KR100809230B1

KR100809230B1 - 자동차용 교류 발전기, 레귤레이터 회로 및 모놀리식 회로

Info

Publication number: KR100809230B1
Application number: KR1020027014668A
Authority: KR
Inventors: 피에레장-마리
Original assignee: 발레오 에뀝망 엘렉뜨리끄 모떼르
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2008-03-07
Also published as: JP4037270B2; EP1364438A1; KR20030020275A; US6798176B2; MXPA02010780A; FR2821699B1; FR2821699A1; WO2002071570A1; US20030128014A1; JP2004519982A

Abstract

자동차용 교류 발전기는 여자 코일과, 직렬로 제어되는 차단기(Tex) 및 코일 단자에 접속된 프리휠 부품(DL)을 포함하는 에너지인가 조정 회로와, 교류 발전기의 여자 상태(Iexc)에 대한 정보(Is1; Is2)를 제공하는 회로(10, 20, 30)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 이 회로는 차단기가 폐쇄 상태에 있는 동안에, 차단기를 통해 흐르는 전류(Iex)에 비례하는 제 1 신호(U1)를 생성하는 수단(10)과, 제 2 신호(U2)를 발생시키는 수단(20)으로서, 차단기가 폐쇄되는 동안에 제 1 신호로부터 제 2 신호를 생성하고, 차단기가 개방되는 동안에 차단기가 스위치 오프되기 전에 존재하였던 제 1 신호를 저장(CD)함으로써 제 2 신호를 생성하는 수단(20)을 포함한다.

Description

자동차용 교류 발전기, 레귤레이터 회로 및 모놀리식 회로{ALTERNATOR FOR A MOTOR VEHICLE WITH ENERGISING INFORMATION OUTPUT}

본 발명은 자동차의 교류 발전기(alternator) 또는 교류 발전기/시동기에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 이러한 회전 기계의 회전자를 통해 흐르는 여자 전류(excitation current)를 나타내는 신호를 생성하는 장치에 관한 것이다.

현재, 여러 측정 조건의 함수로서 엔진의 공급을 연속적으로 조정하는 전자 엔진 모니터링 장치 및/또는 자동차의 전기 부하의 활성화 및 비활성화를 관리하는 전자 장치를 갖춘 자동차 열 엔진을 구비하는 것이 일반적이며, 전자 장치는 교류 발전기의 부하를 최대 레벨 미만으로 유지하도록 되어 있다.

이들 조건 중 하나는 자동차의 교류 발전기 또는 교류 발전기/시동기의 여자(excitation)의 정도이며, 그 자체는 교류 발전기 또는 교류 발전기/시동기에 의해 열 엔진에 가해지는 제동 토크(braking torque)를 나타낸다. 따라서, 이러한 측정값이 엔진을 정지시키기 쉬운 고저항성 토크를 반영할 때, 엔진 모니터링 장치는 충분한 휴지 속도(idling speed)를 유지하는 것을 피하고, 상술한 정지를 피하기 위해서 엔진의 공급 혼합 가스(supply mixture)가 많아지게 한다. 이와 달리, 자동차의 탑재 네트워크(on-board network)로부터 전기를 소모하는 계기(instrument)는 일시적으로 단절될 수 있다.

통상적으로, 교류 발전기의 여자 정도는, 프리휠 다이오드(freewheel diode)와 결합하여 여자 권선 내의 전류를 결정하는 전력 반도체에 인가되는 여자 제어 신호(전형적으로, 펄스 폭 변조(PWM) 신호)의 프로파일에 의해 주어진다.

이러한 신호를 아날로그 형태로 또는 그 값을 나타내는 디지털 값으로 직접 엔진 모니터링 장치에 제공하는 방법이 있다. 특히, 엔진 모니터링 장치에 있어서, "필드 응답"에 대한 "FR"으로서 또는 "디지털 필드"에 대한 "DF"로서 통상적으로 지칭되는 출력 신호가 알려져 있다. 본 출원인의 문헌 FR-A-2 695 269는 특히, "FR" 신호를 생성하는 장치를 개시하고 있다.

그러나, 여자 제어 신호를 기초로 하여 신호를 생성하는 알려진 모든 장치는 온도 함수로서 실효 여자 전류의 고유 변동의 영향을 받기 쉽다. 보다 구체적으로, 여자 권선의 옴 저항은 온도 함수로서 상당히 가변적이며, 실제로 권선의 온도가 25℃(저온 운전)에서 200℃(고온 운전 동안의 수치)로 변할 때, 대략 70% 만큼의 저항 변동이 일반적으로 관측된다는 것이다.

이러한 저항의 변동은 주어진 여자 제어 신호에 대한 실제 여자 전류(Iexc)를 상당히 변경한다. 유사한 방식으로, 특정 전류는 저온 또는 고온이 관련되어 있는지에 따라서, 여자 제어 신호의 매우 상이한 프로파일 및 대응하는 FR 또는 DF 신호의 매우 상이한 프로파일에 대응할 수 있다.

물론, 여자 권선의 실효 전류의 영상은 권선과 직렬로 연결된 분로(Shunt)를 이용하고, 이 분로의 단자 양단의 전압을 측정함으로써 얻을 수 있다. 그러나, 한편으로는, 분로의 옴 값이 온도에 따라 상당히 가변적이기 때문에 측정값을 나타내는 데 상당한 문제점이 있으며, 다른 한편으로는, 특히, 분로가 모놀리식으로 만들어지는 것을 방지하는 열 소실로 인한 문제점이 있다.

본 발명의 목적

본 발명의 목적은 모놀리식으로 집적되기에 적합한 수단, 특히, 여자 레귤레이터(regulator)를 이용함으로써, 및 온도 함수로서 신뢰할 수 있고 안정적인 방식으로 교류 발전기의 여자 권선을 통해 흐르는 실제 전류를 나타내는 신호를 생성하는 것이다.

그 목적으로, 제 1 측면에 따른 본 발명은 자동차용 교류 발전기를 제공하는데, 이러한 자동차용 교류 발전기는 여자 권선과 직렬로 연결되어 있으며 온 모드 또는 오프 모드가 되도록 제어되는 스위치 및 여자 권선의 단자에 연결된 단방향 도전성의 프리휠 부품을 포함하여 교류 발전기의 여자 권선에 흐르는 전류를 조정하는 회로와, 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 출력단에 전달하는 회로를 포함하되, 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 전달하는 회로는,

- 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에, 제어 스위치에 흐르는 전류에 비례하는 제 1 신호를 생성하는 수단과,

- 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에 제 1 신호에 기초하여 제 2 신호를 생성할 수 있으며, 제어 스위치가 오프 상태에 있는 동안에 제어 스위치가 턴 오프되기 전에 존재하였던 제 1 신호를 저장함으로써 제 2 신호를 생성할 수 있는 제 2 신호 생성 수단을 포함하되,

전류 측정 회로는 여자 및 측정 트랜지스터의 3개의 단자(소스, 드레인 및 게이트)를 각각 동일한 전위로 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상의 기술에서 용어 "교류 발전기"는 교류 발전기 그 자체를 의미할 뿐만 아니라, 교류 발전기/시동기와 같은 모터로서 동작할 수 있는 교류 발전기도 의미한다는 것을 알아야 한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 교류 발전기는 다음과 같지만, 이것으로 제한되지는 않는다.

* 제 1 신호를 생성하는 수단은 제어 스위치를 구성하는 제 1 반도체 스위치와 제 2 반도체 스위치를 포함하는 전류 미러 회로(current-mirror)를 포함한다.

* 제 1 및 제 2 반도체 스위치는 동일한 기본 셀로 구성된 제 1 및 제 2 트랜지스터를 포함한다.

* 제 2 트랜지스터는 제 1 트랜지스터의 다수의 기본 셀의 소부분과 동일한 다수의 기본 셀을 포함한다.

* 제 1 신호를 생성하는 수단은 제 2 반도체 스위치를 통해 흐르는 전류를 제 1 신호를 구성하는 전압으로 변환하는 수단을 포함한다.

* 제 2 신호를 생성하는 수단은 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에 제 1 신호를 나타내는 디지털 정보를 생성할 수 있는 수단과, 제어 스위치가 턴 오프되는 순간부터 디지털 값을 선택적으로 저장하는 수단을 포함한다.

* 디지털 값을 선택적으로 저장하는 수단은 0이 되는 제어 스위치 내의 전류에 기초하여 설정된 턴 오프 신호를 입력단에서 수신하는 증가/감소 회로를 포함한다.

* 제 2 신호를 생성하는 수단은 제 1 입력단에서 제 1 신호를 수신하고, 제 2 입력단에서 디지털 정보의 변환에 의해 얻어진 아날로그 신호를 수신하는 비교기를 포함하며, 그 출력은 증가/감소 경향을 결정하는 증가/감소 회로의 입력단에 어드레싱된다.

* 교류 발전기는 제 2 신호로부터 생성되고 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 포함하는 제 3 신호를 출력 단자에서 생성하는 수단을 더 포함한다.

* 제 3 신호를 생성하는 수단은 제 2 신호를 출력 전류로 변환하는 수단을 포함한다.

* 제 3 신호를 생성하는 수단은 출력 전류를 역 출력 전류로 변환하는 수단과, 출력 전류 변환 수단을 선택적으로 동작시킬 수 있는 선택기도 포함한다.

* 출력 전류 변환 수단은 전류 미러 회로를 포함한다.

* 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 전달하는 회로는 모놀리식으로 만들어진다.

* 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 전달하는 회로는 조정 회로와 함께 모놀리식으로 만들어진다.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, 교류 발전기의 여자 권선에 흐르는 전류를 모니터링하는 레귤레이터 회로를 제공하는데, 이 레귤레이터 회로는 여자 권선과 직렬로 연결되어 있으며 온 모드 또는 오프 모드가 되도록 제어되는 스위치 및 여자 권선의 단자에 접속된 단방향 도전성의 프리휠 부품과, 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 출력단에 전달하는 회로를 포함하되, 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 전달하는 회로는,

- 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에, 제 1 신호에 기초하여 제 2 신호를 생성할 수 있으며, 제어 스위치가 오프 상태에 있는 동안에, 제어 스위치가 턴 오프되기 전에 존재하였던 제 1 신호를 저장함으로써 제 2 신호를 생성할 수 있는 제 2 신호 생성 수단을 포함한다.

마지막으로, 제 3 측면에 따른 본 발명은 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 출력단에 전달하는 회로를 제공하며, 이 회로는 교류 발전기의 여자 권선에 흐르는 전류를 모니터링하는 것으로서, 여자 권선과 직렬로 연결되어있으며 온 모드 또는 오프 모드에 있도록 제어되는 스위치 및 여자 권선의 단자에 접속된 단방향 도전성의 프리휠 부품을 포함하는 레귤레이터 회로와 상호 교신하며,

- 제어 스위치와 결합함으로써, 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에, 제어 스위치를 통해 흐르는 전류에 비례하는 제 1 신호를 생성하는 수단과,

- 제어 스위치의 온 또는 오프 상태에 민감하며, 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에, 제 1 신호에 기초하여 제 2 신호를 생성할 수 있으며, 제어 스위치가 오프 상태에 있는 동안에, 제어 스위치가 턴 오프되기 전에 존재하였던 제 1 신호를 저장함으로써 제 2 신호를 생성할 수 있는 제 2 신호 생성 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면, 목적 및 이점은 비제한적인 예로써 제공되고 첨부되는 도면을 참조하여 주어지는 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 후속하는 상세한 설명으로부터 명확히 알 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 회로를 도시하는 도면,

도 2는 도 1의 회로에 관련된 2개의 전압뿐만 아니라, 여자 제어 스위치를 통해 흐르는 전류, 여자 제어 신호의 프로파일을 도시하는 도면.

도 1를 참조하면, 도면의 좌측상에 있는 부분에서, 그리고 그 자체로서 일반적인 방식으로, 자동차의 교류 발전기 또는 교류 발전기/시동기의 여자 권선 또는 회전자 권선을 구성하는 권선(FD)과, 바람직하게는 MOS 기술에서 교류 발전기의 출력 전압(Ualt)과 접지 사이에서 권선(FD)과 직렬로 접속된 전력 트랜지스터(Tex)를 포함한다. 프리휠 다이오드는 권선(FD)과 역평행하게 장착되어 있다.

트랜지스터(Tex)에 흐르는 전류는 Iex로 표시되고, 권선(FD)에 실제로 흐르는 전류는 Iexc로 표시된다. 이 2개의 전류는 도 2에서 실선과 점선으로 각각 표시된다.

또한, 일반적으로, 트랜지스터(Tex)의 게이트는 프로파일이 도 2에 또한 도시되어 있는 펄스 폭 변조 신호로 구성된 여자 제어 신호(Cex)를 수신한다.

도 2에서, 권선(FD)의 인덕턴스의 평활 효과(smoothing effect)로 인해, 전류(Iexc)가 매우 작은 리플 성분을 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 이 부분에서, 전류(Iex)는 트랜지스터(Tex)에 의해 초핑(chop)되고, Tex가 폐쇄될 때에만 전류(Iex, Iexc)가 부가된다.

본 발명에 따른 장치는 3개의 주요 부분, 즉, 트랜지스터(Tex) 내의 전류를 측정하는 회로(10)와, 측정값을 저장하는 회로(20)와, 여자 전류(Iexc)의 레벨을 나타내는 신호를 전달할 수 있는 출력 회로(30)를 포함한다.

먼저, 회로(10)는 트랜지스터(Tex)와 전류 미러로서 장착된 트랜지스터(Tm)를 포함한다. 이 트랜지스터(Tm)는 전압(Ualt)에 연결된 소스와 Tex의 게이트에 연결된 게이트를 구비하고 있다.

따라서, 트랜지스터(Tm)는 전류(Im)로서 그리고 사전결정된 고정 감쇠 계수를 이용하여, Tex의 소스와 드레인 사이에 흐르는 전류(Iex)를 복제할 수 있다. 예를 들어, 이 계수는 1/1000이다.

바람직하게, 전류(Iex, Im) 간의 양호한 비율을 보장하기 위해서, 트랜지스터(Tm)는 전력 트랜지스터(Tex)와 동일한 기본 셀을 이용하여 생성된다. 본 명세서에서 선택된 예에서, 다수의 기본 셀을 이용하여 트랜지스터(Tm)의 기본 셀의 1/1000의 수와 동일한 Tm을 생성하기에 충분하다.

Tm의 전류(Tex)의 비례적인 복제를 위해서는 각각의 트랜지스터의 3개의 단자가 각각 동일한 전위에 있을 필요가 있다. 트랜지스터의 소스 및 게이트는 서로 접속되어 있다는 것을 알 수 있다. 드레인 전위와 관련하여, 도 1에서, 드레인은 2개의 입력이 동일 전위에서 유지되는 고유 특성을 가진 연산 증폭기(A1)의 반전 및 비반전 입력단에 의해 서로 접속되어 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 연산 증폭기의 조건이 충족된다.

Tm의 드레인은 PNP 바이폴라 트랜지스터(T1)의 이미터, Al의 출력에 의해 어드레싱되는 베이스에도 접속되어 있다. 측정 회로(10)는 T1의 컬렉터와 접지 사이에 접속된 저항(R1)과, Tex의 드레인과 접지 사이에서 직렬로 장착된 저항(R2)과 클리핑 제너 다이오드(DZ1)를 더 포함하고 있다. T1의 컬렉터는 당연히 전류를 유도하지 않는 연산 증폭기(A2)의 비반전 입력에도 연결되어 있다.

T1의 컬렉터 상의 전류(I1)는 여기서는 무시될 수 있는 T1의 베이스 전류 내에서 전류(Im)와 동일하게 된다.

R1의 단자 간에, 이 전류는 R1×I1과 동일한 전압(U1)을 생성하고, 이 전압(U1)은 Tex 내의 전류(Iex)와 동일한 파형 그리고 비례하는 레벨을 가진 신호 형태라는 것을 알 수 있다.

그들의 공통 단자 상에서, 저항(R2)과 클리핑 다이오드(DZ1)(역 브레이크다운 전압은 5 볼트로 바람직하게 선택됨)는 트랜지스터(Tex)의 개방 또는 폐쇄 상태를 나타내는 로직 신호(EN)를 생성한다. 따라서, Tex가 폐쇄되면, 전류는 R2와 DZ1을 통해 흐르고, 신호(EN)는 로직 레벨 "1"이지만, Tex가 개방되면, 역 전류가 SZ1과 R2을 통해 흐르고, 로직 신호(EN)는 기준 접지의 0볼트 미만의 작은 레벨 -로직 레벨 "0"을 구성하는 DZ1, 즉, 전형적으로 -0.8 볼트의 접합 전압에 대응하는 레벨- 에 존재한다.

먼저, 저장 회로(20)는 증가/감소 회로(CD)를 포함하며, 그 병렬 출력단은 디지털/아날로그 컨버터(CNA)의 병렬 입력단에 접속되어 있다. 회로(20)는 회로(CD)에 의해 실행되는 증가 및 감소 타이밍을 설정하는 클록 신호(CK)(또는, 변수로서, 내부 클록)를 위한 입력단도 포함한다. 비교기로서 장착되는 연산 증폭기(A2)는 컨버터(CNA)의 출력단, 비반전 입력단에서(상술함) 전압(U1)을 수신하고, 반전 입력단에서 전압(U2)을 수신한다. 비교기(A2)의 용도는 증가/감소기(CD)의 대응하는 입력단에 인가되는 증가/감소하는 로직 신호(Up/Dn)를 생성하는 것이다.

저장 회로(20)는 다음과 같이 동작한다.

- Tex가 개방되면, 신호(EN)는 로직 레벨 "0"에 있으므로, 증가/감소기(CD)는 동결되고, 따라서, 전압(U2)은 일정한 값으로 유지된다.

- Tex가 현재 폐쇄되면, 신호(EN)는 CD의 증가/감소를 활성화하기 위해서 로직 레벨 "1"에 있으며, 이 때 2개의 가능성이 존재한다.

* U2<U1이면, A2의 출력은 회로(CD)의 증가에 대응하는 로직 레벨 "1"에 있으므로, U2의 값은 증가하여 U1에 근접한다.

* 그러나, U2>U1이면, A2의 출력은 회로(CD)의 감소를 야기하는 로직 레벨 "0"에 있으므로, U2의 값은 감소하여 U1에 근접한다.

Tex가 폐쇄되자마자, 회로(CNA)는 피드백에 의해 U1에 가능한 한 근접하는 값으로 유지되는 전압(U2)을 전달한다. 그러나, Tex가 개방되자마자, 증가/감소기(CD)는 정지되어, Tex가 개방되는 동안, Tex가 개방되기 전에 얻어진 최종값을 U2로 유지하게 된다.

전압(U2)(실선으로)의 변동 프로파일이 도 2에 도시되어 있다. 따라서, U1(점선으로 도시)의 피크값에서 래치함으로써, 전압(U2)은 권선(FD)을 통해 실질적으로 흐르는 전류에 실질적으로 비례한다는 것을 알 수 있다.

여기서, 전압(U2)은 본 발명의 회로의 출력으로서 직접 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, 전자기 간섭에 노출되는 환경의 경우에, 이러한 신호는 이러한 간섭에 의해, 또는 자동차에서 발생할 수 있는 기준 접지 전위의 급변경에 의해 왜곡될 수 있다.

또한, 저항(R1)의 옴 값은 특히, 모놀리식 기술로 만들어진 경우에, 상당량만큼 변경할 수 있다.

따라서, 본 발명의 장치는 출력 회로(30)를 바람직하게 포함한다. 이 회로는 연산 증폭기(A3) 주변에 구축된 전류 발생기, NPN 바이폴라 트랜지스터(T2)와 저항(R3)을 포함한다. 비반전 입력단에서, 증폭기(A3)는 저장 회로(20)에 의해 생성된 전압(U2)을 수신하고, 그 반전 입력은 T2의 이미터에 연결되어 있다. 일부의 경우에, A3의 출력은 T2의 베이스에 연결되어 있다. 저항(R3)은 T2의 이미터와 기준 접지 사이에 장착된다.

회로(30)는 MOS 트랜지스터(T3, T4), PNP 바이폴라 트랜지스터(T5), 저항(R4, R5)과 바이폴라 다이오드(D1)의 주변에 구축된 전류 미러 회로와 선택기(Com)도 포함한다. 보다 상세하게는, 선택기(Com)의 이동 접점은 T2의 컬렉터에 연결되어 있으며, 그 고정 접점 중 하나는 T5의 베이스 뿐만 아니라 D1의 캐소드에 연결되어 있다. D1의 애노드는 T3의 게이트와 드레인에 연결되어 있으며, 그 소스는 저항(R4)을 통해 전압(Ualt)에 연결되어 있다. 전류 미러의 다른 측 상에서, 트랜지스터(T5)는 저항(R5)을 통해 전압(Ualt)에 연결된 소스를 구비하며, 게이트는 T4의 게이트에 연결되어 있으며, 드레인은 T5의 이미터에 연결되어 있다. 선택기(Com)의 다른 고정 접점은 장치의 출력 단자(Sim) 뿐만 아니라 T5의 컬렉터에도 연결되어 있다.

출력 회로(30)는 다음과 같이 동작한다. 먼저, T2의 컬렉터에서, 전류 발생기 회로(A3, T2, R3)는 전압(U2)에 비례하는 전류(Is1)를 생성한다. 또한, R1의 옴 값과 동일한 옴 값이 R3으로 선택되면, 전류(Is1)는 Tex가 폐쇄되는 단계 동안에 전류(Im)와 실질적으로 동일하다.

회로(Com)가 실선으로 표시된 위치에서 이동 접점을 구비할 때, 전류 미러(T3, T4, T5, D1, R4, R5)는 T5의 컬렉터 및 이에 따라 출력 단자(Sim) 상에서 Is1에 비례하거나 동일한 출력 전류(Is2)를 발생시키기 위해서 활성화된다.

T3 가까이에 위치한 다이오드(D1)의 접합 전압에 의해 T3과 T4에서 일치하는 바이어싱을 가능하게 하고, 일부분에서, T4가 주어지면, T5의 이미터/베이스 접합 전압이 나타나야 한다는 것을 알아야 한다.

또한, 저항(R4, R5)은 전류(Is1, Is2) 간의 양호한 비례 또는 균일성을 가질 수 있게 하는 밸런싱 저항이라는 것을 알 수 있다.

이와 반대로, 선택기(Com)가 점으로 표시된 위치를 차지한 경우에, 이것은 출력 단자(Sim) 상에 입력 전류로서 직접 인가되는 전류(Is2)이다.

이러한 이유로, "출력 전류" 출력 모드와 "입력 전류" 출력 모드를 제공함으로써, 선택기(Com)는 기존의 엔진 모니터링 장치와 본 발명의 장치를 인터페이싱하는 뛰어난 호환성을 허용한다.

도시되는 바와 같이, 상술한 장치는 열 보상 측면에서 양호한 특성을 가지고 있다. 특히, 출력으로서 발생된 전류(Is1 또는 Is2)는 트랜지스터(Tex) 내의 전류에 비례하는 전류(I1)와 뛰어난 비례(또는 균일성)를 갖는다.

보다 상세하게는, Tex가 온 상태인 단계 동안에, 설계로 인해 다음이 적용된다.

U1 = U2 = U3

다음이 또한 적용된다.

U1 = R1·I1 및

U3 = R3·Is1

R1/R3의 비율이 상수이면, I1와 I3간의 비례가 보장된다.

또한, R1 = R3인 경우가 선택되면, 다음이 적용된다.

Is1 = I1

여기서, Im(I1과 실질적으로 동일함)와 Iex 간의 비례와 관련하여, 트랜지스터(Tex, Tm)가 동일한 방식으로 바이어싱되고 공통 반도체 기판 상의 동일한 기본 셀을 이용하여 만들어질 수 있게 한다.

마지막으로, 동일하게 바이어싱된 트랜지스터(T3, T4)와, 비례 또는 일치하는 저항을 가진 저항을 사용함으로써, Is1와 Is2 간의 비례 또는 균일성이 보장된다.

상술한 바와 같이, 상술한 장치는 모놀리식 회로의 형태로 바람직하게 제조되고, 바람직하게 교류 발전기 또는 교류 발전기/시동기의 여자 레귤레이터 회로(특히, 트랜지스터(Tex)와 다이오드(DL)를 포함) 상에 제조된다. 이 경우에, 전류 미러(즉, 한편으로는 Tex와 Tm, 다른 한편으로는 T3와 T4)의 기능을 만는 트랜지스터는 동일한 기본 셀에 기초하여 바람직하게 제조된다. 또한, 한편으로는 저항(R1, R3) 및 다른 한편으로는 저항(R4, R5)이 동일한 열 조건에 노출되도록 바람직하게 제조된다.

상술한 바와 같이, 도 1의 회로는 여자 전류를 나타내는 신호를 전류 형태로 엔진 모니터링 장치에 전송할 수 있다. 이 경우에, 엔진 모니터링 장치는 실행하는 처리 연산에 사용될 수 있는 디지털 값을 이러한 전류로부터 유도할 수 있는 아날로그/디지털 변환용의 장치를 구비하고 있다.

변수로서, 도 1의 회로는 단자(Sim) 아래에 이러한 아날로그/디지털 변환 회로를 포함할 수 있으며, 이 경우에 정보는 "비트 동기" 또는 "LIN"과 같은 표준 디지털 형태 또는 프로토콜에 따라서 엔진 모니터링 장치에 디지털 형태로 전송된다.

Claims

자동차용 교류 발전기에 있어서,

여자 권선(an excitation winding)(FD)과, 상기 여자 권선과 직렬로 연결되어 있으며 온 모드 또는 오프 모드가 되도록 제어되는 스위치(Tex) 및 상기 여자 권선의 단자에 접속되는 단방향 도전성(DL)의 프리휠 부품(a freewheel component)을 포함하여 상기 교류 발전기의 상기 여자 권선(FD)을 통해 흐르는 전류를 조정하는 회로와, 상기 교류 발전기의 여자 상태(Iexc)를 나타내는 정보(Is1; Is2)를 출력단(Sim)에 전달하는 회로(10, 20, 30)를 포함하되,

상기 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 전달하는 상기 회로는,

- 상기 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에, 상기 제어 스위치를 통해 흐르는 전류(Iex)에 비례하는 제 1 신호(U1)를 생성하는 수단(10)과,

- 상기 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에 상기 제 1 신호(U1)에 기초하여 제 2 신호(U2)를 생성할 수 있으며, 상기 제어 스위치가 오프 상태에 있는 동안에 상기 제어 스위치가 턴 오프되기 전에 존재하였던 상기 제 1 신호(U1)를 저장(CD)함으로써 상기 제 2 신호(U2)를 생성할 수 있는, 제 2 신호(U2) 생성 수단(20)을 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 신호를 생성하는 수단(10)은 상기 제어 스위치를 구성하는 제 1 반도체 스위치(Tex) 및 제 2 반도체 스위치(Tm)를 포함하는 전류 미러 회로(current-mirror circuit)(Tex, Tm)를 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 반도체 스위치는 동일한 기본 셀(elementary cell)로 이루어진 제 1 및 제 2 트랜지스터(Tex, Tm)를 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 3 항에 있어서,

상기 제 2 트랜지스터(Tm)는 상기 제 1 트랜지스터(Tex)의 다수의 기본 셀의 소부분과 동일한 다수의 기본 셀을 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 신호를 생성하는 수단(10)은 상기 제 2 반도체 스위치를 통해 흐르는 전류(Im)를 상기 제 1 신호(U1)를 구성하는 전압으로 변환하는 수단(R1)을 더 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 신호를 생성하는 수단(20)은 상기 제어 스위치(Tex)가 온 상태에 있는 동안에 상기 제 1 신호를 나타내는 디지털 정보를 생성할 수 있는 수단(A2, CD)과, 상기 제어 스위치(Tex)가 턴 오프되는 순간부터 상기 디지털 값을 선택적으로 저장하는 수단(R2, DZ1, CD)을 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 6 항에 있어서,

상기 디지털 값을 선택적으로 저장하는 수단은 0이 되는 상기 제어 스위치(Tex) 내의 전류에 기초하여 설정된 턴 오프 신호(EN)를 입력단에서 수신하는 증가/감소 회로(CD)를 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 6 항에 있어서,

상기 제 2 신호를 생성하는 수단은 제 1 입력단에서 상기 제 1 신호(U1)를 수신하고, 제 2 입력단에서 상기 디지털 정보의 변환(CNA)에 의해 얻어진 아날로그 신호(U2)를 수신하는 비교기(A2)를 더 포함하며, 그 출력(Up/Dn)은 증가/감소 경향을 결정하기 위해 상기 증가/감소 회로(CD)의 입력단에 어드레싱되는

자동차용 교류 발전기.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 신호(U2)로부터 생성되며 상기 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 상기 정보를 구성하는 제 3 신호(Is1; Is2)를 출력 단자(Sim)에서 생성하는 수단(30)을 더 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 9 항에 있어서,

상기 제 3 신호를 생성하는 수단(30)은 상기 제 2 신호(U2)를 출력 전류(Is1)로 변환하는 수단(A3, T2, R3)을 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 10 항에 있어서,

상기 제 3 신호를 생성하는 수단(30)은 상기 출력 전류를 역 출력 전류(Is2)로 변환하는 수단(T3, T4, T5, D1, R3, R4)과, 출력 전류 변환 수단(Is1 또는 Is2)을 선택적으로 동작시킬 수 있는 선택기(Com)도 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 11 항에 있어서,

상기 출력 전류 변환 수단(T3, T4, T5, D1, R3, R4)은 전류 미러 회로를 포함하는

자동차용 교류 발전기.
제 1 항에 있어서,

상기 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 전달하는 회로(10, 20, 30)는 모놀리식으로(monolithically) 제조되는

자동차용 교류 발전기.
제 13 항에 있어서,

상기 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 전달하는 회로(10, 20, 30)는 상기 조정 회로(Tex, DL)와 함께 모놀리식으로 제조되는

자동차용 교류 발전기.
제 2 항에 있어서,

상기 전류 측정 회로(10)는 여자(Tex) 및 측정(Tm) 트랜지스터의 3개의 단자를 각각 동일한 전위로 유지하는 수단(A1, T1)을 포함하는

자동차용 교류 발전기.
레귤레이터 회로에 있어서,

교류 발전기의 여자 권선(FD)을 통해 흐르는 전류를 모니터링하는 것으로서, 여자 회로(FD)와, 상기 여자 권선과 직렬로 연결되어 있으며 온 모드 또는 오프 모드에 있도록 제어되는 스위치(Tex)와, 상기 여자 권선의 단자에 접속되어 있는 단방향 도전성(DL)의 프리휠 부품과, 상기 교류 발전기의 여자 상태(Iexc)를 나타내는 정보(Is1; Is2)를 출력단(Sim)에 전달하는 회로(10, 20, 30)를 포함하되,

상기 교류 발전기의 여자 상태를 나타내는 정보를 전달하는 상기 회로(10 20, 30)는,

- 제어 스위치(Tex)가 온 상태에 있는 동안에, 상기 제어 스위치를 통해 흐르는 전류(Iex)에 비례하는 제 1 신호(U1)를 생성하는 수단(10)과,

- 상기 제어 스위치(Tex)가 온 상태에 있는 동안에, 상기 제 1 신호(U1)에 기초하여 제 2 신호(U2)를 생성할 수 있으며, 상기 제어 스위치(Tex)가 턴 오프되기 전에 존재하였던 상기 제 1 신호(U1)를 저장(CD)함으로써 상기 제 2 신호(U2)를 생성할 수 있는, 제 2 신호(U2) 생성 수단(20)을 포함하는

레귤레이터 회로.
모놀리식 회로(monolithic circuit)에 있어서,

교류 발전기의 여자 상태(Iex)를 나타내는 정보가 전달되는 출력단을 포함하고, 상기 교류 발전기의 여자 권선을 통해 흐르는 전류(Iexc)를 모니터링하는 것으로서 상기 여자 권선과 직렬로 연결되어 있으며 온 모드 및 오프 모드에 있도록 제어되는 스위치(Tex) 및 상기 여자 권선의 단자에 접속되어 있는 단방향 도전성(DL)의 프리휠 부품을 포함하는 레귤레이터 회로(Tex, DL)와 상호 교신하도록 되어 있으며,

- 상기 제어 스위치와 결합함으로써, 상기 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에, 상기 제어 스위치를 통해 흐르는 전류(Iex)에 비례하는 제 1 신호(U1)를 생성하는 수단(10)과,

- 상기 제어 스위치의 온 상태 또는 오프 상태에 민감하고, 상기 제어 스위치가 온 상태에 있는 동안에 상기 제 1 신호(U1)에 기초하여 제 2 신호(U2)를 생성할 수 있으며, 상기 제어 스위치가 오프 상태에 있는 동안에 상기 제어 스위치가 턴 오프되기 전에 존재하였던 상기 제 1 신호(U1)를 저장(CD)함으로써 상기 제 2 신호(U2)를 생성하는, 제 2 신호(U2) 생성 수단(20)을 포함하는

모놀리식 회로.