（ａ）に示すように、波形１のサイクルにおいて、発電機１０が出力する交流電圧ＶＡから方形波Ｓを生成する。この波形１に対応する方形波Ｓの半周期は、波形１のサイクルにおける交流電圧ＶＡの半周期Ｔ１と一致する。
（手順２）続いて、方形波Ｓの半周期Ｔ１の時間をカウントする。
（手順３）続いて、半周期Ｔ１の時間のカウント数を所定の分解能ｎで除算して、時間ｔ１（＝Ｔ１／ｎ）を得る。ここで、分解能ｎは、三角波電圧ＶＢのスロープの滑らかさを規定する量であり、分解能ｎが高い程、三角波電圧ＶＢのスロープが滑らかになる。
（手順４）続いて、三角波電圧ＶＢのピーク電圧ＶＰを所定の分解能ｎで除算して、電圧ｖ１（＝Ｖｐ／ｎ）を得る。
（手順５）続いて、図８（ｂ）に示すように、次のサイクルの波形２の立ち上がりタイミング（Ｔ２をカウントし始めるタイミング）で、上記電圧ｖ１だけ三角波電圧ＶＢを上昇させ、この三角波電圧ＶＢを上記時間ｔ１の間だけ維持する。

(手順６)同じ波形２のサイクルにおいて、上記時間ｔ１が経過したタイミングで上記電圧ｖ１だけ三角波電圧ＶＢを更に上昇させ、これを全都でｎ回繰り返すと、図８（ｂ）に示すような階段状の波形が得られ、波形２のサイクルに対応する三角波電圧のスロープ部分に相当する階段状の波形が得られる。分解能ｎの値を大きくすれば、階段状の波形が滑らかになり、一層良好な三角波を得ることができる。
以上の手順により、１サイクル前の交流電圧ＶＡの波形を用いて、交流電圧ＶＡの各周期に対応した三角波電圧であって、ピーク電圧ＶＰが一定の電圧波形を生成する。

上述の三角波電圧の発生メカニズムを利用した三角波発生回路２２−６は、制御回路２０においてスイッチ２５の導通タイミングを制御するための三角波電圧を生成するものであって、例えば、カウンタ部と、除算部と、波形生成部とから構成することができる。ここで、カウンタ部は、発電機１０が出力する第１サイクルの交流電圧波形の半周期の時間（図８（ａ）の例えば波形１のサイクルにおける時間Ｔ１）をカウントするものである。
除算部は、上記カウンタ部によるカウント数を所定の分解能ｎ（所定値）で除算するものである。波形生成部は、第１サイクル後の第２サイクル（図８（ａ）の例えば波形２のサイクル）において上記第１サイクルでの除算部の除算結果で示される時間ｔ１の経過ごとに所定電圧ｖ１だけ上昇する階段状の電圧波形を生成するものである。この階段状の電圧波形は上記三角波電圧の波形として出力される。

次に、図９を参照して、第１ゲート制御回路２２の動作について説明する。なお、ここでは、比較回路２２−７において、差分電圧ＶＤ’と三角波電圧ＶＢのみが比較される例について説明する。

図９と図１０は、スイッチ制御回路２６が動作してない場合の制御回路２０における各部の波形を示す図である。図９は、発電機１０の回転数が低い場合の制御回路２０における各部の波形を示す図であり、図１０は、発電機１０の回転数が高い場合の制御回路２０における各部の波形を示す図である。図９と図１０において、横軸は時間の経過を示し、縦軸は、交流電圧ＶＡ、三角波電圧ＶＢ及び差分電圧ＶＤ’、制御信号ｃのそれぞれを並べて示したものである。

第１ゲート制御回路２２内の差動回路２２−４では、基準電圧発生回路２２−３で発生された目標電圧ＶＴと、電圧変換回路２２−２から出力された電圧ＶＲ’とを入力し、これらの差分電圧ＶＤを生成する。増幅回路２２−５は差分電圧ＶＤをＭ倍に増幅して、比較回路２２−７に電圧ＶＤ’（＝Ｍ×ＶＤ）を供給する。

比較回路２２−７では、差分電圧ＶＤ’と三角波電圧ＶＢとを比較し、この比較の結果に基づき第１サイリスタ２１の導通タイミングを規定する制御信号ｃを生成する。そして、比較回路２２−７は、三角波電圧ＶＢが差分電圧ＶＤ’よりも高い区間（ＶＢ＞ＶＤ’）で制御信号ｃをハイレベルとし、三角波電圧ＶＢが差分電圧ＶＤ’よりも低い区間（ＶＢ＜ＶＤ’）で制御信号ｃをローレベルとして、この制御信号ｃを第１サイリスタ２１のゲート電極に供給する。すなわち、第１サイリスタ２１は、三角波電圧ＶＢが差分電圧ＶＤ’よりも高い区間（ＶＢ＞ＶＤ’）においてオン状態とされ、それ以外の区間ではオフ状態とされる。このように、第１ゲート制御回路２２は、三角波発生回路２２−６で発生された三角波電圧ＶＢと、増幅回路２２−５から出力された差分電圧ＶＤ’とに基づき第１サイリスタ２１の導通状態を制御する。

ここで、第１サイリスタ２１のオン状態の区間、すなわち三角波電圧ＶＢが差分電圧ＶＤ’よりも高い期間は差分電圧ＶＤ’のレベルに依存し、この差分電圧ＶＤ’のレベルは、目標電圧ＶＴに対する出力電圧ＶＯのレベルに依存する。従って、出力電圧ＶＯが高ければ、電圧ＶＤ’のレベルも高くなり、三角波電圧ＶＢが差分電圧ＶＤ’より高くなる期間が減少し、第１サイリスタ２１がオン状態となる期間が減少する。この結果、出力電圧ＶＯが目標電圧ＶＴに向けて低下する。

逆に、出力電圧ＶＯが低ければ、差分電圧ＶＤ’のレベルも低くなり、この結果、三角波電圧ＶＢが差分電圧ＶＤ’よりも高い期間が増加し、第１サイリスタ２１がオン状態なる期間が増加する。この鰭果、出力電圧ＶＯが目標電圧ＶＴに向けて上昇する。このように、発電機１０の交流電圧ＶＡの各周期において、出力電圧ＶＯが目標電圧ＶＴに安定するように第１サイリスタ２１の導通期間が制御される。

発電機１０の回転数が低い場合を説明したが、発電機１０の回転数が高い場合には、図１０に示すように、発電機１０が出力する交涜電圧ＶＡの振幅が大きくなると共に、その周波数も高くなる。このため、三角波電圧ＶＢの上昇レートが大きくなるが、その他の点では、上述の図９に示す発電機１０の回転数が低い場合と同様であり、出力電圧ＶＯの実効値が目標電圧ＶＴに安定するように第１サイリスタ２１のゲート制御が実施される。

また、図１１は、本実施形態に係る第２ゲート制御回路のブロック図である。
図１１に示すように、第２ゲート制御回路２４は、分圧回路２４−１、電圧変換回路２４−２、基準電圧発生回路２４−３、差動回路２４−４、増幅回路２４−５、三角波発生回路２４−６、比較回路２４−７、出力許可回路２４−８を備えている。
この第２ゲート制御回路２４の構成と動作は、第１ゲート制御回路２２と基本的は同じであるが、出力許可回路２４−８を備えている点と、分圧回路２４−１で検出される電圧が、ランプ６０の電圧ＶＧである点が、第１ゲート制御回路２２と構成上で異なる。

この第２ゲート制御回路２４において、比較回路２４−７は、差分電圧ＶＤ’と三角波電圧ＶＢとを比較し、この比較の結果に基づき第２サイリスタ２３の導通タイミングを規定する制御信号ｄを生成し、この制御信号ｄは、出力許可回路２４−８を介して出力される。

出力許可回路２４−８は、内部に半導体スイッチ等を用いたスイッチ２４−８ａを有しており、このスイッチ２４−８ａは、制御部２８から入力した制御信号ＣＮＴによりオン・オフ（導通／非導通）が制御される。このスイッチ２４−８ａは、発電機１０が低速時間及び中速回転時のみにオン（導通）となり、発電機１０の高速回転時はオフ（非導通）になる。なわち、比較回路２４−７により生成される制御信号ｄは、発電機１０の低速及び中速回転時にのみ外部に出力され、発電機１０が高速回転時には外部に出力されない。

このような第２ゲート制御回路２４の構成により、例えば、発電機１０の中速回転時において、ランプ６０に供給される電圧は、第２ゲート制御回路2４により第２サイリスタ２３による電圧の位相が制御されることにより、ランプ６０に供給される電圧の実効値の変動を防ぐことができる。

なお、分圧回路２４−１、電圧変換回路２４−２、基準電圧発生回路２４−３、差動回路２４−４、増幅回路２４−５、三角波発生回路２４−６、及び比較回路２４−７の構成と動作については、第１ゲート制御回路２２の場合と同様であり、重複する説明は省略する。

次に、スイッチ制御回路２６の構成と動作について説明する。図１２は、スイッチ制御回路のブロック図である。図１２に示すように、スイッチ制御回路２６は、分圧回路２６−１、電圧変換回路２６−２、基準電圧発生回路２６−３、差動回路２６−４、増幅回路２６−５、三角波発生回路２６−６、比較回路２６−７、出力許可回路２６−８を備えている。

分圧回路２６−１は、発電機１０から出力された交流電圧ＶＡを分圧し、分圧した電圧ＶＲを電圧変換回路２６−２に出力する。電圧変換回路２６−２は、分圧回路２６−１で分圧された電圧ＶＲを、その実効値を表す電圧ＶＲ’に変換し、変換した電圧ＶＲ’を差動回路２６−４の一方の入力端子に出力する。この電圧ＶＲ’は、ランプ６０に供給される電圧ＶＧの検出値として取り扱われる。

基準電圧発生回路２６−３は、負荷３０とバッテリ５０に電力を供給するための目標電圧ＶＴを発生させ、発生させた目標電圧ＶＴを差動回路２６−４の他方の入力端子に出力する。差動回路２６−４は、電圧ＶＲ’と目標電圧ＶＴとの差分電圧ＶＤ（＝ＶＲ’−ＶＴ）を生成し、生成した差分電圧ＶＤを増幅回路２６−５に出力する。

増幅回路２６−５は、差分電圧ＶＤを増幅した差分電圧ＶＤ’を比較回路２６−７の一方の端子に出力する。三角波発生回路２６−６は、発電機１０から出力された交流電圧ＶＡの各周期に対応したピーク電圧一定の三角波電圧ＶＢを生成し、生成した三角波電圧ＶＢを比較回路２６−７の他方の端子に出力する。
比較回路２６−７は、差分電圧ＶＤ’と三角波電圧ＶＢとを比較し、この比較の結果に基づきスイッチ２５の導通タイミングを規定する制御信号ｂを生成し、この制御信号ｂは、出力許可回路２６−８を介して出力される。

出力許可回路２６−８は、内部に半導体スイッチ等を用いたスイッチ２６−８ａを有しており、このスイッチ２６−８ａは、制御部２８から入力した制御信号ＣＮＴによりオン・オフ状態（導通／非導通）が制御される。このスイッチ２６−８ａは、発電機１０が回転停止時、低速回転時、及び高速回転時にオン（導通）になり、発電機の中速回転時の場合にオフ状態（非導通）となる。すなわち、比較回路２６−７の出力信号は、スイッチ２６−８ａのオンの場合にのみ、制御信号ｂとして外部に出力される。

図１３〜図１５は、本実施形態に係る制御回路２０とスイッチ制御回路２６の各部の波形の一例である。図１３は、発電機１０が低速回転の場合（交流電圧ＶＡ及び周波数が低い場合）の波形の一例であり、図１４は、発電機１０が中速回転の場合（交流電圧ＶＡ及び周波数が図１３と図１５の中間の場合）の波形の一例であり、図１５は、発電機１０が高速回転の場合（交流電圧ＶＡ及び周波数が図１４より高い場合）の波形の一例である。
なお、発電機１０が低速回転の場合は、スイッチ制御回路２６において、出力許可回路２６−８内のスイッチ２６−８ａが導通となり、比較回路２６−７の出力信号は、出力許可回路２６−８を通して、そのまま制御信号ｂとして出力される。

図１３〜図１５において、横軸は時間を表し、縦軸はそれぞれ電圧レベルを表している。なお、図１３〜図１５に示す波形は、説明と理解の容易さのために、負荷３０が軽負荷、あるいは抵抗負荷（例えば、ランプ負荷）の場合の例を示したものである。すなわち、交流電圧ＶＡを第１サイリスタ２１により整流及び位相制御した波形が、ほぼそのまま出力電圧ＶＯとして負荷３０に印加される例を示したものである。また、交流電圧ＶＡは、実際には発電機１０の回転数に応じて、波形のレベルと周波数が徐々に変化していくが、説明と理解の容易さのために、所定の回転数の場合のみを模式的に示している。

図１３（ａ）は、交流電圧ＶＡの波形Ｓ１０１であり、図１３（ｂ）は、第２ゲート制御回路２４の制御信号ｄの波形Ｓ１０２であり、図１３（ｃ）は、第２サイリスタ２３が半波整流した後の波形Ｓ１０３である。図１３（d）は、三角波発生回路２６−６の出力電圧の波形Ｓ１０５と増幅回路２６−５の出力電圧の波形Ｓ１０４であり、図１３（e）は、スイッチ制御回路２６の出力である制御信号ｂの波形Ｓ１０６であり、図１３（f）は、ランプ６０に供給される電圧ＶＧの波形Ｓ１０７である。

まず、時刻ｔ１〜ｔ３の期間について説明する。時刻ｔ１〜ｔ３の期間、発電機１０は回転していない状態である。
図１３（ａ）に示すように、発電機１０が回転していないため、交流電圧ＶＡは、０［Ｖ］である。
図１３（ｂ）に示すように、発電機１０が回転していないため、交流電圧ＶＡが０［Ｖ］であるので、第２ゲート制御信号ｄはローレベルである。
図１３（ｃ）に示すように、第２サイリスタ２３が半波整流した後の波形も０［Ｖ］である。

図１３（d）に示すように、三角波発生回路２６−６の出力電圧も０［Ｖ］であり、増幅回路２６−５の出力電圧も０［Ｖ］である。
図１３（e）に示すように、スイッチ制御回路２６の制御信号ｂは、ハイレベル（Ｈ）である。
図１３（f）に示すように、制御信号ｂがハイレベルのため、スイッチ２５がオン状態であるので、ランプ６０に供給される電圧ＶＧは、バッテリ５０の電圧ＶＥである。

次に、時刻ｔ３〜ｔ８の期間について説明する。時刻ｔ３〜ｔ８の期間、発電機１０は低速で回転している状態である。なお、回転数は、例えば、１０００［ｒｐｍ］未満である（図４参照）。

図１３（ａ）に示すように、交流電圧ＶＡの最大値は、時刻ｔ３〜ｔ６の期間、正電圧側にＶ２［Ｖ］であり、時刻ｔ６〜ｔ８の期間、負電圧側にＶ２［Ｖ］である。
図１３（ｂ）に示すように、時刻ｔ３〜ｔ６の期間、交流電圧ＶＡが正電圧のため第２ゲート制御回路２４の制御信号ｄは、ローレベルである。また、時刻ｔ６〜ｔ８の期間、交流電圧ＶＡが負電圧のため第２ゲート制御回路２４の制御信号ｄは、ハイレベルである。
図１３（ｃ）に示すように、第２サイリスタ２３が半波整流した後の波形は、時刻ｔ６〜ｔ８の期間、負電圧側に、Ｖ２［Ｖ］のピーク電圧値を有する。

図１３（ｄ）に示すように、三角波発生回路２６−６の出力電圧は、交流電圧ＶＡの正相のサイクル期間に対応し、交流電圧ＶＡが負電圧から正電圧に転じる時点を起点として０［Ｖ］から一定の傾きで増加し、交流電圧ＶＡが正電圧から負電圧に転じる時点で０［Ｖ］となる三角波の波形を有する。
増幅回路２６−５の出力電圧ＶＤ’は、時刻ｔ３〜ｔ４の期間、三角波ＶＢより高い電圧レベルである。また、増幅回路２６−５の出力電圧ＶＤ’は、時刻ｔ４〜ｔ６の期間、三角波電圧ＶＢより低い電圧レベルである。このため、ランプ６０にバッテリ５０を供給する制御信号の幅Ｗは、時刻ｔ４〜ｔ６の期間である。

図１３（e）に示すように、時刻ｔ３〜ｔ４の期間、増幅回路２６−５の出力電圧ＶＤ’が三角波ＶＢより高い電圧レベルのため、スイッチ制御回路２６の制御信号ｂは、ローレベルの制御信号である。また、時刻ｔ４〜ｔ６の期間、増幅回路２６−５の出力電圧ＶＤは、三角波ＶＢより低い電圧レベルのため、スイッチ制御回路２６の制御信号ｂは、ハイレベルの制御信号である。また、時刻ｔ６〜ｔ８の期間、三角波ＶＢは出力されておらず、比較回路２６−７には０［Ｖ］が入力される。このため、増幅回路２６−５の出力電圧ＶＤ’が、０［Ｖ］より高いので、スイッチ制御回路２６の制御信号ｂは、ローレベルの制御信号である。

図１３（f）に示すように、時刻ｔ３〜ｔ４の期間、制御信号ｂがローレベルのためスイッチ２５がオフ状態であるので、ランプ６０に供給される電圧は、交流電圧ＶＡを半波整流した出力電圧であるため０［Ｖ］である。時刻ｔ４〜ｔ６の期間、制御信号ｂがハイレベルのためスイッチ２５がオン状態であるので、ランプ６０に供給される電圧ＶＧは、バッテリ５０の電圧ＶＥである。時刻ｔ６〜ｔ８の期間、制御信号ｂがローレベルのためスイッチ２５がオフ状態であるので、ランプ６０に供給される電圧ＶＧは、交流電圧ＶＡを半波整流した出力電圧であるため負電圧側にピーク電圧値Ｖ２［Ｖ］を有する。

なお、図１６に、発電機１０の回転数が低い場合の発電機の交流電圧の波形図の一例を示す。図１６は、発電機１０の回転数が数百回転時のランプ電圧と、発電機１０の交流電圧の実際の波形図を示している。図１６において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧レベルを表している。図１６に示すように、ランプ６０に供給される電圧波形Ｓ２０１は、交流電圧の正電圧時に、バッテリ電圧が供給されている。なお、発電機１０の交流波形Ｓ３０２が、図１３と異なり正電圧時にバッテリ電圧が供給されている波形になっているのは、バッテリ５０などの負荷の影響である。

以上のように、スイッチ制御回路２６は、発電機１０の出力電圧ＶＡが０［Ｖ］の場合、ランプ６０にバッテリ５０の電圧を供給するように制御する。
そして、発電機１０の回転数が低い場合、スイッチ制御回路２６は、交流電圧ＶＡが正電圧側の期間、ランプ６０にバッテリ５０の電圧を供給し、交流電圧ＶＡが負電圧側の期間、ランプ６０に第２サイリスタ２３により半波整流された発電機１０からの負電圧側の電圧を供給するように制御する。

次に、発電機１０が中速回転の場合について説明する。なお、発電機１０が中速回転の場合は、スイッチ制御回路２６において、出力許可回路２６−８内のスイッチ２６−８ａがオフ状態（非導通）となり、制御信号ｂは常にローレベルとなる。

図１４において、図１４（ａ）は、交流電圧ＶＡの波形Ｓ１１１及びＳ１１２であり、図１４（ｂ）は、第２ゲート制御回路２４の出力である制御信号ｄの波形Ｓ１１３及びＳ１１４であり、図１４（ｃ）は、スイッチ制御回路２６の出力である制御信号ｂの波形Ｓ１１５であり、図１４（ｄ）は、ランプ６０に供給される電圧ＶＧの波形Ｓ１１６及びＳ１１６である。

この図１４に示す時刻ｔ１１〜ｔ１７の期間は、発電機１０は中速回転している状態であり。例えば、発電機の回転数が３０００〜４０００［ｒｐｍ］の場合である（図４参照）。

図１４（ａ）の波形Ｓ１１１に示すように、交流電圧ＶＡの最大値は、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間、正電圧側にＶ３［Ｖ］であり、時刻ｔ１２〜ｔ１４の期間、負電圧側にＶ３［Ｖ］である。また、交流電圧ＶＡの最大値は、時刻ｔ１４〜ｔ１５の期間、正電圧側にＶ４［Ｖ］であり、時刻ｔ１５〜ｔ１７の期間、負電圧側にＶ４［Ｖ］である。
なお、電圧値Ｖ３は、図１３（ａ）の電圧値Ｖ２より大きく、周期ｔ_２＝ｔ１４−ｔ１１１は、図１３（ａ）の周期ｔ_１＝ｔ８−ｔ３より短いものとし、また、電圧値Ｖ４は、電圧値Ｖ３より大きく、周期ｔ_３＝ｔ１７−ｔ１４は、周期ｔ_２＝ｔ１４−ｔ１１より短いものとする。

図１４（ｂ）に示すように、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間、交流電圧ＶＡが正相電圧のため第２ゲート制御回路２４の制御信号ｄは、ローレベルである。また、時刻ｔ１２〜ｔ１４の期間において、波形Ｓ１１３で示すように、第２ゲート制御回路２４の制御信号ｄがハイレベルとなる。このハイレベルの期間は、交流電圧ＶＡの大きさに応じて変化する。この例では、制御信号ｄは、時刻ｔ１３〜ｔ１４（期間Ｗ１）の間でハイレベルとなる。

また、図１４（ｃ）の波形Ｓ１１５に示すように、スイッチ制御回路２６から出力される制御信号ｂは、発電機１０の中速度時（時刻ｔ１１〜ｔ１６）の期間においては、出力許可回路２６−８がオフになることにより常にローレベルに維持される。
そして、図１４（ｄ）の波形Ｓ１１６に示すように、制御信号ｄがローレベルからハイレベルに遷移するタイミング（時刻ｔ１３）に同期して第２サイリスタ２３が導通を開始する。これにより、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４（交流電圧ＶＡが０［Ｖ］になる時刻）までの期間、交流電圧ＶＡの負側の電圧がランプ６０に供給される。

時刻ｔ１４〜ｔ１７の期間についても同様であり、図１４（ｂ）の波形Ｓ１１４で示すように、制御信号ｄは、時刻ｔ１６〜ｔ１７（期間Ｗ２）の間でハイレベルとなる。この例では、期間ｔ_３における交流電圧Ｖ４が期間ｔ_２における交流電圧Ｖ３よりも電圧値が大きいため、波形Ｓ１１４がハイレベルになる期間Ｗ２は、波形Ｓ１１３がハイレベルになる期間Ｗ１よりも短くなる。

そして、図１４（ｄ）に示すように、制御信号ｄがローレベルからハイレベルに遷移するタイミング（時刻ｔ１６）に同期して第２サイリスタ２３が導通を開始する。これにより、波形Ｓ１１７で示すように、時刻ｔ１６から時刻ｔ１７（交流電圧ＶＡが０［Ｖ］になる時刻）までの期間、交流電圧ＶＡの負側の電圧がランプ６０に供給される。

以上のように、発電機１０の中速回転時において、スイッチ２５は、常にオフ状態となり、第２ゲート制御回路２４は、交流電圧ＶＡが負電圧側の場合、交流電圧ＶＡの電圧レベルが大きくなる（交流電圧ＶＡの周期が短くなる）程、ランプ６０に交流電圧ＶＡの負側の電圧が供給される期間が短くなるように第２サイリスタ２３を制御する。

次に、発電機１０の高速回転の場合について、図１５を参照して説明する。図１５（ａ）は、交流電圧ＶＡの波形Ｓ１２１であり、図１５（ｂ）は、第２ゲート制御回路２４の制御信号ｄの波形Ｓ１２２であり、図１５（ｃ）は、スイッチ制御回路２６の出力である制御信号ｂの波形Ｓ１２３であり、図１５（ｄ）は、ランプ６０に供給される電圧ＶＧの波形Ｓ１２４である。

図１５（ａ）に示すように、交流電圧ＶＡの最大値は、時刻ｔ２１〜ｔ２２の期間、及び時刻ｔ２３〜ｔ２４の期間、正電圧側にＶ５［Ｖ］であり、時刻ｔ２２〜ｔ２３の期間、及び時刻ｔ２４〜ｔ２５の期間、負電圧側にＶ５［Ｖ］である。なお、電圧値Ｖ５は、図１４（ａ）の電圧値Ｖ４より大きく、周期ｔ_４＝ｔ２３−ｔ２１は、図１５（ａ）の周期ｔ_３＝ｔ１７−ｔ１４より短いものとする。

図１５（ｂ）の波形Ｓ１２２に示すように、発電機１０が高速回転時の場合、第２ゲート制御回路２４において、出力許可回路２４−８内のスイッチ２４−８ａがオフ状態（非導通）となり、比較回路２４−７の出力信号は出力許可回路２６−８により遮断され、制御信号ｄは、常にローレベルとなる。

また、図１５（ｃ）の波形Ｓ１２３に示すように、発電機１０が高速回転の場合、制御信号ｄは常にハイレベルとなる。このため、バッテリ５０とランプ６０とを接続するスイッチ２５は常にオン状態になる。
このため、図１５（ｄ）に示すように、ランプ６０に供給される電圧は、常に、バッテリ電圧ＶＥとなる。

以上のように、スイッチ制御回路２６は、発電機１０が回転していない場合や、低速回転の場合に、スイッチ２５をオン状態に制御してバッテリ電圧ＶＥをランプ６０に供給するように制御するので、発電機１０が回転してない場合や低速回転の場合でもランプ６０を点灯させることが可能になる。特に、発電機１０の低速回転の場合、発電機１０により発電された交流電圧の正電圧側にバッテリ電圧の幅を可変しながら供給するようにしたので、発電機１０の回転数によるランプ６０の明るさのちらつきを軽減することが可能になる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、ここで、本発明と上述した実施形態との対応関係について補足して説明しておく。すなわち、上記実施形態において、本発明における第１のスイッチ回路は、第１サイリスタ２１及び第１ゲート制御回路２２が対応し、本発明における第２のスイッチ回路は、第２サイリスタ２３及び第２ゲート制御回路２４が対応し、本発明における第３のスイッチ回路は、スイッチ２５及びスイッチ制御回路２６が対応する。
また、本発明における第１スイッチ制御部は、第１ゲート制御回路２２が対応し、本発明における第２スイッチ制御部は、第２ゲート制御回路２４が対応し、本発明における第３スイッチ制御部は、スイッチ制御回路２６が対応する。また、本発明における発電機１０から出力される交流電圧ＶＡの一方の相の電圧は、例えば、正相電圧が対応し、他方の相の電圧は負相電圧が対応する。また、第１の回転数、及び第２の回転数は、一例として、それぞれ図４に示す７０００ｒｐｍ、２５００ｒｐｍが対応する。

（１）そして、上記実施形態において、本発明に係わるバッテリ充電装置１は、発電機１０から出力された交流電圧を整流してバッテリ５０の充電とランプ６０の点灯を制御するバッテリ充電装置１であって、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡの一方の相の電圧（正相電圧）を整流及び位相制御してバッテリ５０に供給する第１のスイッチ回路（第１サイリスタ２１及び第１ゲート制御回路２２）と、発電機１０から出力される交流電圧ＶＡの他方の相の電圧（負相電圧）を整流及び位相制御してランプ６０に供給する第２のスイッチ回路（第２サイリスタ２３及び第２ゲート制御回路２４）と、バッテリ５０の電圧をランプ６０に供給する第３のスイッチ回路（スイッチ２５及びスイッチ制御回路２６）と、発電機１０の回転数を計測する回転数計測部２７と、発電機１０の回転数に応じて第２のスイッチ回路及び第３のスイッチ回路からのランプへの電圧の供給動作を制御する制御部２８と、を備え、制御部２８は、発電機１０の回転数が所定の第１の回転数以上である場合に、交流電圧ＶＡの他方の相の電圧（負相電圧）を、第２のスイッチ回路からランプ６０へ供給することを停止し、バッテリ５０の電圧を、第３のスイッチ回路を介してランプ６０に供給する。
このような構成のバッテリ充電装置１では、制御部２８は、発電機１０の回転数が所定の第１の回転数以上である場合に、交流電圧ＶＡの他方の相の電圧（負相電圧）を、第２のスイッチ回路（第２サイリスタ２３及び第２ゲート制御回路２４）を介してランプ６０へ供給することを停止し、バッテリ５０の電圧を、第３のスイッチ回路（スイッチ２５及びスイッチ制御回路２６）を介してランプ６０に供給する。
これにより、バッテリ充電装置１では、発電機１０が回転していない時や、車両のアイドリング時において、ランプ６０の明るさが暗くなることや、ちらつきが発生することを回避できるとともに、発電機１０の高速回転時においてバッテリ５０に流す充電電流を増加させることができる。

（２）また、上記実施形態において、所定の第１の回転数は、発電機１０の出力容量と、該発電機により電力が供給される負荷容量とに応じて設定される。
このような構成のバッテリ充電装置１では、バッテリ５０の電圧のみをランプ６０に供給するように切り替える基準となる第１の回転数を、発電機１０の出力容量と、該発電機１０により電力が供給される負荷容量とに応じて設定する。これにより、バッテリ充電装置１は、第１の回転数を最適に設定して、発電機の高速回転時におけるバッテリ５０に流す充電電流を増加させることができる。

（３）また、上記実施形態において、制御部２８は、発電機１０の回転数が所定の第１の回転数未満であり、かつ第１の回転数よりも低い所定の第２の回転数以上の場合において、バッテリ５０の電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給することを停止し、交流電圧ＶＡの他方の相の電圧（負相電圧）を、第２のスイッチ回路を介してランプ６０に供給する。
このような構成のバッテリ充電装置１では、発電機１０の中速回転時（第２回転数から第１回転数の間の回転数の時）に、ランプ６０を第２のスイッチ回路のみにより点灯する。
これにより、バッテリ充電装置１は、発電機の中速回転時において、バッテリ５０からランプ６０に電圧を供給する必要がなくなり、第１のスイッチ回路を通してバッテリ５０に流れる充電電流を増大させることができる。

（４）また、上記実施形態において、制御部２８は、発電機１０の回転数が所定の第２の回転数未満の場合に、交流電圧ＶＡの他方の相の電圧（負相電圧）を、第２のスイッチ回路を介してランプ６０に供給するとともに、交流電圧ＶＡの一方の相（正相電圧）が出力される期間においてバッテリ５０の電圧を、第３のスイッチ回路を介してランプ６０に供給し、発電機１０の回転が停止し、発電機１０から交流電圧ＶＡが出力されていない場合に、バッテリ５０の電圧を、第３のスイッチ回路からランプ６０に供給する。
このような構成のバッテリ充電装置１では、発電機１０の低速回転時において、交流電圧ＶＡの他方の相の電圧（負相電圧）をランプ６０に供給するとともに、交流電圧ＶＡの一方の相（正相電圧）が出力される期間においてバッテリ５０の電圧をランプ６０に供給する。また、発電機１０の回転停止時は、バッテリ５０の電圧をランプ６０に供給する。
これにより、バッテリ充電装置１では、発電機１０の回転停止時や低速回転時においてランプ６０の明るさが暗くなることや、ちらつきが発生することを回避できるとともに、発電機１０の高速回転時においてバッテリ５０に流す充電電流を増加させることができる。

（５）また、上記実施形態において、第１のスイッチ回路は、バッテリ５０の電圧に応じて交流電圧ＶＡの一方の相の電圧（正相電圧）をバッテリ５０に供給する期間を制御する第１スイッチ制御部（第１ゲート制御回路２２）を備え、第２のスイッチ回路は、交流電圧ＶＡに応じて他方の相の電圧（負相電圧）をランプ６０に供給する期間を制御する第２スイッチ制御部（第２ゲート制御回路２４）を備え、第３のスイッチ回路は、交流電圧ＶＡの一方の相（正相電圧）が出力される期間において、交流電圧ＶＡに応じて、バッテリの電圧をランプ６０に供給する期間を制御する第３スイッチ制御部（スイッチ制御回路２６）を備える。
このような構成のバッテリ充電装置であれば、第１スイッチ制御部（第１ゲート制御回路２２）は、バッテリ５０の電圧に応じて交流電圧ＶＡの一方の相の電圧（正相電圧）をバッテリ５０に供給する期間を制御し、第２スイッチ制御部（第２ゲート制御回路２４）は、交流電圧ＶＡに応じて他方の相の電圧（負相電圧）をランプ６０に供給する期間を制御する。また、第３スイッチ制御部（スイッチ制御回路２６）は、交流電圧ＶＡの一方の相の電圧（正相電圧）が出力される期間において、交流電圧ＶＡに応じて、バッテリ５０の電圧をランプ６０に供給する期間を制御する。
これにより、第１のスイッチ回路では、バッテリ５０の電圧に応じてバッテリ５０に供給する電圧を制御することができる。また、第２のスイッチ回路は、交流電圧ＶＡに応じて、ランプ６０に供給する電圧を制御することができる。また、第３のスイッチ回路は、交流電圧ＶＡに応じてバッテリ５０からランプ６０に供給する期間を制御することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変形可能である。
例えば、本実施形態では、制御回路を車両に用いる例を説明したが、ランプの点灯とバッテリの充電を行う装置であれば、車両以外に用いてもよい。

１・・・バッテリ充電装置、１０・・・発電機、２０・・・制御回路、
２１・・・第１サイリスタ、２３・・・第２サイリスタ、
２２‥・第１ゲート制御回路、２４・・・第２ゲート制御回路、
２５・・・スイッチ、２６・・・スイッチ制御回路、２７・・・回転数計測部、
２８・・・制御部、３０・・・ＤＣ負荷、４０・・・ヒューズ、
５０・・・バッテリ、６０・・・ランプ

Claims (5)

1. 発電機から出力された交流電圧を整流してバッテリの充電とランプの点灯を制御するバッテリ充電装置であって、
   前記発電機から出力される交流電圧の一方の相の電圧を整流及び位相制御して前記バッテリに供給する第１のスイッチ回路と、
   前記発電機から出力される交流電圧の他方の相の電圧を整流及び位相制御して前記ランプに供給する第２のスイッチ回路と、
   前記バッテリの電圧を前記ランプに供給する第３のスイッチ回路と、
   前記発電機の回転数を計測する回転数計測部と、
   前記発電機の回転数に応じて前記第２のスイッチ回路及び前記第３のスイッチ回路からの前記ランプへの電圧の供給動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記発電機の回転数が所定の第１の回転数以上である場合に、
   前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路から前記ランプへ供給することを停止し、前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給し、
   前記発電機の回転数が所定の第１の回転数未満であり、かつ前記第１の回転数よりも低い所定の第２の回転数以上の場合において、
   前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給することを停止し、前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路を介して前記ランプに供給し、
   前記発電機の回転数が前記所定の第２の回転数未満の場合に、
   前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路を介して前記ランプに供給するとともに、前記交流電圧の一方の相が出力される期間において前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給し、
   前記発電機の回転が停止し、前記発電機から交流電圧が出力されていない場合に、
   前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路から前記ランプに供給する、
   ことを特徴とするバッテリ充電装置。
2. 前記所定の第１の回転数は、発電機の出力容量と、前記発電機により電力が供給される負荷容量とに応じて設定され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。
3. 前記第１のスイッチ回路は、
   前記バッテリの電圧に応じて前記交流電圧の一方の相の電圧を前記バッテリに供給する期間を制御する第１スイッチ制御部を備え、
   前記第２のスイッチ回路は、
   前記交流電圧に応じて前記他方の相の電圧を前記ランプに供給する期間を制御する第２スイッチ制御部を備え、
   前記第３のスイッチ回路は、
   前記交流電圧の一方の相が出力される期間において、前記交流電圧に応じて、バッテリの電圧を前記ランプに供給する期間を制御する第３スイッチ制御部を備える、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリ充電装置。
4. 前記第１のスイッチ回路及び第２のスイッチ回路がサイリスタ素子とそのゲート制御回路とで構成され、
   前記第３のスイッチ回路が電界効果トランジスタとそのゲート制御回路とで構成される、
   ことを特徴とする請求項３に記載のバッテリ充電装置。
5. 発電機から出力された交流電圧を整流してバッテリの充電とランプの点灯を制御するバッテリ充電装置の制御方法であって、
   前記発電機から出力される交流電圧の一方の相の電圧を、第１のスイッチ回路を介して、整流及び位相制御して前記バッテリに供給する手順と、
   前記発電機から出力される交流電圧の他方の相の電圧を、第２のスイッチ回路を介して、整流及び位相制御して前記ランプに供給する手順と、
   前記バッテリの電圧を、第３のスイッチ回路を介して、前記ランプに供給する手順と、
   前記発電機の回転数を計測する回転数計測手順と、
   前記発電機の回転数に応じて前記第２のスイッチ回路及び前記第３のスイッチ回路からの前記ランプへの電圧の供給動作を制御する制御手順と、
   を含み、
   さらに、前記制御手順には、
   前記発電機の回転数が所定の第１の回転数以上である場合に、
   前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路から前記ランプへ供給することを停止し、前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給する手順と、
   前記発電機の回転数が所定の第１の回転数未満であり、かつ前記第１の回転数よりも低い所定の第２の回転数以上の場合において、
   前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給することを停止し、前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路を介して前記ランプに供給する手順と、
   前記発電機の回転数が前記所定の第２の回転数未満の場合に、
   前記交流電圧の他方の相の電圧を、前記第２のスイッチ回路を介して前記ランプに供給するとともに、前記交流電圧の一方の相が出力される期間において前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路を介して前記ランプに供給する手順と、
   前記発電機の回転が停止し、前記発電機から交流電圧が出力されていない場合に、
   前記バッテリの電圧を、前記第３のスイッチ回路から前記ランプに供給する手順と、
   を含むことを特徴とする制御方法。

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