JPS6235340B2 - - Google Patents

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電
発電機に係り、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に装備さ
れ、図示しない機関により駆動される三相交流発
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全波整流装置、２
０１，２０２，２０３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
流れる界磁電流を制御することによつて上記発電
機１の出力電圧を第１の所定値に制御する電圧調
整装置で、以下の部品にて構成されている。

即ち、３０１は上記界磁コイル１０２の両端に
接続されたサージ吸収用ダイオード、３０２，３
０３は上記界磁コイル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、３
０４は該トランジスタ３０２，３０３のベース回
路の構成する抵抗、３０５は上記出力トランジス
タ３０２，３０３をオン・オフ制御する制御トラ
ンジスタ、３０６は上記発電機１の第２整流出力
端２０２の電圧を検出して、この出力電圧が第１
の所定値に達した時に導通するゼナーダイオー
ド、３０７，３０８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、３０９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はキースイツチで
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、キースイツチ５
を閉成すると、蓄電池４から、キースイツチ５，
抵抗３０４を介して、出力トランジスタ３０２，
３０３にベース電流が供給され、出力トランジス
タ３０２，３０３は導通する。該出力トランジス
タ３０２，３０３が導通すると、蓄電池４から、
キースイツチ５，充電表示灯６及び抵抗３０９、
界磁コイル１０２、出力トランジスタ３０２，３
０３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、この出力は全波整流装置２に
よつて全波整流される。ここで、該整流出力が第
１の所定値以下の時、抵抗３０７，３０８にて構
成される分圧回路の分圧点電位がまだ低いので、
ゼナーダイオード３０６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、それによつて発電機１の出力電圧は、回転
数の上昇に伴なつて上昇している。その後、発電
機１の回転数が更に上昇して出力電圧が上記第１
の所定値以上になれば、上記分圧回路の分圧点電
圧も高くなり、ゼナーダイオード３０６は導通
し、該ゼナーダイオード３０６を通じて、制御ト
ランジスタ３０５にベース電流が供給され、制御
トランジスタ３０５は導通する。該制御トランジ
スタ３０５が導通すると、出力トランジスタ３０
２，３０３は遮断し、界磁コイル１０２に流れて
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３０６、制御トランジスタ３
０５は不導通状態となり、トランジスタ３０２，
３０３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１の所定値に制御され、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、
蓄電池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、何らかの原因で相間短
絡を生じた場合や、整備の時、電圧調整装置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、電圧調整装置３の
みを交換した場合、出力トランジスタ３０２，３
０３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３０２，３０３が破壊
する信頼性の低いものとならざるを得なかつた。

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３１０は上記出力ト
ランジスタ３０２，３０３を駆動する駆動トラン
ジスタ、３１１は該駆動トランジスタ３１０のコ
レクタに接続された抵抗、３１２は出力トランジ
スタ３０２，３０３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、７０３は界磁コイル１０２の相間短絡
あるいは完全短絡時に充電保持されるコンデン
サ、７０４は該コンデンサ７０３に充電電流を供
給する抵抗、７０５は上記コンデンサ７０３の放
電用抵抗、７０６は上記出力トランジスタ３０
２，３０３の導通時に上記コンデンサ７０３を放
電させる第１のダイオード、７０７は界磁コイル
１０２の相間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７
０３の充電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７０７の導通時に、上記駆動トランジスタ
３１０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、キースイツチ５を閉成
すると、蓄電池４からキースイツチ５，抵抗３０
４を介して駆動トランジスタ３１０にベース電流
が流れる。その結果、該駆動トランジスタ３１０
は導通し、抵抗３１１及び駆動トランジスタ３１
０を介して出力トランジスタ３０２，３０３はベ
ース電流を供給され導通する。該出力トランジス
タ３０２，３０３の導通により、界磁コイル１０
２に、蓄電池４、キースイツチ５，充電表示灯６
及び初期励磁抵抗３０９を介して界磁電流が流れ
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７
０３は、上記駆動トランジスタ３１０の導通時に
抵抗３１１の電圧降下により検出トランジスタ３
１２が導通して充電されるが、出力トランジスタ
３０２，３０３が導通してコレクタ・エミツタ間
電圧が低下するため、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の所定値を越ええると、ゼナ
ーダイオード３０６，制御トランジスタ３０５は
導通し、駆動トランジスタ３１０は遮断される。
該駆動トランジスタ３１０の遮断により、出力ト
ランジスタ３０２，３０３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３１２も遮断される為、コンデンサ７０３は抵
抗７０５を介して放電される。

ここで、何らかの原因で、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
力電圧が第１の所定値以下となると、出力トラン
ジスタ３０２，３０３は再び導通するが、該出力
トランジスタ３０２，３０３のコレクタ電流は急
激に増加する。しかし、該出力トランジスタ３０
２，３０３のベース電流は抵抗３１１で決つてい
るので増巾率が足りなくなり、コレクタ電位が上
昇する。この為、コンデンサ７０３の充電々荷は
第１のダイオード７０６で放電されず、Ｂ点電圧
は第４図に示すように過電流状態を規定する第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の導通によ
り、駆動トランジスタ３１０は第２のダイオード
７１２を介して遮断され、この結果、駆動トラン
ジスタ３０２，３０３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７
０７が遮断しているので、抵抗７１０，７１１の
直列合成抵抗７０８と抵抗７０８の並列合成抵抗
値に対する抵抗７０９の比で定まる第２の所定値
となつており、過電流検出時には、コンパレータ
７０７が導通して、抵抗７０８と抵抗７０９，７
１０の並列合成抵抗との比で定まる第２の所定値
以下の第３の所定値となる。上記駆動トランジス
タ３１０の遮断により、検出トランジスタ３１２
も遮断し、コンデンサ７０３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Ｄ
点電圧は上記のようにコンパレータ７０７の導通
により第３の所定値となつている為、コンパレー
タ７０７は導通状態を維持され、従つて出力トラ
ンジスタ３０２，３０３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７０３が放電し
て、Ｂ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３１０、出力トランジスタ３０２，３０３は
再び導通する。ここで出力トランジスタ３０２，
３０３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３０２，３０３の導通時に、界磁コイル１
０２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３０２，３０３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電気回路図、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３０５の出力波形図、第４図は
コンデンサ７０３の端子電圧波形図、第５図は出
力トランジスタ３０２，３０３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。 図において、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
イツチ、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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電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れる蓄電
   池、上記界磁コイルに流れる界磁電流を制御する
   ことにより上記発電機の出力電圧を第１の所定値
   に制御する電圧調整装置を有し、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、上記界磁電流を継続制
   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。