JPH0427780B2 - - Google Patents
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- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は発電機の電圧調整装置に係り、特に自
動車等に搭載され、蓄電池を充電する充電発電機
に供するに好適な車両用交流発電機の電圧調整装
置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a voltage regulating device for a generator, and in particular to an alternating current generator for a vehicle suitable for use as a charging generator installed in an automobile or the like to charge a storage battery. This invention relates to a voltage regulator.
従来の電圧調整装置は、米国特許第3469168号
明細書に記載されているように発電機により充電
される蓄電池の電圧検出端子がはずれた場合に電
圧制御が不能になるのを防止するために電圧検出
回路を2系統用意していた。しかし、この方法で
は両系統の温度特性のばらつきにより正常発電時
にも補助電圧検出が優先され、蓄電池の電圧が正
確に制御できない場合があつた。
Conventional voltage regulators, as described in U.S. Pat. No. 3,469,168, adjust the voltage to prevent voltage control from becoming impossible when the voltage detection terminal of a storage battery charged by a generator is disconnected. Two detection circuits were prepared. However, with this method, auxiliary voltage detection takes priority even during normal power generation due to variations in the temperature characteristics of both systems, resulting in the inability to accurately control the voltage of the storage battery.
本発明の目的は、温度により電圧検出入力が影
響されることのない車両用交流発電機の電圧調整
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 voltage regulator for a vehicle alternator whose voltage detection input is not affected by temperature.
本発明は、複数の電圧入力のうち整流器により
最大値を取り出し該最大値をもつて制御電圧とす
るものであり、特に整流器の電圧降下を補償する
ために第1の整流器と併設する第2の整流器を配
し、これらの整流器に流れる電流値を制御し、電
圧降下のアンバランスを相殺する工夫を行なつ
た。
The present invention extracts the maximum value from among a plurality of voltage inputs using a rectifier and uses the maximum value as a control voltage. In particular, in order to compensate for the voltage drop of the rectifier, a second rectifier installed alongside the first rectifier is used. We installed rectifiers and controlled the current value flowing through these rectifiers to offset the imbalance in voltage drop.
以下、本発明の一実施例を第1図により説明す
る。第1図は機関(図示せず)により駆動される
発電機を含む充電系統の回路図を示す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 shows a circuit diagram of a charging system including a generator driven by an engine (not shown).
第1図中、1は発電機の電機子巻線であり、2
は前記電機子巻線1に磁束を供給する界磁巻線、
3は電機子巻線1の交流出力を直流に変換する三
相全波整流器、5は三相全波整流器3に接続され
充電されるとともに外部の負荷(図示せず)に電
流を供給する蓄電池である。6はキー・スイツチ
である。8は混成厚膜集積回路による電圧調整装
置であり、パワー・トランジスタ9、制御用モノ
リシツクIC10、フライホイル・ダイオード1
1、抵抗器12,13、分圧抵抗器14a,14
b,15a,15bにより構成される。 In Figure 1, 1 is the armature winding of the generator, 2
is a field winding that supplies magnetic flux to the armature winding 1;
3 is a three-phase full-wave rectifier that converts the AC output of the armature winding 1 into DC; 5 is a storage battery that is connected to the three-phase full-wave rectifier 3, is charged, and supplies current to an external load (not shown). It is. 6 is a key switch. 8 is a voltage regulator using a hybrid thick film integrated circuit, which includes a power transistor 9, a control monolithic IC 10, and a flywheel diode 1.
1, resistors 12, 13, voltage dividing resistors 14a, 14
b, 15a, and 15b.
制御用モノリシツクIC10は、ツエナー・ダ
イオード101、ダイオード102による定電圧
回路、比較器103、分圧抵抗器104a,10
4b、定電流発生のための抵抗器105、NPN
トランジスタ106,107、第1の定電流源を
構成するNPNトランジスタ108、PNPトラン
ジスタ109、第2の定電流源を構成するPNP
トランジスタ110、複数の第1の整流器群とな
るダイオード111,112、第2の整流器とな
るダイオード113から成る。 The control monolithic IC 10 includes a constant voltage circuit including a Zener diode 101 and a diode 102, a comparator 103, and voltage dividing resistors 104a and 10.
4b, resistor 105 for constant current generation, NPN
Transistors 106 and 107, NPN transistor 108 forming a first constant current source, PNP transistor 109, PNP forming a second constant current source
It consists of a transistor 110, diodes 111 and 112 that serve as a plurality of first rectifier groups, and a diode 113 that serves as a second rectifier.
上記構成において、キー・スイツチ6を投入す
ると、蓄電池5から界磁巻線2、パワー・トラン
ジスタ9を通つて初期励磁電流が流れる。次に発
電機が回転を開始すると電機子巻線1に電圧が発
生し、三相全波整流器3を介して蓄電池5が充電
される。 In the above configuration, when the key switch 6 is turned on, an initial excitation current flows from the storage battery 5 through the field winding 2 and the power transistor 9. Next, when the generator starts rotating, a voltage is generated in the armature winding 1, and the storage battery 5 is charged via the three-phase full-wave rectifier 3.
キー・スイツチ6が投入された時点で、制御用
モノリシツクIC10の中の定電圧回路に一定電
圧が発生し、比較器103が駆動されている。発
電電圧が低く同時に蓄電池5の電圧が低い場合は
蓄電池5の電圧を分圧する分圧抵抗器14a,1
4bの分圧点の電圧が、定電圧を分圧する分圧抵
抗器104a,104bの分圧点の電圧より低
く、比較器103の出力は高レベルとなりパワ
ー・トランジスタ9が導通し界磁電流は付勢され
る。そして、界磁電流の増加とともに発電電圧も
上昇し、蓄電池5の電圧が高くなる。すると分圧
抵抗器14a,14bの分圧点の電圧の方が分圧
抵抗器104a,104bの分圧点の電圧より高
くなり、比較器103の出力は低レベルとなりパ
ワー・トランジスタ9が遮断され界磁電流はフラ
イホイル・ダイオード11を通つて減衰する。界
磁電流が減少すると発電機の出力電圧が低下し、
蓄電池5の電圧も低くなる。以上の動作を繰り返
し、蓄電池5の電圧は一定値に制御される。 When the key switch 6 is turned on, a constant voltage is generated in the constant voltage circuit in the control monolithic IC 10, and the comparator 103 is driven. When the generated voltage is low and at the same time the voltage of the storage battery 5 is low, the voltage dividing resistor 14a, 1 divides the voltage of the storage battery 5.
4b is lower than the voltage at the voltage dividing point of the voltage dividing resistors 104a and 104b that divide the constant voltage, the output of the comparator 103 becomes high level, the power transistor 9 conducts, and the field current decreases. energized. As the field current increases, the generated voltage also increases, and the voltage of the storage battery 5 increases. Then, the voltage at the voltage dividing point of the voltage dividing resistors 14a, 14b becomes higher than the voltage at the voltage dividing point of the voltage dividing resistors 104a, 104b, and the output of the comparator 103 becomes a low level, and the power transistor 9 is cut off. The field current is attenuated through the flywheel diode 11. When the field current decreases, the generator output voltage decreases,
The voltage of the storage battery 5 also becomes low. By repeating the above operations, the voltage of the storage battery 5 is controlled to a constant value.
ここで、分圧抵抗器14a,14bの分圧点の
電圧をVS′とし、分圧抵抗器15a,15bの分
圧点の電圧をVB′とする。トランジスタ108の
コレクタ電位をV1とするとき、V1は次の様に表
される。 Here, the voltage at the voltage dividing point of the voltage dividing resistors 14a, 14b is assumed to be V S ', and the voltage at the voltage dividing point of the voltage dividing resistors 15a, 15b is assumed to be V B '. When the collector potential of the transistor 108 is V1 , V1 is expressed as follows.
V1=max(VS′、VB′)−VBE ……(1)
ここでVBE;トランジスタのベース・エミツタ
間電圧または、ダイオードの順方向電圧降下
とする。 V 1 = max (V S ′, V B ′) − V BE ……(1) Here, V BE is the voltage between the base and emitter of a transistor or the forward voltage drop of a diode.
ただし、トランジスタ108は導通状態にあ
り、ダイオード111またはダイオード112に
電流が流れているものとする。 However, it is assumed that the transistor 108 is in a conductive state and current is flowing through the diode 111 or the diode 112.
通常発電時はVS′>VB′となるように分圧抵抗
比を選べば、
V1=VS′−VBE ……(1′)
となる。さらに、ダイオード113のアノード電
位V2は、ダイオード113に順方向の電流が流
れている場合
V2=V1+VBE ……(2)
として表されるので、(1)式を代入して
V2=max(VS′、VB′) ……(3)
が成り立つ。(1′)が成立する時は(3)式は
V2=VS′ ……(3′)
と書き換えられ、S端子の電圧が一定値に制御さ
れる。次にS端子がはずれた場合はVS′が接地電
位となり、VB′>VS′となるので(3)式は
V2=VB′ ……(3″)
となり、B端子の電圧が一定値に制御される。こ
のように、本実施例によれば電圧検出端子がはず
れるようなことがあつても発電機の電圧は補助電
圧検出を行ない、一定値に抑制される。 During normal power generation, if the voltage dividing resistance ratio is selected so that V S ′>V B ′, then V 1 = V S ′−V BE ……(1′). Furthermore, the anode potential V 2 of the diode 113 is expressed as V 2 =V 1 +V BE (2) when a forward current flows through the diode 113, so by substituting equation (1), V 2 = max(V S ′, V B ′) ...(3) holds. When (1') holds, equation (3) is rewritten as V 2 =V S '(3'), and the voltage at the S terminal is controlled to a constant value. Next, when the S terminal is disconnected, V S ′ becomes the ground potential, and V B ′ > V S ′, so equation (3) becomes V 2 = V B ′ ... (3″), and the voltage at the B terminal As described above, according to this embodiment, even if the voltage detection terminal becomes disconnected, the voltage of the generator is controlled to a constant value by performing auxiliary voltage detection.
ここで、(3)式が成り立ち、(1)式と(2)式のVBEが
完全に相殺されるためには、ダイオード111ま
たは112と、ダイオード113に流れる電流が
等しくなくてはならない。 Here, in order for equation (3) to hold true and for V BE in equations (1) and (2) to be completely canceled out, the currents flowing through the diode 111 or 112 and the diode 113 must be equal.
一般にトランジスタのベース・エミツタ間の電
圧は次の式で表わされる。 Generally, the voltage between the base and emitter of a transistor is expressed by the following formula.
VBE≒kT/qlnIC/AE・I0 ……(4)
ここで
k;ボルツマン定数
T;絶対温度
q;電荷量
IC;コレクタ電流
AE;エミツタ面積
I0;漏れ電流
であり、ダイオード111,112,113はコ
レクタ・ベース間を短絡してダイオードとして使
用するものとする。 V BE ≒kT/qlnI C /A E・I 0 ...(4) where k; Boltzmann's constant T; absolute temperature q; charge amount I C ; collector current A E ; emitter area I 0 ; leakage current, The diodes 111, 112, and 113 are used as diodes by short-circuiting their collectors and bases.
(4)式において同一モノリシツクIC内の素子で
はAEとI0が等しいのでICにより一意的にVBEが定
まる。第1図の回路においてトランジスタ110
及び108はカレント・ミラー回路による定電流
源として働き、次の式が成り立つ。 In equation (4), since A E and I 0 are equal for elements within the same monolithic IC, V BE is uniquely determined by I C. In the circuit of FIG.
and 108 act as a constant current source using a current mirror circuit, and the following equation holds.
I1+I3=I2 ……(5)
ただし
I1;トランジスタ110のコレクタ電流(≒ダイ
オード113の電流)
I2;トランジスタ108のコレクタ電流
I3;ダイオード111または112の電流(S端
子が接続されている時はダイオード111)
とする。 I 1 + I 3 = I 2 ...(5) However, I 1 ; Collector current of transistor 110 (≒ current of diode 113) I 2 ; Collector current of transistor 108 I 3 ; Current of diode 111 or 112 (S terminal connected When it is, it is a diode 111).
この時I2>I1なる関係が成立する時I3>0とな
りダイオード113に順方向に電流が流れる。 At this time, when the relationship I 2 >I 1 holds true, I 3 >0, and a current flows through the diode 113 in the forward direction.
ここでI2=2I1という条件を付加すると(5)式は
次のように書きかえられる。 If we add the condition I 2 = 2I 1 here, equation (5) can be rewritten as follows.
I1=I3 ……(6)
(6)式によりダイオード111または112と、
ダイオード113に流れる電流値が等しく、(1)式
と(2)式のVBEが相殺され、(3)式が成立することが
証明される。 I 1 = I 3 ...(6) According to equation (6), the diode 111 or 112,
It is proven that the current values flowing through the diode 113 are equal, V BE of equations (1) and (2) cancel each other out, and equation (3) holds true.
トランジスタ106は定電圧回路から抵抗器1
05により定まる基準定電流を流し、これをI1と
する。トランジスタ107はトランジスタ106
と同一エミツタ面積を有するものとすると、I1と
等しい電流が流れる。この電流はトランジスタ1
09を駆動し、カレント・ミラー接続されたトラ
ンジスタ110にも同一電流すなわちI1が流れ
る。一方トランジスタ108のエミツタ面積をト
ランジスタ106の2倍に設定すると、(4)式の左
辺を一定値とみなし、トランジスタ108を流れ
る電流がトランジスタ106を流れる電流の2倍
になる。これにより、I2=2I1という条件が満足
される。よつて、温度等によらず常にVS′とVB′
のうち高い方の電圧が比較器103に伝達され、
この電圧により発電機の出力電圧が決定される。 The transistor 106 is connected to the resistor 1 from the constant voltage circuit.
A reference constant current determined by 05 is applied, and this is designated as I1 . Transistor 107 is transistor 106
Assuming that the emitter area is the same as , a current equal to I 1 flows. This current is transistor 1
The same current, ie, I1 , flows through the transistor 110 that drives the transistor 09 and is connected in a current mirror. On the other hand, if the emitter area of transistor 108 is set twice that of transistor 106, the left side of equation (4) is regarded as a constant value, and the current flowing through transistor 108 becomes twice the current flowing through transistor 106. As a result, the condition I 2 =2I 1 is satisfied. Therefore, V S ′ and V B ′ are always constant regardless of temperature etc.
The higher voltage among them is transmitted to the comparator 103,
This voltage determines the output voltage of the generator.
本実施例によれば、温度等によらず蓄電池5の
電圧を正確に検出することができるので、充電性
能が向上する効果がある。 According to this embodiment, since the voltage of the storage battery 5 can be accurately detected regardless of the temperature, etc., there is an effect that the charging performance is improved.
本発明の他の実施例を第2図に示す。第2図を
第1図と比較すると、補助整流器4、充電表示灯
7が追加され、界磁巻線2、充電表示灯7、分圧
抵抗器15aが補助整流器4の負極に接続されて
いることのみ異なる。本実施例では、キー・スイ
ツチ6を投入すると、蓄電池5から、充電表示灯
7、界磁巻線2を通つて初期励磁電流が流れ、発
電を開始すると補助整流器4の負極電圧が高くな
り、充電表示灯7が消灯する。またS端子がはず
れた時の補助検出は補助整流器4の負極電圧を利
用して行なう。本実施例では第一の実施例と同様
の効果の他に、充電表示灯7の点消灯を行ない、
充電表示が容易にできる効果がある。 Another embodiment of the invention is shown in FIG. Comparing FIG. 2 with FIG. 1, we see that an auxiliary rectifier 4 and a charging indicator 7 are added, and a field winding 2, a charging indicator 7, and a voltage dividing resistor 15a are connected to the negative pole of the auxiliary rectifier 4. The only difference is that. In this embodiment, when the key switch 6 is turned on, an initial excitation current flows from the storage battery 5 through the charging indicator 7 and the field winding 2, and when power generation starts, the negative electrode voltage of the auxiliary rectifier 4 increases. The charging indicator light 7 goes out. Further, auxiliary detection when the S terminal is disconnected is performed using the negative electrode voltage of the auxiliary rectifier 4. In this embodiment, in addition to the same effect as the first embodiment, the charging indicator light 7 is turned on and off,
This has the effect of making charging display easier.
本発明によれば、電圧検出の系統を分圧抵抗の
み2系統とし、電圧選択部分を1系統とすること
が可能となり、温度による影響を相殺し、精度の
高い蓄電池充電ができるという効果がある。
According to the present invention, it is possible to have two voltage detection systems with only voltage dividing resistors and one voltage selection system, which has the effect of canceling out the effects of temperature and enabling highly accurate storage battery charging. .
第1図は本発明の一実施例による充電発電機の
回路図、第2図は本発明の他の実施例による充電
発電機の回路図である。
1……電機子巻線、2……界磁巻線、5……蓄
電池、10……制御用モノリシツクIC、103
……比較器、106,107,108……NPN
トランジスタ、109,110……PNPトラン
ジスタ、111,112,113……ダイオー
ド。
FIG. 1 is a circuit diagram of a charging generator according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of a charging generator according to another embodiment of the present invention. 1...Armature winding, 2...Field winding, 5...Storage battery, 10...Control monolithic IC, 103
...Comparator, 106,107,108...NPN
Transistor, 109, 110...PNP transistor, 111, 112, 113...diode.
Claims (1)
充電する発電機と、前記蓄電池の電圧を一定に制
御する電圧調整回路よりなる車両用交流発電機の
電圧調整装置において、前記発電機の発電電圧を
分圧する複数の分圧回路群14a,14b,15
a,15bと、前記分圧回路群の各分圧点VS′,
VB′に正極が接続され、負極を共通に第1の定電
流源108に接続した複数の第1の整流器群11
1,112と、前記複数の第1の整流器群の負極
と共に前記第1の定電流源に負極を接続し、正極
電圧が一定値に制御される第2の整流器113
と、出力端が前記発電機の界磁巻線制御用パワー
トランジスタ9に接続され、入力正端子を定電圧
回路101,102に、入力負端子を第2の定電
流源110と前記第2の整流器の正極に接続した
比較器103とを備えていることを特徴とした車
両用交流発電機の電圧調整装置。 2 特許請求の範囲第1項記載において、前記第
1の定電流源108の電流値は前記第2の定電流
源110の電流値の約2倍に設定することを特徴
した車両用交流発電機の電圧調整装置。[Scope of Claims] 1. A voltage regulating device for a vehicle alternator, which comprises a generator that is driven according to the rotation of an engine and charges a storage battery, and a voltage regulation circuit that controls the voltage of the storage battery to be constant. A plurality of voltage dividing circuit groups 14a, 14b, 15 that divide the voltage generated by the generator.
a, 15b, and each voltage dividing point V S ′ of the voltage dividing circuit group,
A plurality of first rectifier groups 11 whose positive electrodes are connected to V B ′ and whose negative electrodes are commonly connected to a first constant current source 108
1, 112, and a second rectifier 113 whose negative electrode is connected to the first constant current source together with the negative electrode of the plurality of first rectifier groups, and whose positive electrode voltage is controlled to a constant value.
The output terminal is connected to the field winding control power transistor 9 of the generator, the input positive terminal is connected to the constant voltage circuits 101 and 102, and the input negative terminal is connected to the second constant current source 110 and the second 1. A voltage regulator for a vehicle alternator, comprising: a comparator 103 connected to a positive electrode of a rectifier. 2. The alternator for a vehicle according to claim 1, wherein the current value of the first constant current source 108 is set to approximately twice the current value of the second constant current source 110. voltage regulator.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3041185A JPS61191239A (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Voltage adjustor of ac dynamo for vehicle |
EP86101058A EP0189885A3 (en) | 1985-02-01 | 1986-01-27 | Voltage regulator for generator used in automobile |
US06/824,087 US4680530A (en) | 1985-02-01 | 1986-01-30 | Voltage regulator for generator used in automobile |
CN86100872.3A CN1004956B (en) | 1985-02-01 | 1986-01-31 | voltage regulator for automobile generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3041185A JPS61191239A (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Voltage adjustor of ac dynamo for vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61191239A JPS61191239A (en) | 1986-08-25 |
JPH0427780B2 true JPH0427780B2 (en) | 1992-05-12 |
Family
ID=12303203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3041185A Granted JPS61191239A (en) | 1985-02-01 | 1985-02-20 | Voltage adjustor of ac dynamo for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61191239A (en) |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP3041185A patent/JPS61191239A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61191239A (en) | 1986-08-25 |
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