JPS6116766Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は磁石式交流発電機から整流回路を介し
てバツテリを充電する際にバツテリの端子電圧を
設定値に保つように制御するバツテリ充電制御装
置に関するものである。

磁石式交流発電機を電源とする従来のバツテリ
充電制御装置として、制御整流回路のサイリスタ
へのゲートにバツテリ側からトランジスタを通し
て点弧信号を供給するようにして、バツテリの端
子電圧が設定値より低いときにはこのトランジス
タを導通させることによにサイリスタを導通させ
てバツテリに充電電流を流し、またバツテリの端
子電圧が設定値以上になつたときには上記トラン
ジスタを遮断させてサイリスタを遮断状態に保つ
ことによりバツテリへの充電電流を遮断するよう
にしたものがある。ところがこの従来の装置では
バツテリを誤つて逆に接続すると整流用ダイオー
ドを通してバツテリが短絡され、トランジスタに
逆電圧が印加された装置が破壊される虞れがあつ
た。またこの種の充電制御装置においては、バツ
テリへの充電電流が流れ終る際にバツテリの端子
電圧が数十μsecの短時間だけ降下する現象（落
ち込み現象）のためサイリスタに誤信号が与えら
れて、制御動作が適切に行なわれないという問題
があつた。更に従来の装置では、サイリスタへの
点弧信号をバツテリ側から供給していたため、運
転開始時には発電機の出力電圧が、バツテリの端
子電圧とサイリスタのゲートに点弧信号を供給す
る信号回路での電圧降下分との和以上にならない
とサイリスタが導通せず、充電が開始される回転
数が高くなる欠点があつた。

本考案の目的は、充電開始回転数を低くするこ
とができる上にバツテリが逆に接続されてもバツ
テリが短絡されることがなく、またバツテリの端
子電圧の落ち込み現象によりサイリスタに誤信号
が与えられるのを防止したバツテリ充電制御装置
を提供することにある。

以下図示の実施例により本考案の装置を詳細に
説明する。

図において１は内燃機関により駆動される磁石
式交流発電機の電機子コイルで、この電機子コイ
ル１の両端１ａ，１ｂはそれぞれコレクタ２Ａ，
２Ｂを介して混合ブリツジ制御整流回路３の交流
入力端子３ａ，３ｂに接続されている。制御整流
回路３はカソードを正の直流出力端子３ｃに共通
接続した第１及び第２のダイオード４及び５と、
カソードがダイオード４及び５のアノードにそれ
ぞれ接続されアノードが接地された負の直流出力
端子３ｄに共通接続された第１及び第２のサイリ
スタ６及び７とからなり、サイリスタ６及び７の
ゲートカソード間にはそれぞれ抵抗８及び９が並
列接続されている。制御整流回路３の正の直流出
力端子３ｃはコレクタ１０を介してバツテリ１１
の正極側端子に接続され、バツテリ１１の負極側
端子は接地されている。バツテリ１１の正極側端
子はキースイツチ１２とコレクタ１３とを介して
第１のトランジスタ（pnpトランジスタ）１４の
エミツタに接続され、第１のトランジスタ１４の
コレクタは抵抗１５を介してダイオード１６及び
１７のアノードに接続されている。ダイオード１
６及び１７のカソードはそれぞれ第１及び第２の
サイリスタ６及び７のゲートに接続され、第１の
トランジスタ１４が導通状態にあるとき電機子コ
イル１→第１のダイオード４→第１のトランジス
タ１４のエミツタ・コレクタ→抵抗１５→ダイオ
ード１７→第２のサイリスタ７のゲート・カソー
ド→電機子コイル１の経路、または電機子コイル
１→第２のダイオード５→第１のトランジスタ１
４のエミツタ・コレクタ→抵抗１５→ダイオード
１６→第１のサイリスタ６のゲート・カソード→
電機子コイル１の経路でサイリスタ７または６に
点弧信号が与えられてこれらのサイリスタが導通
するようになつている。第１のトランジスタ１４
のベースは、エミツタをこの第１のトランジスタ
のエミツタに共通接続した第２のトランジスタ
（pnpトランジスタ）１８のコレクタに接続さ
れ、第２のトランジスタ１８のベース・コレクタ
間及びベースエミツタ間にはそれぞれコンデンサ
１９及び抵抗２０が並列接続されている。第１の
トランジスタ１４のベースはまた抵抗２１の一端
に接続され、抵抗２１の他端はカソードを接地し
たダイオード２２のアノードに接続されている。
前記正の直流出力端子３ｃにスイツチ１２を介し
て接続されているトランジスタ１４及び１８のエ
ミツタの共通接続点とダイオード２２のアノード
との間には抵抗２３及び２４の直列回路からなる
抵抗分圧回路が並列接続され、抵抗２３及び２４
の接続点（分圧点）はカソードが第２のトランジ
スタ１８のベースに接続されたツエナーダイオー
ド２５のアノードに接続されている。第２のトラ
ンジスタ１８は、バツテリ１１の端子電圧が設定
値を超えて抵抗２３の両端の電圧がツエナーダイ
オード２５のツエナー電圧とトランジスタ１８の
エミツタベース間電圧降下との和以上になつたと
きに導通する。第２のトランジスタ１８が導通す
ると第１のトランジスタ１４のベースがエミツタ
と略同電位になるため、この第１のトランジスタ
１４が遮断状態となり、サイリスタ６または７へ
のゲート電流が遮断される。

本実施例では、バツテリの充電状態の表示を行
なわせるため、コレクタ１３のキースイツチ１２
と反対側の端子に第３のpnpトランジスタ２６の
エミツタが接続され、この第３のトランジスタの
コレクタは、逆電圧阻止用ダイオード２７のアノ
ードに接続れている。ダイオード２７のカソード
はコレクタ２８を介して発光表示手段としてのラ
ンプ２９の一端に接続され、ランプ２９の他端は
接地されている。第３のトランジスタ２６のベー
スは抵抗３０を介して第４のpnpトランジスタ３
１のコレクタに接続され、第４のトランジスタ３
１のエミツタは第３のトランジスタ２６のエミツ
タに共通接続されている。第４のトランジスタ３
１はベースコレクタ間及びベースエミツタ間には
それぞれコンデンサ３２及び抵抗３３が並列接続
され、トランジスタ３１、コンデンサ３２及び抵
抗３３によりミラー積分回路が構成されている。
第４のトランジスタ３１のコレクタは抵抗３４と
前記ダイオード２２とを介して接地され、ベース
はカソードが制御整流回路３の交流入力端子３ａ
及び３ｂにそれぞれ接続されたダイオード３５及
び３６のアノードに抵抗３７を介して接続されて
いる。

上記の装置において、キースイツチ１２が閉じ
られ、磁石式交流発電機が運転されると、バツテ
リ１１の端子電圧が設定値より低い場合第１のト
ランジスタ１４が導通するため電機子コイル１の
正負の半サイクルにおいて第１のサイリスタ６及
び７に交互にゲート電流が与えられ、これらのサ
イリスタが交互に導通して、バツテリ１１に充電
電流が流れる。本考案においては、運転開始時
に、交流発電機１側からトランジスタ１４を通し
てサイリスタ６及び７にゲート電流が与えられる
ため、バツテリ１１の端子電圧に係りなくサイリ
スタ６及び７を導通させることができ、バツテリ
の充電が開始する回転数を低くすることができ
る。バツテリ１１の端子電圧が設定値以上になる
と、ツエナーダイオード２５が導通して第２のト
ランジスタ１８が導通し、第１のトランジスタ１
４が遮断するためサイリスタ６及び７が導通でき
なくなり、バツテリ１１への充電電流が遮断され
る。

ここで第２のトランジスタ１８のベースコレク
タ間に接続されたコンデンサ１９は、充電電流が
流れ終る直前に見られるバツテリの端子電圧の瞬
間的な落ち込みによりサイリスタ６，７にゲート
電流が与えられて装置が誤動作するのを防止する
ためのものである。即ち、第２のトランジスタ１
８が導通しているとき第２のトランジスタのコレ
クタエミツタ間電圧はベースエミツタ間電圧より
低いため、コンデンサ１９は図示の極性に略
0.6Vまで充電される。バツテリ１１への充電電
流が流れ終る際にバツテリの端子電圧が落ち込ん
で抵抗２３の両端電圧がツエナーダイオード２５
のツエナー電圧より低くなると、このツエナーダ
イオードを通しては第２のトランジスタのベース
電流が流れなくなる。しかし、このときコンデン
サ１９が第２のトランジスタ１８のエミツタベー
ス及び抵抗２１を通して放電し、第２のトランジ
スタ１８を導通状態に維持する。このコンデンサ
１９の放電が終了するまでの時間は、コンデンサ
１９の容量と抵抗２０及び２１の抵抗値とを適当
に選ぶことによりバツテリ１１の端子電圧が落ち
込む期間に合せることができ、装置の誤動作を防
ぐことができる。

また上記の装置においては、キースイツチ１２
が閉じられても、発電機が出力を発生していない
ときには第４のトランジスタ３１にベース電流が
流れず、この第４のトランジスタは遮断状態にあ
る。したがつてバツテリ１１から第３のトランジ
スタ２６のエミツタ・ベースと抵抗３０及び３４
とダイオード２２とを通して第３のトランジスタ
のベース電流が流れ、第３のトランジスタ２６が
導通する。したがつてバツテリ１１から第３のト
ランジスタ２６のエミツタ・コレクタ、ダイオー
ド２７及びランプ２９を通して電流が流れ、ラン
プ２９が点灯してバツテリの充電が行なわれてい
ないことを表示する。次に発電機が回転し、電機
子コイル１に電圧が誘起すると、電機子コイル１
→ダイオード４→キースイツチ１２→第４のトラ
ンジスタ３１のエミツタ・ベース→抵抗３７→ダ
イオード３６→電機子コイル１の経路、または電
機子コイル１→ダイオード５→キースイツチ１２
→第４のトランジスタ３１のエミツタ・ベース→
抵抗３７→ダイオード３５→電機子コイル１の経
路で第４のトランジスタ３１にベース電流が流
れ、このベース電流が所定値に達すると第４のト
ランジスタ３１が導通状態になる。第４のトラン
ジスタ３１が導通すると第３のトランジスタ２６
のベース電流が流れなくなるため第３のトランジ
スタ２６が遮断し、ランプ２９が消灯してバツテ
リの充電が行なわれていることを表示する。

上記の実施例において、逆電圧阻止用ダイオー
ド２７が無かつたとすると、バツテリ１１が誤つ
て逆向きに接続されていた場合にキースイツチ１
２を閉じると第３のトランジスタ２６に逆電圧が
印加されて該トランジスタが破損するおそれがあ
る。またダイオード２７が無いと、サイリスタ
６，７が遮断している状態でキースイツチ１２が
開かれた場合に第３のトランジスタ２６及び第４
ののトランジスタ３１のコレクタベース間に発電
機の誘起電圧とバツテリの端子電圧との和の電圧
が印加されることになり、第３のトランジスタ２
６として耐圧の高いものを用いることが必要にな
る。これに対し、逆電圧阻止用ダイオード２７を
設けると、上記の問題を解決することができ、ト
ランジスタ２６及び３１として耐圧の低いものを
用いることができるようになる。

上記実施例においては、トランジスタ３１のベ
ース・エミツタ間及びベースコレクタ間にそれぞ
れ抵抗３３及びコンデンサ３２が接続されてミラ
ー積分回路が構成されている。したがつてコンデ
ンサ３２として小容量のものを用いてもダイオー
ド３５または３６を通して流れる脈動電流の平滑
作用を十分行なわせることができ、この脈動電流
によりトランジスタ３１がオンオフを繰り返して
ランプ２９がちらつくのを防止することができ
る。また抵抗３３の抵抗値を変えてトランジスタ
３１のベース電流を調整することによりランプ２
９が消灯する設定回転数を調整することができ
る。

上記実施例においては、制御整流回路３の第１
及び第２のサイリスタ６及び７がバツテリの負極
端子側に設けられているが、サイリスタ６及び７
をバツテリの正極端子側に設け、ダイオード４及
び５をバツテリの負極端子側に設ける場合にも本
考案を適用することができる。この場合各トラン
ジスタとしてはnpnトランジスタが用いられて各
トランジスタのコレクタ及びエミツタのバツテリ
１１に対する位置が入れ換わり、ダイオード３５
及び３６の向きが逆になる。また発光表示手段と
してはランプ２９の代りに発光ダイオードを用い
ることができる。

以上のように、本考案によれば、制御整流回路
の第１及び第２のサイリスタに交流発電機側から
第１のトランジスタを通してゲート電流を流すの
で、運転開始時にバツテリの端子電圧の如何に係
りなくサイリスタを導通させてバツテリの充電を
開始させることができ、充電が開始される回転数
を低くすることができる。また制御整流回路のサ
イリスタへのゲート電流をオンオフする第１のト
ランジスタとこの第１のトランジスタを制御する
第２のトランジスタのコレクタエミツタ間回路に
対して直列に逆電圧阻止用ダイオードを接続した
ため、バツテリが逆に接続された場合にも装置が
破壊されることがなく、また第１のトランジスタ
が導通しないのでバツテリが短絡されることがな
い。更に第２のトランジスタのベースコレクタ間
にコンデンサを接続してバツテリの端子電圧が落
ち込んだときにこのコンデンサにより第２のトラ
ンジスタにベース電流を与えて該第２のトランジ
スタを導通状態に保持するようにしたので、充電
電流が流れ終る直前のバツテリの端子電圧の瞬間
的な落ち込みによりサイリスタにゲート電流が与
えられて装置が誤動作するのを防ぐことができ
る。更に本考案では、発光表示手段を駆動する第
３のトランジスタのコレクタと発光表示手段との
間にも逆電圧阻止用ダイオードを接続したため、
バツテリが誤つて逆向きに接続された状態でキー
スイツチが閉じられた時に第３のトランジスタを
逆電圧から保護することができるだけでなく、サ
イリスタが遮断している状態でキースイツチが開
かれた場合に第３のトランジスタ及び第４のトラ
ンジスタのコレクタベース間に発電機の誘起電圧
とバツテリの端子電圧との和の電圧が印加される
のを防ぐことができる。従つて第３のトランジス
タとしてバツテリの端子電圧に耐え得る程度の耐
圧の低いものを用いることができ、コストの低減
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示す接続図である。 １……磁石式交流発電機の電機子コイル、３…
…制御整流回路、４及び５……第１及び第２のダ
イオード、６及び７……第１及び第２のサイリス
タ、１１……バツテリ、１４……第１のトランジ
スタ、１８……第２のトランジスタ、２２……ダ
イオード、２３，２４……抵抗、２５……ツエナ
ーダイオード、２６……第３のトランジスタ、２
７……ダイオード、２９……ランプ、３１……第
４のトランジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アノードがバツテリ１１の負極端子に共通接続
   された第１及び第２のサイリスタ６及び７と、前
   記バツテリの正極端子にカソードが共通接続され
   アノードが前記第１及び第２のサイリスタのカソ
   ードにそれぞれ接続された第１及び第２のダイオ
   ード４及び５とを備え前記第１及び第２のダイオ
   ードのカソードと第１及び第２のダイオード４及
   び５のアノードとの接続点に単相交流発電機の出
   力端子が接続される制御整流回路３と、エミツタ
   がキースイツチ１２を介して前記第１及び第２の
   ダイオード４及び５のカソードに結合されコレク
   タが抵抗１５とダイオード１６及び１７とを通し
   て前記第１及び第２のサイリスタのカソードにそ
   れぞれ接続された第１のトランジスタ１４と、ア
   ノードが抵抗２１を通して前記第１のトランジス
   タ１４のベースに接続されカソードが前記第１及
   び第２のサイリスタ６及び７のアノードに接続さ
   れた逆電圧阻止用ダイオード２２と、エミツタが
   前記第１のトランジスタ１４のエミツタに接続さ
   れコレクタが前記第１のトランジスタのベースに
   接続された第２のトランジスタ１８と、前記第１
   及び第２のダイオード４及び５のカソードと前記
   逆電圧阻止用ダイオード２２のアノードとの間に
   接続された抵抗２３及び２４からなる分圧回路
   と、前記分圧回路の分圧点にアノードが前記第２
   のトランジスタ１８のベースにカソードがそれぞ
   れ接続されたツエナーダイオード２５と、前記第
   ２のトランジスタ１８のベースコレクタ間に並列
   に接続されたコンデンサ１９と、エミツタが前記
   キースイツチ１２を介して前記ダイオード４及び
   ５のカソードと前記バツテリの正極端子とに接続
   されコレクタが逆電圧阻止用ダイオード２７のア
   ノードに接続された第３のトランジスタ２６と、
   エミツタが前記第３のトランジスタ２６のエミツ
   タに接続されコレクタが前記第３のトランジスタ
   ２６のベースと前記逆電圧阻止用ダイオード２２
   のアノードとに結合された第４のトランジスタ３
   １と、前記第４のトランジスタ３１のベースにア
   ノードが結合されカソードが前記発電機の異なる
   出力端子に接続されたダイオード３５及び３６
   と、前記逆電圧阻止用ダイオード２７のカソード
   と前記バツテリの負極端子との間に接続された発
   光表示手段２９とを具備してなるバツテリ充電制
   御装置。