JPS59185116A - 充電発電機の界磁コイル短絡保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関等により駆動される充也発ｐｌＬ
機に係り、特に上記発電機の界磁コイルが短絡した時の
保護回路の改良に関するものである。

先ず、従来装置に関し、第１図に基づいて説明する。図
において、（１）は図示しない車両等（こ装備され、図
示しない機関により駆動さ不りる三相交流発電機で、三
相星形結線された電機子コイル（１０１）と界磁コイル
（１０２）を有している。（２）は上記発電機（１）の
交流出力を全波整流する余波整流装置、（２０１）（２
０２）（２０８）はそれぞれ、第１．第２整流出力端と
接地端、（３）は上記界磁コイル（１０２）に流れる界
磁−流を制御することによって上記発電機（１）の出力
電圧を第１の所定値に制御する電圧調整装ｄで、μ下の
部品にて構成さｔしている。

即ち、（８０１）は上記界磁コイル（１０２）の両端に
されたサージ吸収用ダイオード、（８０２）　（８０８
）は上ｙｔ＝界磁コイル（１０２）の通電々流を断続す
るダーリントン接続された出力トランジスタ、（８０４
）は該トランジスタ（８０２）　（８０８）のベース回
路を構成する抵抗、（８０５）は上記出力トランジスタ
（３０２）（８０８）　ヲオン・オフ制御する制碩１ト
ランジスタ、（８０６）は上記発電機（１）の第２整流
出力端（２０２）の電圧を検出して、この出力″螺圧が
第１の所定値に達した時に導通するゼナーダイオード、
（８０７）（８０８）は互いに直列に接続され、電圧の
分圧回路を構成する抵抗、（８０９）は充電表示灯（６
）と並列に接続され、該表示灯（６）が断線しても上記
発電機（１）に初期励磁電流を供給し得る初期励磁抵抗
である。

（４）は蓄電池、（５）はキースイッチである。

次に、以上の様に構成された装置の動作を説明する。先
ず、機関の始動に際し、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（８０４）を介して、出力トランジスタ（８０２）
（ＳＯａ）にベース１流が供給され、出力トランジスタ
（８０２）　（ａｏ８）は導通する。該出力トランジス
タ（８０２プ（８０８）が導通すると、蓄゛蝋池（４）
から、キースイッチ（５）、充電表示灯（６ン及び抵抗
（８０９）、界磁コイル（１０２）、出力トランジスタ
（３ｏ２）　（８ｏ８）を介して、界磁コイル（１０２
）に界磁電流が流れ、界磁起磁力が発生する。

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、この出力は余波整流装置（２）によって
全波整流さｉＬる。ここで、該整流出力が第１の所定値
以下の時、抵抗（８０７）　（８０８）にて構成される
分圧回路の分圧点ｍ位がまだ低いので、ゼナーダイオー
ド（８０６）は導通状態に至らず、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ｔｌＪの出力電圧は、回転数の上昇に伴なって上昇し
ている。その後、発電機（１）の回転数が更に上昇して
出力ｍ圧が上記第１の所定値以上になれば、上記分圧回
路の分圧点端圧も高くなり１、ゼナーダイオード（８０
６）は導通し、該ゼナーダイオード（８０６）を通じて
、制御トランジス９　（８０５）にベース電流が供給さ
れ、制御トランジスタ（８０５）は導通する。該制御ト
ランジスタ（８０５）０５導通ずると、出力トランジス
タ（８０２）　（８０８）は遮断し、界磁コイル（１０
２）ｌ、Ｊこ流れていた電流は遮断され、発電機（１）
の出力電圧は低下する。

この出力電圧が第１の所定値まで下がると、再びゼナー
ダイオード（８０６）　、制御トランジスタ（８０５）
は不導通状態となり、トランジスタ（８０２）（ａＯａ
）は導通して界磁コイル（１０２）は付勢され、発電機
（１）の出力電圧は再び上昇する。

上述した動作を繰り返して、発電機（１）の出力電圧は
上記第ｌの所定値ｔこ制御され、この制御された電圧に
て、蓄電池（４）を充電するものである。また、この時
、第２整流出力端（２０２）の出力電圧もほぼ、第１の
所定値となり、蓄電池（４）との電圧差がほとんどなく
なる為、充電表示灯（６）は消灯し、蓄−池（４）の充
電状態を表示する。

しかしながら、上記の従来装置に於ては、界磁コイル（
１０２）が運転途中、何らかの原因で相聞短絡を生じた
場合や、整備の時、鴫圧調整装置（３）が破壊している
のを発見し、発電機（１）の界磁コイル（１０２）の相
間短絡に気付かず、４圧調整装置（３）のみを交換した
場合、出力トランジスタ（８０２）　（８０８）に規定
の界磁電流より非常に大きな電流が流れて、該出力トラ
ンジスタ（８０２）　（８’０８）が破壊する信頼性の
低いものとならざるを得なかった。

この発明は、上記欠点を解消する充電発電機制御装置を
提供するものである。

以下、第２図に示すこの発明の一実施例について説明す
る。第２図において（８１０）は上記出力トランジスタ
（８０２）　（ｓｏｓ）を駆動する駆動トランジスタ、
＜８１１）Ｉｔ該駆動トランジスタ（８１０）のコレク
タに接続された抵抗、（８１２）は出力トランジスタ（
８０２）　（８０８）への駆動信号を検出する検出トラ
ンジスタ、（７）は保護回路であり、以下の部品により
構成されている。即ち、（７０１）は保護回路（７）の
電源を構成するゼナーダイオード、（７０２）は該ゼナ
ーダイオード（７０１）にバイアス電流を供給する抵抗
、（−７０８）は界磁コイル（１０２，）の相聞短絡あ
るいは完全短絡時に充電保持されるコンデンサ、（７０
４）は該コンデンサ（７０８）に充電亀流を供給する抵
抗、（７０５）は上記コンデンサ（７０８）の放電用抵
抗、（７０６）は上記出力トランジスタ（８０２）（８
０８）の導通時に上記コンデゾヅ（７０８）を放電させ
る第１のダイオード、（７０７）は界磁コイル（１０２
）の相聞短絡あるいは完全短絡時に導通するコンパレー
タ、（７０８）（７０９）（７１０）（７１１）はヒス
テリシス回路を構成し、上記コンデンサ（７０８）の充
屯々圧に対する上記コンパレータ（７０７）の比較電圧
を設定する抵抗、（７１２）は上記コンパレータ（７０
７）の導通時に、上記駆動トランジスタ（８１０）を遮
断する第２のダイオードである。

以上のように構成された実施例装置の動作について説明
する。

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（８０
４）を介して駆動トランジスタ（８１０）にベース籠流
が流れる。その結果、該駆動トランジスタ（８１０）は
導通し、抵抗（８１１）及び駆動トランジスタ（８１０
）を介し゛Ｃ出力トランジスタ（８０２）　（８０，９
）はベース−流を供給され導通する。該出力トランジス
タ（８０２）　（８０８）の導通により、界磁コイル（
１０２）ｉｃ。

蓄電池（４）、キースイッチ（５）、充電表示灯（６）
及び初期励磁抵抗（８０９）を介して界ｔｉｍ流が流れ
て界磁起磁力が発生する。

この時、界磁コイル（１０２）に相間短絡等の故障がな
い場合、第４図に示すように、コンデンサ（７０８）は
、上記駆動トランジスタ（１１０）の導通時に抵抗（８
１１）の嘔圧降下により検出トランジスタ（８１２）が
導通して充（されるが、出力トランジスタ（８０２）　
（８０８）が導通してコレクタ・エミッタ間回圧が低下
するため、第１のダイオード（７０６）を介して放電さ
れ、低い電圧に抑えられる。

次に機関が始動し、発電機（１）が駆動され、発生した
出力電圧が第１の所定値を越えると、ゼナーダイオード
（８０６）　、制御トランジスタ（８０５）は導通し、
駆動トランジスタ（８１０）は遮断される。該駆動トラ
ンジスタ（８１０）の遮断により、出力トランジスタＣ
８０，２）　（８０８）はベース電流の供給がなくなり
遮断され、発電機の出力電圧は降下する。この時、第４
図に示す様に、検出トランジスタ（８１２）も遮断され
る為、コンデンサ（７０８）は抵抗（７０５）を介して
放−さに″しる。

ここ℃゛、何らかの原因−（・、界磁コイル（１０２）
が相間短絡または完全に短絡した場合において、出力電
圧が吊１の所定値以下となると、出力トランジスタ（８
０２）　（８０８）は再び導通するが、該出力トランジ
スタ（８０２）　（８０８）のコレクタ返流は急激に増
加する。しかし、該出力トランジスタ（８０２）（８０
８）のベース電流は抵抗（８１１）で決っているので増
ｒＩＪ率が足りなくなり、コレクタ電位が上昇する。こ
の為、コンデンサ（７０８）の充魁々荷は第１のダイオ
ード（７０６）で放゛亀さヘシず、８点１ｄ圧は第４図
に示すように過−光状態を規定する第２の所定値以上と
なり、コンパレータ（７０７）の出力は導通する。該コ
ンパレータ（７０７）の導通メこより、駆動トランジス
タ（８１０）は第２のダイオード（７１２）を、介して
遮断さ；ｆ’Ｌ１　この結果、駆動トランジスタ（８０
２）　（８０８）も遮断される。ここで、Ｄ点における
電圧は、正常時には、コンパレータ（７０７）が遮断し
ているので、抵抗（７１０）　（７１１）の直列合成抵
抗（７０８）の並列合成抵抗値に対する抵抗（７０９）
の比で定まる第２０所定値となっており、過電流検出時
には、コンパレータ（７０７）が導通して、抵抗（７０
８）と抵抗（７０９）　（７１０）の並列合成抵抗との
比で定まる第２の所定値以下の第８の所定値となる。

上記駆動トランジスタ（８１０）の遮断により、検出ト
ランジスタ（８１２）も遮断し、コンデ：ｚす（７１Ｈ
ｌ）は第４図に示すように抵抗（７０５）を介して放電
されている。この時り点電圧は上記のようにコンパレー
タ（７０７）の導通により第８の所定値となっていル為
、コンパレータ（７０７）は導通状態を維持され、従っ
て出力トランジスタ（８０２）　（８０８）の遮断も維
持される。次に第４図に示すようにコンデンサ（７０８
）が放電して、３点電圧が第３の所定値以下となると、
コンパレータ（７０７）の出力は遮断され、駆動トラン
ジスタ（８１０）　、出力トランジスタ（８０２１）　
（８ｆ）８）は再び導通する。ここで出力トランジスタ
ｃ８ｏ２＞　（８０８）に過電流が流れる場合には、上
記の遮断動作を繰り返す。

以上のように、この発明に於ては、出力トランジスタ（
８０２）　（８０８）の導通時に、界磁コイルα０２）
が相間短絡や完全短絡となる故障により、第２の所定値
以上の過電流が流れた場合、一定時間の遮断と導通の動
作を繰り返すことにより、出力トランジスタ（８０２）
　（８０８）の平均的な発熱を減少し、二次故障として
の電圧調整装置（３）の破壊を防止できる効果があり、
又整備途中に誤配線や、配線間での界磁コイル（１０２
）両端による破壊からも防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を示す１把気回路図、第２図はこの発
明の一実施例を示す電気回路図、第３図は制御トランジ
スタ（８０５）の出力波形図、第４図はコンデンサ（７
０ムの端子ｍ圧波形図、第５図は出力トランジスタ（８
０２）　（８０Ｂ）の出力波形図、第６図はコンパレー
タ（７０７）の出力波形図である。 凶において、（１）は交流発電機、（２）は全波整流装
置、（３）は電圧調整装置、（４）は蓄電池、（５）は
キースイッチ、（６）は充電表示灯、（７）は保護回路
である。 尚、図中同一符号は同一あるいは相当部分を示す。 代理人　　大岩増雄 手続補正書（自発） 昭和５８孝′９′　　１６　日 特許庁長官殿 １、事件の表示　　　特願昭５８−６０５９５号２、発
明の名称 充電発電機の昇磁コイ／Ｖ短絡保護回路：３．補正をす
る者 事件との関係　特許出願人 ｆ）ユ　　所　　　　　東上；〔都千代１１１区丸の内
二丁目２番３号名　称　　（６０１）三菱電機株式会社
代表者片山仁八部 ４、代理人 ｆｌ−所　　　　東ｊ；〔都千代Ｈ］区丸の内二丁１１
２番３号５、　補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 ６、　補正の内容 （１）　　明細書第８頁第２行の「さ几た」？「接続さ
ｎた」と補正する。 （２）同書第１０員第２行の「抗（７０８月全１抗（７
０８）と抵抗（７０８）　Ｊと補正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｉｉＥ機子コイルと界磁コイルを有する交流発電機、該
   発電機の整流出力により充電さスジる蓄電池、上記界磁
   コイルに流れる界磁軍−流を制御することにより上記発
   電機の出力電圧を第１の所定値に制御する端圧調整装置
   を有し、上記蓄電池又は上記発電機の整流出力により上
   記界磁コイルを励磁するようにした充電発電機において
   、上記界磁コイルと直列に挿入され、上記界磁電流を断
   続制御する出力トランジスタ、該トランジスタのベース
   回路を構成する抵抗、該抵抗と上記出力トランジスタの
   ベース端子間に直列に挿入された駆動トランジスタ、上
   記ベース回路を構成する抵抗への通電を検出する検出ト
   ランジスタ、ヒステリシス特性を有するコンパレータ、
   該コンパレータの入力端子に接続され上記検出トランジ
   スタの出力電圧と上記出力トランジスタの端子電圧との
   論理積により充電されるコンデンサ、該コンデンサの放
   電回路を構成する抵抗を備え、上記コンデンサへの充電
   時に、上記駆動トランジスタを遮断する方向に動作する
   ようにしたことを特徴とする充電発電機の界磁コイル短
   絡保護回路。