KR100248675B1 - 차량용 교류발전기의 제어장치 - Google Patents
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Abstract
[과제] 단락전류로부터 제어신호 입력단자를 보호함으로써 교류발전기의 출력전압이 비정상적으로 높게 되는 것을 방지한다.
[해결수단] 교류발전기의 계자코일에 흐르는 계자전류를 제어하는 반도체스위칭소자의 전원단자와, 제어신호 입력단자 사이에 어스 패턴을 설치하였다.
Description
본 발명은 차량용 교류발전기의 제어장치에 관한 것으로, 특히, 교류발전기의 계자전류를 제어하는 계자전류 제어회로의 구성에 관한 것이다.
(종래의기술)
종래, 차량용 교류발전기의 제어장치로서, 도 4에 도시된 것과 같은 것이 알려져 있다. 도면에 있어서, 1은 교류발전기로, 전기자코일(101), 계자코일(102)을 포함한다. (2)는 정류기로, 출력단자(201), 어스단자(202)를 포함한다. 3은 계자전류 제어회로로, 반도체 스위칭소자(301), 억제다이오드(suppression diode)(302)로 구성되고, 전원단자(a), 계자전류 제어단자(b), 제어신호 입력단자(c), 접지단자(d)의 4개의 단자를 구비한다. (4)는 차량에 탑재된 제어유닛으로 마이크로컴퓨터를 가진다. (5)는 배터리, (6)은 키 스위치를 나타낸다.
다음에 제어장치의 동작을 설명한다. 제어유닛(4)으로부터 계자전류 제어회로(3)의 제어신호 입력단자(c)에, 제어신호가 보내지면 반도체 스위칭소자(301)가 도통하여 계자코일(102)에 계자전류가 흐르고, 교류발전기(1)가 발전한다. 상기 교류발전기의 출력은 정류기(2)로 정류되어, 베터리(5)를 충전한다. 한편 제어유닛(4)은 배터리(5)의 단자전압을 검출하고, 소정전압을 초과하면 계자전류회로(3)로의 전류신호를 차단하고, 계자전류를 감소시키고, 교류발전기의 출력을 저하시키고 배터리의 충전을 정지시킨다. 이와 같은 동작의 반복ㅇ에 의해 교류발전기 출력전압의 제어를 행한다.
이와 같은 제어장치의 계자전류 제어회로(3)는, 일본실용공개소54-140224호 공보에 기재되어 있는 것과 같이, 온도특성을 최적하기 위해 교류발전기(1)의 출력부(여기에서는 정류기(2))와 별개체로 설치되어 있고, 도 5에 도시된 것과 같이 구성되어 있다. 즉 반도체 스위칭소자(301) (예를들면 트랜지스터)의 콜렉터가 계자전류 제어단자(b)에 베이스가 제어신호 입력단자(c)에, 에미터가 접지단자(d)에 각각 접속되고, 전원단자(a)와 계자전류 제어단자(b)와의 사이에는 억제다이오드(302)가 접속되어 있다.
이상 설명한 것과 같은 차량용 교류발전기의 제어장치는, 계자전류 제어회로(3)의 전원단자(a)와 제어신호 입력단자(c)가 인접되어 구성되어 있고, 수분 등의 침입에 의해 전원단자(a)와 제어신호 입력단자(c)가 단락되기 쉽고, 단락전류가 배터리(5)로부터 직접 제어신호 입력단자(c)로 흘러 들어오고, 반도체 스위칭소자(301)가 통전되어 계자전류가 증대하고, 교류발전기의 출력전압이 비정상적으로 높게 되어, 배터리(5)의 과충전이나, 과전압에 의한 헤드라이트 등의 전기부하의 파손, 또한 점화계 전기시스템이나 제어유닛을 파손하고, 엔진이 정지되어 버린다는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 수분 등이 침입한 경우에, 단락전류로부터 제어신호 입력단자를 보호하고, 교류발전기의 출력전압이 비정상적으로 높게 되는 것에 의한 배터리의 과충전이라든지, 과전압에 의한 전기계통의 파괴를 방지할 수 있는 차량용 교류발전기의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 교류발전기의 제어장치는, 교류발전기와, 이 교류발전기의 계자코일에 흐르는 계자전류를 제어하는 반도체 스위칭소자와, 이 반도체 스위칭소자를 개폐제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어유닛과, 상기 교류발전기의 출력에 의해 충전되고, 상기 반도체 스위칭소자 및 상기 제어유닛으로 전력을 공급하는 배터리를 갖는 제어장치에 있어서, 상기 반도체 스위칭소자와 상기 배터리를 접속하는 전원단자와, 상기 반도체 스위칭소자에 제어신호를 입력하는 제어신호 입력단자와의 사이에, 상기 반도체 스위칭소자의 접지단자에 접속된 어스패턴을 설치한 것이다.
또한, 어스패턴은, 제어신호 입력단자의 주위를 둘러싸도록 설치된 것이다.
또한, 어스패턴상에, 제어신호 입력단자와, 상기 어스패턴과 상기 제어신호 입력단자를 절연하는 절연층을 적층하여 구성한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 차량용 교류발전기의 제어장치의 계자전류 스위칭회로의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 차량용 교류발전기의 제어장치의 계자전류 스위칭회로의 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 차량용 교류발전기의 제어장치의 계자전류 스위칭회로의 개략 구성도.
도 4는 종래의 제어회로에 있어서의 차량용 교류발전기의 제어장치의 개략 구성도.
도 5는 종래의 차량용 교류발전기의 제어장치의 계자전류 스위칭회로의 구성도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 교류발전기 102: 계자코일
2: 정류기 3: 계자전류 스위칭회로
301: 반도체 스위칭소자 a: 전원단자
b: 계자전류 제어단자 c: 제어신호 입력단자
d: 접지단자 e: 어스패턴
4: 제어유닛 5: 배터리
실시예1
본 발명의 실시예 1에 대하여 설명한다. 기본적인 구성은 도 4 및 도 5에 도시된 종래의 제어장치와 같지만, 계자전류 제어회로(3)를 도 1에 도시된 것과 같이 구성한다. 즉, 접지단자(d)에 접속된 어스패턴(e)을 전원단자(a)와 제어신호 입력단자(c)사이에 설치한다.
이와 같은 계자전류 제어회로(3)를 가지는 차량용 교류발전기의 제어장치의 통상시의 동작은 도 4 및 도 5에 도시된 종래의 제어장치와 같다. 한편, 수분 등이 침입한 경우는, 전원단자(a)와 제어신호 입력단자(c) 사이에 어스패턴(e)이 설치되기 때문에, 예를들면 전원단자(a)와 제어신호 입력단자(c)가 단락되어도, 어스패턴(e)을 통하고 있으므로, 단락전류는 전원단자(a)로부터 어스패턴(e)에 흘러 들어가고, 제어신호 입력단자(c)를 단락전류로부터 보호할 수 있다. 따라서, 반도체 스위칭소자(301)가 불필요하게 계속 통전하는 것을 방지할 수 있고, 계자전류가 증대하여, 교류발전기의 출력전압이 비정상적으로 높게 되어, 배터리의 과충전이나, 과전압에 의한 전기계통의 파손을 방지할 수 있다.
실시예 2
본 발명에 따른 실시예 2에 대하여 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 계자전류 제어회로(3)는 어스패턴(f)을 제어신호 입력단자(c)의 주위를 둘러싸도록 설치한 구성이다. 이것에 의해서 수분 등이 침입한 경우에도, 제어신호 입력단자(c)의 주위에 어스패턴(f)이 설치되어 있으므로, 어느 방향에 대해서도 어스패턴을 통해 단락되는 것으로 되고, 단락전류는 어스패턴(f)으로 흘러 들어오므로, 제어신호 입력단자(C)를 단락전류로부터 확실하게 보호할 수 있다. 따라서, 반도체스위칭소자(301)가 불필요하게 통전하는 것을 방지할 수 있고, 교류발전기의 출력전압이 비정상적으로 높게 되어, 배터리의 과충전이나, 과전압에 의한 전기계통의 파손을 방지할 수 있다.
실시예 3
본 발명에 따른 실시예 3에 대하여 설명한다. 도 3에 도시된 것과 같이, 계자전류 제어회로(3)를 어스패턴(g)상에, 제어신호 입력단자와, 제어신호 입력단자 (c)와 어스패턴(g)을 절연하는 절연층(h)을 적층시켜 구성한 이것에 의해서, 어스패턴(g)이 제어신호 입력단자(c)의 주위를 둘러싸는 구성으로 되어 실시예 2와 같은 효과를 얻는다. 또한, 어스패턴(g), 절연층(h) 상에 제어신호 입력단자(c)가 설치되어 있으므로, 제어신호 입력단자(c)부분의 두께가 저원단자(a) 부분보다 두껍게 되고, 즉 고저차(高低差)가 가능하게 되어, 전원단자(a)와 제어신호 입력단자(c)와의 단락을 억제하는 효과를 얻는다.
이상의 실시예 1, 2 및 3에 있어서는, 제어신호 입력단자(c)를 단락전류로부터 보호하는 것에 대하여 기술하였지만, 제어신호 입력단자(c)의 전류를 차단하는 것으로 제어하는 장치의 경우에는, 지락(line-to-ground fault)으로부터 보호하기 위해서, 제어신호 입력단자(c)와 접지단자(d)와의 사이에 +전위의 패턴(예를들면 전원단자와 접속된 패턴)을 설치함으로써 동일한 효과를 얻는 것은 말할 필요도 없다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 교류발전기의 제어장치는, 전원단자와 제어신호 입력단자 사이에 어스패턴을 설치한 것에 의해, 제어신호 입력단자를 단락전류로부터 보호할 수 있고, 단락전류에 의해서 반도체 스위칭소자가 도통하고, 계자전류를 증가시켜, 교류발전기의 출력전압이 비정상적으로 높게 되는 것에 의한 배터리의 과충전이나, 과전압에 의한 전기계통의 파괴가 방지할 수 있다.
또한, 제어신호 입력단자의 주위를 둘러싸도록 어스패턴을 설치한 것에 의해 확실하게 제어신호 입력단자를 단락 전류로부터 보호할 수 있다.
또한, 어스패턴 상에, 절연층과 제어신호 입력단자를 적층하여 구성한 것에 의해, 제어신호 입력단자를 단락전류로부터 보호하는 것에 외에, 전원단자와 제어신호 입력단자와의 단락을 억제할 수 있다.
Claims (2)
- 교류발전기와, 이 교류발전기의 계자코일에 흐르는 계자전류를 제어하는 반도체 스위칭소자와, 이 반도체 스위칭소자를 개폐제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어유닛과, 상기 교류발전기의 출력에 의해 충전되고, 상기 반도체 스위칭소자 및 상기 제어유닛에 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 제어장치에 있어서, 상기 반도체 스위칭소자와 상기 배터리를 접속하는 전원단자와, 상기 반도체스위칭소자에 제어신호를 입력하는 제어신호 입력단자 사이에 반도체 스위칭소자의 접지단자에 접속된 어스패턴을 설치하고, 상기 어스패턴은 제어신호 입력단자의 주위를 둘러싸도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 제어장치.
- 교류발전기와, 이 교류발전기의 계자코일에 흐르는 계자전류를 제어하는 반도체 스위칭소자와, 이 반도체 스위칭소자를 개폐제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어유닛과, 상기 교류발전기의 출력에 의해 충전되고, 상기 반도체 스위칭소자 및 상기 제어유닛에 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 제어장치에 있어서, 상기 반도체 스위칭소자와 상기 배터리를 접속하는 전원단자와, 상기 반도체 스위칭소자에 제어신호를 입력하는 제어신호 입력단자 사이에 반도체 스위칭소자의 접지단자에 접속된 어스패턴을 설치하고, 상기 어스패턴상에 제어신호 입력단자와, 상기 어스 패턴과 상기 제어신호 입력단자를 절연하는 절연층을 적층하여 구성한 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 제어장치.
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