JPS5935538A - 発電機用充電整流装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用発電機の充電整流装置に関するもの
で、特にバッテリーの充電性能アップに関するものであ
る。

本発明は主として低速時のバッテリー充電性能アップを
目的とし、発電コイルの出力を半導体スイッチング素子
により短絡しておき一短絡電流が設定値になるとこの半
導体スイッチング素子を遮断し、そのとき発電コイルに
発生する過渡電圧によつて整流ダイオードを介し、バッ
テリーを充電するものである。

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図に示す第１実施例は磁石発電機を用いた充電装置
に適用したもので、■は磁石発電機の発電コイル、２ａ
〜２ｄは発電コイル１の出力を整流してバッテリー１１
に供給するための整流器をなすダイオード、７ａ、７ｂ
、８ａ、８ｂは発電コイル１の端子間にダイオー−ド２
ｂ、２ｄを介して互い直列接続した２組の分圧抵抗で、
その各分圧点ａ〜ｂは各サイリスタ９ａ、９ｂのゲート
に接続しである。この各サイリスタ９ａ、９ｂは各ダイ
オード５ａ、５ｂを介して１つのトランジスタ６のベー
ス・エミッタ間に接続しである。４　ａ　ｓ４ｂはトラ
ンジスタ６のベース抵抗で、この抵抗４ａ、４ｂ、サイ
リスタ９ａ、９ｂ、ダイオード５ａ、５ｂおよび抵抗７
ａ、７ｂ、８ａ、８ｂにより２組の遮断制、御回路を構
成する。”’！、：　）ランジスタロはダイオード２ｂ
、２ｄ、３ａ、３ｂを介してコイルエの端子間に接続し
てあって、このトランジスタ６によりコイル１の両波出
力を短絡する短絡用半導体スイッチング素子をなす。１
０は発電コイル１の各半波出力が所定値以上になるとこ
の各半波出力を短絡する公知のレギ、４レータである。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

発電コイル１に交流電圧が発生し、今、実線矢印方向に
立上がると、コイル１→抵抗４ｂ→ダイオード５ｂ→ト
ランジスタ６のベース・エミ・ツタ→アース→ダイオー
ド２ｂの回路でトランジスタ６にベース電流が流れ、ト
ランジスタ６が導通する。そうすると、コイル１→ダイ
オード３　ａ−）ランジスタロのコレクタ・エミッタ→
アース→ダイオード２ｂの回路でコイル１の短絡電流が
流れる。そして、ダイオード３ａ及びトランジスタ６を
通るコイル１の短絡電流の増加に伴って、抵抗７ｂ、８
ｂの分圧電圧が高くなり、この電圧がサイリスク９ｂの
トリガーレベルに達すると、このサイリスタ９ｂが導通
し、トランジスタ６へのベース電流を側路するのでこの
トランジスタ６が遮断され・コイル１に高電圧が発生す
る。この高電圧によってコイル１→ダイオード２ａ→バ
ツテリー１１→アース−ダイオード２ｂの回路でバッテ
リー１１を充電する。

次に、コイル１の発生電圧が破線矢印方向になると前記
と同様にして今度はサイリスタ９ａがトランジスタ６の
制御を行い、ダイオード２Ｃ１２ｄを介してバッテリー
１１の充電を行う。

また、高速時にはバッテリー１１をトランジスタ６遮断
時の高電圧により充電すると同時にコイル１の発生電圧
そのものがバッテリー電圧より高くなり、充電可能とな
る。

第２図の実線すは第１図の回路例を、磁石発電機のロー
タ外径φ１１８鶴、１′２極川ステータ（発電コイル１
の巻線：線径φ０．９５鰭、巻数３０回、１２個直列接
続）と組合せたときの特性図である。破線ａは従来の電
流遮断を行なわない場合の特性図である。

電流遮断回路１２がない従来の場合は、第２図破線ａの
ように、回転数がＮ１以上にならないと発生電圧がバッ
テリー電圧に達せず、バ・ノテリー１１を充電できない
。電流遮断回路１２がある場合は電流遮断回路１２によ
り発電コイル１゛の出力を一旦短絡し、前記Ｎ１回転数
より低いＮ２回転数で短絡電流ピーク値１■を遮断する
と、例えば５００ｒｐｍでは第３図（Ａ）で示すごと＜
Ｉｔをピークとし、指数関数的に減衰する波形のノイ・
ノテリ充電電流が流れる。そして、回転数が高くなると
、遮断電流を第１図のごとく定電流で制御する場合は、
回転数の上昇に伴なって発生電圧が大きくなるため、回
転数がＮ２から略Ｎｌの範囲では・バッテリー充電電流
は１１をピークとする減衰波形であるが、第３図（Ａ）
の波形と比べると減衰部分の途中が持ち上がって、充電
電流は大きくなる。

回転数が略Ｎ１より更に高くなると、電流遮断後の過渡
電圧による電流■１をピークとする減衰電流と、遮断後
のコイル１自身のバ・ノチリー電圧を越した発生電圧に
よる充電電流との和となり、ＩＩの減衰波形部に山がで
き、遂にはその山が１１より大きくなり、更に高速にな
ると例えば３００Ｑｒｐｍでは第３図（Ｂ）で示すごと
く立上り部が１＋で初まるサイン波形に近付いて行く。

従って、第１図の実施例におけるバッテリ充電電流は第
２図の実線すで示すごとく低、中速時に電流遮断回路１
２かないｆｆ１２図の破線ａで示す場合に比べて大きく
なり、高速になるとほとんど差がなくなる。

第４図の第２の実施例は第１図の実施例に対し２組の遮
断制御回路を分圧抵抗７．８、ベース抵抗４およびサイ
リスク９よりなる１組の遮断制御回路で兼用するように
したものである。この第４図の実施例の特性図は、第２
図において約１１００Ｑｒｐで、実線すから一点鎖線を
通って破線ａに切替わる。その理由は、コイル１の出力
波形の極性が反転するごとに、トランジスタ６の導通及
びサイリスタ９で遮断制御をおこなうが、コイル１の出
力が充分な大きさになると、コイル１の一方の半波出力
電圧の立上り部と他方の半演出力電圧の立下り部との間
に休止部がなくなり、制御用サイリスタ９が導通し放し
となり、トランジスタ６は遮断したままとなるため、電
流手段回路１２がない状態と同じになる。

第５図は半波整流充電用の第３実施例である。

なお、第４図の第２実施例において、ダイオード３ａ、
３ｂのうちいずれか一方の回路を省略し、コイル１の一
方の半波出力のみは電流遮断回路１２の動作に関係なく
、そのままバッテリー１１を充電するようにしてもよい
。

なお、上述した各実施例においては、短絡電流が一定値
になるとトランジスタ６を遮断させる遮断制御回路１２
を用いたが、回転数に応じてトランジスタ６を遮断させ
るときの短絡電流値が変化するような遮断制御回路を用
いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す電気回路図、第
２図は上記第１実施例におけるバッテリー充電電流特性
図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は上記第１実施例におけるバ
ッテリー充電電流波形図、第４図は本発明装置の第２実
施例の要部構成を示す電気回路図、第５図１才本発明装
置の第３実施例を示す電気回路図である。 １・・・発電コイル、２．２ａ〜２ｄ・・・整流器をな
すダイオード、４．４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、７゜７ａ
’、７ｂ、８．８ａ、８ｂ、９．９ａ、９ｂ・・・遮断
制御回路を構成するベース抵抗、ダイオード。 分圧抵抗、サイリスク、６・・・短絡用半導体スイッヂ
ング素子をなすトランジスタ、１１・・・バッテリー。 １２・・・電流遮断回路。 代理人弁理士　岡　部　　　隆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電コイルの出力を実質的に短絡する短絡用半導体スイ
   ッチング素子と、この半導体スイッチング素子に短絡電
   流が充分流れているときにこの半導体スイッチング素子
   を遮断させるための遮断制御回路と、前記半導体スイッ
   チング素子の遮断時に前記発電コイルに誘起される高電
   圧をバッテリーに供給するための整流器とを備える発電
   機用充電整流装置。