JP5778019B2 - Battery charging device and battery charging system - Google Patents
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Description
本発明は、発電機で発電された交流電圧に基づいてバッテリを充電するバッテリ充電装置及びバッテリ充電システムに関する。 The present invention relates to a battery charging device and a battery charging system for charging a battery based on an AC voltage generated by a generator.
自動二輪車等に用いられる従来のバッテリ充電装置として、図3に示される回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。このバッテリ充電装置100xは、発電機101の発電コイル101aの一端T1及び他端T2間から出力された第1の交流電圧Vac1を整流してバッテリ103を充電すると共に、発電コイル101aの中間タップTc及び他端T2間から出力された第2の交流電圧Vac2を制御してランプ(負荷)102に供給するように構成されている。バッテリ充電装置100xのチャージ端子Aは発電コイル101aの一端T1に接続され、負荷端子Lは発電コイル101aの中間タップTc及びランプ102の一端に接続され、バッテリ端子Bはヒューズ104を介してバッテリ103の一端に接続されている。アース端子Eは、発電コイル101aの他端T2とランプ102の他端とバッテリ103の他端とに接続されて接地されている。
A circuit shown in FIG. 3 is known as a conventional battery charging device used for a motorcycle or the like (see, for example, Patent Document 1). The
バッテリ制御部12xは、バッテリ端子Bのバッテリ電圧VBが正の満充電値未満の場合にサイリスタS2xをオンにする。これにより、バッテリ103が十分に充電されていない場合、チャージ端子Aの第1の交流電圧Vac1が正の期間に、オンとなったサイリスタS2xを介してチャージ端子Aからバッテリ端子Bに電流が流れてバッテリ103を充電できる。
The
負荷制御部11xは、負荷端子Lの第2の交流電圧Vac2が負のランプ電圧下限値以下の場合にサイリスタS1xをオンにすると共に、正のランプ電圧上限値以上の場合にサイリスタS3xをオンにする。サイリスタS1x又はサイリスタS3xがオンの期間、チャージ端子Aとアース端子E間は短絡されるので、ランプ102に加えられる負荷端子Lの第2の交流電圧Vac2も0Vに近づく。即ち、正のランプ電圧上限値以上または負のランプ電圧下限値以下の過電圧がランプ102に加えられないように制御して、ランプ102を保護しつつ点灯させることができる。
The
過電圧制御部13xは、バッテリ電圧VBがバッテリ電圧上限値以上の時、サイリスタS3xをオンにする。バッテリ電圧上限値は、上記バッテリ電圧VBの満充電値より高い。これにより、バッテリ端子Bにバッテリ電圧上限値以上の過電圧が加えられないようにして、バッテリ端子Bに接続されている他の負荷を破壊しないようにできる。
The
しかしながら、サイリスタS1x又はサイリスタS3xがオンしている期間では、上述のように第1の交流電圧Vac1が加えられるチャージ端子Aとアース端子E間が短絡されている。そのため、ランプ102のみならず、バッテリ103にも電圧が供給されなくなってしまう。
However, while the thyristor S1x or thyristor S3x is on, the charge terminal A to which the first AC voltage Vac1 is applied and the ground terminal E are short-circuited as described above. Therefore, the voltage is not supplied not only to the
従って、図4に示すように、バッテリ103を充電可能な期間TBxは、チャージ端子Aの第1の交流電圧Vac1が正であり、且つ、サイリスタS1xとサイリスタS3xがオフである期間に限られてしまう。つまり、バッテリ103の充電開始のタイミング(時刻t10)がサイリスタS1xのオンに影響され、バッテリ103の充電終了のタイミング(時刻t11)がサイリスタS3xのオンに影響されてしまうので、バッテリ103を充電可能な期間TBxを十分に確保できないという問題がある。
Therefore, as shown in FIG. 4, the period TBx in which the
そこで、本発明は、負荷を保護しつつバッテリを充電可能な期間を長くできるバッテリ充電装置及びバッテリ充電システムを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the battery charging device and battery charging system which can lengthen the period which can charge a battery, protecting a load.
本発明の一態様に係る実施例に従ったバッテリ充電装置は、
発電機の発電コイルの一端及び他端間から出力された第1の交流電圧を整流してバッテリを充電すると共に、前記発電コイルの中間タップ及び他端間から出力された第2の交流電圧を制御して負荷に供給するバッテリ充電装置であって、
前記発電コイルの一端が接続されるチャージ端子と、
前記発電コイルの前記中間タップと前記負荷の一端とが接続される負荷端子と、
前記バッテリの一端が接続されるバッテリ端子と、
前記発電コイルの他端と前記負荷の他端と前記バッテリの他端とが接続されるアース端子と、
前記アース端子に入力端子が接続され、前記負荷端子に出力端子が接続された第1のスイッチ素子と、
前記負荷端子の前記第2の交流電圧に応じて、前記第1のスイッチ素子をオンまたはオフにする負荷制御部と、
前記チャージ端子に入力端子が接続され、前記バッテリ端子に出力端子が接続された第2のスイッチ素子と、
前記バッテリ端子のバッテリ電圧に応じて、前記第2のスイッチ素子をオンまたはオフにするバッテリ制御部と、を備える
ことを特徴とする。
A battery charger according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
The first AC voltage output from one end and the other end of the generator coil of the generator is rectified to charge the battery, and the second AC voltage output from the intermediate tap and the other end of the generator coil is A battery charger for controlling and supplying to a load,
A charge terminal to which one end of the power generation coil is connected;
A load terminal to which the intermediate tap of the power generation coil and one end of the load are connected;
A battery terminal to which one end of the battery is connected;
A ground terminal to which the other end of the power generation coil, the other end of the load, and the other end of the battery are connected;
A first switch element having an input terminal connected to the ground terminal and an output terminal connected to the load terminal;
A load control unit for turning on or off the first switch element according to the second AC voltage of the load terminal;
A second switch element having an input terminal connected to the charge terminal and an output terminal connected to the battery terminal;
A battery control unit that turns on or off the second switch element according to a battery voltage of the battery terminal.
また、前記バッテリ充電装置において、
前記負荷制御部は、前記負荷端子の前記第2の交流電圧が負の第1の所定値以下の時、前記第1のスイッチ素子をオンにして、
前記バッテリ制御部は、前記バッテリ端子のバッテリ電圧が正の第2の所定値未満の時、前記第2のスイッチ素子をオンにしてもよい。
In the battery charger,
The load control unit turns on the first switch element when the second AC voltage at the load terminal is equal to or less than a negative first predetermined value.
The battery control unit may turn on the second switch element when a battery voltage at the battery terminal is less than a positive second predetermined value.
また、前記バッテリ充電装置において、
前記負荷端子に入力端子が接続され、前記アース端子に出力端子が接続された第3のスイッチ素子を備え、
前記負荷制御部は、前記負荷端子の前記第2の交流電圧が正の第3の所定値以上の時、前記第3のスイッチ素子をオンにしてもよい。
In the battery charger,
A third switch element having an input terminal connected to the load terminal and an output terminal connected to the ground terminal;
The load control unit may turn on the third switch element when the second AC voltage at the load terminal is equal to or greater than a positive third predetermined value.
また、前記バッテリ充電装置において、
前記バッテリ電圧が前記第2の所定値より高い第4の所定値以上の時、前記第3のスイッチ素子をオンにする過電圧制御部を備えてもよい。
In the battery charger,
An overvoltage control unit that turns on the third switch element when the battery voltage is equal to or higher than a fourth predetermined value that is higher than the second predetermined value may be provided.
また、前記バッテリ充電装置において、
前記第1のスイッチ素子は、前記アース端子にアノードが接続され、前記負荷端子にカソードが接続された第1のサイリスタで構成され、
前記第2のスイッチ素子は、前記チャージ端子にアノードが接続され、前記バッテリ端子にカソードが接続された第2のサイリスタで構成され、
前記第3のスイッチ素子は、前記負荷端子にアノードが接続され、前記アース端子にカソードが接続された第3のサイリスタで構成されていてもよい。
In the battery charger,
The first switch element includes a first thyristor having an anode connected to the ground terminal and a cathode connected to the load terminal;
The second switch element includes a second thyristor having an anode connected to the charge terminal and a cathode connected to the battery terminal,
The third switch element may include a third thyristor having an anode connected to the load terminal and a cathode connected to the ground terminal.
また、前記バッテリ充電装置において、
前記バッテリ制御部は、前記バッテリ電圧が前記第2の所定値以上の時、前記第2のサイリスタのアノードとゲートとを開放し、前記バッテリ電圧が前記第2の所定値未満の時、前記第2のサイリスタのアノードとゲートとを短絡してもよい。
In the battery charger,
The battery control unit opens an anode and a gate of the second thyristor when the battery voltage is equal to or higher than the second predetermined value, and when the battery voltage is lower than the second predetermined value, You may short-circuit the anode and gate of 2 thyristors.
また、前記バッテリ充電装置において、
前記負荷はランプであってもよい。
In the battery charger,
The load may be a lamp.
また、前記バッテリ充電装置において、
前記発電機は、単相磁石式交流発電機であってもよい。
In the battery charger,
The generator may be a single-phase magnet type AC generator.
本発明の一態様に係る実施例に従ったバッテリ充電システムは、
発電コイルを有し、当該発電コイルの一端及び他端間から第1の交流電圧を出力すると共に、当該発電コイルの中間タップ及び他端間から第2の交流電圧を出力する発電機と、
負荷と、
バッテリと、
前記発電機から出力された前記第1の交流電圧を整流して前記バッテリを充電すると共に、前記発電機から出力された前記第2の交流電圧を制御して前記負荷に供給する上記バッテリ充電装置と、を備える
ことを特徴とする。
A battery charging system according to an embodiment of the present invention includes:
A generator that has a power generation coil and outputs a first AC voltage from between one end and the other end of the power generation coil, and outputs a second AC voltage from between the intermediate tap and the other end of the power generation coil;
Load,
Battery,
The battery charging device that rectifies the first AC voltage output from the generator to charge the battery, and controls the second AC voltage output from the generator to supply the load to the load. It is characterized by providing these.
本発明の一態様に係るバッテリ充電装置及びバッテリ充電システムによれば、アース端子に入力端子が接続され、負荷端子に出力端子が接続された第1のスイッチ素子を設け、負荷端子の第2の交流電圧に応じて第1のスイッチ素子をオンまたはオフに制御するようにしている。これにより、第1のスイッチ素子のオン期間において、負荷端子とアース端子との間は短絡されて負荷には電圧がほとんど加えられないが、負荷端子とチャージ端子との間は短絡されないので、発電機から出力された負荷端子とチャージ端子との間の電圧を用いてバッテリを充電できる。即ち、バッテリの充電タイミングが、第1のスイッチ素子のオンに影響されない。従って、負荷を保護しつつバッテリを充電可能な期間を長くできる。 According to the battery charging device and the battery charging system of one aspect of the present invention, the first switching element having the input terminal connected to the ground terminal and the output terminal connected to the load terminal is provided, and the second terminal of the load terminal is provided. The first switch element is controlled to be turned on or off in accordance with the AC voltage. Thereby, in the ON period of the first switch element, the load terminal and the ground terminal are short-circuited, and almost no voltage is applied to the load, but the load terminal and the charge terminal are not short-circuited. The battery can be charged using the voltage between the load terminal and the charge terminal output from the machine. That is, the charging timing of the battery is not affected by the ON state of the first switch element. Therefore, it is possible to lengthen the period during which the battery can be charged while protecting the load.
以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係るバッテリ充電システムの構成を示す図である。図1に示すように、バッテリ充電システムは、バッテリ充電装置(レギュレータ)100と、発電機101と、ランプ(負荷)102と、バッテリ103と、ヒューズ104と、を備える。このバッテリ充電システムは、例えば、自動二輪車に搭載される。
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the battery charging system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the battery charging system includes a battery charging device (regulator) 100, a
発電機101は、発電コイル101aを有し、当該発電コイル101aの一端T1及び他端T2間から第1の交流電圧Vac1を出力すると共に、当該発電コイル101aの中間タップTc及び他端T2間から第2の交流電圧Vac2を出力する。つまり、第2の交流電圧Vac2は、中間タップTcによって第1の交流電圧Vac1が分圧された電圧である。この発電機101は、例えば、単相磁石式交流発電機である。
The
バッテリ103は、ヒューズ104を介して、バッテリ充電装置100に接続されている。このバッテリ103は、充放電可能であり、発電機101により充電されるようになっている。このバッテリ103には、例えば、バッテリ103から電力が供給されるストップランプ等の他の負荷(図示せず)が接続されている。
The
ランプ102は、発電機101により電力が供給されるようになっている。ランプ102は、例えば、自動二輪車のヘッドライトである。
The
バッテリ充電装置100は、発電機101から出力された第1の交流電圧Vac1を整流してバッテリ103を充電すると共に、発電機101から出力された第2の交流電圧Vac2を制御してランプ102に供給する。
The
バッテリ充電装置100は、チャージ端子Aと、負荷端子Lと、バッテリ端子Bと、アース端子Eと、第1のサイリスタ(第1のスイッチ素子)S1と、第2のサイリスタ(第2のスイッチ素子)S2と、第3のサイリスタ(第3のスイッチ素子)S3と、負荷制御部11と、バッテリ制御部12と、過電圧制御部13と、を備える。
The
チャージ端子Aは、発電コイル101aの一端T1が接続される。負荷端子Lは、発電コイル101aの中間タップTcとランプ102の一端とが接続される。バッテリ端子Bは、ヒューズ104を介してバッテリ103の一端(正極側の端子)が接続される。アース端子Eは、発電コイル101aの他端T2と、ランプ102の他端と、バッテリ103の他端(負極側の端子)とが接続される。
The charge terminal A is connected to one end T1 of the
第1のサイリスタS1は、アース端子Eにアノード(入力端子)が接続され、負荷端子Lにカソード(出力端子)が接続されている。
第2のサイリスタS2は、チャージ端子Aにアノード(入力端子)が接続され、バッテリ端子Bにカソード(出力端子)が接続されている。
第3のサイリスタS3は、負荷端子Lにアノード(入力端子)が接続され、アース端子Eにカソード(出力端子)が接続されている。
In the first thyristor S1, an anode (input terminal) is connected to the ground terminal E, and a cathode (output terminal) is connected to the load terminal L.
In the second thyristor S2, an anode (input terminal) is connected to the charge terminal A, and a cathode (output terminal) is connected to the battery terminal B.
The third thyristor S3 has an anode (input terminal) connected to the load terminal L and a cathode (output terminal) connected to the ground terminal E.
負荷制御部11は、負荷端子Lの第2の交流電圧Vac2に応じて、第1のサイリスタS1または第3のサイリスタS3をオンまたはオフにする。即ち、負荷制御部11は、ランプ102を短絡制御する。
The
具体的には、負荷制御部11は、4つの端子T11a,T11b,T11c,T11dを有する。端子T11aは、負荷端子Lに接続されている。端子T11bは、第1のサイリスタS1のゲートに接続されている。端子T11cは、第3のサイリスタS3のゲートに接続されている。端子T11dは、アース端子Eに接続されている。
Specifically, the
負荷制御部11は、負荷端子Lの第2の交流電圧Vac2(即ち、端子T11aと端子T11dとの間の電位差)が負の第1の所定値(ランプ電圧下限値)以下の時、端子T11bから第1のサイリスタS1のゲートに電流を流すことにより、第1のサイリスタS1をオンにする。負荷制御部11は、第2の交流電圧Vac2が第1の所定値より高い時、端子T11bから第1のサイリスタS1のゲートへの電流を遮断することにより、第1のサイリスタS1をオフにする。
When the second AC voltage Vac2 at the load terminal L (that is, the potential difference between the terminal T11a and the terminal T11d) is equal to or less than the negative first predetermined value (lamp voltage lower limit value), the
また、負荷制御部11は、第2の交流電圧Vac2が正の第3の所定値(ランプ電圧上限値)以上の時、端子T11cから第3のサイリスタS3のゲートに電流を流すことにより、第3のサイリスタS3をオンにする。負荷制御部11は、第2の交流電圧Vac2が第3の所定値未満の時、端子T11cから第3のサイリスタS3のゲートへの電流を遮断することにより、第3のサイリスタS3をオフにする。
The
第1の所定値及び第3の所定値は、ランプ102に過電圧が加えられない電圧値に設定されている。即ち、負荷制御部11は、第1の所定値以上または第3の所定値以下の過電圧がランプ102に加えられないように制御して、ランプ102を保護しつつ点灯させることができる。
The first predetermined value and the third predetermined value are set to voltage values at which no overvoltage is applied to the
バッテリ制御部12は、バッテリ端子Bのバッテリ電圧VBに応じて、第2のサイリスタS2をオンまたはオフにする。具体的には、バッテリ制御部12は、4つの端子T12a,T12b,T12c,T12dを有する。端子T12aは、チャージ端子Aに接続されている。端子T12bは、第2のサイリスタS2のゲートに接続されている。端子T12cは、バッテリ端子Bに接続されている。端子T12dは、アース端子Eに接続されている。
The
バッテリ制御部12は、バッテリ端子Bのバッテリ電圧VB(即ち、端子T12cと端子T12dとの間の電位差)が正の第2の所定値(満充電値)未満の時、端子T12bから第2のサイリスタS2のゲートに電流を流すことにより、第2のサイリスタS2をオンにする。第2の所定値は、バッテリ103が過充電されない電圧値に設定されている。これにより、バッテリ103が十分に充電されていない場合、第1の交流電圧Vac1が正の期間に、オンとなった第2のサイリスタS2を介してチャージ端子Aからバッテリ端子Bに電流が流れてバッテリ103は充電される。
When the battery voltage VB of the battery terminal B (that is, the potential difference between the terminal T12c and the terminal T12d) is less than a positive second predetermined value (full charge value), the
また、バッテリ制御部12は、バッテリ電圧VBが第2の所定値以上の時、端子T12bから第2のサイリスタS2のゲートへの電流を遮断することにより、第2のサイリスタS2をオフにする。これにより、バッテリ103が十分に充電されている場合、第2のサイリスタS2は電流を流さないので、バッテリ103は過充電されない。
In addition, when the battery voltage VB is equal to or higher than the second predetermined value, the
より詳細には、バッテリ制御部12は、バッテリ電圧VBが第2の所定値未満の時、端子T12aと端子T12bとを短絡することにより、第2のサイリスタS2のアノードとゲートとを短絡する。また、バッテリ制御部12は、バッテリ電圧VBが第2の所定値以上の時、端子T12aと端子T12bとを開放することにより、第2のサイリスタS2のアノードとゲートとを開放する。
More specifically, the
過電圧制御部13は、バッテリ電圧VBが第2の所定値より高い第4の所定値(バッテリ電圧上限値)以上の時、第3のサイリスタS3をオンにする。具体的には、過電圧制御部13は、3つの端子T13a,T13b,T13cを有する。端子T13aは、第3のサイリスタS3のゲートに接続されている。端子T13bは、バッテリ端子Bに接続されている。端子T13cは、アース端子Eに接続されている。
The
過電圧制御部13は、バッテリ電圧VB(即ち、端子T13bと端子T13cとの間の電位差)が第4の所定値以上の時、端子T13aから第3のサイリスタS3のゲートに電流を流すことにより、第3のサイリスタS3をオンにする。第4の所定値は、バッテリ端子Bに接続されたストップランプ等の他の負荷に過電圧が加えられない電圧値に設定されている。
The
これにより、過電圧制御部13は、バッテリ端子Bに過電圧が加えられないようにして、バッテリ端子Bに接続されているストップランプ等の他の負荷を破壊しないようにできる。つまり、バッテリ端子Bにバッテリ103が接続されておらず、第1の交流電圧Vac1が直接他の負荷に供給される場合であっても、他の負荷を保護できる。
Thereby, the
次に、図2を参照してバッテリ充電システムの動作を説明する。図2は、実施例1に係るバッテリ充電システムの動作を説明する波形図である。図2は、第1の交流電圧Vac1の時間変化を、発電機101の端子T1及び端子T2が解放されていると仮定した場合に発電機101が端子T1及び端子T2間から出力する電圧Vac1’の時間変化に重ねて示している。
Next, the operation of the battery charging system will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a waveform diagram illustrating the operation of the battery charging system according to the first embodiment. FIG. 2 shows the voltage Vac1 ′ that the
時刻t0以降、第1の交流電圧Vac1が0Vから負に低下する。このとき、ランプ102は、第1の交流電圧Vac1が分圧された負の第2の交流電圧Vac2(図示せず)が加えられて点灯する。時刻t1において、第2の交流電圧Vac2が負の第1の所定値以下になると、負荷制御部11は第1のサイリスタS1のゲートに電流を流して、第1のサイリスタS1をオンにする。これにより、負荷端子Lとアース端子E間が短絡されるため、第2の交流電圧Vac2はほぼ0Vになり、第1の交流電圧Vac1は、絶対値が低下して発電コイル101aの一端T1と中間タップTc間(即ち、チャージ端子Aと負荷端子L間)の電圧となる。第2の交流電圧Vac2はほぼ0Vになるため、ランプ102は消灯する。そして、第2の交流電圧Vac2が負の第1の所定値より高くなるので、負荷制御部11は第1のサイリスタS1のゲートの電流を遮断する。
After time t0, the first AC voltage Vac1 decreases from 0V to negative. At this time, the
時刻t2において、バッテリ電圧VBが第2の所定値未満であるとする。すると、第2のサイリスタS2は、正になった第1の交流電圧Vac1よってゲートに電流が流れてオンする。これにより、第1の交流電圧Vac1が第2のサイリスタS2を介してバッテリ103に供給され、バッテリ103は充電される。時刻t2以降のバッテリ103が充電されている間、第1の交流電圧Vac1はバッテリ電圧VBの影響によりほぼ一定となる。
It is assumed that the battery voltage VB is less than the second predetermined value at time t2. Then, the second thyristor S2 is turned on when a current flows through the gate by the positive first AC voltage Vac1. As a result, the first AC voltage Vac1 is supplied to the
第1のサイリスタS1に流れる電流の位相が第1の交流電圧Vac1の位相より遅れるため、時刻t2から遅れた時刻t3において、第1のサイリスタS1のアノードからカソードに流れる電流が0Aになり、第1のサイリスタS1はオフになる。これにより、ランプ102は、第1の交流電圧Vac1が分圧された正の第2の交流電圧Vac2が加えられて再び点灯する。また、第1の交流電圧Vac1は、発電コイル101aの一端T1と他端T2間から供給される。
Since the phase of the current flowing through the first thyristor S1 is delayed from the phase of the first AC voltage Vac1, the current flowing from the anode to the cathode of the first thyristor S1 becomes 0A at the time t3 delayed from the time t2. 1 thyristor S1 is turned off. As a result, the
バッテリ103の充電が進むに従い、バッテリ電圧VBは上昇する。そして、時刻t4において、バッテリ電圧VBが第4の所定値以上になると、過電圧制御部13は、第3のサイリスタS3のゲートに電流を流して第3のサイリスタS3をオンにする。これにより、負荷端子Lとアース端子E間が短絡されるため、第2の交流電圧Vac2はほぼ0Vになり、第1の交流電圧Vac1は、発電コイル101aの一端T1と中間タップTc間から供給される。その後、バッテリ電圧VBが第4の所定値未満になると、過電圧制御部13は第3のサイリスタS3のゲートの電流を遮断する。
As the charging of the
その後、第1の交流電圧Vac1が低下する時刻t5までバッテリ103は充電される。
Thereafter, the
時刻t6において、第3のサイリスタS3のアノードからカソードに流れる電流が0Aになり、第3のサイリスタS3はオフになる。これにより、ランプ102に負の第2の交流電圧Vac2が加えられ、ランプ102は再び点灯する。また、第1の交流電圧Vac1は、絶対値が増加して発電コイル101aの一端T1と他端T2間(即ち、チャージ端子Aとアース端子E間)の電圧となる。
At time t6, the current flowing from the anode to the cathode of the third thyristor S3 becomes 0 A, and the third thyristor S3 is turned off. As a result, the negative second AC voltage Vac2 is applied to the
このように、バッテリ103の充電開始のタイミング(時刻t2)が第1のサイリスタS1のオン(時刻t1からt3)に影響されず、その上、バッテリ103の充電終了のタイミング(時刻t5)が第3のサイリスタS3のオン(時刻t4からt6)に影響されない。よって、バッテリ103を充電可能な期間TB(時刻t2からt5)は、第1の交流電圧Vac1が正の期間とほぼ等しくなる。
As described above, the charging start timing (time t2) of the
時刻t6以降も、以上の説明と同様に動作する。 The operation after time t6 is the same as described above.
なお、バッテリ電圧VBが第2の所定値以上に保持されている時に第1の交流電圧Vac1が負から正になっても、第2のサイリスタS2はオフを保つため、第1の交流電圧Vac1はバッテリ103に加えられない。よって、この場合、第1の交流電圧Vac1はバッテリ電圧VBより高くなる。しかし、第1の交流電圧Vac1がバッテリ電圧VBより高くなり、これにより第2の交流電圧Vac2が第3の所定値以上になると、負荷制御部11が第3のサイリスタS3をオンにする。これにより、第2の交流電圧Vac2はほぼ0Vになり、ランプ102に過電圧が加えられることはない。
Note that, even when the first AC voltage Vac1 changes from negative to positive when the battery voltage VB is maintained at the second predetermined value or higher, the second thyristor S2 is kept off, so the first AC voltage Vac1. Is not added to the
以上で説明した様に、本実施例によれば、アース端子Eにアノードが接続され、負荷端子Lにカソードが接続された第1のサイリスタS1を設け、負荷端子Lの第2の交流電圧Vac2に応じて第1のサイリスタS1をオンまたはオフに制御するようにしている。これにより、第1のサイリスタS1のオン期間において、負荷端子Lとアース端子Eとの間は短絡されてランプ102には電圧がほとんど加えられないが、負荷端子Lとチャージ端子Aとの間は短絡されないので、発電機101から出力された負荷端子Lとチャージ端子Aとの間の電圧を用いてバッテリ103を充電できる。即ち、バッテリ103の充電タイミングが、第1のサイリスタS1のオンに影響されない。
As described above, according to the present embodiment, the first thyristor S1 having the anode connected to the ground terminal E and the cathode connected to the load terminal L is provided, and the second AC voltage Vac2 at the load terminal L is provided. Accordingly, the first thyristor S1 is controlled to be turned on or off. As a result, during the ON period of the first thyristor S1, the load terminal L and the ground terminal E are short-circuited and almost no voltage is applied to the
また、負荷端子Lにアノードが接続され、アース端子Eにカソードが接続された第3のサイリスタS3を設け、第2の交流電圧Vac2またはバッテリ端子Bのバッテリ電圧VBに応じて第3のサイリスタS3をオンまたはオフに制御するようにしている。これにより、第3のサイリスタS3のオン期間において、負荷端子Lとアース端子Eとの間は短絡されてランプ102には電圧がほとんど加えられないが、負荷端子Lとチャージ端子Aとの間は短絡されないので、発電機101から出力された負荷端子Lとチャージ端子Aとの間の電圧を用いてバッテリ103を充電できる。即ち、バッテリ103の充電タイミングが、第3のサイリスタS3のオンに影響されない。
Further, a third thyristor S3 having an anode connected to the load terminal L and a cathode connected to the ground terminal E is provided, and the third thyristor S3 according to the second AC voltage Vac2 or the battery voltage VB of the battery terminal B. Is controlled to turn on or off. As a result, during the ON period of the third thyristor S3, the load terminal L and the ground terminal E are short-circuited, and almost no voltage is applied to the
以上から、本実施例によれば、ランプ102を保護しつつバッテリ103を充電可能な期間TBを長くできる。よって、バッテリ103が充電不足になる可能性を低くできる。
As described above, according to the present embodiment, the period TB during which the
なお、バッテリ端子Bに接続されているストップランプ等の他の負荷に過電圧が加えられる恐れが無い場合には、バッテリ充電装置100aは、第3のサイリスタS3と過電圧制御部13を備えなくてもよい。この場合でも、第1のサイリスタS1がオンした時にランプ102に過電圧が加えられない上、バッテリ103の充電タイミングが第1のサイリスタS1のオンに影響されないので、ランプ102を保護しつつバッテリ103を充電可能な期間TBを長くできる。
If there is no fear that an overvoltage is applied to other loads such as a stop lamp connected to the battery terminal B, the battery charging device 100a may not include the third thyristor S3 and the
以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
例えば、実施例1では3つのサイリスタS1,S2,S3を備える一例について説明したが、サイリスタS1,S2,S3のかわりにバイポーラトランジスタやMOSFETなどのスイッチ素子を用いてもよい。
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, a concrete structure is not limited to the said Example, A various deformation | transformation can be implemented in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the first embodiment, an example including three thyristors S1, S2, and S3 has been described. However, a switching element such as a bipolar transistor or a MOSFET may be used instead of the thyristors S1, S2, and S3.
A チャージ端子
L 負荷端子
B バッテリ端子
E アース端子
S1 第1のサイリスタ(第1のスイッチ素子)
S2 第2のサイリスタ(第2のスイッチ素子)
S3 第3のサイリスタ(第3のスイッチ素子)
11 負荷制御部
12 バッテリ制御部
13 過電圧制御部
100 バッテリ充電装置
101 発電機
101a 発電コイル
102 ランプ(負荷)
103 バッテリ
104 ヒューズ
A charge terminal L load terminal B battery terminal E ground terminal S1 first thyristor (first switch element)
S2 Second thyristor (second switch element)
S3 Third thyristor (third switch element)
DESCRIPTION OF
103
Claims (6)
前記発電コイルの一端が接続されるチャージ端子と、
前記発電コイルの前記中間タップと前記負荷の一端とが接続される負荷端子と、
前記バッテリの一端が接続されるバッテリ端子と、
前記発電コイルの他端と前記負荷の他端と前記バッテリの他端とが接続されるアース端子と、
前記アース端子に入力端子が接続され、前記負荷端子に出力端子が接続された第1のスイッチ素子と、
前記負荷端子の前記第2の交流電圧に応じて、前記第1のスイッチ素子をオンまたはオフにする負荷制御部と、
前記チャージ端子に入力端子が接続され、前記バッテリ端子に出力端子が接続された第2のスイッチ素子と、
前記バッテリ端子のバッテリ電圧に応じて、前記第2のスイッチ素子をオンまたはオフにするバッテリ制御部と、
前記負荷端子に入力端子が接続され、前記アース端子に出力端子が接続された第3のスイッチ素子と、を備え、
前記負荷制御部は、前記負荷端子の前記第2の交流電圧が負の第1の所定値以下の時、前記第1のスイッチ素子をオンにして、
前記バッテリ制御部は、前記バッテリ端子の前記バッテリ電圧が正の第2の所定値未満の時、前記第2のスイッチ素子をオンにして、
前記負荷制御部は、前記負荷端子の前記第2の交流電圧が正の第3の所定値以上の時、前記第3のスイッチ素子をオンにして、
前記バッテリ電圧が前記第2の所定値より高い第4の所定値以上の時、前記第3のスイッチ素子をオンにする過電圧制御部を備える
ことを特徴とするバッテリ充電装置。 The first AC voltage output from one end and the other end of the generator coil of the generator is rectified to charge the battery, and the second AC voltage output from the intermediate tap and the other end of the generator coil is A battery charger for controlling and supplying to a load,
A charge terminal to which one end of the power generation coil is connected;
A load terminal to which the intermediate tap of the power generation coil and one end of the load are connected;
A battery terminal to which one end of the battery is connected;
A ground terminal to which the other end of the power generation coil, the other end of the load, and the other end of the battery are connected;
A first switch element having an input terminal connected to the ground terminal and an output terminal connected to the load terminal;
A load control unit for turning on or off the first switch element according to the second AC voltage of the load terminal;
A second switch element having an input terminal connected to the charge terminal and an output terminal connected to the battery terminal;
A battery control unit for turning on or off the second switch element according to a battery voltage of the battery terminal;
A third switch element having an input terminal connected to the load terminal and an output terminal connected to the ground terminal ;
The load control unit turns on the first switch element when the second AC voltage at the load terminal is equal to or less than a negative first predetermined value.
The battery control unit turns on the second switch element when the battery voltage at the battery terminal is less than a positive second predetermined value,
The load control unit turns on the third switch element when the second AC voltage at the load terminal is equal to or greater than a positive third predetermined value.
An overvoltage control unit that turns on the third switch element when the battery voltage is equal to or higher than a fourth predetermined value that is higher than the second predetermined value .
前記第2のスイッチ素子は、前記チャージ端子にアノードが接続され、前記バッテリ端子にカソードが接続された第2のサイリスタで構成され、
前記第3のスイッチ素子は、前記負荷端子にアノードが接続され、前記アース端子にカソードが接続された第3のサイリスタで構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充電装置。 The first switch element includes a first thyristor having an anode connected to the ground terminal and a cathode connected to the load terminal;
The second switch element includes a second thyristor having an anode connected to the charge terminal and a cathode connected to the battery terminal,
2. The battery charging device according to claim 1 , wherein the third switch element includes a third thyristor having an anode connected to the load terminal and a cathode connected to the ground terminal.
ことを特徴とする請求項2に記載のバッテリ充電装置。 The battery control unit opens an anode and a gate of the second thyristor when the battery voltage is equal to or higher than the second predetermined value, and when the battery voltage is lower than the second predetermined value, The battery charger according to claim 2 , wherein the anode and the gate of the thyristor of 2 are short-circuited.
負荷と、
バッテリと、
前記発電機から出力された前記第1の交流電圧を整流して前記バッテリを充電すると共に、前記発電機から出力された前記第2の交流電圧を制御して前記負荷に供給する請求項1から請求項5の何れかに記載のバッテリ充電装置と、を備える
ことを特徴とするバッテリ充電システム。 A generator that has a power generation coil and outputs a first AC voltage from between one end and the other end of the power generation coil, and outputs a second AC voltage from between the intermediate tap and the other end of the power generation coil;
Load,
Battery,
The first AC voltage output from the generator is rectified to charge the battery, and the second AC voltage output from the generator is controlled and supplied to the load. A battery charging system comprising: the battery charging device according to claim 5 .
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