JPH07106038B2 - 充電発電機の電圧調整装置 - Google Patents
充電発電機の電圧調整装置Info
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- JPH07106038B2 JPH07106038B2 JP62109885A JP10988587A JPH07106038B2 JP H07106038 B2 JPH07106038 B2 JP H07106038B2 JP 62109885 A JP62109885 A JP 62109885A JP 10988587 A JP10988587 A JP 10988587A JP H07106038 B2 JPH07106038 B2 JP H07106038B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は充電発電機の電圧調整装置に係り、特に車載バ
ツテリを充電する発電機の適切な初期励磁と、励磁電流
を断続するスイツチ素子の高電位側での駆動を可能とし
た、IC化に有利な電圧調整装置に関する。
ツテリを充電する発電機の適切な初期励磁と、励磁電流
を断続するスイツチ素子の高電位側での駆動を可能とし
た、IC化に有利な電圧調整装置に関する。
従来、パワートランジスタを用いて発電機の励磁電流を
断続する、いわゆるICレギユレータにおいて、キースイ
ツチの投入時点よりパワートランジスタを定常的にオン
状態としてバツテリから発電機の界磁巻線へ初期励磁電
流を流すようにしたものでは、エンジン停止時のキース
イツチの切り忘れ等により、短時間に界磁巻線を通して
バツテリが放電してしまい、過放電になるという問題が
あつた。
断続する、いわゆるICレギユレータにおいて、キースイ
ツチの投入時点よりパワートランジスタを定常的にオン
状態としてバツテリから発電機の界磁巻線へ初期励磁電
流を流すようにしたものでは、エンジン停止時のキース
イツチの切り忘れ等により、短時間に界磁巻線を通して
バツテリが放電してしまい、過放電になるという問題が
あつた。
その解決策として、特開昭54−140112号では、キースイ
ツチの投入時点より発電機が所定の発電状態になるまで
の間、発振回路の発振信号により適切なデューティ比で
パワートランジスタを断続制御して、初期励磁電流を制
限することが提案されている。
ツチの投入時点より発電機が所定の発電状態になるまで
の間、発振回路の発振信号により適切なデューティ比で
パワートランジスタを断続制御して、初期励磁電流を制
限することが提案されている。
上記提案では、発振回路が非対称波形の信号を発生する
特殊なものとなり、所望のデユーティ比（上記提案では
14.3％）の信号を得るために、発振回路中の抵抗または
コンデンサの値を調整する必要がある。従来、車載充電
発電機では、電圧調整装置を混成厚膜集積回路で構成
し、発電機に内蔵させるのが一般的であるので、上述し
た抵抗値の調整は、厚膜抵抗をフアンクシヨン・トリミ
ングの手法により削つて行なうのが普通であり、これは
ICの製造コスト増加させる。また、スチツチ素子として
パワーMOS−FETを用い、電圧調整装置全体をコスト的に
有利なモノリシツクICで構成する場合には、上述したト
リミングによる抵抗値の調整は不可能である。
特殊なものとなり、所望のデユーティ比（上記提案では
14.3％）の信号を得るために、発振回路中の抵抗または
コンデンサの値を調整する必要がある。従来、車載充電
発電機では、電圧調整装置を混成厚膜集積回路で構成
し、発電機に内蔵させるのが一般的であるので、上述し
た抵抗値の調整は、厚膜抵抗をフアンクシヨン・トリミ
ングの手法により削つて行なうのが普通であり、これは
ICの製造コスト増加させる。また、スチツチ素子として
パワーMOS−FETを用い、電圧調整装置全体をコスト的に
有利なモノリシツクICで構成する場合には、上述したト
リミングによる抵抗値の調整は不可能である。
従来技術には、さらに次のような問題点があつた。すな
わち、従来のICレギユレータでは、一般的にスイツチ素
子であるパワートランジスタが界磁巻線の低電位側に接
続されており、界磁巻線の高電位側に常時バツテリの電
圧がかかつた状態にあるため、発電機のロータに塩分が
付着した場合、パワートランジスタのオフ状態でも、ロ
ータ上の界磁巻線に通電するスリツプリングからロータ
シヤフト，ベアリングを経て発電機のハウジングへとリ
ーク電流が流れ、電食を起こしやすい。スイツチ素子を
界磁巻線の高電位側に接続すればこのようなリーク電流
をなくすことができるが、スイツチ素子を駆動するため
に、バツテリ電圧より高い電圧の駆動電源が必要とな
り、IC化が困難であつた。
わち、従来のICレギユレータでは、一般的にスイツチ素
子であるパワートランジスタが界磁巻線の低電位側に接
続されており、界磁巻線の高電位側に常時バツテリの電
圧がかかつた状態にあるため、発電機のロータに塩分が
付着した場合、パワートランジスタのオフ状態でも、ロ
ータ上の界磁巻線に通電するスリツプリングからロータ
シヤフト，ベアリングを経て発電機のハウジングへとリ
ーク電流が流れ、電食を起こしやすい。スイツチ素子を
界磁巻線の高電位側に接続すればこのようなリーク電流
をなくすことができるが、スイツチ素子を駆動するため
に、バツテリ電圧より高い電圧の駆動電源が必要とな
り、IC化が困難であつた。
本発明の目的は、無調整で所望のデユーティ化の初期励
磁信号を発生させることができ、かつ初期励磁信号発生
回路と昇圧回路を一つの発振回路で駆動することによ
り、スイツチ素子を界磁巻線の高電位側に設置してバッ
テリ電圧より高い電圧で駆動することが容易にできるよ
うにした、特に全回路を１チツプのモノリシツクIC上に
搭載する場合に有利な充電発電機の電圧調整装置を提供
することにある。
磁信号を発生させることができ、かつ初期励磁信号発生
回路と昇圧回路を一つの発振回路で駆動することによ
り、スイツチ素子を界磁巻線の高電位側に設置してバッ
テリ電圧より高い電圧で駆動することが容易にできるよ
うにした、特に全回路を１チツプのモノリシツクIC上に
搭載する場合に有利な充電発電機の電圧調整装置を提供
することにある。
上記目的は、基本周波数信号を発生する発振回路と、該
発振回路の発振信号を入力するＮ個の直列接続された1/
2分周器群と該分周器群の少なくとも２個の分周器出力
を入力する論理積または論理積及び論理和の組合せ論理
回路とにより所望のデューティ比の信号を発生する初期
励磁信号発生回路と、上記発振回路の発振信号とその逆
相信号から交流電圧を発生し該発生交流電圧を倍電圧整
流して出力する昇圧回路と、発電機が非発電状態にある
ときは、上記初期励磁信号発生回路の出力信号に同期し
て上記発振回路の発振信号を上記昇圧回路に入力させ該
入力発振信号に対応する上記昇圧回路の出力信号により
バッテリと発電機の励磁巻線との間に接続された制御電
極に低電位電極より高い駆動電圧を印加することにより
高電位電極と上記低電位電極間が導通するスイッチ素子
を断続制御して発電機の初期励磁を行なわせ、発電機の
所定の発電状態では、上記電圧検出回路の出力信号に対
応して上記発振回路の発振信号を上記昇圧回路へ入力さ
せ該入力発振信号に対応する上記昇圧回路の出力信号に
より上記スイッチ素子を断続制御してバッテリ電圧に応
じた励磁を行なわせる励磁制御手段とを備えることによ
り達成される。
発振回路の発振信号を入力するＮ個の直列接続された1/
2分周器群と該分周器群の少なくとも２個の分周器出力
を入力する論理積または論理積及び論理和の組合せ論理
回路とにより所望のデューティ比の信号を発生する初期
励磁信号発生回路と、上記発振回路の発振信号とその逆
相信号から交流電圧を発生し該発生交流電圧を倍電圧整
流して出力する昇圧回路と、発電機が非発電状態にある
ときは、上記初期励磁信号発生回路の出力信号に同期し
て上記発振回路の発振信号を上記昇圧回路に入力させ該
入力発振信号に対応する上記昇圧回路の出力信号により
バッテリと発電機の励磁巻線との間に接続された制御電
極に低電位電極より高い駆動電圧を印加することにより
高電位電極と上記低電位電極間が導通するスイッチ素子
を断続制御して発電機の初期励磁を行なわせ、発電機の
所定の発電状態では、上記電圧検出回路の出力信号に対
応して上記発振回路の発振信号を上記昇圧回路へ入力さ
せ該入力発振信号に対応する上記昇圧回路の出力信号に
より上記スイッチ素子を断続制御してバッテリ電圧に応
じた励磁を行なわせる励磁制御手段とを備えることによ
り達成される。
上記初期励磁信号発生回路は、基本周波数の発振信号を
入力することにより所望のデューティ比のパルス信号を
発生する回路であり、第３図には1/4のデユーティ比信
号を作る例を示す。この合成信号のデユーティ比は発振
回路の抵抗やコンデンサの値によらず一定であるから、
無調整で所望のデユーティ比の初期励磁信号を発生させ
ることができる。
入力することにより所望のデューティ比のパルス信号を
発生する回路であり、第３図には1/4のデユーティ比信
号を作る例を示す。この合成信号のデユーティ比は発振
回路の抵抗やコンデンサの値によらず一定であるから、
無調整で所望のデユーティ比の初期励磁信号を発生させ
ることができる。
また、上記昇圧回路は、発振回路の発振信号とその逆相
信号から交流電圧を発生し該発生交流電圧を倍電圧整流
する回路であり、界磁巻線の高電位側に接続されたとこ
ろの制御電極に低電位電極より高い駆動電圧を印加する
ことにより高電位電極と上記低電位電極間が導通するパ
ワーMOS−FET等のスイッチ素子を駆動するのに十分なバ
ッテリ電圧より高い電圧を発生する。したがつて、発電
機が非発電状態にあるとき、上記初期励磁信号敗発生回
路の出力信号に同期して発振回路の発振信号を上記昇圧
回路に入力させることにより、所望のデユーテイ比で上
記スイツチ素子を断続制御し、発電機の界磁巻線に制限
された初期励磁電流を流すことができる。また、発電機
の所定の発電状態では、バツテリ電圧を検出する電圧検
出回路の出力信号で上記昇圧回路への発振信号の入力を
制御すれば、バッテリ電圧に応じた上記スイツチ素子の
断続制御が行なわれ、通常の電圧調整動作となる。これ
により、一つの発振回路を初期励磁信号発生回路と昇圧
回路の両方の駆動電源に共用して、励磁電流を断続する
スイツチ素子の駆動を実現することができる。
信号から交流電圧を発生し該発生交流電圧を倍電圧整流
する回路であり、界磁巻線の高電位側に接続されたとこ
ろの制御電極に低電位電極より高い駆動電圧を印加する
ことにより高電位電極と上記低電位電極間が導通するパ
ワーMOS−FET等のスイッチ素子を駆動するのに十分なバ
ッテリ電圧より高い電圧を発生する。したがつて、発電
機が非発電状態にあるとき、上記初期励磁信号敗発生回
路の出力信号に同期して発振回路の発振信号を上記昇圧
回路に入力させることにより、所望のデユーテイ比で上
記スイツチ素子を断続制御し、発電機の界磁巻線に制限
された初期励磁電流を流すことができる。また、発電機
の所定の発電状態では、バツテリ電圧を検出する電圧検
出回路の出力信号で上記昇圧回路への発振信号の入力を
制御すれば、バッテリ電圧に応じた上記スイツチ素子の
断続制御が行なわれ、通常の電圧調整動作となる。これ
により、一つの発振回路を初期励磁信号発生回路と昇圧
回路の両方の駆動電源に共用して、励磁電流を断続する
スイツチ素子の駆動を実現することができる。
〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。
第１図は本発明による充電発電機電圧調整装置の一実施
例の全体回路図である。図中、１はエンジン（図示せ
ず）により駆動される発電機の電機子巻線であり、三相
星形結線されている。２は界磁磁束を発生する界磁巻
線、３は電機子巻線１の三相交流出力を直流に変換する
三相全波整流器、４はバツテリであり、三相全波整流器
３で整流された直流出力により充電されたり、外部の負
荷（図示せず）に電力を供給したりする。５はキースイ
ツチであり、エンジンの運転時に投入され、点火装置
（図示せず）等に通電する。６は本発明の要部とする電
圧調整装置であり、主スイツチ素子としてのＮチヤンネ
ル・パワーMOS−FET11,フライホイール・ダイオード12,
抵抗13とツエナー・ダイオード14からなる定電圧回路,N
OTゲート151,152,抵抗153,コンデンサ154からなる発振
回路15,分圧抵抗161,162,コンデンサ163,NOTゲート164
からなる電圧検出回路16,NOTゲート171,172,173,コンデ
ンサ174,177,ダイオード175,176,178からなる昇圧回路1
7,初期励磁信号発生回路18,励磁制御手段としての発電
検出回路19,ORゲート20,ANDゲート21,22,NOTゲート23,
補助スイツチ素子としてのＮチヤンネルNOS−FET24によ
り構成されている。
例の全体回路図である。図中、１はエンジン（図示せ
ず）により駆動される発電機の電機子巻線であり、三相
星形結線されている。２は界磁磁束を発生する界磁巻
線、３は電機子巻線１の三相交流出力を直流に変換する
三相全波整流器、４はバツテリであり、三相全波整流器
３で整流された直流出力により充電されたり、外部の負
荷（図示せず）に電力を供給したりする。５はキースイ
ツチであり、エンジンの運転時に投入され、点火装置
（図示せず）等に通電する。６は本発明の要部とする電
圧調整装置であり、主スイツチ素子としてのＮチヤンネ
ル・パワーMOS−FET11,フライホイール・ダイオード12,
抵抗13とツエナー・ダイオード14からなる定電圧回路,N
OTゲート151,152,抵抗153,コンデンサ154からなる発振
回路15,分圧抵抗161,162,コンデンサ163,NOTゲート164
からなる電圧検出回路16,NOTゲート171,172,173,コンデ
ンサ174,177,ダイオード175,176,178からなる昇圧回路1
7,初期励磁信号発生回路18,励磁制御手段としての発電
検出回路19,ORゲート20,ANDゲート21,22,NOTゲート23,
補助スイツチ素子としてのＮチヤンネルNOS−FET24によ
り構成されている。
このうち、パワーMOS−FET11は発電機出力側のＢ端子と
界磁巻線２の高電位側のＦ端子との間に接続されてい
て、その導通により界磁巻線２に励磁電流を流し、フラ
イホール・ダイオード12はＦ端子とＥ端子（アース）と
の間に接続されていて、界磁巻線２のフライホール電流
を流す。MOS−FET24はパワーMOS−FET11のゲートとＥ端
子との間に接続されていて、その導通によりパワーMOS
−FET11のゲートに蓄積された電荷を放電させる。定電
圧回路の抵抗13の一端はＩ端子を通じてキースイツチ５
に接続されており、電圧検出回路16の分圧抵抗161,162
はＳ端子とＥ端子との間に接続されていて、Ｓ端子を通
じて入力されるバツテリ電圧を分圧する。また、発電検
出回路19の端子ｂにはＰ端子を通じて電機子巻線１の発
電電圧が入力されるようになつている。
界磁巻線２の高電位側のＦ端子との間に接続されてい
て、その導通により界磁巻線２に励磁電流を流し、フラ
イホール・ダイオード12はＦ端子とＥ端子（アース）と
の間に接続されていて、界磁巻線２のフライホール電流
を流す。MOS−FET24はパワーMOS−FET11のゲートとＥ端
子との間に接続されていて、その導通によりパワーMOS
−FET11のゲートに蓄積された電荷を放電させる。定電
圧回路の抵抗13の一端はＩ端子を通じてキースイツチ５
に接続されており、電圧検出回路16の分圧抵抗161,162
はＳ端子とＥ端子との間に接続されていて、Ｓ端子を通
じて入力されるバツテリ電圧を分圧する。また、発電検
出回路19の端子ｂにはＰ端子を通じて電機子巻線１の発
電電圧が入力されるようになつている。
第２図には第１図中の初期励磁信号発生回路18と発電検
出回路19の詳細回路図である。初期励磁信号発生回路18
は、Ｔ形フリツプフロツプをＮ段直列接続して構成され
た分周器181と、Ｎ＋１段目の分周器を構成するＴ形フ
リツプフロツプ182と、ANDゲート183からなり、発電検
出回路19は、抵抗191,コンデンサ192,NOTゲート193,194
からなる。
出回路19の詳細回路図である。初期励磁信号発生回路18
は、Ｔ形フリツプフロツプをＮ段直列接続して構成され
た分周器181と、Ｎ＋１段目の分周器を構成するＴ形フ
リツプフロツプ182と、ANDゲート183からなり、発電検
出回路19は、抵抗191,コンデンサ192,NOTゲート193,194
からなる。
初期励磁信号発生回路18のANDゲート183の出力と、発電
検出回路19のNOTゲート194の出力はORゲート20の入力に
接続されている。
検出回路19のNOTゲート194の出力はORゲート20の入力に
接続されている。
以上のように構成された回路の動作を、以下、順を追つ
て説明する。まず自動車のエンジンが停止しているとき
に、キースイツチ５を投入すると、バツテリ４から抵抗
13を通じて給電されるツエナー・ダイオード14に定電圧
VDDが発生し、各論理ゲートに電源電圧を供給する。す
ると、発振回路15は抵抗153,コンデンサ154により定め
られた周期で発振を開始する。発振信号のデユーテイ比
は任意であり、たとえば1/2とする。この発振回路15の
発振信号は、初期励磁信号発生回路18の端子ａに入力さ
れる。第２図において、端子ａに入力された発振信号の
周波数は分周器181で1/2N倍に分周される。第３図
（ａ）にこの分周された信号波形を示す。この後、さら
にＴ形フリツプフロツプ182で1/2に分周され、第３図
（ｂ）の信号波形が得られる。ANDゲート183で（ａ）と
（ｂ）の論理積がとられ、第３図（ｃ）に示す波形の信
号が出力される。第３図（ｃ）の波形におけるパルス・
オフ時間t2はパルス・オン時間t1の３倍であり、デユー
テイ比Ｄは、 Ｄ＝t1/（t1＋t2）＝1/4 となる。この値は発振回路15の抵抗153,コンデンサ154
の値によらず一定である。
て説明する。まず自動車のエンジンが停止しているとき
に、キースイツチ５を投入すると、バツテリ４から抵抗
13を通じて給電されるツエナー・ダイオード14に定電圧
VDDが発生し、各論理ゲートに電源電圧を供給する。す
ると、発振回路15は抵抗153,コンデンサ154により定め
られた周期で発振を開始する。発振信号のデユーテイ比
は任意であり、たとえば1/2とする。この発振回路15の
発振信号は、初期励磁信号発生回路18の端子ａに入力さ
れる。第２図において、端子ａに入力された発振信号の
周波数は分周器181で1/2N倍に分周される。第３図
（ａ）にこの分周された信号波形を示す。この後、さら
にＴ形フリツプフロツプ182で1/2に分周され、第３図
（ｂ）の信号波形が得られる。ANDゲート183で（ａ）と
（ｂ）の論理積がとられ、第３図（ｃ）に示す波形の信
号が出力される。第３図（ｃ）の波形におけるパルス・
オフ時間t2はパルス・オン時間t1の３倍であり、デユー
テイ比Ｄは、 Ｄ＝t1/（t1＋t2）＝1/4 となる。この値は発振回路15の抵抗153,コンデンサ154
の値によらず一定である。
この時点では、発電機は発電を行なつておらず、電機子
巻線１には電圧が発生していない。したがつて電圧調整
装置６のＰ端子は無電圧となつていて、第２図におい
て、発電検出回路19のｂ端子の入力は“0"レベル、NOT
ゲート193の出力は“1"レベル、NOTゲート194の出力は
“0"レベルとなり、この“0"レベルの信号がORゲート20
に入力されるので、ｃ端子、すなわちORゲート20の出力
端子からは、第３図（ｃ）に示す波形の信号がそのまま
出力される。
巻線１には電圧が発生していない。したがつて電圧調整
装置６のＰ端子は無電圧となつていて、第２図におい
て、発電検出回路19のｂ端子の入力は“0"レベル、NOT
ゲート193の出力は“1"レベル、NOTゲート194の出力は
“0"レベルとなり、この“0"レベルの信号がORゲート20
に入力されるので、ｃ端子、すなわちORゲート20の出力
端子からは、第３図（ｃ）に示す波形の信号がそのまま
出力される。
一方、バツテリ４は充電されていないため、その端子電
圧、すなわちＳ端子の電圧は規定値（通常14.5V程度）
に達せず、電圧検出回路16の抵抗161,162で分圧した電
圧がNOTゲート164のしきい値に達しないので、NOTゲー
ト164の出力は“1"レベルとなり、この“1"レベルの信
号がANDゲート22に入力される。ANDゲート22のもう一方
の入力は前記ｃ端子に接続されているので、この時点で
は、ANDゲート22の出力端子から前記ｃ端子の出力波
形、すなわち第３図（ｃ）に示す波形の信号が出力さ
れ、このANDゲート22から出力された信号は、発振回路1
5の発振信号とともにANDゲート21に入力される。
圧、すなわちＳ端子の電圧は規定値（通常14.5V程度）
に達せず、電圧検出回路16の抵抗161,162で分圧した電
圧がNOTゲート164のしきい値に達しないので、NOTゲー
ト164の出力は“1"レベルとなり、この“1"レベルの信
号がANDゲート22に入力される。ANDゲート22のもう一方
の入力は前記ｃ端子に接続されているので、この時点で
は、ANDゲート22の出力端子から前記ｃ端子の出力波
形、すなわち第３図（ｃ）に示す波形の信号が出力さ
れ、このANDゲート22から出力された信号は、発振回路1
5の発振信号とともにANDゲート21に入力される。
ここで、ANDゲート22の出力が“1"の場合と“0"の場合
の動作を説明する（仮にVDD＝10Vとする）。
の動作を説明する（仮にVDD＝10Vとする）。
（ｉ）ANDゲート22の出力が“1"の場合 ANDゲート21の出力には、発振回路15の発振信号がその
まま出力され、昇圧回路17へと伝達される。昇圧回路17
は、そのNOTゲート171とNOTゲート173の出力が互に逆位
相となり、次に述べる動作により電圧を昇圧する。
まま出力され、昇圧回路17へと伝達される。昇圧回路17
は、そのNOTゲート171とNOTゲート173の出力が互に逆位
相となり、次に述べる動作により電圧を昇圧する。
今、NOTゲート171の出力を“1"レベルとし、NOTゲート1
73の出力を“0"レベルとすると、ダイオード175を通し
てコンデンサ174が充電され、所定時間後にコンデンサ1
74の端子間電圧は10Vとなる。次に、位相が反転して、N
OTゲート173の出力が“1"レベルとなり、NOTゲート171
の出力が“0"レベルになると、ダイオード176のアノー
ドの電圧は10V＋10V＝20Vとなり、ダイオード176を通過
してコンデンサ174からコンデンサ177へと電荷が移動す
る。この電荷の移動によつてコンデンサ177に現われる
電圧はコンデンサ174,177の容量比により異なるが、コ
ンデンサ177は少なくとも10V以上の電圧に充電される。
さらに、位相が反転して、NOTゲート171の出力が“1"レ
ベルになると、ダイオード178のアノードの電圧は20V以
上になり、ダイオード178を通過して、パワーMOS−FET1
1のゲートへ電荷が移動する。
73の出力を“0"レベルとすると、ダイオード175を通し
てコンデンサ174が充電され、所定時間後にコンデンサ1
74の端子間電圧は10Vとなる。次に、位相が反転して、N
OTゲート173の出力が“1"レベルとなり、NOTゲート171
の出力が“0"レベルになると、ダイオード176のアノー
ドの電圧は10V＋10V＝20Vとなり、ダイオード176を通過
してコンデンサ174からコンデンサ177へと電荷が移動す
る。この電荷の移動によつてコンデンサ177に現われる
電圧はコンデンサ174,177の容量比により異なるが、コ
ンデンサ177は少なくとも10V以上の電圧に充電される。
さらに、位相が反転して、NOTゲート171の出力が“1"レ
ベルになると、ダイオード178のアノードの電圧は20V以
上になり、ダイオード178を通過して、パワーMOS−FET1
1のゲートへ電荷が移動する。
これにより、パワーMOS−FET11は、ゲート・ソース間に
しきい値を越える電圧を印加され、導通状態となる。
しきい値を越える電圧を印加され、導通状態となる。
（ii）ANDゲート22の出力が“0"の場合 ANDゲート21の出力が“0"レベルとなり、発振回路15の
出力が昇圧回路17に伝達されないので、昇圧は行なわれ
ない。一方、NOTゲート23の出力が“1"レベル５となる
ため、この信号によりMOS−FET24が導通状態となり、パ
ワーMOS−FET11のゲートに蓄えられた電荷を放電させる
ので、パワーMOS−FET11は遮断状態となる。
出力が昇圧回路17に伝達されないので、昇圧は行なわれ
ない。一方、NOTゲート23の出力が“1"レベル５となる
ため、この信号によりMOS−FET24が導通状態となり、パ
ワーMOS−FET11のゲートに蓄えられた電荷を放電させる
ので、パワーMOS−FET11は遮断状態となる。
以上の動作により、パワーMOS−FET11は第３図（ｃ）の
波形に同期して導通，遮断を繰り返し、この状態では、
界磁巻線２には最大電流の1/4に制限された電流が流れ
続ける。
波形に同期して導通，遮断を繰り返し、この状態では、
界磁巻線２には最大電流の1/4に制限された電流が流れ
続ける。
次に、エンジンが始動し回転を始めると、電機子巻線に
電圧が発生し、Ｐ端子を経て、発電検出回路19のｂ端子
に入力される。この電圧の平均値が所定値を越えると、
NOTゲート193の出力が“0"レベル、NOTゲート194の出力
が“1"レベルとなるので、ORゲート20の出力は“1"レベ
ルのままとなり、初期励磁信号発生回路18からの1/4の
デユーテイ比信号は伝達されなくなる。したがつて、AN
Dゲート22の出力状態はNOTゲート164の出力によつて決
まることになる。
電圧が発生し、Ｐ端子を経て、発電検出回路19のｂ端子
に入力される。この電圧の平均値が所定値を越えると、
NOTゲート193の出力が“0"レベル、NOTゲート194の出力
が“1"レベルとなるので、ORゲート20の出力は“1"レベ
ルのままとなり、初期励磁信号発生回路18からの1/4の
デユーテイ比信号は伝達されなくなる。したがつて、AN
Dゲート22の出力状態はNOTゲート164の出力によつて決
まることになる。
バツテリ４の電圧が低いときは、NOTゲート164の出力が
“1"レベルであり、ANDゲート22を通じてそのままANDゲ
ート21に伝達されるので、発振回路15の発振信号が昇圧
回路17に入力され、昇圧回路17の動作により、パワーMO
S−FET11は導通状態を持続する。すると、界磁巻線２に
流れる電流が増加し、電機子巻線１に発生する電圧が高
くなるので、バツテリ４の電圧も上昇する。バツテリ４
の電圧が規定値以上になると、NOTゲート164の出力が
“0"レベルに反転する。すると、ANDゲート22の出力は
“0"レベル、ANDゲート21の出力も“0"レベルとなり、
発振回路15の発振信号が昇圧回路17に伝達されなくなる
ので、昇圧は行なわれず、パワーMOS−FET11は遮断状態
となり、界磁巻線に流れる電流はフライホイール・ダイ
オード12を通つて減衰する。したがつて、発電電圧は低
下し、バツテリ４の電圧も低くなる。以上の動作を繰り
返し、バツテリ４の電圧調整を行なう。
“1"レベルであり、ANDゲート22を通じてそのままANDゲ
ート21に伝達されるので、発振回路15の発振信号が昇圧
回路17に入力され、昇圧回路17の動作により、パワーMO
S−FET11は導通状態を持続する。すると、界磁巻線２に
流れる電流が増加し、電機子巻線１に発生する電圧が高
くなるので、バツテリ４の電圧も上昇する。バツテリ４
の電圧が規定値以上になると、NOTゲート164の出力が
“0"レベルに反転する。すると、ANDゲート22の出力は
“0"レベル、ANDゲート21の出力も“0"レベルとなり、
発振回路15の発振信号が昇圧回路17に伝達されなくなる
ので、昇圧は行なわれず、パワーMOS−FET11は遮断状態
となり、界磁巻線に流れる電流はフライホイール・ダイ
オード12を通つて減衰する。したがつて、発電電圧は低
下し、バツテリ４の電圧も低くなる。以上の動作を繰り
返し、バツテリ４の電圧調整を行なう。
本実施例によれば、無調整で初期励磁に必要な1/4のデ
ユーテイ比信号を発生させることができ、発振回路の抵
抗、コンデンサなどのトリミングを必要としないため、
パワーMOS−FET11にデジタル回路を内蔵させて、１チツ
プの電圧調整装置を実現することが可能となる。また、
一つの発振回路で初期励磁信号発生回路と昇圧回路の両
方を駆動できるので、製造コストを最小限に抑えること
ができる。
ユーテイ比信号を発生させることができ、発振回路の抵
抗、コンデンサなどのトリミングを必要としないため、
パワーMOS−FET11にデジタル回路を内蔵させて、１チツ
プの電圧調整装置を実現することが可能となる。また、
一つの発振回路で初期励磁信号発生回路と昇圧回路の両
方を駆動できるので、製造コストを最小限に抑えること
ができる。
上記実施例では、1/4のデユーテイ比信号を発生させる
手法について述べたが、発振信号の分周比をさらに大き
くし、分周器群の少なくとも２個の分周器出力を入力す
る論理積または論理積及び論理和の組合せ論理をとると
ころにより100％未満の任意の希望するデユーテイ比信
号を合成することが可能である。
手法について述べたが、発振信号の分周比をさらに大き
くし、分周器群の少なくとも２個の分周器出力を入力す
る論理積または論理積及び論理和の組合せ論理をとると
ころにより100％未満の任意の希望するデユーテイ比信
号を合成することが可能である。
本発明によれば、発電機が比発電状態にあるとき界磁巻
線に流す初期励磁電流を制限して、キースイツチの切り
忘れどによるバツテリの過放電を防止するとともに、励
磁電流を断続するスイツチ素子を界磁巻線の高電位側に
設置してバッテリ電圧より高い電圧で駆動することを可
能とし、発電機ロータへの塩分の付着によつて起こるリ
ーク電流を抑制して、電食を防止することができる。
線に流す初期励磁電流を制限して、キースイツチの切り
忘れどによるバツテリの過放電を防止するとともに、励
磁電流を断続するスイツチ素子を界磁巻線の高電位側に
設置してバッテリ電圧より高い電圧で駆動することを可
能とし、発電機ロータへの塩分の付着によつて起こるリ
ーク電流を抑制して、電食を防止することができる。
しかも、デジタル回路により所望のデユーテイ比で上記
スイツチ素子を断続制御して初期励磁を行なうことがで
きるので、製造時のトリミングなどの調整が不要であ
り、かつ一つの発振回路を初期励磁信号発生回路と昇圧
回路の駆動電源に共用することで、製造コストを低減す
ることができる。また、無調整化により、電圧調整装置
を１チツプのモノシリツクIC上に搭載することが可能と
なり、機器の小形化が図れるという効果がある。
スイツチ素子を断続制御して初期励磁を行なうことがで
きるので、製造時のトリミングなどの調整が不要であ
り、かつ一つの発振回路を初期励磁信号発生回路と昇圧
回路の駆動電源に共用することで、製造コストを低減す
ることができる。また、無調整化により、電圧調整装置
を１チツプのモノシリツクIC上に搭載することが可能と
なり、機器の小形化が図れるという効果がある。
第１図は本発明による充電発電機電圧調整装置の一実施
例の全体回路図、第２図は第１図中の初期励磁信号発生
回路および発電検出回路の詳細回路図、第３図は初期励
磁信号発生回路の動作を説明するための信号波形図であ
る。 ２……界磁巻線、４……バツテリ、６……電圧調整装
置、11……パワーMOS−FET、15……発振回路、16……電
圧検出回路、17……昇圧回路、18……初期励磁信号発生
回路、19……発電検出回路、20〜23……励磁制御用論理
ゲート、181,182……分周器。
例の全体回路図、第２図は第１図中の初期励磁信号発生
回路および発電検出回路の詳細回路図、第３図は初期励
磁信号発生回路の動作を説明するための信号波形図であ
る。 ２……界磁巻線、４……バツテリ、６……電圧調整装
置、11……パワーMOS−FET、15……発振回路、16……電
圧検出回路、17……昇圧回路、18……初期励磁信号発生
回路、19……発電検出回路、20〜23……励磁制御用論理
ゲート、181,182……分周器。
Claims (1)
- 【請求項１】バッテリと該バッテリを充電する発電機の
界磁巻線の高電位側との間に接続され該界磁巻線の励磁
電流を断続するところの制御電極に低電位電極より高い
駆動電圧を印加することにより高電位電極と上記低電位
電極間が導通するスイッチ素子と、上記バッテリの電圧
に応じて上記スイッチ素子の作動を制御する電圧検出回
路を有する充電発電機の電圧調整装置において、基本周
波数信号を発生する発振回路と、該発振回路の発振信号
を入力するＮ個の直列接続された1/2分周器群と該分周
器群の少なくとも２個の分周器出力を入力する論理積ま
たは論理積および論理和の組合せ論理回路とにより所望
のデューティ比の信号を発生する初期励磁信号発生回路
と、上記発振回路の発振信号とその逆相信号から交流電
圧を発生し該発生交流電圧を倍電圧整流して出力する昇
圧回路と、発電機が非発電状態にあるときは、上記初期
励磁信号発生回路の出力信号に同期して上記発振回路の
発振信号を上記昇圧回路に入力させ該入力発振信号に対
応する上記昇圧回路の出力信号により上記スイッチ素子
を断続制御して発電機の初期励磁を行なわせ、発電機の
所定の発電状態では、上記電圧検出回路の出力信号に対
応して上記発振回路の発振信号を上記昇圧回路へ入力さ
せ該入力発振信号に対応する上記昇圧回路の出力信号に
より上記スイッチ素子を断続制御してバッテリ電圧に応
じた励磁を行なわせる励磁制御手段とを備えたことを特
徴とする充電発電機の電圧調整装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62109885A JPH07106038B2 (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 充電発電機の電圧調整装置 |
| KR1019880004893A KR910008548B1 (ko) | 1987-05-07 | 1988-04-29 | 충전발전기의 전압조정장치 |
| US07/189,181 US4831322A (en) | 1987-05-07 | 1988-05-02 | Voltage regulator for charger/generator |
| DE3815842A DE3815842A1 (de) | 1987-05-07 | 1988-05-09 | Spannungsregler fuer batterielader/lichtmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62109885A JPH07106038B2 (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 充電発電機の電圧調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63277433A JPS63277433A (ja) | 1988-11-15 |
| JPH07106038B2 true JPH07106038B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=14521630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62109885A Expired - Lifetime JPH07106038B2 (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 充電発電機の電圧調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106038B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0778662A1 (en) * | 1993-12-07 | 1997-06-11 | Nippondenso Co., Ltd. | Alternating current generator for motor vehicles |
-
1987
- 1987-05-07 JP JP62109885A patent/JPH07106038B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63277433A (ja) | 1988-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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