KR0180130B1 - 차량용 교류발전기의 전류제한회로 - Google Patents

차량용 교류발전기의 전류제한회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부로부터 부하가 인가되는 경우 초기에 교류발전기의 계자코일에 흐르는 전류를 제한함으로써 엔진의 회전을 원활히 하기 위한 차량용 교류발전기의 전류제한회로에 관한 것으로, 교류발전기, 축전지, 키 스위치, 충전 표시등이 접속되어 동작하는 교류발전기의 전압제어회로에 있어서, 상기 교류발전기의 발전전압에 따라 스위칭 동작하는 트랜지스터(Q2), 이 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 단의 전압에 따라 스위칭 동작하여 발전기의 계자 전류를 제어하는 트랜지스터(Q1), 상기 계자 전류를 검출하기 위해 트랜지스터(Q1)의 에미터 단에 접속된 계자 전류 검출저항을 포함하여 구성된 전압 제어부와, 상기 전압 제어부의 검출저항에 의해 검출된 전압과 저항 및 제너 다이오드에 의한 기준전압을 비교하여 상기 전압 제어부의 트랜지스터(Q2)의 베이스 단에 제어전압을 출력하는 비교기(COM1)로 구성되어, 부하 인가시 초기에 계자 코일에 흐르는 전류를 제한하여 발전기 회전자에 의한 엔진의 급격한 토오크 변동을 방지하여 엔진의 회전을 원활히 하는 동시에 연료의 불완전한 연소를 줄여 환경 오염을 방지하는 효과가 있다.

Description

차량용 교류발전기의 전류제한회로
제1도는 종래의 차량용 교류발전기의 전압제어회로의 회로도.
제2도는 본 발명의 차량용 교류발전기의 전류제한회로의 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 교류발전기 2 : 계자코일
3 : 축전지 4 : 키 스위치
5 : 충전표시등 6' : 전압 제어부
7 : 전기부하 8 : 전류 제한 검출부
Q1,Q2: 트랜지스터 R1~R10: 저항
DS,D1: 다이오드 ZD1~ZD2: 제너 다이오드
COM1: 비교기
본 발명은 외부로부터 부하가 인가되는 경우 초기에 교류발전기의 계자코일에 흐르는 전류를 제안함으로써 엔진의 회전을 원활히 하기 위한 차량용 교류발전기의 전류제한회로에 관한 것이다.
종래의 교류발전기의 전압제어회로는 제1도에 도시된 바와 같이 교류발전기(1), 축전지(3), 키 스위치(4), 발전유무를 표시하는 충전표시등(5), 전압 조정부(6) 및 전기부하(7)를 접속하여 작동하며, 그 동작을 설명하면, 키 스위치(4)를 '온'시키면 축전지(3)에서 키 스위치(5)와 충전표시등(5)을 거쳐 교류발전기(1)내의 계자코일(2)과 트랜지스터(Q1)를 통해 계자전류가 흐르고, 이어 시동이 걸려 교류발전기(1)의 회전자가 회전하여 발전을 시작하면 주 출력단()과 보조 출력단()의 전위가 동일하게 되어 충전표시등(5)이 소등된다.
교류발전기(1)의 발전전압이 상승하여 보조 출력단()의 전위가 상승하는 경우 전압 조정부(6)의 분압저항(R1,R2)의 분기점의 전압도 상승하고, 이에 따라 상기점의 전압이 설정된 제너 다이오드(ZD)의 도통전압보다 높으면 제너 다이오드(ZD)가 도통하여 트랜지스터(Q2)가 턴 온되고, 계속하여 트랜지스터(Q1)가 턴 오프되어 계자 전류가 흐르지 않아 발전전압이 낮아진다.
그리고, 상기 발전전압이 낮아져점의 전압이 제너 다이오드(ZD)의 도통전압보다 낮으면 제너 다이오드(ZD)가 도통되지 못하여 트랜지스터(Q2)가 턴 오프되고, 이어 트랜지스터(Q1)가 턴 온되어 계자 전류가 다시 흘러 발전전압이 상승한다.
상기와 같은 동작을 되풀이 하면서 교류발전기(1)는 일정한 발전전압을 유지하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 전압제어회로에 있어서 외부로부터 전기부하(7)를 사용하게 되는 경우, 초기에 교류발전기(1)의 보조 출력단()의 전위가 급속히 낮아짐에 따라 트랜지스터(Q1)와 교류발전기(1)의 계자코일(2)에 흐르는 계자 전류가 계속해서 증대하게 되고, 따라서 교류발전기의 구동 토오크가 커지게 된다.
상기 교류발전기의 구동 토오크가 커짐에 따라 상기 발전기의 회전자가 벨트를 통해 엔진에 무리하게 걸리게 되어 엔진의 회전이 어려워지고, 이에 따라 연료의 연소가 불완전하여 심각한 환경오염을 초래하게 되는 문제점이 있었다.
그러므로 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 전기부하가 인가될 시 초기에 급속한 흐르는 계자 전류를 제한함으로써 무리한 교류발전기의 회전을 방지하여 엔진의 회전을 원활히 할 수 있는 차량용 교류발전기의 전류제한회로를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기부하의 사용시 전류 검출소자를 통해 초기의 계자 전류를 검출하고, 이 검출한 계자 전류랑에 따른 비교기의 출력전압에 의해 전압 제어부의 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어하여 상기 계자 코일에 흐르는 전류를 제한하도록 한다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 차량용 교류발전기의 전류제한회로를 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명의 차량용 교류발전기의 전류제한회로의 회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 계자 코일(2)을 구비한 교류발전기(1)와, 상기 교류발전기(1)의 초기 구동전압을 제공하는 축전지(3)와, 차량의 엔진을 구동시키기 위한 키 스위치(4)와, 발전유무를 표시하는 충전표시등(5)과, 상기 교류발전기(1)의 발전전압을 제어하는 전압 제어부(6')와, 상기 전압 제어부(6')로부터 계자 전류를 검출하고, 그 검출된 전류의 양을 제한하기 위한 제어신호를 출력하는 전류 제한 검출부(8) 및 전기부하(7)로 구성된다.
상기 전압 제어부(6')는 두 개의 트랜지스터(Q1,Q2)와 제너 다이오드(ZD1) 및 저항(R1~R3)으로 구성되어 제1도 종래의 전압제어회로의 전압 조정부(6)와 유사한 구성으로 이루어지며, 특히 계자코일(2)을 거쳐 트랜지스터(Q1)에 흐르는 계자 전류를 검출하기 위해 트랜지스터(Q1)의 에미터 단에 접속된 계자 전류 검출저항(R10)을 더 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 전류 제한 검출부(8)는 상기 전압 제어부(6')의 검출저항(R10)에 의해 검출되는 전압과 저항(R5~R8), 제너 다이오드(ZD2)에 의한 기준전압을 비교하여 저항(R4)과 다이오드(D1)를 통해 전압 제어부(6')의 트랜지스터(Q2)의 베이스 단에 제어전압을 출력하는 비교기(COM1)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 교류발전기의 전류제한회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 키 스위치(4)를 '온'시키게 되면 교류발전기(1)내의 계자코일(2)과 전압 제어부(6')의 트랜지스터(Q1)를 통해 계자 전류가 흐르고, 이어서 교류발전기(1)가 발전하기 시작한다.
상기 교류발전기(1)의 보조 출력단()의 전압이 상승하는 경우에는 분압저항(R1,R2)의 분기점의 전압 상승에 의해 제너 다이오드(ZD1)가 도통하여 트랜지스터(Q2)가 턴 온되고, 이어 트랜지스터(Q1)가 턴 오프되며, 상기 보조 출력단()의 전압이 낮아지는 경우에는 제너 다이오드(ZD1)가 도통되지 못하여 상기 트랜지스터(Q2)가 턴 오프되고 트랜지스터(Q1)가 턴 온됨으로써 교류발전기(1)의 발전전압을 일정하게 유지한다.
이때, 외부로부터 전기부하(7)가 인가될 때, 특히 초기에는 발전기(1)의 발전전압이 급격히 낮아져 발전기의 계자코일에 흐르는 전류가 트랜지스터(Q1)를 통해 증가하여 흐르게 되고, 이 계자 전류의 증대로 인하여 전압 제어부(6')의 트랜지스터(Q1)의 에미터 단점의 전위가 상승하게 된다.
따라서, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터 단에 접속된 검출저항(R10)을 통해 상기 상승된점의 전압을 검출하고, 이 검출한 전압은 저항(R9)을 통해 전류 제한 검출부(8)의 비교기(COM1)의 (+)단자에 입력되어 저항(R5~R8) 및 제너 다이오드(ZD2)에 의한 비교기(COM1)의 기준전압(-)과 비교된다.
이때, 계자 전류의 증대로 상승된 상기 검출 전압은 비교기(COM1)의 기준전압(-)보다 높으므로 상기 비교기(COM1)는 (+)전압을 출력하게 된다.
이어, 상기 비교기(COM1)의 출력전압이 저항(R4)과 다이오드(D1)를 거쳐 트랜지스터(Q2)의 베이스 단에 인가되어 상기 트랜지스터(Q2)가 턴 온되고, 이 트랜지스터(Q2)의 도통으로 트랜지스터(Q1)가 턴 오프되므로 계자 전류가 흐르지 않게 되어 발전기의 발전전압은 낮아지게 된다.
따라서, 부하가 인가된 초기에도 상기 전류 제한 검출부(8)에 의해 계자 전류를 차단함으로써 발전기 회전자의 구동을 제어할 수 있게 된다.
한편, 상기 계자 전류의 양이 감소하여 비교기(COM1)의 (+)단자에 입력되는 검출 전압이 기준전압(-)보다 낮아지는 경우에는 상기 비교기(COM1)가 (-)전압을 출력하므로 다이오드(D1)가 부도통되어 트랜지스터(Q2)가 턴 오프되게 된다.
따라서, 상기 트랜지스터(Q2)는 전압 제어부(6')의 제너 다이오드(ZD1)의 출력상태에 따라 동작하여 교류발전기의 발전전압을 일정하게 유지하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명은, 부하 인가시 초기에 계자 코일에 흐르는 전류를 제한하여 발전기 회전자에 의한 엔진의 급격한 토오크 변동을 방지하여 엔진의 회전을 원활히 하는 동시에 연료의 불완전한 연소를 줄여 환경 오염을 방지하는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 계자 코일(2)을 구비한 교류발전기(1), 축전지(3), 키 스위치(4), 충전표시등(5)이 접속되어 동작하는 교류발전기의 전압제어회로에 있어서, 상기 교류발전기(1)의 발전전압에 따라 스위칭 동작하는 트랜지스터(Q2), 이 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 단의 전압에 따라 스위칭 동작하여 발전기(1)의 계자전류를 제어하는 트랜지스터(Q1), 상기 계자 전류를 검출하기 위해 트랜지스터(Q1)의 에미터 단에 접속된 계자 전류 검출저항(R10)을 포함하여 구성된 전압 제어부(6')와 상기 전압 제어부(6')의 검출저항(R10)에 의해 검출된 전압과 저항(R5~R8) 및 제너 다이오드(ZD2)에 의한 기준전압을 비교하여 상기 전압 제어부(6')의 트랜지스터(Q2)의 베이스 단에 제어전압을 출력하는 비교기(COM1)로 구성됨을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 전류제한회로.
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