JPH0496696A - Voltage controller for vehicle alternator - Google Patents

Voltage controller for vehicle alternator

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JPH0496696A
JPH0496696A JP2211911A JP21191190A JPH0496696A JP H0496696 A JPH0496696 A JP H0496696A JP 2211911 A JP2211911 A JP 2211911A JP 21191190 A JP21191190 A JP 21191190A JP H0496696 A JPH0496696 A JP H0496696A
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voltage
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Abstract

PURPOSE:To suppress noise, occurring upon turn ON of an exciting coil, through a simple circuitry and to reduce provability of failure by providing a generator incorporating an exciting coil and an armature coil for generating an electromotive force corresponding to the variation of field and a semiconductor element for supplying and interrupting current to/from the exciting coil. CONSTITUTION:When the battery voltage exceeds a regulation voltage, a comparator 14 produces a Hi output signal. Consequently, output of an inverter 25 in a charge pump circuit 11 is inverted to (to) and a transistor 24 is turned OFF thus interrupting power supply to the gate. On the other hand, a transistor 34 in a gate discharge circuit 12 receives Hi output from the comparator 14 and turned ON thus blocking the current 12 of a constant current circuit 36 from being fed to a transistor 33. Furthermore, a transistor 35 is turned OFF and current 13 is fed from a constant current circuit 37 to the transistor 33. Consequently, the current 13 of the constant current circuit 37 is fed to a transistor 32 thus discharging the gate thereof. As a result, a semiconductor element 8 is turned OFF and the exciting current of an exciting coil 4 decreases thus reducing the power to be produced by a generator 3.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体素子を用いて発電機の励磁コイルの通
電制御を行う車両用交流発電機の電圧制御装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a voltage control device for a vehicle alternator that controls energization of an excitation coil of a generator using a semiconductor element.

[従来の技術] 従来の技術として特開昭64−20000号公報に開示
された技術が知られている。
[Prior Art] A technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-20000 is known as a conventional technique.

この技術は、半導体素子によって励磁コイルをオン(ま
たはオフ)する際に発生するノイズを低減させるもので
、半導体素子をオン(またはオフ)させるときに勾配信
号を発生するスロープ発生回路と、半導体素子の電流を
検出する電流検出回路と、半導体素子の電流が勾配信号
の勾配で立ち上がる(または立ち下がる)ように制御す
る演算回路とからなる。
This technology reduces the noise generated when an excitation coil is turned on (or off) by a semiconductor element. The semiconductor device consists of a current detection circuit that detects the current of the semiconductor element, and an arithmetic circuit that controls the current of the semiconductor element so that it rises (or falls) according to the slope of the slope signal.

[発明が解決しようとする課題] 上記に示した技術は、スロープ回路や、電流検出回路、
演算回路の回路構成が複雑となる。このため、従来技術
に示す車両用交流発電機の電圧制御装置は、潜在的な故
障確率が高いとともに、製造コストも高い問題点を有し
ていた。
[Problem to be solved by the invention] The above-mentioned technology can be applied to slope circuits, current detection circuits,
The circuit configuration of the arithmetic circuit becomes complicated. For this reason, the voltage control device for a vehicle alternator shown in the prior art has a problem of high potential failure probability and high manufacturing cost.

本発明は、励磁コイルのオン時に発生するノイズを簡単
な回路構成で低減し、故障確率を低減するとともに、製
造コストを低減可能な車両用交流発電機の電圧制御装置
の提供にある。
The present invention provides a voltage control device for a vehicle alternator that can reduce noise generated when an excitation coil is turned on with a simple circuit configuration, reduce failure probability, and reduce manufacturing costs.

イルの発生する磁界の変化によって起電力を発生する電
機子コイルを備えた発電機と、前記励磁コイルに流れる
電流を断続する半導体素子を備え、この半導体素子に駆
動信号を与えて前記半導体素子をオンさせ、前記励磁コ
イルに電流を供給する制御回路とを具備する。
A generator includes an armature coil that generates an electromotive force by changes in the magnetic field generated by the excitation coil, and a semiconductor element that intermittents the current flowing through the excitation coil, and a driving signal is given to the semiconductor element to drive the semiconductor element. and a control circuit that turns on the excitation coil and supplies current to the excitation coil.

そして前記制御回路は、前記半導体素子をオンする際、
前記半導体素子の端子間電圧を検出し、この端子間電圧
が所定値に低下するまで、前記駆動信号より前記半導体
素子の駆動力の小さい予備駆動信号を前記半導体素子へ
与える。その後、前記端子間電圧が所定値に低下した際
に、前記半導体素子へ前記駆動信号を与える。
Then, when the control circuit turns on the semiconductor element,
A voltage between the terminals of the semiconductor element is detected, and a preliminary drive signal having a smaller driving force for the semiconductor element than the drive signal is applied to the semiconductor element until the voltage between the terminals drops to a predetermined value. Thereafter, when the voltage between the terminals drops to a predetermined value, the drive signal is applied to the semiconductor element.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本発明の車両用交流発電
機の電圧制御装置は、次の技術的手段を採用する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the voltage control device for a vehicle alternator of the present invention employs the following technical means.

車両用交流発電機の電圧制御装置は、通電されて磁界を
形成する励磁コイル、およびこの励磁31作用] 制御回路は、半導体素子をオンする際、予備駆動信号を
前記半導体素子へ与える。予備駆動信号は、駆動信号よ
りも半導体素子の駆動力が小さい。
A voltage control device for a vehicle alternator includes an excitation coil that is energized to form a magnetic field, and the excitation 31 action] When turning on a semiconductor element, the control circuit provides a preliminary drive signal to the semiconductor element. The preliminary drive signal has a smaller driving force for the semiconductor element than the drive signal.

このため、半導体素子がオンする際、励磁コイルに急激
に大きな電流が供給されることが防がれるため、電機子
コイルにスパイク電圧が発生が抑えられる。この結果、
スパイク電圧によるスイッチングノイズの発生が抑えら
れる。
This prevents a sudden large current from being supplied to the excitation coil when the semiconductor element is turned on, thereby suppressing the generation of spike voltage in the armature coil. As a result,
Switching noise caused by spike voltage can be suppressed.

あるいは、励磁コイルと並列にフライホイールダイオー
ドが設けられている場合では、半導体素子がオンする際
、半導体素子を大きな電流が流れることが防がれ、励磁
コイルに大きな電流が供給されない。このため、フライ
ホイールダイオードに蓄積された電荷が放電され、半導
体素子がオンする際にリカバリー電流によってフライホ
イールダイオードが短絡することが防がれる。この結果
、フライホイールダイオードが短絡することによって発
生するスイッチングノイズの発生を抑えることができる
Alternatively, in the case where a flywheel diode is provided in parallel with the excitation coil, when the semiconductor element is turned on, a large current is prevented from flowing through the semiconductor element, and a large current is not supplied to the excitation coil. Therefore, the charges accumulated in the flywheel diode are discharged, and the flywheel diode is prevented from being short-circuited by the recovery current when the semiconductor element is turned on. As a result, it is possible to suppress the occurrence of switching noise caused by short-circuiting of the flywheel diode.

その後、半導体素子の端子間電圧は、所定値に低下する
。すると、制御回路は、半導体素子へ駆動信号を与える
。駆動信号は予備駆動信号より半導体素子の駆動力が大
きいため、励磁コイルに大きな電流が供給され、励磁コ
イルに大きな磁界を発生させる。
Thereafter, the voltage between the terminals of the semiconductor element decreases to a predetermined value. Then, the control circuit provides a drive signal to the semiconductor element. Since the drive signal has a larger driving force for the semiconductor element than the preliminary drive signal, a large current is supplied to the excitation coil and a large magnetic field is generated in the excitation coil.

[発明の効果] 本発明は、半導体素子をオンさせる際、駆動力の小さな
予備駆動信号を半導体素子へ与える回路構成、および半
導体素子の端子間電圧が所定値に低下した際に予備駆動
信号から駆動信号へ切り替える回路構成は、従来技術に
比較して簡単に実現できる。
[Effects of the Invention] The present invention provides a circuit configuration that applies a preliminary drive signal with a small driving force to a semiconductor element when turning on the semiconductor element, and a circuit configuration that applies a preliminary drive signal with a small driving force to the semiconductor element when the voltage between the terminals of the semiconductor element decreases to a predetermined value. The circuit configuration for switching to the drive signal can be easily realized compared to the conventional technology.

この結果、励磁コイルのオン時に発生するノイズを低減
する車両用交流発電機の電圧制御装置の故障確率を低減
するとともに、製造コストを低く抑えることが可能とな
る。
As a result, it is possible to reduce the failure probability of a voltage control device for a vehicle alternator that reduces noise generated when the excitation coil is turned on, and to keep manufacturing costs low.

[実施例] 次に、本発明の車両用交流発電機の電圧制御装置を、図
に示す一実施例に基づき説明する。
[Example] Next, a voltage control device for a vehicle alternator according to the present invention will be described based on an example shown in the drawings.

(実施例の構成) 第1図および第2図は本発明の第1実施例を示し、第1
図は車両用交流発電機の電圧制御装置の電気回路図を示
す。
(Configuration of Embodiment) FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention.
The figure shows an electrical circuit diagram of a voltage control device for a vehicle alternator.

車両は、搭載された電気負荷1へ、電力の供給を行うバ
ッテリ2を備える。このバッテリ2は、エンジン(図示
しない)によって駆動される発電機3によって充電され
る。
The vehicle includes a battery 2 that supplies power to an electrical load 1 mounted on the vehicle. This battery 2 is charged by a generator 3 driven by an engine (not shown).

この発電機3は、通電されて磁界を形成する励磁コイル
4と、この励磁コイル4の発生する磁界の変化によって
起電力を発生する電機子コイル5とからなり、励磁コイ
ル4または電機子コイル5の一方が回転駆動される。な
お、電機子コイル5で発生した交流電流は、整流回路6
によって直流に変換された後、電気負荷1やバッテリ2
へ出力される。
The generator 3 consists of an excitation coil 4 that is energized to form a magnetic field, and an armature coil 5 that generates an electromotive force by changes in the magnetic field generated by the excitation coil 4. One of the two is rotationally driven. Note that the alternating current generated in the armature coil 5 is passed through the rectifier circuit 6.
After being converted to DC by
Output to.

発電機3の発電量、つまり電機子コイル5の発電量は、
発電機3の駆動速度と、励磁コイル4の通電状態とによ
って決定される。励磁コイル4の通電状態は、制御回路
7によって制御されるもので、この制御回路7を次に説
明する。
The amount of power generated by the generator 3, that is, the amount of power generated by the armature coil 5, is
It is determined by the driving speed of the generator 3 and the energization state of the exciting coil 4. The energization state of the excitation coil 4 is controlled by a control circuit 7, which will be explained next.

制御回路7は、励磁コイル4に供給される電流を断続す
る半導体素子8を備える。本実施例の半導体素子8はN
チャンネルパワーモスFETで、ゲートに印加される電
圧値の制御状態に応じて、励磁コイル4に供給される電
流値を制御している。
The control circuit 7 includes a semiconductor element 8 that cuts on and off the current supplied to the excitation coil 4 . The semiconductor element 8 of this embodiment is N
The channel power MOS FET controls the current value supplied to the excitation coil 4 according to the control state of the voltage value applied to the gate.

なお、励磁コイル4は、並列にフライホイールダイオー
ド9を備えている。
Note that the excitation coil 4 is provided with a flywheel diode 9 in parallel.

半導体素子8のゲート電圧は、バッテリ状態判定回路1
0と、チャージポンプ回路11と、ゲート放電回路12
とから構成されている。
The gate voltage of the semiconductor element 8 is determined by the battery state determination circuit 1.
0, charge pump circuit 11, and gate discharge circuit 12
It is composed of.

バッテリ状態判定回路10は、バッテリ2の電圧を検出
して、発電機3の発電量を増大させるか減少させるかを
決定する回路、つまり半導体素子8をオンするかオフす
るかを決定する回路である。
The battery state determination circuit 10 is a circuit that detects the voltage of the battery 2 and determines whether to increase or decrease the amount of power generated by the generator 3, that is, a circuit that determines whether to turn on or turn off the semiconductor element 8. be.

このバッテリ状態判定回路10は、バッテリ電圧の分圧
値と、定電圧回路13によって得られた基準電圧とをコ
ンパレータ14で比較する。そして、バッテリ電圧が調
整電圧よりも高いとき、コンパレータ14は半導体素子
8をオフするべく、旧の信号を出力する。逆に、バッテ
リ電圧が調整電圧よりも低いとき、コンパレータ14は
半導体素子8がオンするべ(Loの信号を出力する。な
お、バッテリ電圧の分圧値は、抵抗体15.16によっ
て得られる。
This battery state determination circuit 10 compares the divided voltage value of the battery voltage with the reference voltage obtained by the constant voltage circuit 13 using a comparator 14 . Then, when the battery voltage is higher than the regulated voltage, the comparator 14 outputs the old signal to turn off the semiconductor element 8. Conversely, when the battery voltage is lower than the regulated voltage, the comparator 14 outputs a Lo signal when the semiconductor element 8 is turned on. Note that the divided voltage value of the battery voltage is obtained by the resistors 15 and 16.

また、定電圧回路13は、キースイッチ17を介して供
給されたバッテリ電圧から、定電圧と発生させる回路で
ある。
Further, the constant voltage circuit 13 is a circuit that generates a constant voltage from the battery voltage supplied via the key switch 17.

チャージポンプ回路11は、バッテリ状態判定回路10
の出力に応じて半導体素子8のゲート電圧を制御する回
路で、定電流供給部18とポンプ部19とからなる。定
電流供給部18は、カレントミラー回路を構成するトラ
ンジスタ20.21.22を備える。
The charge pump circuit 11 is connected to the battery state determination circuit 10.
This circuit controls the gate voltage of the semiconductor element 8 according to the output of the constant current supply section 18 and the pump section 19. The constant current supply unit 18 includes transistors 20, 21, and 22 that constitute a current mirror circuit.

このカレントミラー回路は、トランジスタ23によって
制御される。このトランジスタ23は、さらにトランジ
スタ24によって制御される。そして、このトランジス
タ24は、バッテリ状態判定回路10のコンパレータ1
4の出力をインバータ25で反転した信号によって0ト
叶F制御される。なお、トランジスタ24には、直列に
定電流回路26が設けられ、カレントミラー回路によっ
て、半導体素子8のゲートに印加される電流値が制御さ
れる。また、ポンプ部19は、常に旧−LO倍信号発生
している発振回路27、この発振回路27によって0N
−OFFされるトランジスタ28、およびこのトランジ
スタ28の0N−OFFによって半導体素子8のゲート
に印加される電荷を蓄えるコンデンサ2つからなる。な
お、図中に示す符号30.31は、電流の逆流を防ぐダ
イオードである。
This current mirror circuit is controlled by transistor 23. This transistor 23 is further controlled by a transistor 24. This transistor 24 is connected to the comparator 1 of the battery state determination circuit 10.
It is controlled by a signal obtained by inverting the output of 4 by an inverter 25. Note that a constant current circuit 26 is provided in series with the transistor 24, and the current value applied to the gate of the semiconductor element 8 is controlled by the current mirror circuit. In addition, the pump unit 19 is connected to an oscillation circuit 27 that always generates an old -LO double signal, and is operated by this oscillation circuit 27
- It consists of a transistor 28 that is turned OFF, and two capacitors that store the charge applied to the gate of the semiconductor element 8 when the transistor 28 is turned OFF. Note that numerals 30 and 31 shown in the figure are diodes that prevent reverse current flow.

本実施例のゲート放電回路12は、半導体素子8の端子
間(ドレイン−ソース間)の電圧が所定値に達するまで
、ゲートに印加される電圧を放電し、ゲートの印加電圧
を低下させることによって、予備駆動信号を形成する。
The gate discharge circuit 12 of this embodiment discharges the voltage applied to the gate and reduces the voltage applied to the gate until the voltage between the terminals (drain and source) of the semiconductor element 8 reaches a predetermined value. , forming a preliminary drive signal.

この予備駆動信号は、ゲートの電荷を放電しない駆動信
号に比較して、半導体素子8の駆動力が大変小さい。ゲ
ートの電荷を放電するべく、ゲートには、トランジスタ
32が接続されている。このトランジスタ32は、トラ
ンジスタ33とカレントミラー回路を構成しており、こ
のトランジスタ33を制御することにより、トランジス
タ32を制御し、ゲートの電圧を制御している。そして
、トランジスタ33は、2つのトランジスタ34.35
によって制御される。このトランジスタ34.35は、
トランジスタ33に供給されるべく2つの定電流回路3
6.37の電流を、それぞれ制御するもので、トランジ
スタ34はバッテリ状態判定回路10のコンパレータ1
4の出力が旧の時(半導体素子8をオフする時)にオン
し、定電流回路36の電流がトランジスタ33に供給さ
れるのを防ぐ。また、トランジスタ35は、バッテリ状
態判定回路10のコンパレータ14の出力が[0の時(
半導体素子8をオンする時)で、かつ半導体素子8の端
子間の電圧値が所定値に低下した際にオンし、定電流回
路37の電流がトランジスタ33に供給されるのを防ぐ
This preliminary drive signal has a much smaller driving force for the semiconductor element 8 than a drive signal that does not discharge the gate charge. A transistor 32 is connected to the gate to discharge the charge on the gate. This transistor 32 constitutes a current mirror circuit with a transistor 33, and by controlling this transistor 33, the transistor 32 is controlled, and the gate voltage is controlled. And the transistor 33 is composed of two transistors 34, 35
controlled by This transistor 34.35 is
Two constant current circuits 3 to be supplied to the transistor 33
The transistor 34 controls the comparator 1 of the battery state determination circuit 10.
4 is turned on when the output is old (when the semiconductor element 8 is turned off), and prevents the current of the constant current circuit 36 from being supplied to the transistor 33. Further, when the output of the comparator 14 of the battery state determination circuit 10 is [0 (
It turns on when the semiconductor element 8 is turned on) and when the voltage value between the terminals of the semiconductor element 8 drops to a predetermined value, and prevents the current of the constant current circuit 37 from being supplied to the transistor 33.

なお、符号38は、定電流回路36の電流をトランジス
タ35へ導くダイオードである。
Note that the reference numeral 38 is a diode that guides the current of the constant current circuit 36 to the transistor 35.

本実施例では、半導休業′:f−8の端子間電圧を検出
する手段として、励磁コイル4に印加される電圧によっ
て半導体素子8の端子間電圧を検出する。
In this embodiment, the voltage between the terminals of the semiconductor element 8 is detected by the voltage applied to the excitation coil 4 as a means for detecting the voltage between the terminals of the semiconductor element 8.

具体的には、半導体素子8と励磁コイル4との間の電圧
をインバータ39によって検出している。つまり、励磁
コイル4の印加電圧が所定値よりも低い時(半導体素子
8の端子間電圧が所定値に達しない時)は、インバータ
39は旧の信号を出力する。
Specifically, the voltage between the semiconductor element 8 and the exciting coil 4 is detected by the inverter 39. That is, when the voltage applied to the excitation coil 4 is lower than a predetermined value (when the voltage between the terminals of the semiconductor element 8 does not reach the predetermined value), the inverter 39 outputs the old signal.

そして、励磁コイル4の印加電圧が所定値よりも高くな
ると(半導体素子8の端子間電圧が所定値に達すると)
、インバータ39は]、0の信号を出力をする。そして
、本実施例では、半導体素子8をオンする時で、かつ半
導体素子8の端子間の電圧値が所定値に達したか否かを
判断する回路として、ノア回路40を採用している。そ
して、このノア回路40は、バッテリ状態判定回路10
が半導体素子8をオンする信号を出力し、かつインバー
タ39の出力により、端子間電圧が所定値に達すること
により、旧の信号をトランジスタ35へ出力するもので
ある。
Then, when the voltage applied to the excitation coil 4 becomes higher than a predetermined value (when the voltage between the terminals of the semiconductor element 8 reaches a predetermined value)
, the inverter 39 outputs a 0 signal. In this embodiment, a NOR circuit 40 is employed as a circuit for turning on the semiconductor element 8 and determining whether the voltage value between the terminals of the semiconductor element 8 has reached a predetermined value. This NOR circuit 40 is connected to the battery state determination circuit 10.
outputs a signal that turns on the semiconductor element 8, and when the voltage between the terminals reaches a predetermined value due to the output of the inverter 39, the old signal is output to the transistor 35.

〈実施例の作動) 次に、上記実施例の作動を簡単に説明する。(Operation of the embodiment) Next, the operation of the above embodiment will be briefly explained.

イ)バッテリ電圧が調整電圧よりも高くなると、バッテ
リ状態判定回路10のコンパレータ14は、Hの出力信
号を発生する。すると、チャージポンプ回路11のイン
バータ25の出力がLOに反転し、トランジスタ24が
オフし、結果的にトランジスタ20.21.22.23
がオフし、ゲートへの通電が停止される。
b) When the battery voltage becomes higher than the regulated voltage, the comparator 14 of the battery state determination circuit 10 generates an H output signal. Then, the output of the inverter 25 of the charge pump circuit 11 is inverted to LO, the transistor 24 is turned off, and as a result, the transistors 20, 21, 22, 23
is turned off, and power to the gate is stopped.

一方、ゲート放電回路12のトランジスタ34は、コン
パレータ14の旧の出力を受けてオンし、定電流回路3
6の電流■2がトランジスタ33に導かれるのを阻止す
る。また、ノア回路40は、しOの信号を出力するため
、トランジスタ35はオフし、定電流回路37の電流1
3がトランジスタ33に流れる。
On the other hand, the transistor 34 of the gate discharge circuit 12 turns on in response to the old output of the comparator 14, and the constant current circuit 3
6 is prevented from being conducted to the transistor 33. Further, since the NOR circuit 40 outputs a signal of OFF, the transistor 35 is turned off and the current of the constant current circuit 37 is 1.
3 flows into transistor 33.

すると、トランジスタ32に、定電流回路37と等しい
電流■3が流れてゲートの電荷を放電する。
Then, a current 3 equal to that of the constant current circuit 37 flows through the transistor 32, discharging the charge at the gate.

この結果、半導体素子8はオフし、励磁コイル4の励磁
電流が減少し、発電機3の発電量が低下する。
As a result, the semiconductor element 8 is turned off, the excitation current of the excitation coil 4 decreases, and the amount of power generated by the generator 3 decreases.

口)バッテリ電圧が調整電圧よりも低下した作動を、第
2図のタイムチャートを用いて説明する。
(1) The operation when the battery voltage is lower than the regulated voltage will be explained using the time chart of FIG. 2.

バッテリ電圧が調整電圧よりも低くなるとく時間口)、
バッテリ状態判定回路10のコンパレータ14は、[0
の出力信号を発生する。すると、チャージポンプ回路1
1のインバータ25の出力がHlに反転し、トランジス
タ24がオンし、結果的にトランジスタ20.21.2
2.23がオンし、トランジスタ20.21に定電流回
路26と等しい電流11が流れる。ここで、発振回路2
7は、0N−OFFを繰り返しているため、チャージポ
ンプ回路11は、ゲートに次式で表される電流を供給し
ている。
When the battery voltage becomes lower than the regulated voltage),
The comparator 14 of the battery state determination circuit 10 is [0
generates an output signal. Then, charge pump circuit 1
The output of inverter 25 of No. 1 is inverted to Hl, transistor 24 is turned on, and as a result, transistors 20.21.2
2.23 is turned on, and a current 11 equal to that of the constant current circuit 26 flows through the transistor 20.21. Here, oscillation circuit 2
7 repeats ON-OFF, so the charge pump circuit 11 supplies a current expressed by the following equation to the gate.

供給電流1=Il±(XVXf なお、Cはコンデンサ29の容量、■はチャージポンプ
回路11に供給される電源電圧、fは発振回路27によ
るボンピング周波数である。
Supply current 1=Il±(XVXf) Note that C is the capacitance of the capacitor 29, ■ is the power supply voltage supplied to the charge pump circuit 11, and f is the pumping frequency by the oscillation circuit 27.

一方、ゲート放電回路12のトランジスタ34は、コン
パレータ14のし0の出力を受けてオフし、定電流回路
36の電流I2がトランジスタ33に導かれるのを阻止
しない。また、バッテリ電圧が調整電圧よりも低くなっ
た初期は、励磁コイル4に印加される電圧は低く、イン
バータ39は旧の信号を発生する。すると、ノア回路4
0は、LOの信号を出力し、トランジスタ35もオフす
る。これにより、定電流回路36.37の電流■2±1
3がトランジスタ33へ流れ、結果的に、ゲート電流は
、予備駆動信号である供給電流I−(電流I2 +I3
 )となる。
On the other hand, the transistor 34 of the gate discharge circuit 12 is turned off in response to the output of the comparator 14 and does not prevent the current I2 of the constant current circuit 36 from being led to the transistor 33. Further, at the initial stage when the battery voltage becomes lower than the adjustment voltage, the voltage applied to the excitation coil 4 is low, and the inverter 39 generates the old signal. Then, Noah circuit 4
0 outputs a LO signal and also turns off the transistor 35. As a result, the current of constant current circuit 36.37 is 2±1
3 flows into the transistor 33, and as a result, the gate current is equal to the pre-drive signal, the supply current I-(current I2 + I3
).

ゲート電圧が上昇し、半導体素子8のしきい値を越える
と(時間t2)、半導体素子8の端子間のインピーダン
スが除々に低下し、励磁コイル4の印加電圧が」−昇す
る。このとき、フライホイールダイオード9に蓄えられ
た電荷が放電される。そして、励磁コイル4の印加電圧
の」−昇に伴い、インバータ39がLOに反転すると(
時間t3)、ノア回路40の出力が旧に反転する。する
と、トランジスタ35がオンし、ゲートの放電を行って
いたトランジスタ32もオフする。この結果、ゲートに
は、チャージポンプ回路11より駆動信号である供給電
流■が供給される。このとき、フライホイールダイオー
ド9に蓄えられていた電荷は、すでに放電されているた
め、チャージポンプ回路11よりゲートに大電流(供給
電流■)が供給されても、フライホイールダイオード9
は短絡しない。また、ゲートに大電流(供給電流工)が
供給されることにより、時間t3以降のスイッチング時
間が短縮される。
When the gate voltage increases and exceeds the threshold value of the semiconductor element 8 (time t2), the impedance between the terminals of the semiconductor element 8 gradually decreases, and the voltage applied to the excitation coil 4 increases. At this time, the charge stored in the flywheel diode 9 is discharged. Then, as the voltage applied to the excitation coil 4 increases, the inverter 39 switches to LO (
At time t3), the output of the NOR circuit 40 is inverted to the old one. Then, the transistor 35 is turned on, and the transistor 32 whose gate was discharging is also turned off. As a result, the charge pump circuit 11 supplies the supply current ■, which is a drive signal, to the gate. At this time, the charge stored in the flywheel diode 9 has already been discharged, so even if a large current (supply current ■) is supplied to the gate from the charge pump circuit 11, the flywheel diode 9
is not shorted. Further, by supplying a large current (supply current) to the gate, the switching time after time t3 is shortened.

そして、時間t4において、半導体素子8が完全にオン
し、励磁コイル4の励磁電流が増大して発電機3の発電
量が増大する。
Then, at time t4, the semiconductor element 8 is completely turned on, the excitation current of the excitation coil 4 increases, and the amount of power generated by the generator 3 increases.

(実施例の効果) 上記作動中にも示したように、半導体素子8がオンする
際、予備駆動信号をゲートへ与えてフライホイールダイ
オード9の電荷を放電し、その後、ゲートへ駆動信号を
与えることによって、フライホイールダイオード9の短
絡を防止して、スイッチングノイズの発生を抑えた。ま
た、予備駆動信号をゲートへ与えてから駆動信号をゲー
トに与えることによって、励磁コイル4の磁力が急激に
変化するのが防がれる。これによって電機子コイル5に
逆起電力が発生するが防がれ、電機子コイル5の逆起電
力によるスイッチングノイズの発生も抑えられる。
(Effects of Example) As shown during the above operation, when the semiconductor element 8 is turned on, a preliminary drive signal is applied to the gate to discharge the charge of the flywheel diode 9, and then a drive signal is applied to the gate. This prevents short-circuiting of the flywheel diode 9 and suppresses the generation of switching noise. Further, by applying the preliminary drive signal to the gate and then applying the drive signal to the gate, the magnetic force of the excitation coil 4 can be prevented from changing suddenly. This prevents the generation of back electromotive force in the armature coil 5, and also suppresses the generation of switching noise due to the back electromotive force of the armature coil 5.

そして、本実施例の制御回路7は、従来に比較して回路
構成が簡単である。この結果、従来に比較してM復回路
7の故障確率を低減するとともに、製造コストを低く抑
えることができる。
The control circuit 7 of this embodiment has a simpler circuit configuration than the conventional one. As a result, the failure probability of the M-return circuit 7 can be reduced as compared to the conventional art, and manufacturing costs can be kept low.

(第2実施例) 第3図は第2実施例を示す車両用交流発電機の電圧制御
装置の電気回路図を示す。なお、第1実施例と同一符号
は、同−機能物を示す。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows an electric circuit diagram of a voltage control device for a vehicle alternator according to a second embodiment. Note that the same reference numerals as in the first embodiment indicate the same functional objects.

本実施例は、半導体素子8にPチャンネルパワーモスド
ETを用いたものである。このため1本実施例では、第
1実施例で示したチャージポンプ回路は必要がない。
In this embodiment, a P-channel power MOSFET is used as the semiconductor element 8. Therefore, in this embodiment, the charge pump circuit shown in the first embodiment is not necessary.

半導体素子8をオンさせる際の作動を簡単に説明する。The operation when turning on the semiconductor element 8 will be briefly explained.

バッテリ電圧が調整電圧よりも低くなると、バッテリ状
態判定回路10のコンパレータ14は、Loの出力信号
を発生する。すると、トランジスタ20.24がオフし
、ゲートへの電流の供給が停止される。
When the battery voltage becomes lower than the regulated voltage, the comparator 14 of the battery condition determination circuit 10 generates a Lo output signal. Then, transistors 20 and 24 are turned off, and the supply of current to the gate is stopped.

一方、バッテリ電圧が調整電圧よりも低くなった初期は
、励磁コイル4に印加される電圧は低く、インバータ3
9は旧の信号を発生する。すると、ゲート放電回路12
のトランジスタ34は、インバータ39の旧の出力を受
けてオンし、定電流回路36の電流工2がトランジスタ
33に導かれるのを阻止する。
On the other hand, initially when the battery voltage is lower than the adjustment voltage, the voltage applied to the excitation coil 4 is low and the inverter 3
9 generates the old signal. Then, the gate discharge circuit 12
The transistor 34 turns on in response to the old output of the inverter 39, and prevents the current 2 of the constant current circuit 36 from being led to the transistor 33.

このため、トランジスタ33には、定電流回路37の電
流■3のみが流れ、結果的にゲートは電流I3で放電さ
れ、半導体素子8がオンし始める。
Therefore, only the current 3 of the constant current circuit 37 flows through the transistor 33, and as a result, the gate is discharged by the current I3, and the semiconductor element 8 starts to turn on.

そして、ゲート電圧が」−昇し、インバータ39の[0
に反転すると、トランジスタ34がオフし、定電流回路
36.37の電流I2.I3がトランジスタ33に導か
れる。この結果、ゲートは、電流I2+I3で放電され
て、半導体素子8が急速にオンし、励磁コイル4が通電
される。
Then, the gate voltage increases and the inverter 39's [0
, the transistor 34 is turned off and the current I2. of the constant current circuit 36.37 is reversed. I3 is led to transistor 33. As a result, the gate is discharged by the current I2+I3, the semiconductor element 8 is rapidly turned on, and the excitation coil 4 is energized.

なお、バッテリ電圧が調整電圧よりも高くなると、バッ
テリ状態判定回路10のコンパレータ14は、旧の出力
信号を発生し、トランジスタ20.24がオンし、ゲー
トへ電流が供給される。また、トランジスタ35がオン
し、ゲート放電回路12によるゲートの放電が停止する
。この結果、ゲートが充電されて半導休業そ8がオフし
、励磁コイル4の通電が停止される。
Note that when the battery voltage becomes higher than the regulated voltage, the comparator 14 of the battery condition determination circuit 10 generates the old output signal, turning on the transistor 20.24 and supplying current to the gate. Further, the transistor 35 is turned on, and the discharge of the gate by the gate discharge circuit 12 is stopped. As a result, the gate is charged, the semi-conducting shut-off valve 8 is turned off, and the excitation coil 4 is de-energized.

(変形例) 半導体素子に印加される駆動信号を一部放電して予備駆
動信号を形成した例を示したが、半導体素子に供給され
る電圧値や電流値を切り替えて与えても良い。
(Modification) Although an example has been shown in which the preliminary drive signal is formed by partially discharging the drive signal applied to the semiconductor element, the voltage value and current value supplied to the semiconductor element may be switched and applied.

半導体素子にFETを用いた例を示したが、バイポーラ
トランジスタなど他の素子を用いても良いう 電気回路は、本実施例の回路構成に限定されるものでは
なく、マイクロコンピュータによって駆動信号や予備駆
動信号を制御するなど、他の回路構成を採用しても良い
Although an example is shown in which an FET is used as a semiconductor element, the electric circuit is not limited to the circuit configuration of this embodiment, and other elements such as bipolar transistors may be used. Other circuit configurations may be used, such as controlling drive signals.

第2図Figure 2

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は本発明の第1実施例を示すもので
、第1図は車両用交流発電機の電圧制御装置の電気回路
図、第2図は作動説明のためのタイムチャートである。 第3図は本発明の第2実施例を示す車両用交流発電機の
電圧制御装置の電気回路図である。 図中 3・・・発電機    4・・・励磁コイル5・
・・電機子コイル 7・・・制御回路8・・・半導体素
子 コンパレータの出力 t2t3    t4 時  間
1 and 2 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an electric circuit diagram of a voltage control device for a vehicle alternator, and FIG. 2 is a time chart for explaining the operation. be. FIG. 3 is an electric circuit diagram of a voltage control device for a vehicle alternator according to a second embodiment of the present invention. In the figure 3... Generator 4... Excitation coil 5.
... Armature coil 7 ... Control circuit 8 ... Semiconductor element comparator output t2t3 t4 time

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)通電されて磁界を形成する励磁コイル、およびこの
励磁コイルの発生する磁界の変化によって起電力を発生
する電機子コイルを備えた発電機と、前記励磁コイルに
流れる電流を断続する半導体素子を備え、この半導体素
子に駆動信号を与えて前記半導体素子をオンさせ、前記
励磁コイルに電流を供給する制御回路と を具備する車両用交流発電機の電圧制御装置において、 前記制御回路は、前記半導体素子をオンする際、前記半
導体素子の端子間電圧を検出し、 この端子間電圧が所定値に低下するまで、前記駆動信号
より前記半導体素子の駆動力の小さい予備駆動信号を前
記半導体素子へ与え、 前記端子間電圧が所定値に低下した際に前記半導体素子
へ前記駆動信号を与える ことを特徴とする車両用交流発電機の電圧制御装置。
[Scope of Claims] 1) A generator including an excitation coil that is energized to form a magnetic field, and an armature coil that generates an electromotive force by changes in the magnetic field generated by the excitation coil, and a current that flows through the excitation coil. In the voltage control device for a vehicle alternator, the voltage control device includes a semiconductor element that turns on and off, and a control circuit that applies a drive signal to the semiconductor element to turn on the semiconductor element and supply current to the excitation coil. The control circuit detects the voltage between the terminals of the semiconductor element when turning on the semiconductor element, and generates a preliminary drive signal having a smaller driving force for the semiconductor element than the drive signal until the voltage between the terminals decreases to a predetermined value. A voltage control device for an alternator for a vehicle, characterized in that the driving signal is applied to the semiconductor element, and the drive signal is applied to the semiconductor element when the voltage between the terminals decreases to a predetermined value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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