JPH0557810B2 - - Google Patents

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JPH0557810B2
JPH0557810B2 JP58043152A JP4315283A JPH0557810B2 JP H0557810 B2 JPH0557810 B2 JP H0557810B2 JP 58043152 A JP58043152 A JP 58043152A JP 4315283 A JP4315283 A JP 4315283A JP H0557810 B2 JPH0557810 B2 JP H0557810B2
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JP
Japan
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voltage
generator
battery
output
battery terminal
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JP58043152A
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English (en)
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JPS59169337A (ja
Inventor
Shinichiro Kitada
Tooru Yoshimura
Hiromichi Bito
Goji Masuda
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に広範囲な回転数領域で使用される
充電発電装置に関する。
この種の充電発電装置として従来からよく知ら
れているものに自動車用充電発電装置がある(昭
和56年4月15日CQ出版社発行「実用電子回路ハ
ンドブツク2」P416参照)。
この自動車用充電発電装置として一般に用られ
ているものを第1図に示し簡単に説明する。
図において、1はバツテリ、2は交流同期発電
機の固定子となる電機子の電機子巻線、3は6個
のダイオード3a〜3fからなり電機子巻線2に
発生した交流を直流に変換する整流回路、4はエ
ンジン出力軸に連結されて回転する交流同期発電
機の回転子となる界磁の界磁巻線、5はバツテリ
端子電圧に応じて発電機の発電量を増減しバツテ
リ端子電圧を一定に保持する電圧調整装置であ
る。
この充電発電装置の動作は、イグニツシヨンス
イツチ(図示せず)をオンすると界磁巻線4に電
流が流れる。この状態で回転子が回転すると電機
子巻線2に交流出力が発生し、整流回路3で直流
電流に変換されてバツテリ1に充電されバツテリ
1の端子電圧が上昇する。
そして、自動車の電気系統においてはある一定
電圧に保つ必要があるため、電圧調整装置5の作
用により、バツテリ端子電圧が高くなると界磁巻
線4に流れる電流を減少させて発電機出力を下
げ、逆にバツテリ端子電圧が低くなると界磁巻線
4の電流を増大させて発電機出力を上げるように
している。
即ち、バツテリ端子電圧が上昇すると電圧調整
装置5のP点の電圧も上昇し、このP点の電圧が
ツエナダイオード6aのブレークオーバ電圧にダ
イオード6b,6cの順方向電圧を加えた値を越
えるとツエナダイオード6a及びダイオード6
b,6cが導通しトランジスタ7がオンとなりト
ランジスタ8,9はオフとなつて界磁巻線4の電
流が零になるとする。この時、界磁巻線4に逆起
電力が発生しダイオード10を介して電流が流れ
るが徐々に減少していき、これに伴なつて発電機
出力も減少する。逆に、バツテリ端子電圧が低く
なると、ツエナーイオード6aが非導通となりト
ランジスタ7がオフ、トランジスタ8,9がオン
となつて界磁巻線4のインダクタンスにより電流
が徐々に増加し発電機出力も増大する。このよう
にして、この充電発電装置ではバツテリ1の端子
電圧を一定に保つて充電するようになつている。
ところが、このような自動車用充電発電装置の
場合、一般の発電機のように発電機に発生し得る
出力が発電機の回転数に略比例するものではな
く、その出力特性は第2図中曲線Aに示すように
なつている。尚、直線Bは一般発電機の場合を示
す。これは、発電機の出力電圧を一定に保つよう
になつており、また発電機の発生起電力がバツテ
リ端子電圧以下の場合、言い換えれば発電機の回
転数がある回転数以下の場合にはバツテリ1への
出力を得ることができないためである。従つて、
この充電発電装置では、ある回転数(第1図中
N1で示す)のときのみその回転数における最大
出力能力に相当する出力を発生することができ、
他の回転数ではその回転数における最大出力能力
以下の出力しか発生することができない。
このため巻線の数を減らしたり出力電圧を上げ
たりして最大出力能力の得られる回転数N1を高
くすれば、発電装置の最大出力が増加し、同時に
効率も向上するが、こうすると低回転領域での出
力が低下し充電可能な回転数領域が狭くなつてし
まい、自動車用として使用する場合には不具合が
生じる。従つて、従来のものは止むを得る最大出
力、効率は落ちても巻線数を多くして前記回転数
N1を低くして低回転時の出力を確保するように
していた。
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、
バツテリ充電用発電機及び電圧調整手段に加、発
電機の出力端子間にバツテリと並列に接続され出
力端子間を断続するスイツチング手段と、バツテ
リ端子電圧が高いほどオン時間が短くなるように
前記スイツチング手段の断続を周期的に制御する
制御手段と、バツテリから発電機及びスイツチン
グ手段方向への電流の流れを阻止する逆流防止手
段とを設けて構成し、発電機の発生電圧がバツテ
リ端子電圧よりも低い時でもバツテリへの充電を
可能とすることにより、出力及び効率の高い充電
発電装置を提供することを目的とする。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。尚、従来と同一要素には同一符号を付
して説明を省略する。
第3図は本発明の1実施例を示す回路図であ
る。
図中、1はバツテリ、2は電機子巻線、3は整
流回路、4は界磁巻線、5は電圧調整装置で、バ
ツテリ端子電圧をある設定値(例えば14V)以下
に制御するものである。
30は発電機の発生電圧に基づくバツテリ1の
充電電圧に応じたデユーテイ比のパルスを発生し
後述するスイツチング手段としてのトランジスタ
25をオン・オフ制御する制御手段としての制御
パルス発生装置であり、次のように構成されてい
る。
11は三角波発生回路、12,13はオープン
コレクタ出力のコンパレータで、コンパレータ1
2は三角波発生回路11の出力と図中a点の電圧
を比較し、三角波発生回路11の方が高い時に
“H”レベルを出力する。また、コンパレータ1
3は図中b点とc点の電圧を比較しb点の方が高
い時に“H”レベルを出力する。そして、図中d
点の電圧がある設定値E1V(例えば12.5V)のとき
に前記b点とc点のそれぞれの電圧が等しくなる
ように抵抗14,15を設定してある。c点の電
圧は抵抗16とツエナーイオード17とで設定し
ており、この電圧はバツテリ端子電圧が多少変化
してもほとんど変化しない。また、ダイオード1
8とコンデンサ19はトランジスタ25のオン・
オフ動作に伴なつてバツテリ端子電圧が変動して
もこのオン・オフ周期内ではd点電圧を変動させ
ずにバツテリ端子電圧の尖頭値に相当する電圧に
維持するためのものである。20はコンデンサ2
1を充電するための抵抗、22はa点電圧が一定
電圧よりも下がらないようにするためのプルアツ
プ抵抗、23,24はそれぞれコンパレータ1
2,13のプルアツプ抵抗であり、これら三角波
発生回路11からプルアツプ抵抗24まで制御パ
ルス発生装置30が構成されている。25,26
はトランジスタで、トランジスタ25は前述した
スイツチング手段を構成するもので、発電機の出
力端子間を断続させる。また、トランジスタ26
は前記トランジスタ25のドライブ用であり、制
御パルス発生装置30の出力端にベースが接続す
る。抵抗27はスイツチング時間を短縮するため
のものである。
また、ダイオード28はトランジスタ25がオ
ン状態の時にバツテリ1からトランジスタ25の
方向への電流の流れを阻止する逆流防止手段とし
てのものである。
次に作用を説明する。
この充電発電装置では、発電機の回転数が低い
領域では制御パルス発生装置30が動作し、前記
回転数が高い領域では電圧調整装置5が動作す
る。また、これらの中間の回転数領域では両装置
30,5が動作しない。そして、電圧調整装置5
が動作しない状態は界磁巻線4に流れる電流が最
大(バツテリ電圧を界磁巻線4の直流抵抗で除し
た値)の状態である。
以下に制御パルス発生装置30が動作する領
域、即ちバツテリ端子電圧より発電機の発生電圧
が低い場合の作用を説明する。
今、例えばa点の電圧が6Vとする。一方、三
角波発生回路11は常に一定の周波数で、かつ尖
頭電圧値がある設定値(例えば9V)に設定され
た第4図に示すような三角波を出力している。従
つて、三角波発生回路11の出力が6Vを超えた
時から6V以下になるまでの間コンパレータ12
の出力が“H”レベルとなるのでe点の電圧波形
は第5図に示すようになる。このe点電圧が高い
時にはトランジスタ25,26はオンとなり、低
い時にはオフとなるので、トランジスタ25はe
点の電圧波形に基づづき一定時間内でオン・オフ
動作する。このトランジスタ25がオンすると、
発電機出力が短絡され短絡電流が流れる。このと
き、電機子巻線2のインダクタンスにより電流は
徐々に増えていく。次にトランジスタ25がオフ
となると、短絡電流の通路が遮断されるが、巻線
のインダクタンスがあるため、電流は急に零とな
ることはできず、この電流が、ダイオード28を
通してバツテリ1へ充電される。バツテリ端子電
圧は第6図に示すようなものとなる。
この充電作用によりバツテリ端子電圧の尖頭他
は第6図中のEmaxで与えられ、d点電圧が
Emaxからダイオード18の順方向電圧降下分を
引いた値で与えられる。そして、Emaxがある値
を超えてd点電圧がE1V(例え12.5V)より高くあ
るとb点電圧がc点電圧より高くなり、コンパレ
ータ13の出力が“H”レベルとなりa点電圧が
上昇する。a点電圧が上昇すればトランジスタ2
5のオン時間が短くなり、短絡電流があまり増加
しない間にオフとなつてしまうので、充電電流は
小さくなり、Emaxが低下する。Emaxが低下し
コンパレータ13の出力が“L”レベルとなりa
点電圧が降下すればトランジスタ25のオン時間
が長くなつてEmaxが上昇する。このようにして
Emaxはある設定値(例え13.0〜13.5V程度)に
制御される。その後、発電機の回転数が上昇し、
トランジスタ25のオン時間が零であつても
Emaxが前記設定値を超えてしまうようになつた
時にはトランジスタ25はそのままオフ状態を維
持する。この状態は制御パルス発生装置30の作
用がなくても充電可能な状態である。
更に、発電機の回転数が上昇し、発電機の発生
電圧が電圧調整装置5の設定値を超えるような状
態になると、電圧調整装置5が従来同様に動作し
て界磁巻線4の電流を増減しバツテリ端子電圧が
一定となるように制御される。
このようにして、本実施例では、発電機の低回
転領域からでも充電が行なえるので、発電機の巻
線数を減らして最大出力及び効率を高めることが
できると共に、発電機を小型化できる。
以上述べたように本発明によれば、発電機の発
生電圧がバツテリ端子電圧よりも低くなる発電機
の低回転数領域でもバツテリ端子電圧を一定の範
囲に保ちつつ充電が可能となるので、この低回転
数領域での発電機性能を損なうことなく発電機の
巻線数を減少させて最大出力及び効率を向上で
き、そして発電機を小型かつ軽量にすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の回路図、第2図は従来装置
の出力特性図、第3図は本発明の1実施例を示す
回路図、第4図は同上実施例の三角波発生回路の
出力波形図、第5図は同上実施例の制御パルス発
生装置のe点電圧波形図、第6図は制御パルス発
生装置の出力状態に対応するバツテリ端子電圧変
化を示す図である。 1…バツテリ、2…電機子巻線、3…整流回
路、4…界磁巻線、5…電圧調整装置、30…制
御パルス発生装置、25…トランジスタ、28…
逆流防止用ダイオード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 バツテリを充電する発電機と、前記バツテリ
    端子電圧に応じて前記発電機の発電量を増減しバ
    ツテリ端子電圧を一定に保持させる電圧調整手段
    と、前記発電機の出力端子間に前記バツテリと並
    列に接続され当該出力端子間を断続するスイツチ
    ング手段と、バツテリ端子電圧が高いほどオン時
    間が短くなるように前記スイツチング手段の断続
    を周期的に制御する制御手段と、前記バツテリか
    ら発電機及びスイツチング手段方向への電流の流
    れを阻止する逆流防止手段とを備えたことを特徴
    とする充電発電装置。
JP4315283A 1983-03-17 1983-03-17 充電発電装置 Granted JPS59169337A (ja)

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JP4315283A JPS59169337A (ja) 1983-03-17 1983-03-17 充電発電装置

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JP4315283A JPS59169337A (ja) 1983-03-17 1983-03-17 充電発電装置

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JPS59169337A JPS59169337A (ja) 1984-09-25
JPH0557810B2 true JPH0557810B2 (ja) 1993-08-25

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0265632A (ja) * 1988-08-29 1990-03-06 Mitsubishi Electric Corp 充電発電装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5935538A (ja) * 1982-08-20 1984-02-27 株式会社デンソー 発電機用充電整流装置

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JPS5935538A (ja) * 1982-08-20 1984-02-27 株式会社デンソー 発電機用充電整流装置

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