JPS5925600A - 車輌用交流発電機の電圧調整器 - Google Patents

車輌用交流発電機の電圧調整器

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JPS5925600A
JPS5925600A JP57135415A JP13541582A JPS5925600A JP S5925600 A JPS5925600 A JP S5925600A JP 57135415 A JP57135415 A JP 57135415A JP 13541582 A JP13541582 A JP 13541582A JP S5925600 A JPS5925600 A JP S5925600A
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杉山 英男
Yasushi Agawa
阿川 泰
Yuichiro Furukawa
雄一朗 古川
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16Regulation of the charging current or voltage by variation of field
    • H02J7/24Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02J7/2434Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices with pulse modulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、自動車等に搭載される車輌用交流発電様の電
圧調整器に関する。
〔発明の技術的背景〕
一般に、車輌用交流発電機は、その発電出力電圧が一定
となるように電子式の電圧調整器によシ制御されておシ
、この制御系統は通常、第1図に示すようになっている
。すなわち、1は発電機S2はこの発電機1に並列接続
されたパ、テリ、3はこれらのバッテリ2および発電機
1から電力が供給される負荷、4および5は発電機出力
端(バッテリ出力端)の電圧を電圧調整器6に導くため
の入力回路およびノイズフィルタ(コ/r/す等よシな
る)でるる。なお、上記発電機1には交流発電出力を直
流出力化する整流器が含まれている。
前記電圧調整器6は、最近は半導体回路によ多構成され
るものが多く、従来は第2図に示すように構成されてい
る。すなわち、1oは入力電圧Vlnを基準電圧vRと
比較して両′覗圧の大小関係に応じて異なる出力電圧を
発生する電圧比較器、11はこの比較器1oの出力電圧
に応じて出力トランジスタ12をスイッチング駆動し、
前記発電機1のフィールドコイル7の励磁電流をオン、
オフ制御する出力回路である。この場合、前記入力端子
Vinが基準電圧■8よシ大きいときは比較器1θの出
力が″O″論理レベル、出力トランジスタ12がオフと
なシ、逆にVlnがvRよシ小さいときは比較器10の
出力が″″1#論理レベル、出力−トラン、ジスタ12
がオンとなる。したかりてS電圧調整器6は入力電圧V
inの変化に応じて発電機1の励磁電流をスイッチング
制御し、その発電出力電圧が一定になるように調腋する
〇 〔背景技術の問題点〕 ところで、負荷30変動や発電機1の回転数変動によυ
発′chL(幾1の出カリグルレベルが変動し、また入
力回路4に発電機出力以外の他の電流が流れ込んだ場合
に入力回路4内の配線材導体抵抗に起因して入力電圧M
inが変動するので、1匡圧調整器6の出力スイッチン
グ周波数が大きく変動する。たとえば負荷3が重いとき
、あるいは発電機1の回転数が低いときなどには、前記
スイッチング周波数が数Hzの如く極端に抑圧されるこ
とがらシ、このため発電機1の出力は圧、出力電流が不
安定となシ、この発電機出力の供給先であるインジケー
タランゾのちらつきとかメータ類のは]辰れなどの問題
が生じる・逆に、負荷3が軽いとき、あるいは発電機1
0回転数が高いときなどには、前記スイッチング周波数
が1 kI(Zの如く高くなシ過ぎることがらシ、この
ためラジオ受信機に混入する雑音が無視できなくなるな
どの問題が生じる。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、発電機め
スイッチング駆動を一定周波数で行なうことができ、発
電機出力を安定に制御でき、発電機出力供給先機器の動
作を安定化でき、雑音信号妨害を抑制し得る車輌用交流
発電機の電圧調整器を提供するものである・ 〔発明の概要〕 すなわち、本発明の交流発電機用電圧調整器は\発電機
出力電圧を検出し、この検出結果に応じてデユーティが
異なる一定周波数の発電機スイッチング駆動出力を発生
することによシ、発電損出91電圧が一定になるように
制御するものである。したがって、発電機のスイッチン
グ駆動k i’>il述した従来の問題点を生じないよ
うな一定周波数で行なうことによって、発電機出力の安
定なら制御が可能とな勺、前記各問題点が解消される。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳6川にi、
ja明する。
第3図に示す電圧調整器において、3θは交流発電機(
第1図1)から入力回路(第1図りを経て導かれる入力
電圧Vlnを検出する電圧検出回路痴あって、たとえば
Vlnを基準電圧vRと比較し、Vln (VBのとき
″11#論理レベルの出力、vIn≧■8のとき″0#
論理レベルを出力する比較器である。3〕はそれぞれ同
じ一定周波数であってデユーティがたとえば95チの如
く大きい第1ノ臂ルスP1およびデユーティがたとえば
5qbの如く小さい第2ノ臂ルスP2ならびに) IJ
 i zfルスP、を発生する発振器である。32は上
記第1パルスP1および前記比較器30の出力が導かれ
る第1アンドゲート、33は前記比較器30の出力が導
かれるインバータ、34はこのインバータ33の出力お
よび前記第2/ヤルスP2が導かれる第2アンドゲート
、35はこの第2アンドp−)、94および前記第1ア
ンドダート32の出力が導かれるオアゲートである。3
6は出力トランジスタであシ、その出力端は発電機のフ
ィールドコイルに接続されている。また、上記出力トラ
ンジスタ36の出力端は1フイールド短絡保護回路を形
成する比較器37の(ハ)側入力端に接続され、(ト)
側入力端には基準電圧■THが導かれている。この比較
器37は、前記フィールドコイルの短絡を保護するため
の出力を発生するもので、フィールド短絡時に(−)入
力端電圧が基準電圧vTHよシ゛低くなりたことを検出
して″1#論理レベルを出力し、フィールドコイルの非
短絡時で(−)入力端電圧が基準電圧VTH! 41)
高いときには゛0#論理レベルを出力する。38はこの
比較器37の出力および前記トリガ・9ルスPtが導か
れるオアダートでらシ、前記フィールドコイルの短絡時
には出力が一定レベル(”1″レベル)となシ、前記フ
ィールドコイルの非短絡時で比較器37め出力が″″0
#0#レベルには前記トリガパルスPtが出力するよう
Kなる。39は出力トランジスタ36を駆動するための
出力回路であり、前記オアy−ト3gからのトリガパル
スP、によシ起動され、オアゲート35からの入力パル
ス(IS i )pル、X P t 4 L < Ii
i 第2・卆ルスpz テsる)を増幅して前記出力ト
ランジスタ36の駆動入力として出力するものである・ 次に、第3図の動作について第4図を参照して説明する
0いま、たとえば負荷(第1図3)が重いなどの理由で
発を機出力電圧が低い場合にはぐ入力電圧Vlnが基準
電圧vRよシ低く、比較器30の@1″出力によシ第1
アンドf−)32が開き、このときのインバータ33の
゛o#出力によシ第2アンドr−ト34は閉じる。この
ため、発振器31の第1パルスPK出力(デユーティ9
5チ)が第1アン「ゲート32およびオアダート35を
通シ出力回路39に入力し、この出力回路39は発振器
31からオアダート38を通ってきたトリガパルスPt
にょシ駆動されて前記第1パルスP1人力を増幅して出
力トランジスタ36の駆動入力として出力する。そして
、この出力トランジスタ36のスイッチング動作によシ
発電機のフィールドコイルが一定周波数でかつ95チの
7jニーテイサイクルで励磁されるので、発電機出力電
圧が次第に上昇して所定値に近づく。なお、発振器31
の出力パルスは、周期が5〜20m5程度(周波数は5
゜〜200Hz程度)が一般的であシ、トリガパルスP
tのパルス幅は出力回路39を起動し得る程度(たとえ
ば数十μ8)でよい。
これに対して、たとえば負荷が軽いなどの理由で発電機
出力電圧が高い場合には、入力゛電圧Vlnが基準電圧
VRよシ高く、比較器30の′0#出力によシ第1アン
ドゲート32が閉じ、このときのインバータ33の11
”出力によシ第2アンドff−)、9Jが開く。このた
め、発振器3ノの第2 、fルスpg出力(デユーティ
5%)が第2アンドf−)・34およびオアケ”−ト3
5を通シ出力回路39に入力し、この出力回路39は発
振器31からオアダート3Bを通ってきたトリIノやル
スP、によυ起動され、前記第2・やルスP冨入力を増
幅して出力トランジスタ36の駆動入力として出力する
。そして、この出力トランジスタ36のスイッチング動
作によシ発電機のフィールドが一定周波数でかつ5%の
デユーティサイクルで励磁されるので、発電機出力電圧
は次第に低下して所定値に近づく@したがって、上述し
たような動作の繰り返しにより発電機出力はほぼ一定に
制御されるようになる。
なお、フィールド短絡時には、前述したようにオアダー
ト38の出方が一定レベルになるので、このオアダート
38から出力回路39へのトリガパルスPtがなくなシ
、出力回路39は起動されなくなるのでスイッチング1
駆動出カを発生しなくなる。
上述したよりな電圧調整器においては、出方スイッチン
グ周波数を、雑音妨害の影響および交流機出力電圧供給
先機器への悪影響(インジケータラングのちらつきとが
メータ類の針振れなど)が少ない一定周波数に選ぶこと
によって、これらの影響を少なくすることができる。ま
た、スイッチング周波数が一定であるので、発電機の制
御を安定に行なうことができ、ノイズフィルタ(第1図
5)を省略することが可能な場合もある◇ なお、上記実施例では、入力電圧Vlnが基準電圧■8
よシ小さいか大きいかによって出力デユーティを切シ換
えるようにしたが、これに限らず入力電圧Vln対出力
デューティの関係をアナログ的に可変制御するようにし
てもよく、あるいは入力電圧Vlnに応じて出力デユー
ティを3段階以上に切換制御するようにしてもよい。す
なわち、第5図においては、入力電圧Vlnを電圧検出
回路50に導いて第1、第2基準電圧vR2,vB2(
vRl〉vR□)と比較し、V I n(vB 1 r
vR4≦Vln < vB2. vR□りin (7)
イずれであるかを判定する。また、発振器5ノは、第6
図に示すようにそれぞれ一定周波数でデユーティが大き
い第1/#ルスP1%デユーティが中位(たトエば50
%)の第2ノ臂ルス、デユーティが小さい第3パルスP
、を発生する。そして、マルチプレクサ52は、前記判
定結果Vln(VRl。
V、、S: Vln (Vl21 Vl2 <Vl n
 K対応して上記第1.1ルスPt 、82パルス” 
x 、第3パルスP3を選択して出力回路53に導き、
この出力回路53は入力パルスを増幅して出力トランジ
スタ54をスイッチング駆動する。
したがって、たとえば負荷が重い場合にはMl n (
Vn 1となシ、デユーティの大きい第1/2ルスP1
によシスイツチング駆動し、負荷が中位の場合にはVR
lりVln (Vl2となり、デユーティが中位の第2
/4′ルスP冨、負荷が軽い場合にはVn 2 <V 
I nとなシ、デユーティの小さい第3ノ臂ルスP3に
よりスイッチング駆動するようになる。そして、このよ
うな一定周波数であってデユーティが発電機出力電圧に
応じて異なるスイッチング駆動によって、発電機出力電
圧が一定となるように安定な制御を行なうことができる
〔発明の効果〕
上述したように本発明の車輌用交流発電機の電圧調整器
によれば、発電機の界磁巻線のスイッチング駆動を一定
周波数で行なうことができ、発電機出力を安定に制御で
き、発電機出力供給先機器の動作を安定化でき、雑音信
号妨害を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は車輌用交流発電機の電圧調整制御系統を示す構
成説明図、第2図は第1図の電圧調整器の従来例を示す
ブロック図、第3図は本発明に係る電圧調整器の一実施
例を示す構成説明図、第4図は第3図の動作説明のため
に示す信号波形図、第5図は本発明の他の実施例を示す
構成説明図、第6図は第5図の動作説明のために示す信
号波形図である。 1・・・”交流発電機、2・・・バッテリ、3・・・負
荷、30.50・・・電圧検出回路、31*51・・・
発4辰器、39.53・・・出力回路、36.54・・
・出力トランジスタ、32.34・・・アンドダート、
52・・・マルチプレクサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  交流発電出力を整流して出力する出力端にパ
    ッジおよび負荷がそれぞれ接続される車輌用交流発電機
    と、この発電機の出力端電圧が導かれてその電圧を判定
    する電圧検出回路と、この電圧検出回路の判定結果に応
    じてデユーティが異なる一定周波数のスイッチング駆動
    出力を前記発電機の発電制御入力として供給する駆動制
    御手段とを具備することを特徴とする車輌用交流発電機
    の電圧調整器。
  2. (2)前記駆動制御手段は、一定周波数でそれぞれデユ
    ーティが異なる複数種のパルス信号を発生する発振器と
    、この発振器の各74′ルス信号出力から前記電圧検出
    回路の判定出力によシ特定のノ9ルス信号を選択する回
    路と、この回路によυ選択されたパルス信号に基いて出
    力トランジスタをスイッチング駆動する出力回路とを具
    備してなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の車輌用交流発電機の電圧調整器・
JP57135415A 1982-08-03 1982-08-03 車輌用交流発電機の電圧調整器 Expired - Lifetime JPH0632599B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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