JPH0538114A - 車輌用交流発電機 - Google Patents

車輌用交流発電機

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JPH0538114A
JPH0538114A JP3186576A JP18657691A JPH0538114A JP H0538114 A JPH0538114 A JP H0538114A JP 3186576 A JP3186576 A JP 3186576A JP 18657691 A JP18657691 A JP 18657691A JP H0538114 A JPH0538114 A JP H0538114A
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voltage
armature winding
power generation
circuit
generation circuit
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JP3186576A
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English (en)
Inventor
Toshitaka Hirai
敏敞 平井
Taizo Kaneko
泰造 金子
Kazuhiro Takayama
一弘 高山
Bunji Matsui
文二 松井
Kazumi Nishizawa
一海 西沢
Yasuaki Moriya
泰明 守屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikko Denki Kogyo KK
Nikko Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nikko Denki Kogyo KK
Nikko Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、特別な変換装置を使用することな
く、二種類の電圧を供給できる車輌用交流発電機を提供
することにある。 【構成】 この交流発電機1は、第一の発回路と、第二
の発電回路とから構成されている。第一の発電回路は、
鉄心に巻回された第1の電機子巻線12aと、前記第1
の電機子巻線12aに接続されて当該交流を直流に整流
する第1の整流回路13aと、前記鉄心を磁化する界磁
巻線11に流す電流を調整して第1の整流回路13aか
ら出力される直流電圧を一定に保つ電圧調整器14から
なる。第二の発電回路は、第1の電機子巻線12aが巻
回されている鉄心を共有し、前記鉄心に巻線された第2
の電機子巻線12bと、前記第2の電機子巻線12bに
接続され前記第2の電機子巻線12bに発生した交流を
直流に整流する第2の整流回路13bと、この整流回路
13bに接続された電圧電流制御回路16とを有し、第
1の発電回路により発生する電圧の半分の電圧を供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高低の二種類の電圧を
独立に供給できるようにした車輌用交流発電機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】現在、自動車無線やオーディオ機器等の
自動車関連用品の電源は、乗用車用の12〔V〕仕様系
が主流である。したがって、トラック等のような24
〔V〕系の電源のみしかもたない車輌において、12
〔V〕仕様の用品を使用する場合は、DC−DCコンバ
ータによって24〔V〕電圧を12〔V〕電圧に変換し
た後に使用しているのが一般的である。
【0003】図6は、従来の24〔V〕系の電源のみし
かもたない車輌における12〔V〕仕様の用品の使用例
を示すブロック図である。
【0004】図6において、整流回路を備えた交流発電
機101は、図示しない内燃機関によって駆動されるこ
とにより、24〔V〕の直流電圧を発電する。交流発電
機101の出力は、24〔V〕車輌負荷102と、直列
接続されたバッテリー103a,103bと、DC−D
Cコンバータ104の入力端子とに接続されている。D
C−DCコンバータ104の出力端子は、12〔V〕用
品負荷105に接続されている。
【0005】図7は、上記交流発電機101の構成例を
示す回路図である。
【0006】図7において、交流発電機101は、内燃
機関で駆動される界磁巻線111と、この界磁巻線から
の磁界で発電する三相電機子巻線112と、三相電機子
巻線112からの交流を交流端子から取り込み、直流に
整流して直流端子から出力する三相ブリッヂ整流器11
3と、前記界磁巻線111に流す電流を調整する電圧調
整器114と、界磁巻線111に電圧を供給するキース
イッチ115とを備えている。この交流発電機101の
出力端子B−Eは、24〔V〕車輌負荷102、バッテ
リー103a,103b及び図示しないDC−DCコン
バータ104に接続されている。
【0007】このような従来の回路では、キースイッチ
115をオンとすることにより界磁巻線111にバッテ
リー103a,103bから電流を供給して他励とす
る。ついで、交流発電機101を内燃機関で回転駆動す
ると、三相電機子巻線112に交流が発生し、これらを
三相ブリッヂ整流器113に供給する。それら交流は、
三相ブリッヂ整流器113で全波整流され、直流出力と
なってB端子から出力される。これにより、交流発電機
101は、発電電圧を界磁巻線111に供給できるよう
になり、交流発電機101は自励となる。電圧調整器1
14は、L端子の電圧を検出し、L(B)端子が28.
5〔V〕の電圧を保つべく界磁巻線111への電流を制
御する。以上により安定した電圧が、B端子から24
〔V〕車輌負荷102、バッテリー103a,103
b、及びDC−DCコンバータ104に供給される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
回路は、12〔V〕用品負荷105に電力を供給する場
合、DC−DCコンバータが必要となり、しかもDC−
DCコンバータの設置場所や、車輌配線が複雑となるこ
とや、DC−DCコンバータの価格が高いなどの問題点
がある。
【0009】そこで、本発明の目的は、特別な変換装置
を使用することなく、二種類の電圧を供給できる車輌用
交流発電機を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の車輌用交流発電機は、内燃機関によって駆
動されることにより発電をする車輌用交流発電機におい
て、鉄心に巻回された第1の電機子巻線、前記第1の電
機子巻線に接続されて当該交流を直流に整流する第1の
整流回路、及び前記鉄心を磁化する界磁巻線に流す電流
を調整して第1の整流回路から出力される直流電圧を一
定に保つ電圧調整器からなる第1の発電回路と、第1の
電機子巻線が巻回されている鉄心を共有し、前記鉄心に
巻線された第2の電機子巻線、前記第2の電機子巻線に
接続され前記第2の電機子巻線に発生した交流を直流に
整流する第2の整流回路、及び第2の整流回路に接続さ
れた電圧電流制御回路を有し、第1の発電回路により発
生する電圧の半分の電圧を供給する第2の発電回路とを
備えたことを特徴とするものである。
【0011】上記発明において、前記第1の発電回路と
第2の発電回路は、電気的に回路上独立して構成されて
いることを特徴としている。また、前記第2の発電回路
は、直列接続された二つのバッテリーの一方に接続され
ている。かつ、前記第2の発電回路の電圧電流制御回路
は、ダイオードを一部サイリスタに変更してなることを
特徴とする。
【0012】
【作用】上記構成であるので、24〔V〕系の直流は、
第1の発電回路における第1の電機子巻線からの交流を
第1の整流回路により全波整流することにより得てい
る。また、12〔V〕系の直流は、第2の発電回路にお
ける第2の電機子巻線12bからの交流を第2の整流回
路により全波整流することにより得ている。これは、第
1の電機子巻線の電圧の1/2が第2の電機子巻線から
得られるようにしてあるためである。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例を参照して説明
する。
【0014】図2は、本発明の車輌用交流発電機の実施
例を示すブロック図である。
【0015】図2において、交流発電機1は、24
〔V〕系の直流電圧と、12〔V〕系の直流電圧とを出
力できる。交流発電機1の24〔V〕系(実質28.5
〔V〕)の直流出力端子B24−Eには、24〔V〕車輛
負荷2と、直列接続されたバッテリー3a,3bとが接
続されている。また、交流発電機1の12〔V〕系(実
質14.25〔V〕)の直流出力端子B12−Eには、1
2〔V〕用品負荷5と、バッテリー3bとが接続されて
いる。
【0016】図1は、本発明の車輌用交流発電機の実施
例を示す回路図である。
【0017】図1に示す交流発電機1は次のように構成
されている。界磁巻線11は、内燃機関で駆動されるよ
うになっている。この界磁巻線11からの磁界は、同一
鉄心に巻回されている24〔V〕系用の第1の電機子巻
線12a、及び12〔V〕系用の第2の電機子巻線12
bに供給されるようにしてある。第1の電機子巻線12
a、及び第2の電機子巻線12bは、別々に鉄心に巻回
してある。第2の電機子巻線12bは、第1の電機子巻
線12aの1/2の巻数で設定すればよい。第2の電機
子巻線12bは、12〔V〕用品を駆動できればよいの
で、比較的細い巻線でよい。第1の電機子巻線12a
は、第1の三相ブリッヂ整流器13aの交流端子に接続
されている。第2の電機子巻線12bは、第2の三相ブ
リッヂ整流器13bの交流端子に接続されている。前記
第1の三相ブリッヂ整流器13aは、正極直流出力端子
を出力端子B24に、負極直流出力端子を出力端子Eにそ
れぞれ接続している。前記第1の三相ブリッヂ整流器1
3aにアノードがそれぞれ接続された整流器13cは当
該カソードを共通にし、界磁巻線11の一端に接続され
ている。界磁巻線11の両端には電圧調整器14が接続
されている。この電圧調整器14は、前記界磁巻線11
に流す電流を調整し、24〔V〕系の出力直流電圧を一
定に制御できるようになっている。また、この電圧調整
器14の一端は、抵抗R0,ダイオードD0、キースイッ
チ15からなる直列回路を介して出力端子B24に接続さ
れており、かつランプLを介して出力端子B24に接続さ
れている。この電圧調整器14の他端は、接地されてい
る。キースイッチ15は、直流出力端子B24と前記電圧
調整器14との接続/不接続を切り換える。上述した構
成により第一の発電回路が構成されている。
【0018】第2の電機子巻線12bは、第2の三相ブ
リッヂ整流器13bの交流端子に接続されている。前記
第2の三相ブリッヂ整流器13bは、正極直流出力端子
を共通点17に、負極直流出力端子を出力端子Eにそれ
ぞれ接続している。この共通点17は、電圧電流制御回
路16の入力端子に接続されている。電圧電流制御回路
16は、12〔V〕系の電源の電流が一定値以上流れな
いようにするとともに、出力電圧を一定の値に保つ作用
をするように構成してある。前記電圧電流制御回路16
の出力は、12〔V〕系出力端子B12−Eの間から取り
出すことができる。上記構成で第二の発電回路が構成さ
れている。
【0019】ここで、前記電圧電流制御回路16は、抵
抗R1〜R6と、コンデンサCと、トランジスタQ1〜Q3
とを備えており、具体的には次のように構成されてい
る。すなわち、抵抗R1とコンデンサCとは直列接続さ
れており、共通点17と端子Eとの間に接続されてい
る。共通点17にはトランジスタQ1のコレクタが接続
されており、抵抗R1とコンデンサCとの接続点にトラ
ンジスタQ1のベースが接続されている。トランジスタ
1のエミッタは、トランジスタQ2のベースと、抵抗R
2を介して出力端子B12とに接続されている。トランジ
スタQ2のコレクタはトランジスタQ1のベースに、トラ
ンジスタQ2のエミッタは出力端子B12にそれぞれ接続
されている。12〔V〕系出力端子B12−Eの間には、
抵抗R3と抵抗R4の直列回路が接続されている。24
〔V〕系出力端子B24−Eの間には、抵抗R5と抵抗R6
の直列回路が接続されている。前記抵抗R3と抵抗R4
の接続点はトランジスタQ3のベースに、前記抵抗R5
抵抗R6との接続点はトランジスタQ3のエミッタに、ト
ランジスタQ3のコレクタはトランジスタQ1のベース
に、それぞれ接続されている。
【0020】このような構成をした実施例の作用を以下
に説明する。
【0021】第1の電機子巻線12a及び第2の電機子
巻線12bを同一の鉄心に巻くことにより、界磁巻線1
1から発生した磁束は、第1の電機子巻線12a及び第
2の電機子巻線12bを均一に通過し、第1の電機子巻
線12aからは24〔V〕系の電圧が、第2の電機子巻
線12bからは12〔V〕系の電圧が発生する。
【0022】この第1の電機子巻線12aからの交流
は、第1の三相ブリッヂ整流器13aにより全波整流さ
れ直流に整流されて、24〔V〕系出力端子B24−Eの
間に供給される。また、第1の電機子巻線12aからの
交流は第3の整流器13cにより整流されることにより
電圧が発生し、界磁巻線11に供給される電流は交流発
電機1より供給されることになり、交流発電機1は自励
となる。このとき、電圧調整器14は第3の整流器13
cからの電圧を検出し、端子L−E間の電圧が28.5
〔V〕を保つように界磁巻線11への電流を制御する。
以上述べた様に安定した電圧が24〔V〕系出力端子B
24−Eの間から24〔V〕車輛負荷2及びバッテリー3
a,3bに供給される。
【0023】一方、このように24〔V〕系出力端子B
24−Eの間を安定した28.5〔V〕に電圧調整できる
ことから、第2の電機子巻線12bからは、24V系回
路電圧の1/2の電圧(12〔V〕)を得ることができ
る。この第2の電機子巻線12bからの交流は、第2の
三相ブリッヂ整流器13bで整流されて共通点17に供
給される。この共通点の電圧は、トランジスタQ1のコ
レクタに供給される。ここで、12〔V〕用品負荷5等
に流入する電流が一定値であると、トランジスタQ2
オフとなるので、トランジスタQ1は、ベース抵抗R1
よるベース電流によってオン状態となり、整流された電
圧を出力側に供給することになる。そして、12〔V〕
電圧を抵抗R3,R4で分圧してトランジスタQ3のベー
スに供給し、24〔V〕系の電圧を抵抗R5,R6で分圧
することにより基準電圧として設定し、これをトランジ
スタQ3のエミッタに供給し、そのトランジスタQ3のコ
レクタから前記各電圧の差信号をトランジスタQ1のベ
ースに供給することにより、その出力電圧を調整してい
る。常に24V系の半分の電圧を、12V系に出力して
いる。すなわち、24V系の電圧変動に追従させて、1
2V系で使用しているバッテリーを充電し、2個のバッ
テリー3a,3bのバランスを取っている。上記電圧制
御するためには、12〔V〕系の第2の三相ブリッヂ整
流器13bから出力された電圧は、24V系の1/2電
圧よりも、多少高めの電圧を出力すべきである。
【0024】また、電流制御は、トランジスタQ1、Q2
とシャント抵抗R2により行うことになる。すなわち、
12〔V〕系出力電流をシャント抵抗R2の電圧降下に
より検出し、ある一定電流をこえる負荷が接続された場
合に、トランジスタQ2がオンとなり、これによりトラ
ンジスタQ1がオフに制御され、12〔V〕系の出力を
垂下させている。
【0025】上述した実施例によれば、図3に示すよう
に、24〔V〕系の電圧波形も、12〔V〕系の電圧波
形もリップルを含むもののほぼ一定であることが分か
る。しかしながら、図4(a)に示すスター接続された
24〔V〕系の交流を発生する三相電機子巻線22a,
22b,22cの中間タップから交流を取り出し、整流
器23a,23b,23cで整流して直流12〔V〕を
得る方式のものの場合、図4(b)に示すように24
〔V〕の電圧波形は一定であるものの、12〔V〕の電
圧波形はリップルを多く含むものとなることが分かる。
したがって、本実施例が優れていることが理解できる。
【0026】また、バッテリー3a,3bの充電につい
ては、第一に、内燃機関が停止している場合は、交流発
電機1からの出力がなくなるため、12〔V〕系用品へ
の電力供給は、バッテリー3bより供給する。また、第
二に、第一の場合の使用において2個のバッテリー3
a,3bのバランスがくずれるが、これに対しては発電
機1が発電中に12〔V〕を出力することによって、1
2〔V〕系電力供給用バッテリー3b側への充電を行い
バッテリーバランスを保つようにしている。
【0027】本実施例では、12〔V〕系と24〔V〕
系との電力が出力できるものの、電圧調整器14が一つ
で済む利点がある。
【0028】図5は、本発明の他の実施例を示す回路図
である。
【0029】図5に示す交流発電機1は、一方の整流素
子をダイオードとしかつ他方をサイリスタSCRa〜S
CRcとした第2の三相ブリッヂ整流器13bbと、これ
らサイリスタSCRa〜SCRcをターンオン/ターンオ
フさせる電圧電流制御回路16aとからなる。すなわ
ち、電圧電流制御回路16aは、抵抗R2〜R4、R7
9と、コンデンサC1と、トランジスタQ2,Q4〜Q6
と、ダイオードD1〜D3と、ツェナーダイオードZDと
を備えており、次のように構成されている。共通点17
は、抵抗R2を介して出力端子B12に接続されている。
共通端子17には、トランジスタQ2のエミッタと、抵
抗R7を介してトランジスタQ4のエミッタと、抵抗R8
を介してトランジスタQ5のベース及びトランジスタQ6
のコレクタとがそれぞれ接続されている。トランジスタ
5及びトランジスタQ6のエミッタは接地されている。
トランジスタQ4のベースはトランジスタQ5のコレクタ
に接続されている。出力端子B12−E間の電圧は抵抗R
3とR4とで分圧されており、その分圧電圧をツェナーダ
イオードZDのカソードに供給する。ツェナーダイオー
ドZDは、この電圧がツェナー電圧以上になると、導通
してアノードからコンデンサC1に電流を流す。このア
ノードの出力はトランジスタQ6のベースに供給され
る。前記アノードには抵抗R9を介してトランジスタQ2
のコレクタに接続されており、抵抗R2に流れる電流が
一定値以上になると導通するトランジスタQ2により電
圧が供給される。前記コンデンサC1に電圧が一定以上
蓄積されると、トランジスタQ6が導通し、トランジス
タQ5、Q4がオフになってサイリスタSCRa〜SCRc
がターンオフになるようにしてあり、また、コンデンサ
1に一定以上に電圧が無い場合にトランジスタQ6がオ
フとなり、トランジスタQ5、Q4がオンになってサイリ
スタSCRa〜SCRcがターンオンになる。これによ
り、第2の三相ブリッヂ整流器13bbのサイリスタSC
a〜SCRcは電流、電圧によりオンオフ制御されるこ
とになり、電圧電流制御ができる。
【0030】このような他の実施例の作用を説明する。
【0031】電圧電流制御回路16aが電圧・電流制御
をしていない状態では、トランジスタQ4から、常にサ
イリスタSCRa〜SCRcのゲートに電圧が印加されて
いることより、サイリスタSCRa〜SCRcのターンオ
ン状態になり、ダイオードと同等に機能する。
【0032】しかしながら、12〔V〕の電圧は、抵抗
3,R4の分圧がツェナーダイオードZDのシェナー電
圧を超えることにより、トランジスタQ6がオンし、ト
ランジスタQ5,Q4がオフとなることより、サイリスタ
SCRa〜SCRcのゲート電圧をオフとすることで、第
2の三相ブリッヂ整流器13bbをオフとし、出力電圧を
カットする。これにより、電圧が一定に保たれる。
【0033】また、12〔V〕用品負荷5等に流入する
電流が一定以上になると、トランジスタQ2がオンとな
り、これによりトランジスタQ5,Q4がオフとなること
より、サイリスタSCRa〜SCRcのゲート電圧をオフ
とすることで、第2の三相ブリッヂ整流器13bbをオフ
とし、出力電圧をカットする。これにより、電流も一定
に保たれる。
【0034】図5においては、サイリスタSCRa〜S
CRcを使用しているため、12〔V〕系の出力波形は
パルス波形となるが、回路上バッテリーに接続されてい
るため、フィルターされるので安定した電圧を供給でき
ることになる。
【0035】なお、上記各実施例では、第1の電機子巻
線12a、第2の電機子巻線12bをスター接続とした
が、本発明はデルター接続についても成立する。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
低二種類の電圧をDC−DCコンバータを使用すること
なく得ることができ、かつこのコンバータの設置場所等
を用意する必要がなくなり、省スペース化できる。
【0037】また、本発明によれば、高価な装置を設け
る必要がないので、コストの低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車輌用交流発電機の実施例を示す回路
図である。
【図2】同実施例の全体ブロック図である。
【図3】同実施例の作用を説明するために示す波形図で
ある。
【図4】(a)は、二種の電圧を得る回路の他の方式に
よる原理図である。 (b)は、同方式による電圧波形の図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す回路図である。
【図6】従来の装置を示すブロック図である。
【図7】従来の装置に使用される交流発電機の回路構成
を示す図である。
【符号の説明】
1 交流発電機 2 24〔V〕車輛負荷 3a バッテリー 3b バッテリー 5 12〔V〕用品負荷 11 界磁巻線 12a 第1の電機子巻線 12b 第2の電機子巻線 13a 第1の三相ブリッヂ整流器 13b 第2の三相ブリッヂ整流器 13c 第3の整流器 13bb 第2の三相ブリッヂ整流器 16 電圧電流制御回路 16a 電圧電流制御回路 Q2 トランジスタ Q4〜Q6 トランジスタ R2 抵抗 R4〜R4 抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 文二 東京都大田区東六郷1丁目12番11号 日興 電機工業株式会社内 (72)発明者 西沢 一海 東京都大田区東六郷1丁目12番11号 日興 電機工業株式会社内 (72)発明者 守屋 泰明 東京都大田区東六郷1丁目12番11号 日興 電機工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関によって駆動されることにより
    発電をする車輌用交流発電機において、 鉄心に巻回された第1の電機子巻線、前記第1の電機子
    巻線に接続されて当該交流を直流に整流する第1の整流
    回路、及び前記鉄心を磁化する界磁巻線に流す電流を調
    整して第1の整流回路から出力される直流電圧を一定に
    保つ電圧調整器からなる第1の発電回路と、 第1の電機子巻線が巻回されている鉄心を共有し、前記
    鉄心に巻線された第2の電機子巻線、前記第2の電機子
    巻線に接続され前記第2の電機子巻線に発生した交流を
    直流に整流する第2の整流回路、及び第2の整流回路に
    接続された電圧電流制御回路を有し、第1の発電回路に
    より発生する電圧の半分の電圧を供給する第2の発電回
    路とを備えたことを特徴とする車輌用交流発電機。
  2. 【請求項2】 前記第1の発電回路と第2の発電回路と
    は、電気的に回路上独立して構成されていることを特徴
    とする請求項1記載の車輌用交流発電機。
  3. 【請求項3】 前記第2の発電回路は、直列接続された
    二つのバッテリーの一方に接続されていることを特徴と
    する請求項1記載の車輌用交流発電機。
  4. 【請求項4】 前記第2の発電回路の電圧電流制御回路
    は、ダイオードを一部サイリスタに変更してなることを
    特徴とする請求項1記載の車輌用交流発電機。
JP3186576A 1991-07-25 1991-07-25 車輌用交流発電機 Pending JPH0538114A (ja)

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JP3186576A JPH0538114A (ja) 1991-07-25 1991-07-25 車輌用交流発電機

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004015840A1 (en) * 2002-08-09 2004-02-19 Longkou Vehicle Fan Clutch Company Integral hyperbola ac generator
US7535203B2 (en) 2006-02-08 2009-05-19 Denso Corporation Alternator
JP2012174878A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Hitachi Ltd 半導体装置、及びそれを用いた装置

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