JPS5847806Y2 - semiconductor voltage regulator - Google Patents

semiconductor voltage regulator

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JPS5847806Y2
JPS5847806Y2 JP7276277U JP7276277U JPS5847806Y2 JP S5847806 Y2 JPS5847806 Y2 JP S5847806Y2 JP 7276277 U JP7276277 U JP 7276277U JP 7276277 U JP7276277 U JP 7276277U JP S5847806 Y2 JPS5847806 Y2 JP S5847806Y2
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JP
Japan
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transistor
voltage
base
generator
current
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JP7276277U
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Japanese (ja)
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JPS53166010U (en
Inventor
啓一 小紫
光晴 森下
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば内燃機関等によって駆動される交流発
電機の出力電圧を所定値に制御する半導体電圧調整装置
に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a semiconductor voltage regulator that controls the output voltage of an alternator driven by, for example, an internal combustion engine to a predetermined value.

先ず、この種の従来装置を第1図に示し説明する。First, a conventional device of this type is shown in FIG. 1 and will be explained.

第1図に於て、1は図示しない車輌に装備され、機関(
図示せず)により駆動される交流発電機で、三相星形結
線された電機子コイル101と界磁コイル102を有す
る。
In Fig. 1, 1 is equipped on a vehicle (not shown), and is equipped with an engine (
This is an alternating current generator driven by an AC generator (not shown), and has an armature coil 101 and a field coil 102 connected in a three-phase star shape.

2は上記発電機1の交流出力を整流する全波整流器、3
は、発電機1の出力電圧を所定値に制御する電圧調整装
置で、以下の部品にて構成されている。
2 is a full-wave rectifier that rectifies the AC output of the generator 1; 3;
is a voltage regulator that controls the output voltage of the generator 1 to a predetermined value, and is composed of the following parts.

即ち、301は、界磁コイル102の両端に接続された
サージ吸収用のダイオード、302は、界磁コイル10
2の界磁電流を遮断する開閉素子を構成する第1のトラ
ンジスタ、303はこのトランジスタ302のベース・
接地間に挿入された抵抗、304は上記トランジスタ3
02のベース回路に゛直列に設けられた抵抗、305は
、)・ランジスタ302のベース電流を側路する回路に
設けられた第2のトランジスタ、306は該トランジス
タ305のベース・接地間に挿入された抵抗、307は
、発電機1の出力電圧を検出して、この出力電圧が所定
値に達した時に付勢される検出素子を構成するゼナー・
ダイオード、308゜309は、それぞれ直列に接続さ
れ電圧の分圧回路を構成する抵抗、310は、上記第1
のトランジスタ305のコレクタ・ベース間に接続され
た負帰還コンデンサ、311は、正帰還抵抗、312は
、正帰還コンテ゛ンサである。
That is, 301 is a surge absorption diode connected to both ends of the field coil 102, and 302 is a surge absorbing diode connected to both ends of the field coil 102.
The first transistor 303 constitutes a switching element that blocks the field current of 2, and 303 is the base of this transistor 302.
A resistor 304 inserted between the ground and the transistor 3
A resistor 305 is connected in series with the base circuit of transistor 302, and a second transistor 306 is inserted between the base of transistor 305 and ground. The resistor 307 detects the output voltage of the generator 1 and constitutes a detection element that is energized when the output voltage reaches a predetermined value.
Diodes 308 and 309 are connected in series to form a voltage divider circuit, and 310 is the first resistor.
A negative feedback capacitor is connected between the collector and base of the transistor 305, 311 is a positive feedback resistor, and 312 is a positive feedback capacitor.

4は蓄電池、5はキースイッチである。4 is a storage battery, and 5 is a key switch.

以上の様に構成された従来装置回路の動作を説明する。The operation of the conventional device circuit configured as above will be explained.

先ず、内燃機関の起動に際し、キースイッチ5を閉成す
ると、蓄電池4から、キースイッチ5、抵抗304を介
してトランジスタ302にベース電流が供給され、トラ
ンジスタ302は導通するため、このトランジスタ30
2を通じて蓄電池4から界磁コイル102に界磁電流が
流れて、界磁起磁力が発生する。
First, when the key switch 5 is closed when starting the internal combustion engine, a base current is supplied from the storage battery 4 to the transistor 302 via the key switch 5 and the resistor 304, and the transistor 302 becomes conductive.
A field current flows from the storage battery 4 to the field coil 102 through the storage battery 4, and a field magnetomotive force is generated.

この状態で、機関が起動し、発電機1が駆動されると、
その回転数に応じて電機子コイル101に交流出力を誘
起し、この出力は全波整流器2によって全波整流される
In this state, when the engine starts and the generator 1 is driven,
An alternating current output is induced in the armature coil 101 according to the rotation speed, and this output is full-wave rectified by the full-wave rectifier 2.

ここで、整流出力電圧が、所定値以下の時、抵抗308
、309にて構成される分圧回路の分圧点電位が未だ
低いので、ゼナーダイオード307は不導通状態を保持
し、界磁電流の供給は保持されており、それによって発
電機1の出力電圧は回転数の上昇に併って上昇している
Here, when the rectified output voltage is below a predetermined value, the resistor 308
, 309 is still low, the zener diode 307 maintains a non-conducting state, and the supply of field current is maintained, thereby reducing the output of the generator 1. The voltage increases as the rotational speed increases.

その後、発電機1の回転数が更に上昇して、出力電圧が
所定値以上になれば、上記分圧回路の分圧点電位も高く
なり、それによってゼナーダイオード307は導通し、
このゼナー・ダイオード307を通じて、トランジスタ
305にベース電流が流れてトランジスタ305は導通
する。
After that, when the rotational speed of the generator 1 further increases and the output voltage exceeds a predetermined value, the potential of the voltage dividing point of the voltage dividing circuit also increases, thereby causing the zener diode 307 to conduct.
A base current flows through the Zener diode 307 to the transistor 305, making the transistor 305 conductive.

このトランジスタ305が導通すれば、トランジスタ3
02は不導通となって、界磁コイル102の界磁電流を
遮断して発電機1の出力電圧を低下させる。
If this transistor 305 conducts, the transistor 3
02 becomes non-conductive, cutting off the field current of the field coil 102 and lowering the output voltage of the generator 1.

この出力電圧が所定値まで低下すると、再びゼナー・ダ
イオード307、I・ランジスタ305は不導通状態と
なり、トランジスタ302は導通して界磁コイルは付勢
されるので、発電機1の出力電圧は再び上昇する。
When this output voltage decreases to a predetermined value, the Zener diode 307 and the I transistor 305 become non-conductive again, the transistor 302 becomes conductive, and the field coil is energized, so that the output voltage of the generator 1 increases again. Rise.

上述したような動作を繰返して発電機1の出力電圧は所
定値に制御され、この制御電圧にて、蓄電池4を所定電
圧に充電するのである。
By repeating the above-described operations, the output voltage of the generator 1 is controlled to a predetermined value, and the storage battery 4 is charged to the predetermined voltage using this control voltage.

ここで、トランジスタ302のベース・接地間に挿入さ
れた抵抗303はトランジスタ302のコレクタエミ゛
ンタ間フ゛レークオーバー電圧を上昇させ、外部から印
加される高いサージ電圧でも破壊防止の目的で挿入され
ている。
Here, a resistor 303 inserted between the base of the transistor 302 and ground is inserted for the purpose of increasing the collector-emitter breakdown voltage of the transistor 302 and preventing destruction even if a high surge voltage is applied from the outside. .

また抵抗306,311.コンデンサ312はそれぞれ
直列に接続されて正帰還回路を形成し、トランジスタ3
02の断続を加速して確実に行い、断続時に発生する乙
イツチングロスを減少させている。
Also, resistors 306, 311. The capacitors 312 are each connected in series to form a positive feedback circuit, and the transistor 3
The intermittent operation of 02 is accelerated and reliably performed, thereby reducing the intermittent loss that occurs when intermittent.

一方、[・ランジスタ305のコレクタ、ベース間に接
続された負帰還コンデンサ310は本従来例の如く上記
正帰還回路が設けられる場合においてはその正帰還回路
による発振等の不安定な動作を抑えると共にダト来の高
周波ノイズによる誤動作を防Φ5することはもちろんで
あるが、更には発電機1に対する重負荷時に特に増大す
る整流出力のりプルによって調整電圧の平均電圧が低下
し、実質的に調整電圧が低下する現象を補正する働きが
ある。
On the other hand, when the above-mentioned positive feedback circuit is provided as in this conventional example, the negative feedback capacitor 310 connected between the collector and base of the transistor 305 suppresses unstable operation such as oscillation caused by the positive feedback circuit. Not only does this prevent malfunctions caused by high-frequency noise, which has occurred since Φ5, but the average voltage of the regulated voltage decreases due to the rectified output ripple, which increases especially when the generator 1 is under heavy load. It has the function of correcting the phenomenon of deterioration.

即ち、負帰還機能全もつべく接続されるコンテ゛ンサ3
10は上記ゼナーダイオード307が一ヒ記リプル電圧
に応じて導通作動にても界磁電流の遮断に対して時間遅
れを持たせる機能を持ち、このため調整電圧のピーク値
は所期の調整電圧値より大きくなり、実質的に調整電圧
がリプルによって低下する現象を補正することができる
ものである。
In other words, the capacitor 3 to which all negative feedback functions are connected
10 has the function of giving a time delay to the cutoff of the field current even when the Zener diode 307 conducts according to the ripple voltage mentioned above, so that the peak value of the adjustment voltage is adjusted as desired. It is possible to correct the phenomenon in which the voltage value becomes larger than the voltage value, and the adjustment voltage substantially decreases due to ripple.

このコンデンサ310の容量はある程度大きな方が効果
があるが、トランジスタ305が遮断時コンデンサ31
0に抵抗303及びトランジスタ302のベース・エミ
ッタ間が並列に挿入され等測的に負帰還容量が減少した
のと同じになり、発電機1に負荷が接続された時の電圧
降下が大きくなる。
It is more effective if the capacitance of this capacitor 310 is larger to some extent, but when the transistor 305 is cut off, the capacitor 310
This is the same as when the resistor 303 and the base-emitter of the transistor 302 are inserted in parallel with each other to reduce the negative feedback capacitance, and the voltage drop when a load is connected to the generator 1 increases.

特にこれら電圧調整器を混成厚膜集積回路等で構成する
場合、コンデンサ310の外形が大きくなり、価格も高
価となると同時に、大形のコンデンサは温度サイクルに
弱く全体として信頼性の低いものとな−る欠点があった
In particular, when these voltage regulators are constructed from hybrid thick film integrated circuits, etc., the capacitor 310 has a large external size and is expensive, and at the same time, large capacitors are susceptible to temperature cycles and have low overall reliability. - There were some drawbacks.

この考案は上記欠点を解消する優れた半導体電圧調整装
置を提供するものである。
This invention provides an excellent semiconductor voltage regulator that overcomes the above-mentioned drawbacks.

以下第22図に示す実施例について説明する。The embodiment shown in FIG. 22 will be described below.

第2図に於て313はトランジスタ305と負帰還コン
テ゛ンサ310の接続点にカソードを、ベース抵抗30
4とトランジスタのベースとの間にアノードをそれぞれ
接続したダイオード、314は、該ダイオード313の
順方向電圧降下を補正するダイオードである。
In FIG. 2, 313 has a cathode connected to the connection point between the transistor 305 and the negative feedback capacitor 310, and a base resistor 30.
A diode 314 whose anode is connected between the transistor 4 and the base of the transistor corrects the forward voltage drop of the diode 313.

この様に構成された実施例装置の動作を説明する。The operation of the embodiment apparatus configured in this manner will be explained.

先ず、機関の起動に際しキースイッチ5を閉成すると蓄
電池4からキースイッチ5、抵抗304、ダイオード3
14を介してトランジスタ302にベース電流が供給さ
れトランジスタ302は導通するため、このトランジス
タ302を通じて、蓄電池4から界磁コイル102に界
磁電流が流れて界磁起磁力が発生する。
First, when the key switch 5 is closed when starting the engine, the power is transferred from the storage battery 4 to the key switch 5, the resistor 304, and the diode 3.
Since the base current is supplied to the transistor 302 through the transistor 14 and the transistor 302 becomes conductive, a field current flows from the storage battery 4 to the field coil 102 through the transistor 302, and a field magnetomotive force is generated.

この状態で機関が起動し、発電機1が駆動されるとその
回転数に応じて、電機子コイル101に交流出力を誘起
し、この出力電圧は全波整流器2によって全波整流され
る。
When the engine is started in this state and the generator 1 is driven, an alternating current output is induced in the armature coil 101 according to its rotational speed, and this output voltage is full-wave rectified by the full-wave rectifier 2.

ここで、整流出力電圧が所定値以下の場合抵抗308
、309にて構e、される分圧回路の分圧点電位が未だ
低いので、ゼナー・ダイオード307は不導通状態を保
持しており、それによって発電機1の出力電圧は回転数
の上昇に伴って上昇している。
Here, if the rectified output voltage is below a predetermined value, the resistor 308
, 309, the voltage dividing point potential of the voltage dividing circuit is still low, so the zener diode 307 remains non-conducting, so that the output voltage of the generator 1 increases as the rotational speed increases. It is rising accordingly.

その後、発電機1の回転数が更に上昇して、出力電圧か
所定値以上になれば上記分圧回路の分圧点電位も高くな
り、それによって、ゼナー・ダイオード307は導通し
、このゼナー・ダイオ−ド307を通じて、トランジス
タ305にベース電流が流れてトランジスタ305は導
通する。
Thereafter, when the rotational speed of the generator 1 further increases and the output voltage exceeds a predetermined value, the potential of the voltage dividing point of the voltage dividing circuit also increases, and the zener diode 307 becomes conductive. A base current flows through the diode 307 to the transistor 305, making the transistor 305 conductive.

このトランジスタ305が導通すれば、トランジスタ3
02は不導通となって界磁コイル102の界磁電流を遮
断して発電機1の出力電圧は再び下降する。
If this transistor 305 conducts, the transistor 3
02 becomes non-conductive, cutting off the field current of the field coil 102, and the output voltage of the generator 1 drops again.

−上述したような動作を繰返して発電機1の出力電圧は
所定値に制御され、この制御電圧にて、蓄電池4を所定
値に充電するのである。
- By repeating the above-described operations, the output voltage of the generator 1 is controlled to a predetermined value, and the storage battery 4 is charged to the predetermined value using this control voltage.

ここで、トランジスタ305が遮断した時、負帰還コン
デンサ310に蓄えられたエネルギーはダイオード31
3で逆流阻止され、はとんど全部のエネルギーか一1〜
ランジスタ305のベース回路に放出される為、負帰還
効果が大きくなる。
Here, when the transistor 305 is cut off, the energy stored in the negative feedback capacitor 310 is transferred to the diode 31.
3 prevents backflow, and almost all the energy is 11~
Since it is released to the base circuit of the transistor 305, the negative feedback effect increases.

また、ダイオード313は、トランジスタ305が導通
した時、ダイオード314の順方向電圧降下が加えられ
る為等価的に1〜ランジスタ305の飽和電圧が増加し
たのと同じになり、1〜ランジスタ302を完全に遮断
することが困難となる為に、この順電圧降下を補償する
為に挿入されている。
In addition, when the transistor 305 becomes conductive, the diode 313 adds the forward voltage drop of the diode 314, which is equivalent to increasing the saturation voltage of the transistor 1 to transistor 305. It is inserted to compensate for this forward voltage drop since it becomes difficult to shut off.

従ってトランジスタ302の代りにダーリントン接続さ
れたトランジスタの様にベース・エミッタ間の順方向電
圧降下の大きな)・ランジスタを用いれは゛このダイオ
ード314は省略することか゛で゛きる。
Therefore, if a transistor with a large forward voltage drop between the base and emitter, such as a Darlington-connected transistor, is used in place of the transistor 302, the diode 314 can be omitted.

尚又、第1のトランジスタ302の出力を増幅するトラ
ンジスタを介して界磁電流を断続するものであっても上
述の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
Furthermore, even if the field current is intermittent through a transistor that amplifies the output of the first transistor 302, the same effects as those described above can be obtained.

又、本実施例の如き正帰還回路(抵抗311,306、
コンテ゛ンサ312)を有しない電圧調整回路に本案を
適用しても外来の高周波ノイズによる誤動作を防止する
ことはもちろん、電流出力のりプルによる調整電圧の実
質的な低下を効果的に補正できる効果を奏し得るもので
ある。
In addition, a positive feedback circuit (resistors 311, 306,
Even if the present invention is applied to a voltage regulation circuit that does not have a capacitor (312), it not only prevents malfunctions caused by external high-frequency noise, but also effectively corrects the substantial drop in the regulation voltage caused by current output ripple. It's something you get.

」−述した、本考案装置に於ては、負帰還コンデ゛ンサ
310のエネルギーか斗うンジスタ302のベース回路
側へ放出させない様にダイオード313を挿入すること
によって、負帰還コンデンサ310の容量及び外形を小
さくすることができ、安価で信頼性の良い優れた効果が
ある。
In the device of the present invention as described above, the capacitance of the negative feedback capacitor 310 and the The external size can be reduced, and it is inexpensive, reliable, and has excellent effects.

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

第1図は従来装置を示す電気回路図、第2図はこの考案
の一実施例を示す電気回路図である。 図中 1は発電機、101は電機子コイル、102は界
磁コイル、2は全波整流器、3は半導体電圧調整装置、
301.313,314はダイオード、302 、30
5はトランジスタ、303,304,306,308,
309,311は抵抗、307はゼナー・夕゛イオード
、310,312はコンデ゛ンサで゛ある。 尚各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a conventional device, and FIG. 2 is an electric circuit diagram showing an embodiment of this invention. In the figure, 1 is a generator, 101 is an armature coil, 102 is a field coil, 2 is a full-wave rectifier, 3 is a semiconductor voltage regulator,
301, 313, 314 are diodes, 302, 30
5 is a transistor, 303, 304, 306, 308,
309 and 311 are resistors, 307 is a Zener diode, and 310 and 312 are capacitors. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 電機子コイルと界磁コイルを有する交流発電機、上記電
機子コイルに発生する交流出力を整流する整流装置、こ
の整流装置の整流出力により充電される蓄電池、この蓄
電池又は上記交流出力の整流出力により給電される上記
界磁コイルの給電電流を断続制御する第1のトランジス
タ、このトランジスタのベース電流を側路する回路に設
けられ上記整流出力電圧に応じて上記第1のトランジス
タのベース電流を断続制御する第2のトランジスタ、こ
の第2のトランジスタのコレクタ・ベース間に挿入され
た負帰還コンテ゛ンサ、及び上記第2のトランジスタの
コレクタ電流供給回路に直列に、かつ上記第2のトラン
ジスタのコレクタと第1のトランジスタのベースとの間
に上記第2のトランジスタの通電方向に向って接続され
た逆流阻止ダイオードを備えた半導体電圧調整装置。
An alternating current generator having an armature coil and a field coil, a rectifier that rectifies the alternating current output generated in the armature coil, a storage battery that is charged by the rectified output of the rectifier, and a rectified output of the storage battery or the alternating current output. a first transistor that intermittently controls the feeding current of the field coil to which power is supplied; the transistor is provided in a circuit that bypasses the base current of the transistor; the base current of the first transistor is intermittently controlled in accordance with the rectified output voltage; a negative feedback capacitor inserted between the collector and base of the second transistor; A semiconductor voltage regulator comprising a reverse current blocking diode connected between the base of the transistor and the base of the second transistor in the direction of conduction of the second transistor.
JP7276277U 1977-06-03 1977-06-03 semiconductor voltage regulator Expired JPS5847806Y2 (en)

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JPS53166010U JPS53166010U (en) 1978-12-26
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