JPS6133358B2 - - Google Patents

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JPS6133358B2
JPS6133358B2 JP52130213A JP13021377A JPS6133358B2 JP S6133358 B2 JPS6133358 B2 JP S6133358B2 JP 52130213 A JP52130213 A JP 52130213A JP 13021377 A JP13021377 A JP 13021377A JP S6133358 B2 JPS6133358 B2 JP S6133358B2
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JP
Japan
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voltage
transistor
regulator
input terminal
switching
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JP52130213A
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JPS5355728A (en
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Aretsuto Arumin
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication of JPS6133358B2 publication Critical patent/JPS6133358B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or discharging 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
    • H02J7/243Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices with on/off action

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電圧調整器に関するものである。
一般に発電機の出力電圧は励磁電流と回転数に
依存することはよく知られている。この発電機に
おいては例えば動力車両の様に回転数がたえず変
動し、そのための出力電圧を調整する調整器が設
置されている。公知の調整器では発電機の界磁巻
線に流れる電流は開閉トランジスタによつて制御
されており、その際開閉トランジスタのベースは
一般にツエナーダイオードを介して分圧器に接続
され、その分圧器には励磁電圧か又は動力車両の
バツテリー電圧が印加されている。そこで分圧器
の電圧がツエナーダイオードによる値を越える
と、ツエナーダイオードが導通して開閉トランジ
スタが遮断し、界磁巻線を流れる電流は減少す
る。そして分圧器の電圧が再びある値に低下する
と、ツエナーダイオードを導通させるのに不十分
となるため、開閉トランジスタは再び導通状態に
なり、励磁電流が再び増大する。この様にして2
点動作式調整器が実現されるが、それは決められ
たヒステリシス以内の場合であり、そうでない場
合には安定調整できない欠点がある。
そして電圧調整器の動作を改善するために、前
記開閉トランジスタの代りに1つまたは多数の開
閉トランジスタと、1つまたは多数の制御トラン
ジスタとによる結合構成を使用することはよく知
られている。そして整えられた可変利得増幅器の
動作はさらに帰還の種々の形式によつて改良され
ている。
英国特許第979415号明細書には、制御トランジ
スタが開閉トランジスタを制御する旨が記載され
ている。その場合開閉トランジスタの出力はRC
結合によつて制御トランジスタのベースに帰還さ
れるものであり、この制御トランジスタのベース
は上述した様にツエナーダイオードを介して分圧
器の分割点に接続されている。そこでツエナーダ
イオードが導通領域に到達すると、開閉トランジ
スタからRC結合によつて制御トランジスタへ帰
還される。すなわち可変利得増幅器は変化する。
その時緩張発振して可変利得増幅器は一状態にな
り、それによりある周波数でもつて制御トランジ
スタは導通して開閉トランジスタは遮断し、そし
てRC結合によつて決定される他の状態に切替え
られ、制御トランジスタが遮断して開閉トランジ
スタが導通する。そしてこの緩張発振の調整比
率、すなわち開閉トランジスタが導通する状態の
持続時間に対する発振周期の比率は、ツエナーダ
イオードを通る電流によつて決定される。この様
にして安定作動で、かつ自己発振式の2点動作式
調整器が得られる。しかし、この方法もまた発電
機の回転数が低い場合には特に調整のふらつきが
増え、上述した帰還がないと充電表示灯がちらつ
いて、それは電圧変化の連続した切替動作によつ
て現われるのは明白であり、それは切替ヒステリ
シスを不当に大きくしてしまう欠点がある。
次に、英国特許第1205421号明細書には、上述
したRC結合による帰還よりもさらに固定した帰
還を使用した電圧調整器が記載されている。すな
わち開閉トランジスタはエミツタ抵抗によつて電
流結合され、開閉トランジスタのエミツタ電圧は
抵抗を介して制御トランジスタのベースに帰還さ
れており、さらにこの制御トランジスタはツエナ
ーダイオードを介して分圧器の分割点に接続され
ている。そして制御トランジスタのベースへRC
結合を介しての開閉トランジスタのコレクタの帰
還は遅延した正帰還として働く。そして開閉トラ
ンジスタのエミツタから抵抗を介して制御トラン
ジスタのベースへの帰還は固定した負帰還として
働く。この遅延正帰還によて上述した方法におい
て、自己発振による安定した調整動作が得られ
る。また固定した負帰還によつて可変利得増幅器
を安定にさせられ、特にトランジスタの増幅要因
中の変動分に対して安定にさせ、同様に調整器の
運転パラメータの変動も、開閉騒乱によつて調整
されることもなく安定にさせられる。
次に、西ドイツ公開公報第1613983号明細書に
は、次の様な電圧調整器が示されている。それに
よると、分圧器は励磁電圧を傾斜させ、さらに第
2の分割点を設け、この第2の分割点はコンデン
サでよつてアースに接続されている。そして電圧
調整器の第1の分割点は上述した様にツエナーダ
イオードを介して制御トランジスタに接続され、
また開閉トランジスタのコレクタは抵抗を介して
分圧器の第1の分割点に接続される。すなわち調
整用増幅器は固定した正帰還を行うことになる。
その外に温度影響を補償するために2個のダイオ
ードがツエナーダイオードと直列に接続されてい
る。そして分圧器の第2の分割点とアースとの間
にあるコンデンサを制御することによつて、調整
器の基準入力は変動の少ないものにされる。この
ようにして調整器は2つの異なる開閉状態をもつ
た2点動作式調整器をなすものである。
本発明になる電圧調整器は上述の欠点に鑑みて
なされたもので、次の点を特徴とするものであ
る。すなわち本発明電圧調整器は自己発振してさ
らに一層安定に動作する2点動作式調整器を与え
るものであり、さらにそれはダイオードに生じる
変動によつて調整され、そしてこの構成要素は、
この要素自身が統一した開閉制御において他の調
整と兼さね合わさるようにして調整されるもので
ある。それゆえ負帰還のための遅延結合用として
すでに現存の平滑用コンデンサを利用することに
よつて、安定した調整を得ると共に、その際追加
の構成要素を必要とせずに済みコストの節約、低
減を計ることができるものである。
以下本発明を図面に示す実施例について説明す
る。添付図面は本発明になる電圧調整器の一実施
例を示すものである。三相交流発電機1は界磁巻
線2と固定子巻線3とを有し、三相交流ブリツジ
整流器に接続され、またこの三相交流ブリツジ整
流器は正極一ダイオード4と負極―ダイオード5
から構成から構成されている。そして正極―ダイ
オード4はそのカソードが正極端子6に接続さ
れ、また負極―ダイオード5はそのアノードがア
ース線に接続されている。また励磁ダイオード8
はそのアノードが三相交流発電機1の交流電圧出
力側に接続されている。また正極端子6からの三
相交流発電機1の整流器出力電圧を調整するため
に電圧調整器9が設けてあり、この電圧調整器9
には第1の入力端子10、第2の入力端子11、
および第3の入力端子12がある。そしてこの第
1の入力端子10(専門用語ではD+端子とい
う)には励磁ダイオード8のカソードと界磁巻線
2が接続されており、第2の入力端子11(専門
用語でDF端子という)には界磁巻線2の他端が
接続されており、また第3の入力端子12(専門
用語でD―端子という)はアース線7に接続され
ている。第1の入力端子10と第2の入力端子1
1との間には界磁巻線2と並列にダイオード13
が接続され、また第2の入力端子11と第3の入
力端子12との間には開閉トランジスタ14のコ
レクタ―エミツタ回路がある。さらに、調整器9
の第1の入力10と第3の入力端子12との間、
言い換えれば励磁電圧とアースとの間には、抵抗
15,16,17から構成される分圧器が接続さ
れており、この分圧器は第1の分割点18と第2
の分割点19を規定している。そしてこの第1の
分割点18にはツエナーダイオード20が遮断方
向(逆方向)に接続され、また導通方向(順方
向)に2個のダイオード21,22が直列にして
制御トランジスタ23のベースに接続されてい
る。さらに、その制御トランジスタ23はベース
抵抗24を介してアースされ、コレクタ抵抗25
を介して励磁電圧側に接続されており、またその
制御トランジスタ23のコレクタはトランジスタ
26のベースに接続され、このトランジスタ26
のエミツタ―コレクタ間は開閉トランジスタ14
のコレクタ―ベース間に接続されている。またこ
のトランジスタ26のエミツタは開閉トランジス
タ14のベースに接続され、またベース抵抗27
を介してアースされている。
そして、電圧調整器9の第2の入力端子11よ
り抵抗32を介して分圧器の第1の分割点18に
連結する第1の経路があり、また第2の入力端子
11より抵抗29を介してトランジスタ30のベ
ースに連結する第2の経路がある。このトランジ
スタ30のエミツタは接地され、そのコレクタは
抵抗31を介して分圧器の第2の分割点19に接
続され、さらに分圧器の第2の分割点19とアー
スとの間には平滑用のコンデンサ28が接続され
ている。
動力車両の内燃機関によつて運転される三相交
流発電機1は整流器に交流電圧を供給し、この正
極端子6よりアースに対して平滑された直流出力
電圧が得られる。この正極端子6は図示してない
車両バツテリーの正極端子に接続され、そこから
動力車両の負荷に供給される。
そして励磁ダイオード8の直流電圧出力は電圧
調整器9の第1の入力端子10に出力される。三
相交流発電機1の界磁巻線2は電圧調整器9の第
1の入力端子10と第2の入力端子11に接続さ
れ、また第2の入力端子11と第3の入力端子1
2との間には開閉トランジスタ14の開閉回路が
ある。それによつて、第1の入力端子10から界
磁巻線2を介してアースへ流れる電流はこの開閉
トランジスタ14によつて制御される。また励磁
ダイオード8よりの電圧は、図面に示す実施例に
おいては電圧調整器9の基準入力として用いられ
ている。そして励磁電圧とアースとの間には分圧
器が接続され、ツエナーダイオード20がこの第
1の分割点18より制御トランジスタ23のベー
ス側に設けられている。またトランジスタ26と
開閉トランジスタ14は縦続接続され、次の方法
において、制御トランジスタ23によつて制御さ
れる。即ち、制御トランジスタ23が遮断したと
き開閉トランジスタ14が導通し、他方制御トラ
ンジスタ23が導通したとき開閉トランジスタ1
4が遮断するものである。そして抵抗32とトラ
ンジスタ30の抵抗29とを介した帰還回路を考
慮せずには、調整器9は次の方法において作動し
ない。即ち、抵抗25を介して電流はトランジス
タ26に流れ、それによつてトランジタ14は導
通状態になり、そこで電流は三相交流発電機1の
界磁巻線2を介して流れる。一般に内燃機関によ
つて三相交流発電機1が運転されると、その出力
電圧は増大する。なぜなら発電機の出力電圧は回
転数と励磁電流との積にほぼ比例するからであ
る。三相交流発電機1の出力電圧の増大にともな
つて正極端子6、並びに励磁ダイオード8のカソ
ード即ち第1の入力端子10よりの直流電圧もま
た増大する。そして抵抗15,16,および17
から構成される分圧器を通してより増大した電流
が流れ、第1の分割点18の電位もまた上昇す
る。そしてこの第1の分割点18の電位がアース
に対して予じめ決められた電圧に達すると、それ
によつてツエナーダイオード20のツエナー電圧
に到達して、温度補償用のダイオード21,22
を介して制御トランジスタ23のベースに電流が
流れる。このため制御トランジスタ23は導通状
態になり、上述した方法において開閉トランジス
タ14が遮断する。それによつて界磁巻線2を流
れる電流は減少し三相交流発電機1の出力電圧も
減少する。そこで第1の入力端子10の直流電圧
は低下し、それと共に第1の分割点18の電位が
ある電圧値に到達すると、その時ツエナーダイオ
ード20は非導通状態になり、制御トランジスタ
23は再び遮断して開閉トランジスタ14が導通
する。それによつて電圧調整器9は2点制御動作
を行い、その際切替えられるところの電圧値はツ
エナーダイオード20の値(データ)によつて制
御される。
そして、電圧調整器9の制御動作は、第1の帰
還回路を付加することによつて変更し得る。つま
り抵抗32は第2の入力端子11と分圧器の第1
の分割点18との間に接続されており、この抵抗
32は固定した正帰還として働く。なぜならその
抵抗32は、例えば開閉トランジスタ14の遮断
に寄与するところの第2の入力端子11の電圧増
大に作用し、これを制御トランジスタ23のベー
スに伝達して、それによつてなお一層速くこのト
ランジスタ23を導通状態にさせる。それゆえ、
抵抗32を介する固定した正帰還は2点調整器の
境界に到達するまでのスイツチング時間の高速化
を実現するものである。
次に、第2の帰還回路において、抵抗29が第
2の入力端子11よりトランジスタ30のベース
に接続され、このトランジスタ30のエミツタは
アースに接続され、またそのコレクタは抵抗31
を介して分圧器の第2の分割点19に接続されて
いる。この帰還は遅延した負帰還として働き、可
変利得の増幅器はたえず変化する動作を与えるも
のである。例えば開閉トランジスタ14が遮断状
態に制御されると、第2の入力端子11の電位は
上昇し、それによつてトランジスタ30のベース
電圧もまた増大して導通し始める。そしてトラン
ジスタ30が導通制御されると、分圧器の第2の
分割点19では抵抗31を介して電流が奪い取ら
れ、並列接続された平滑用コンデンサ28のため
にその電流は指数関数的な増大経過をもつ。それ
によつて分圧器の第2の分割点19の電位は低下
し、ツエナーダイオード20は、このダイオード
20を通る静止電流が十分に小さい場合には非導
通状態になる。これは次のことを意味する。即
ち、可変利得増幅器は固有発振を実行し、その周
波数は平滑用コンデンサ28と抵抗31,15,
16,17から成る時間定数によつて決定され
る。そして2つの異なる開閉状態(ONとOFF)
をもつた2点動作式調整器は安定して作動し、ま
た自己発振する2点動作調整器はたえず変化す
る。そして固有発振の高位側の境界に達するとツ
エナーダイオード20を通る電流は非常に多くな
り、それゆえ抵抗31とトランジスタ30を介し
て電流を奪い取ることによつて、ツエナーダイオ
ード20が再び遮断状態にもたらされることはな
い。
本発明電圧調整器のより一層重要な利点は次の
事である。即ち、トランジスタ30を介した帰還
回路によつて調整器9は変動を補償してスイツチ
ングされる。つまり、励磁ダイオード8の電圧の
時間的経過を考察すると、電圧変動が確認され、
それはスイツチングされる調整器の電流変動の結
果であり、そして実際には励磁回路における整流
ダイオード4,5の流出電圧の変化が示される。
そこで実施例においてと同様に、励磁ダイオード
8よりの電圧を基準入力として用いると、調整動
作において乱される上述した電圧変動自身を顕著
にすることができる。なぜなら変動分が基準入力
に重ねられ、可変利得増幅器の修正によつていか
なる是正も行なわれ得ない。むしろ反対にその変
動分を可変利得増幅器に接続するようにしなけれ
ばならない。なぜなら電圧調整器9の第1の入力
端子10の変動分は測定される程激しく、また第
2の入力端子11の電圧は利用され、そしてこの
電圧は調整器9のトランジスタ30をもつた帰還
回路を介して分圧器の第2の分割点19に補償変
動分として入力されている。もともと励磁電圧を
平滑するための現存の平滑コンデンサ28はその
際同時に負帰還の遅延に用いられる。なぜなら、
制御された電流源としてスイツチングされるトラ
ンジスタによつて負帰還は実現され、従つて電圧
調整器9のスイツチングは、統一したスイツチン
グ技術において高位の量(高い側の電圧値)一致
して(応じて)実行されるからである。
なお、この発明の電圧調整器はもちろんこの種
の装置のためにも使用でき、その際励磁電圧の代
わりに車両バツテリーの電圧を基準入力として使
用すればよい。またその時本発明の電圧調整器は
自己発振器、安定した2個動作調整器として作用
し、この整調比率を、界磁巻線2を通る電流の算
術平均値が正極端子6からの所望電圧値と一致す
るように合せればよい。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明になる三相交流発電機を備え
た電圧調整器の一実施例を示すものである。 1……三相交流発電機、2……界磁巻線、9…
…電圧調整器、15,16,17……分圧器をな
す抵抗、18……第1の分割点、19……第2の
分割点、20……ツエナーダイオード、14,2
3,26……半導体開閉器の主要部をなす開閉ト
ランジスタ、トランジスタ、制御トランジスタ、
28,29,30,31……負帰還要素をなすコ
ンデンサ、抵抗、トランジスタ、抵抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 界磁巻線と、該界磁巻線に直列接続され、所
    定の調整電圧に設定するための分圧器の第1の分
    割点の電圧によつてツエナダイオードを介して制
    御される半導体開閉器とを備える発電機用電圧調
    整器において、前記半導体開閉器と前記界磁巻線
    との接続点が、遅延動作する負帰還要素を介して
    前記分圧器の第2の分割点に接続されて成ること
    を特徴とする動力車両の発電機用電圧調整器。
JP13021377A 1976-10-29 1977-10-28 Power vehicle generator voltage regulator Granted JPS5355728A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762649306 DE2649306A1 (de) 1976-10-29 1976-10-29 Spannungsregler fuer generatoren in kraftfahrzeugen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5355728A JPS5355728A (en) 1978-05-20
JPS6133358B2 true JPS6133358B2 (ja) 1986-08-01

Family

ID=5991860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13021377A Granted JPS5355728A (en) 1976-10-29 1977-10-28 Power vehicle generator voltage regulator

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4129819A (ja)
JP (1) JPS5355728A (ja)
DE (1) DE2649306A1 (ja)
FR (1) FR2369734A1 (ja)
GB (1) GB1577436A (ja)
IT (1) IT1113665B (ja)

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