JPH08149896A - 直流発電装置 - Google Patents
直流発電装置Info
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- JPH08149896A JPH08149896A JP6289996A JP28999694A JPH08149896A JP H08149896 A JPH08149896 A JP H08149896A JP 6289996 A JP6289996 A JP 6289996A JP 28999694 A JP28999694 A JP 28999694A JP H08149896 A JPH08149896 A JP H08149896A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＮＭＯＳＴをハイサイドスイッチとして用いる
三相全波整流器を駆動する昇圧手段の簡単化を実現した
直流発電装置を提供する。 【構成及び効果】ハイサイドスイッチ２１〜２３がＮＭ
ＯＳＴからなる三相全波整流器２が三相交流発電機１か
ら出力される三相の交流主電圧Ｕ、Ｖ、Ｗを整流する。
各相主出力端の少なくとも一つ１４から更にステータコ
アに巻装された補助コイル１７を有し、この補助コイル
１７の一端から交流主電圧Ｕ’より高い交流制御用電圧
を出力してハイサイドスイッチ２１のゲート電極が駆動
される。このようにすれば、ステータコイル１１〜１３
の巻装時についでに若干の補助コイル１７〜１９を余分
に巻装するだけでハイサイドスイッチ２１〜２３のゲー
ト電極駆動用の制御用電圧を発生することができ、複雑
な昇圧回路（例えば変圧器やスイッチドキャパシタ）を
省略でき、部品点数、配線の簡単化、装置の小型化を実
現することができる。
三相全波整流器を駆動する昇圧手段の簡単化を実現した
直流発電装置を提供する。 【構成及び効果】ハイサイドスイッチ２１〜２３がＮＭ
ＯＳＴからなる三相全波整流器２が三相交流発電機１か
ら出力される三相の交流主電圧Ｕ、Ｖ、Ｗを整流する。
各相主出力端の少なくとも一つ１４から更にステータコ
アに巻装された補助コイル１７を有し、この補助コイル
１７の一端から交流主電圧Ｕ’より高い交流制御用電圧
を出力してハイサイドスイッチ２１のゲート電極が駆動
される。このようにすれば、ステータコイル１１〜１３
の巻装時についでに若干の補助コイル１７〜１９を余分
に巻装するだけでハイサイドスイッチ２１〜２３のゲー
ト電極駆動用の制御用電圧を発生することができ、複雑
な昇圧回路（例えば変圧器やスイッチドキャパシタ）を
省略でき、部品点数、配線の簡単化、装置の小型化を実
現することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、三相交流発電機を用い
た直流発電装置に関する。本発明は例えば車両用発電装
置に適用される。
た直流発電装置に関する。本発明は例えば車両用発電装
置に適用される。
【０００２】
【従来の技術】特開平４−１３８０３０号公報は、Ｎチ
ャンネル絶縁ゲート電界効果トランジスタ（以下、ＮＭ
ＯＳＴという）をハイサイドスイッチ及びローサイドス
イッチに用いた三相全波整流器を開示している。
ャンネル絶縁ゲート電界効果トランジスタ（以下、ＮＭ
ＯＳＴという）をハイサイドスイッチ及びローサイドス
イッチに用いた三相全波整流器を開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したＮＭＯＳＴ型
の三相全波整流器はダイオ−ド型の三相全波整流器に比
べて接合電圧降下損失を低減できるという重要な利点を
有するものの、ハイサイドスイッチのＮＭＯＳＴを駆動
するためにそのゲート電極にバッテリ電圧より高い電圧
を印加するための高電圧電源を必要とし、このために必
要な回路規模の増大が実用化の障害となっていた。
の三相全波整流器はダイオ−ド型の三相全波整流器に比
べて接合電圧降下損失を低減できるという重要な利点を
有するものの、ハイサイドスイッチのＮＭＯＳＴを駆動
するためにそのゲート電極にバッテリ電圧より高い電圧
を印加するための高電圧電源を必要とし、このために必
要な回路規模の増大が実用化の障害となっていた。
【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、ＮＭＯＳＴをハイサイドスイッチとして用いる
三相全波整流器を駆動する昇圧手段の簡単化を実現した
直流発電装置を提供することを、その目的としている。
であり、ＮＭＯＳＴをハイサイドスイッチとして用いる
三相全波整流器を駆動する昇圧手段の簡単化を実現した
直流発電装置を提供することを、その目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成は、
三相のステータコイルの各相主出力端から三相の交流主
電圧を出力する三相交流発電機と、Ｎチャンネル絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタからなるハイサイドスイッチ
を有して前記三相の交流主電圧を整流する三相全波整流
器とを備える直流発電装置において、前記三相交流発電
機は、前記各相主出力端の少なくとも一つから更にステ
ータコアに巻装されて前記ハイサイドスイッチ駆動用の
交流制御用電圧を発生する補助コイルを備えることを特
徴とする直流発電装置である。
三相のステータコイルの各相主出力端から三相の交流主
電圧を出力する三相交流発電機と、Ｎチャンネル絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタからなるハイサイドスイッチ
を有して前記三相の交流主電圧を整流する三相全波整流
器とを備える直流発電装置において、前記三相交流発電
機は、前記各相主出力端の少なくとも一つから更にステ
ータコアに巻装されて前記ハイサイドスイッチ駆動用の
交流制御用電圧を発生する補助コイルを備えることを特
徴とする直流発電装置である。
【０００６】本発明の第２の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、 前記各相主出力端のそれぞれから前記各
ステータコイルとともに個別に巻装された三相の前記補
助コイルを備え、前記各相の補助コイルは、スイッチン
グ回路を介することなく同相の前記ハイサイドスイッチ
のゲート電極に前記交流制御用電圧を印加するものであ
ることを特徴としている。
おいて更に、 前記各相主出力端のそれぞれから前記各
ステータコイルとともに個別に巻装された三相の前記補
助コイルを備え、前記各相の補助コイルは、スイッチン
グ回路を介することなく同相の前記ハイサイドスイッチ
のゲート電極に前記交流制御用電圧を印加するものであ
ることを特徴としている。
【０００７】本発明の第３の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記三相の交流主電圧に同期する所定の位
相期間中だけ前記ハイサイドスイッチのゲート電極に前
記交流制御電圧を印加する制御回路を備えることを特徴
としている。本発明の第４の構成は、上記第３の構成に
おいて更に、前記制御回路が、前記三相全波整流器によ
り充電されるバッテリの端子電圧と前記所定相の交流主
電圧とを比較して、前記所定相の交流主電圧がより大き
い場合に前記三相全波整流器の前記所定相のハイサイド
スイッチをオンするとともに前記所定相のハイサイドス
イッチと直列接続されるローサイドスイッチをオフし、
前記所定相の交流主電圧がより小さい場合に前記三相全
波整流器の前記所定相のハイサイドスイッチをオフする
とともに前記所定相のハイサイドスイッチと直列接続さ
れるローサイドスイッチをオンするものであることを特
徴としている。
おいて更に、前記三相の交流主電圧に同期する所定の位
相期間中だけ前記ハイサイドスイッチのゲート電極に前
記交流制御電圧を印加する制御回路を備えることを特徴
としている。本発明の第４の構成は、上記第３の構成に
おいて更に、前記制御回路が、前記三相全波整流器によ
り充電されるバッテリの端子電圧と前記所定相の交流主
電圧とを比較して、前記所定相の交流主電圧がより大き
い場合に前記三相全波整流器の前記所定相のハイサイド
スイッチをオンするとともに前記所定相のハイサイドス
イッチと直列接続されるローサイドスイッチをオフし、
前記所定相の交流主電圧がより小さい場合に前記三相全
波整流器の前記所定相のハイサイドスイッチをオフする
とともに前記所定相のハイサイドスイッチと直列接続さ
れるローサイドスイッチをオンするものであることを特
徴としている。
【０００８】本発明の第５の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記交流制御電圧を整流して直流制御電圧
を出力する補助整流回路と、前記直流制御電圧を前記三
相の交流主電圧に同期する位相期間中、少なくとも前記
ハイサイドスイッチのゲート電極に印加する制御回路と
を備えることを特徴としている。本発明の第６の構成
は、上記第５の構成において更に、前記制御回路が、前
記三相全波整流器により充電されるバッテリの端子電圧
と前記所定相の交流主電圧とを比較して、前記所定相の
交流主電圧がより大きい場合に前記三相全波整流器の前
記所定相のハイサイドスイッチをオンするとともに前記
所定相のハイサイドスイッチと直列接続されるローサイ
ドスイッチをオフし、前記所定相の交流主電圧がより小
さい場合に前記三相全波整流器の前記所定相のハイサイ
ドスイッチをオフするとともに前記所定相のハイサイド
スイッチと直列接続されるローサイドスイッチをオンす
るものであり、前記補助整流回路は、前記制御回路に電
源電圧を給電するものであることを特徴としている。
おいて更に、前記交流制御電圧を整流して直流制御電圧
を出力する補助整流回路と、前記直流制御電圧を前記三
相の交流主電圧に同期する位相期間中、少なくとも前記
ハイサイドスイッチのゲート電極に印加する制御回路と
を備えることを特徴としている。本発明の第６の構成
は、上記第５の構成において更に、前記制御回路が、前
記三相全波整流器により充電されるバッテリの端子電圧
と前記所定相の交流主電圧とを比較して、前記所定相の
交流主電圧がより大きい場合に前記三相全波整流器の前
記所定相のハイサイドスイッチをオンするとともに前記
所定相のハイサイドスイッチと直列接続されるローサイ
ドスイッチをオフし、前記所定相の交流主電圧がより小
さい場合に前記三相全波整流器の前記所定相のハイサイ
ドスイッチをオフするとともに前記所定相のハイサイド
スイッチと直列接続されるローサイドスイッチをオンす
るものであり、前記補助整流回路は、前記制御回路に電
源電圧を給電するものであることを特徴としている。
【０００９】
【作用及び発明の効果】本発明の第１の構成によれば、
ＮＭＯＳＴをハイサイドスイッチとして用いる三相全波
整流器が三相交流発電機から出力される三相の交流主電
圧を整流する。この三相全波整流器は、ハイサイドスイ
ッチとローサイドスイッチとの接続点にそれぞれ印加さ
れる三相の交流主電圧と同期してハイサイドスイッチ及
びローサイドスイッチを開閉制御して三相の交流主電圧
を整流する。
ＮＭＯＳＴをハイサイドスイッチとして用いる三相全波
整流器が三相交流発電機から出力される三相の交流主電
圧を整流する。この三相全波整流器は、ハイサイドスイ
ッチとローサイドスイッチとの接続点にそれぞれ印加さ
れる三相の交流主電圧と同期してハイサイドスイッチ及
びローサイドスイッチを開閉制御して三相の交流主電圧
を整流する。
【００１０】特に本構成では、各相主出力端の少なくと
も一つから更にステータコアに巻装された補助コイルを
有し、この補助コイルの一端から出力される高電圧の交
流制御用電圧を用いてハイサイドスイッチのゲート電極
を駆動する。このようにすれば、ステータコイル巻装時
についでに若干の補助コイルを余分に巻装するだけでハ
イサイドスイッチのゲート電極駆動用の制御用電圧を発
生することができ、複雑な昇圧回路（例えば変圧器やス
イッチドキャパシタ）を省略でき、部品点数、配線の簡
単化、装置の小型化を実現することができる。
も一つから更にステータコアに巻装された補助コイルを
有し、この補助コイルの一端から出力される高電圧の交
流制御用電圧を用いてハイサイドスイッチのゲート電極
を駆動する。このようにすれば、ステータコイル巻装時
についでに若干の補助コイルを余分に巻装するだけでハ
イサイドスイッチのゲート電極駆動用の制御用電圧を発
生することができ、複雑な昇圧回路（例えば変圧器やス
イッチドキャパシタ）を省略でき、部品点数、配線の簡
単化、装置の小型化を実現することができる。
【００１１】本発明の第２の構成によれば、上記第１の
構成において更に、各相主出力端のそれぞれに各相の上
記補助コイルがそれぞれ接続され、各相の補助コイルの
出力電圧すなわち各相の交流制御用電圧がそれぞれそれ
らと同相の相インバータ回路（一つのハイサイドスイッ
チ及び一つのローサイドスイッチの直列回路）のハイサ
イドスイッチのゲート電極に直接又は分圧されて印加さ
れる。
構成において更に、各相主出力端のそれぞれに各相の上
記補助コイルがそれぞれ接続され、各相の補助コイルの
出力電圧すなわち各相の交流制御用電圧がそれぞれそれ
らと同相の相インバータ回路（一つのハイサイドスイッ
チ及び一つのローサイドスイッチの直列回路）のハイサ
イドスイッチのゲート電極に直接又は分圧されて印加さ
れる。
【００１２】このようにすれば、交流制御用電圧を整流
する補助整流回路を必要とせず、また、ハイサイドスイ
ッチを開閉するパルス電圧発生回路を必要としないので
回路構成が極めて簡単となる。本発明の第３の構成によ
れば、上記第１の構成において更に、三相の交流主電圧
に同期する所定の位相期間だけハイサイドスイッチのゲ
ート電極に交流制御電圧を印加する制御回路を備えるの
で、最適な位相期間だけハイサイドスイッチをオンする
ことができ、デューティ比制御の実現やハイサイドスイ
ッチの損失低減などを実現することができる。
する補助整流回路を必要とせず、また、ハイサイドスイ
ッチを開閉するパルス電圧発生回路を必要としないので
回路構成が極めて簡単となる。本発明の第３の構成によ
れば、上記第１の構成において更に、三相の交流主電圧
に同期する所定の位相期間だけハイサイドスイッチのゲ
ート電極に交流制御電圧を印加する制御回路を備えるの
で、最適な位相期間だけハイサイドスイッチをオンする
ことができ、デューティ比制御の実現やハイサイドスイ
ッチの損失低減などを実現することができる。
【００１３】詳しく説明すると、制御回路によりハイサ
イドスイッチの上記位相期間に所望のデューティ比でハ
イサイドスイッチを開閉することにより出力電流を制御
することができる。また、交流制御用電圧と交流主電圧
との間の差電圧がハイサイドスイッチのしきい値電圧よ
りそれほど大きくない期間にはハイサイドスイッチをオ
フしておいて、ハイサイドスイッチの抵抗損失を低減す
ることができる。
イドスイッチの上記位相期間に所望のデューティ比でハ
イサイドスイッチを開閉することにより出力電流を制御
することができる。また、交流制御用電圧と交流主電圧
との間の差電圧がハイサイドスイッチのしきい値電圧よ
りそれほど大きくない期間にはハイサイドスイッチをオ
フしておいて、ハイサイドスイッチの抵抗損失を低減す
ることができる。
【００１４】本発明の第４の構成によれば、上記第３の
構成において更に、制御回路が、所定相の交流主電圧が
バッテリ電圧より大きい場合（所定値以上大きい場合を
含む）において所定相のハイサイドスイッチをオンする
とともに所定相のローサイドスイッチをオフし、所定相
の交流主電圧がバッテリ電圧より小さい場合に所定相の
ハイサイドスイッチをオフするとともに所定相のローサ
イドスイッチをオンする。
構成において更に、制御回路が、所定相の交流主電圧が
バッテリ電圧より大きい場合（所定値以上大きい場合を
含む）において所定相のハイサイドスイッチをオンする
とともに所定相のローサイドスイッチをオフし、所定相
の交流主電圧がバッテリ電圧より小さい場合に所定相の
ハイサイドスイッチをオフするとともに所定相のローサ
イドスイッチをオンする。
【００１５】このようにすれば、ハイサイドスイッチの
ゲート開閉電圧を交流主電圧に基づいて簡単に発生する
ことができる。本発明の第５の構成によれば、上記第１
の構成において更に、交流制御電圧を整流して形成した
直流制御電圧を交流主電圧に同期する所定の位相期間だ
けハイサイドスイッチのゲート電極に印加するので、ハ
イサイドスイッチのゲート電圧を最適なすなわち過少で
もなく過大でもない電圧値とすることができ、ハイサイ
ドスイッチの耐圧範囲内で最も抵抗損失が少ない開閉を
実現することができる。
ゲート開閉電圧を交流主電圧に基づいて簡単に発生する
ことができる。本発明の第５の構成によれば、上記第１
の構成において更に、交流制御電圧を整流して形成した
直流制御電圧を交流主電圧に同期する所定の位相期間だ
けハイサイドスイッチのゲート電極に印加するので、ハ
イサイドスイッチのゲート電圧を最適なすなわち過少で
もなく過大でもない電圧値とすることができ、ハイサイ
ドスイッチの耐圧範囲内で最も抵抗損失が少ない開閉を
実現することができる。
【００１６】本発明の第６の構成によれば、上記第５の
構成において更に、上記直流制御電圧をハイサイドスイ
ッチのゲート電圧を発生する制御回路の電源電圧とする
ので、上記制御回路の動作が安定となる。
構成において更に、上記直流制御電圧をハイサイドスイ
ッチのゲート電圧を発生する制御回路の電源電圧とする
ので、上記制御回路の動作が安定となる。
【００１７】
（実施例１） （構成説明）以下、本発明の直流発電装置を車両用発電
機に適用した実施例を図１の回路図を参照して説明す
る。
機に適用した実施例を図１の回路図を参照して説明す
る。
【００１８】この車両用発電機は、車両用エンジンによ
り駆動される同期発電機からなる三相交流発電機１と、
三相全波整流器２と、分圧回路３とを備えている。三相
交流発電機１の各相のステータコイル１１〜１３の各相
主出力端１４〜１６は三相全波整流器２の交流入力端に
個別に接続されている。ステータコイル１１はＵ相出力
端１４にＵ相交流主電圧を発生し、ステータコイル１２
はＶ相出力端１５にＶ相交流主電圧を発生し、ステータ
コイル１３はＷ相出力端１６にＷ相交流主電圧を発生す
る。
り駆動される同期発電機からなる三相交流発電機１と、
三相全波整流器２と、分圧回路３とを備えている。三相
交流発電機１の各相のステータコイル１１〜１３の各相
主出力端１４〜１６は三相全波整流器２の交流入力端に
個別に接続されている。ステータコイル１１はＵ相出力
端１４にＵ相交流主電圧を発生し、ステータコイル１２
はＶ相出力端１５にＶ相交流主電圧を発生し、ステータ
コイル１３はＷ相出力端１６にＷ相交流主電圧を発生す
る。
【００１９】三相全波整流器２は、ＮＭＯＳＴからなる
ハイサイドスイッチ２１〜２３と、ＰＭＯＳＴからなる
ローサイドスイッチ２４〜２６とを三相ブリッジ接続し
てなる。詳しく説明すれば、ハイサイドスイッチ２１と
ローサイドスイッチ２４とを直列接続したＵ相インバー
タ回路の接続点（交流入力端）がＵ相出力端１４に接続
され、ハイサイドスイッチ２２とローサイドスイッチ２
５とを直列接続したＶ相インバータ回路の接続点（交流
入力端）がＶ相出力端１５に接続され、ハイサイドスイ
ッチ２３とローサイドスイッチ２６とを直列接続したＷ
相インバータ回路の接続点（交流入力端）がＷ相出力端
１６に接続されている。
ハイサイドスイッチ２１〜２３と、ＰＭＯＳＴからなる
ローサイドスイッチ２４〜２６とを三相ブリッジ接続し
てなる。詳しく説明すれば、ハイサイドスイッチ２１と
ローサイドスイッチ２４とを直列接続したＵ相インバー
タ回路の接続点（交流入力端）がＵ相出力端１４に接続
され、ハイサイドスイッチ２２とローサイドスイッチ２
５とを直列接続したＶ相インバータ回路の接続点（交流
入力端）がＶ相出力端１５に接続され、ハイサイドスイ
ッチ２３とローサイドスイッチ２６とを直列接続したＷ
相インバータ回路の接続点（交流入力端）がＷ相出力端
１６に接続されている。
【００２０】更に、Ｕ相のステータコイル１１と同相電
圧を発生する補助コイル１７の一端がＵ相出力端１４に
接続され、補助コイル１７の他端はＵ相交流主電圧より
高いＵ相制御用電圧を発生する。Ｖ相のステータコイル
１２と同相電圧を発生する補助コイル１８の一端がＶ相
出力端１５に接続され、補助コイル１８の他端はＶ相交
流主電圧より高いＶ相制御用電圧を発生する。Ｗ相のス
テータコイル１３と同相電圧を発生する補助コイル１９
の一端がＷ相出力端１６に接続され、補助コイル１９の
他端はＷ相交流主電圧より高いＷ相制御用電圧を発生す
る。
圧を発生する補助コイル１７の一端がＵ相出力端１４に
接続され、補助コイル１７の他端はＵ相交流主電圧より
高いＵ相制御用電圧を発生する。Ｖ相のステータコイル
１２と同相電圧を発生する補助コイル１８の一端がＶ相
出力端１５に接続され、補助コイル１８の他端はＶ相交
流主電圧より高いＶ相制御用電圧を発生する。Ｗ相のス
テータコイル１３と同相電圧を発生する補助コイル１９
の一端がＷ相出力端１６に接続され、補助コイル１９の
他端はＷ相交流主電圧より高いＷ相制御用電圧を発生す
る。
【００２１】更に、各相インバータ回路の高位直流端が
バッテリ４に接続され、各相インバータ回路の低位直流
端及びバッテリ４の低位端が接地されている。５は励磁
電流スイッチング制御用のコントローラであって、バッ
テリ電圧に基づいて三相交流発電機１のフィールドコイ
ル１ａに流す励磁電流をデューティ比制御して三相交流
発電機１の発電電圧を制御する。
バッテリ４に接続され、各相インバータ回路の低位直流
端及びバッテリ４の低位端が接地されている。５は励磁
電流スイッチング制御用のコントローラであって、バッ
テリ電圧に基づいて三相交流発電機１のフィールドコイ
ル１ａに流す励磁電流をデューティ比制御して三相交流
発電機１の発電電圧を制御する。
【００２２】以下、分圧回路３について説明する。この
分圧回路３は、抵抗分圧回路であって、抵抗３１〜３６
及び４１〜４６から構成されている。抵抗３１の一端は
Ｕ相補助コイル１７の高位端に接続され、抵抗３１の他
端は抵抗３２を通じてＵ相補助コイル１７の低位端に接
続され、抵抗３１、３２の接続点はハイサイドスイッチ
２１のゲート電極に接続されている。抵抗３３の一端は
Ｖ相補助コイル１８の高位端に接続され、抵抗３３の他
端は抵抗３４を通じてＶ相補助コイル１８の低位端に接
続され、抵抗３３、３４の接続点はハイサイドスイッチ
２２のゲート電極に接続されている。抵抗３５の一端は
Ｗ相補助コイル１９の高位端に接続され、抵抗３５の他
端は抵抗３６を通じてＷ相補助コイル１９の低位端に接
続され、抵抗３５、３６の接続点はハイサイドスイッチ
２３のゲート電極に接続されている。
分圧回路３は、抵抗分圧回路であって、抵抗３１〜３６
及び４１〜４６から構成されている。抵抗３１の一端は
Ｕ相補助コイル１７の高位端に接続され、抵抗３１の他
端は抵抗３２を通じてＵ相補助コイル１７の低位端に接
続され、抵抗３１、３２の接続点はハイサイドスイッチ
２１のゲート電極に接続されている。抵抗３３の一端は
Ｖ相補助コイル１８の高位端に接続され、抵抗３３の他
端は抵抗３４を通じてＶ相補助コイル１８の低位端に接
続され、抵抗３３、３４の接続点はハイサイドスイッチ
２２のゲート電極に接続されている。抵抗３５の一端は
Ｗ相補助コイル１９の高位端に接続され、抵抗３５の他
端は抵抗３６を通じてＷ相補助コイル１９の低位端に接
続され、抵抗３５、３６の接続点はハイサイドスイッチ
２３のゲート電極に接続されている。
【００２３】抵抗４１の一端はＵ相補助コイル１７の高
位端に接続され、抵抗４１の他端は抵抗４２を通じてＵ
相補助コイル１７の低位端に接続され、抵抗４１、４２
の接続点はローサイドスイッチ２４のゲート電極に接続
されている。抵抗４３の一端はＶ相補助コイル１８の高
位端に接続され、抵抗４３の他端は抵抗４４を通じてＶ
相補助コイル１８の低位端に接続され、抵抗４３、４４
の接続点はローサイドスイッチ２５のゲート電極に接続
されている。抵抗４５の一端はＷ相補助コイル１９の高
位端に接続され、抵抗４５の他端は抵抗４６を通じてＷ
相補助コイル１９の低位端に接続され、抵抗４５、４６
の接続点はローサイドスイッチ２６のゲート電極に接続
されている。 （動作説明）フィールドコイル１ａはコントローラ５に
より所望のデューティ比の励磁電流を通電され、これに
よりコイル１１〜１３はそれぞれ三相の交流主電圧を発
生し、コイル１７〜１９は上記三相の交流主電圧より大
きな三相の制御用電圧を発生する。
位端に接続され、抵抗４１の他端は抵抗４２を通じてＵ
相補助コイル１７の低位端に接続され、抵抗４１、４２
の接続点はローサイドスイッチ２４のゲート電極に接続
されている。抵抗４３の一端はＶ相補助コイル１８の高
位端に接続され、抵抗４３の他端は抵抗４４を通じてＶ
相補助コイル１８の低位端に接続され、抵抗４３、４４
の接続点はローサイドスイッチ２５のゲート電極に接続
されている。抵抗４５の一端はＷ相補助コイル１９の高
位端に接続され、抵抗４５の他端は抵抗４６を通じてＷ
相補助コイル１９の低位端に接続され、抵抗４５、４６
の接続点はローサイドスイッチ２６のゲート電極に接続
されている。 （動作説明）フィールドコイル１ａはコントローラ５に
より所望のデューティ比の励磁電流を通電され、これに
よりコイル１１〜１３はそれぞれ三相の交流主電圧を発
生し、コイル１７〜１９は上記三相の交流主電圧より大
きな三相の制御用電圧を発生する。
【００２４】Ｕ相インバータ回路の正の半波期間を説明
する。Ｕ相制御用電圧は抵抗３１、３２で分圧されてハ
イサイドスイッチ２１のゲート電極に印加され、この結
果、ハイサイドスイッチ２１のソース／ドレイン間には
抵抗３２の分圧が印加されることになる。したがって、
Ｕ相制御用電圧が所定レベル（ここでは、Ｖ相、Ｗ相制
御用電圧より正方向に大きい値）まで正方向に増大する
と、抵抗３２の分圧はハイサイドスイッチ２１のしきい
値電圧Ｖｔを超え、ハイサイドスイッチ２１がオンす
る。
する。Ｕ相制御用電圧は抵抗３１、３２で分圧されてハ
イサイドスイッチ２１のゲート電極に印加され、この結
果、ハイサイドスイッチ２１のソース／ドレイン間には
抵抗３２の分圧が印加されることになる。したがって、
Ｕ相制御用電圧が所定レベル（ここでは、Ｖ相、Ｗ相制
御用電圧より正方向に大きい値）まで正方向に増大する
と、抵抗３２の分圧はハイサイドスイッチ２１のしきい
値電圧Ｖｔを超え、ハイサイドスイッチ２１がオンす
る。
【００２５】この時、Ｕ相制御用電圧は抵抗４１、４２
で分圧されてローサイドスイッチ２４のゲート電極に印
加され、この結果、ローサイドスイッチ２４のソース／
ドレイン間には抵抗４２の分圧が印加されることにな
る。したがって、この正の半波期間には、ローサイドス
イッチ２４のソース／ドレインは逆バイアスされ、ロー
サイドスイッチ２４はオフされる。
で分圧されてローサイドスイッチ２４のゲート電極に印
加され、この結果、ローサイドスイッチ２４のソース／
ドレイン間には抵抗４２の分圧が印加されることにな
る。したがって、この正の半波期間には、ローサイドス
イッチ２４のソース／ドレインは逆バイアスされ、ロー
サイドスイッチ２４はオフされる。
【００２６】次に、Ｕ相インバータ回路の負の半波期間
を説明する。この期間に、負の制御用電圧が上記の如く
抵抗４１、４２で分圧されてローサイドスイッチ２４の
ゲート電極に印加され、この結果、ローサイドスイッチ
２４のソース／ドレイン間には抵抗４２の分圧が印加さ
れることになる。したがって、Ｕ相制御用電圧が所定レ
ベル（ここでは、Ｖ相、Ｗ相制御用電圧より負方向に大
きい値又は所定の値）まで負方向に増大すると、抵抗４
２の分圧はローサイドスイッチ２１の負のしきい値電圧
Ｖｔを超え、ローサイドスイッチ２４がオンする。
を説明する。この期間に、負の制御用電圧が上記の如く
抵抗４１、４２で分圧されてローサイドスイッチ２４の
ゲート電極に印加され、この結果、ローサイドスイッチ
２４のソース／ドレイン間には抵抗４２の分圧が印加さ
れることになる。したがって、Ｕ相制御用電圧が所定レ
ベル（ここでは、Ｖ相、Ｗ相制御用電圧より負方向に大
きい値又は所定の値）まで負方向に増大すると、抵抗４
２の分圧はローサイドスイッチ２１の負のしきい値電圧
Ｖｔを超え、ローサイドスイッチ２４がオンする。
【００２７】この時、Ｕ相制御用電圧は抵抗３１、３２
で分圧されてハイサイドスイッチ２１のゲート電極に印
加され、この結果、ハイサイドスイッチ２１のソース／
ドレイン間には抵抗３２の分圧が印加されることにな
る。したがって、この負の半波期間には、ハイサイドス
イッチ２１のソース／ドレインは逆バイアスされ、ハイ
サイドスイッチ２１はオフされる。
で分圧されてハイサイドスイッチ２１のゲート電極に印
加され、この結果、ハイサイドスイッチ２１のソース／
ドレイン間には抵抗３２の分圧が印加されることにな
る。したがって、この負の半波期間には、ハイサイドス
イッチ２１のソース／ドレインは逆バイアスされ、ハイ
サイドスイッチ２１はオフされる。
【００２８】上記したと同様の動作で、Ｖ相インバータ
回路（スイッチ２２、２５）及びＷ相インバータ回路
（スイッチ２３、２６）が作動し、これにより、三相の
交流主電圧が三相全波整流されてバッテリ４が充電され
る。図２に、三相交流発電機１として自動車用オルタネ
ータを用いた場合の三相の交流主電圧Ｕ，Ｖ，Ｗと三相
の制御用電圧Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’との波形の一例を示す。
この場合には、期間Ｔｕ１にハイサイドスイッチ２１が
オン、ローサイドスイッチ２４がオフとなり、期間Ｔｕ
２にハイサイドスイッチ２１がオフ、ローサイドスイッ
チ２４がオンとなり、期間Ｔｖ１にハイサイドスイッチ
２２がオン、ローサイドスイッチ２５がオフとなり、期
間Ｔｖ２にハイサイドスイッチ２２がオフ、ローサイド
スイッチ２５がオンとなり、期間Ｔｗ１にハイサイドス
イッチ２３がオン、ローサイドスイッチ２６がオフとな
り、期間Ｔｗ２にハイサイドスイッチ２３がオフ、ロー
サイドスイッチ２６がオンとなることになる。 （実施例２）他の実施例を図３を参照して説明する。
回路（スイッチ２２、２５）及びＷ相インバータ回路
（スイッチ２３、２６）が作動し、これにより、三相の
交流主電圧が三相全波整流されてバッテリ４が充電され
る。図２に、三相交流発電機１として自動車用オルタネ
ータを用いた場合の三相の交流主電圧Ｕ，Ｖ，Ｗと三相
の制御用電圧Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’との波形の一例を示す。
この場合には、期間Ｔｕ１にハイサイドスイッチ２１が
オン、ローサイドスイッチ２４がオフとなり、期間Ｔｕ
２にハイサイドスイッチ２１がオフ、ローサイドスイッ
チ２４がオンとなり、期間Ｔｖ１にハイサイドスイッチ
２２がオン、ローサイドスイッチ２５がオフとなり、期
間Ｔｖ２にハイサイドスイッチ２２がオフ、ローサイド
スイッチ２５がオンとなり、期間Ｔｗ１にハイサイドス
イッチ２３がオン、ローサイドスイッチ２６がオフとな
り、期間Ｔｗ２にハイサイドスイッチ２３がオフ、ロー
サイドスイッチ２６がオンとなることになる。 （実施例２）他の実施例を図３を参照して説明する。
【００２９】この回路は、図１に示す回路において、三
相の制御用電圧（以下、Ｕ、Ｖ，Ｗともいう）を三相交
流主電圧と同期するタイミングでスイッチング制御する
スイッチ回路６を追加するとともに、ローサイドスイッ
チ２４〜２６をＮＭＯＳＴに置換したものである。すな
わち、スイッチ回路６にて三相の制御用電圧（又は、三
相交流主電圧を用いてもよい）Ｕ、Ｖ、Ｗを変形して、
６相分のゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６を形成し、これらゲート
電圧Ｇ１〜Ｇ６を各スイッチ２１〜２６のゲート電極に
個別に印加すれば、ローサイドスイッチ２４〜２６とし
てＮＭＯＳＴを採用することができる。当然、同一相の
ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが共にオン
しないように、ゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６は形成される。
相の制御用電圧（以下、Ｕ、Ｖ，Ｗともいう）を三相交
流主電圧と同期するタイミングでスイッチング制御する
スイッチ回路６を追加するとともに、ローサイドスイッ
チ２４〜２６をＮＭＯＳＴに置換したものである。すな
わち、スイッチ回路６にて三相の制御用電圧（又は、三
相交流主電圧を用いてもよい）Ｕ、Ｖ、Ｗを変形して、
６相分のゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６を形成し、これらゲート
電圧Ｇ１〜Ｇ６を各スイッチ２１〜２６のゲート電極に
個別に印加すれば、ローサイドスイッチ２４〜２６とし
てＮＭＯＳＴを採用することができる。当然、同一相の
ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが共にオン
しないように、ゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６は形成される。
【００３０】スイッチ回路６のＵ相制御用電圧発生回路
部を図４を参照して説明する。このＵ相制御用電圧発生
回路部は、前段の比較回路部と後段の駆動回路部とから
なり、比較回路部は、抵抗６０１〜６０４と、コンパレ
ータ６２１、６２２とからなり、駆動回路部は抵抗６０
５〜６１１と、トランジスタ６３１、６３２とダイオー
ド６４１とからなる。
部を図４を参照して説明する。このＵ相制御用電圧発生
回路部は、前段の比較回路部と後段の駆動回路部とから
なり、比較回路部は、抵抗６０１〜６０４と、コンパレ
ータ６２１、６２２とからなり、駆動回路部は抵抗６０
５〜６１１と、トランジスタ６３１、６３２とダイオー
ド６４１とからなる。
【００３１】以下、構成及び作動を説明すると、バッテ
リ電圧Ｖｂは、抵抗６０１〜６０３の直列接続回路から
なる分圧回路で分圧され、ハイレベルの参照電圧Ｖｒｅ
ｆ１とよりローレベルのの参照電圧Ｖｒｅｆ２とを発生
し、参照電圧Ｖｒｅｆ１はコンパレータ６２１の＋入力
端に、参照電圧Ｖｒｅｆ２はコンパレータ６２２の−入
力端に入力される。Ｕ相交流主電圧Ｕは抵抗６０９、６
０４で分圧されてコンパレータ６２１の−入力端及びコ
ンパレータ６２２の＋入力端に入力される。
リ電圧Ｖｂは、抵抗６０１〜６０３の直列接続回路から
なる分圧回路で分圧され、ハイレベルの参照電圧Ｖｒｅ
ｆ１とよりローレベルのの参照電圧Ｖｒｅｆ２とを発生
し、参照電圧Ｖｒｅｆ１はコンパレータ６２１の＋入力
端に、参照電圧Ｖｒｅｆ２はコンパレータ６２２の−入
力端に入力される。Ｕ相交流主電圧Ｕは抵抗６０９、６
０４で分圧されてコンパレータ６２１の−入力端及びコ
ンパレータ６２２の＋入力端に入力される。
【００３２】したがって、コンパレータ６２１はＵ相交
流主電圧Ｕの分圧が参照電圧Ｖｒｅｆ１を下回る場合に
ハイレベルを出力し、コンパレータ６２２はＵ相交流主
電圧Ｕの分圧が参照電圧Ｖｒｅｆ１を超える場合にハイ
レベルを出力する。コンパレータ６２１はベース電流制
限抵抗６０５を通じてＰＮＰトランジスタ６３１を駆動
し、コンパレータ６２２はベース電流制限抵抗６０６を
通じてＰＮＰトランジスタ６３２を駆動する。
流主電圧Ｕの分圧が参照電圧Ｖｒｅｆ１を下回る場合に
ハイレベルを出力し、コンパレータ６２２はＵ相交流主
電圧Ｕの分圧が参照電圧Ｖｒｅｆ１を超える場合にハイ
レベルを出力する。コンパレータ６２１はベース電流制
限抵抗６０５を通じてＰＮＰトランジスタ６３１を駆動
し、コンパレータ６２２はベース電流制限抵抗６０６を
通じてＰＮＰトランジスタ６３２を駆動する。
【００３３】トランジスタ６３１は、抵抗６０７、ダイ
オード６４１と抵抗６０８とともにＵ相補助コイル１７
の両端に接続され、トランジスタ６３１がオンすると、
Ｕ相制御用電圧Ｕ’が分圧されてハイサイドスイッチ２
１のゲート電極に印加される。結局、Ｕ相交流主電圧Ｕ
が所定値以上（抵抗６０８の分圧がハイサイドスイッチ
２１をオンできる程度）となれば、コンパレータ６２１
はローレベル電圧をトランジスタ６３１に出力してそれ
をオンさせ、ハイサイドスイッチ２１がオンする。一
方、トランジスタ６３２は、抵抗６１０、抵抗６１１と
直列にバッテリ電圧を印加され、トランジスタ６３２が
オンすると、抵抗６１１の分圧がローサイドスイッチ２
４のソース／ドレイン間に印加される。結局、Ｕ相交流
主電圧Ｕが所定値以下となれば、コンパレータ６２１は
ローレベル電圧をトランジスタ６３２に出力してそれを
オンさせ、ローサイドスイッチ２４がオンする。
オード６４１と抵抗６０８とともにＵ相補助コイル１７
の両端に接続され、トランジスタ６３１がオンすると、
Ｕ相制御用電圧Ｕ’が分圧されてハイサイドスイッチ２
１のゲート電極に印加される。結局、Ｕ相交流主電圧Ｕ
が所定値以上（抵抗６０８の分圧がハイサイドスイッチ
２１をオンできる程度）となれば、コンパレータ６２１
はローレベル電圧をトランジスタ６３１に出力してそれ
をオンさせ、ハイサイドスイッチ２１がオンする。一
方、トランジスタ６３２は、抵抗６１０、抵抗６１１と
直列にバッテリ電圧を印加され、トランジスタ６３２が
オンすると、抵抗６１１の分圧がローサイドスイッチ２
４のソース／ドレイン間に印加される。結局、Ｕ相交流
主電圧Ｕが所定値以下となれば、コンパレータ６２１は
ローレベル電圧をトランジスタ６３２に出力してそれを
オンさせ、ローサイドスイッチ２４がオンする。
【００３４】上記と同様に、Ｖ相及びＷ相制御用電圧発
生回路部も構成され、これにより図３のスイッチ回路６
が構成される。 （実施例３）他の実施例を図５を参照して説明する。こ
の回路は、図４に示すスイッチ回路６を変更したもので
あって、特に、補助整流回路部６５０を追加した点に特
徴がある。なお、図５の回路素子及び図４の回路素子の
内、共通機能を果たすものについては同一符号を付す。
生回路部も構成され、これにより図３のスイッチ回路６
が構成される。 （実施例３）他の実施例を図５を参照して説明する。こ
の回路は、図４に示すスイッチ回路６を変更したもので
あって、特に、補助整流回路部６５０を追加した点に特
徴がある。なお、図５の回路素子及び図４の回路素子の
内、共通機能を果たすものについては同一符号を付す。
【００３５】補助整流回路部６５０は、三相の制御用電
圧Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’を三相全波整流して比較回路部のコ
ンパレータ６２１、６２２の電源電圧及びトランジスタ
６３１のエミッタ電圧として（ハイサイドスイッチ２１
のゲート給電用の電圧として）用いるものであり、この
ようにすれば、コンパレータ６２１の安定した動作及び
ハイサイドスイッチ２１への最適ゲート電圧の印加が可
能となる。
圧Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’を三相全波整流して比較回路部のコ
ンパレータ６２１、６２２の電源電圧及びトランジスタ
６３１のエミッタ電圧として（ハイサイドスイッチ２１
のゲート給電用の電圧として）用いるものであり、この
ようにすれば、コンパレータ６２１の安定した動作及び
ハイサイドスイッチ２１への最適ゲート電圧の印加が可
能となる。
【００３６】なお、図５の抵抗６０１、６０２、６６
１、６６２からなる分圧回路は、図４の抵抗６０１〜６
０３からなる分圧回路と基本的に同じであることは説明
を要しない。
１、６６２からなる分圧回路は、図４の抵抗６０１〜６
０３からなる分圧回路と基本的に同じであることは説明
を要しない。
【図１】本発明の直流発電装置の第１実施例を示す回路
図である。
図である。
【図２】図１の三相交流発電機１の発電電圧の波形図で
ある。
ある。
【図３】本発明の直流発電装置の第２実施例を示す回路
図である。
図である。
【図４】図３のスイッチ回路６の一例を示す回路図であ
る。
る。
【図５】本発明の直流発電装置の第３実施例を示す回路
図である。
図である。
１は三相交流発電機、２は三相全波整流器、３は分圧回
路、４はバッテリ、６はスイッチ回路（制御回路）、１
１〜１３は三相交流発電機１のステータコイル、１７〜
１９は三相交流発電機１の補助コイル、２１〜２３は三
相全波整流器２のハイサイドスイッチ、２４〜２６は三
相全波整流器２のローサイドスイッチ、６５０は補助整
流回路。
路、４はバッテリ、６はスイッチ回路（制御回路）、１
１〜１３は三相交流発電機１のステータコイル、１７〜
１９は三相交流発電機１の補助コイル、２１〜２３は三
相全波整流器２のハイサイドスイッチ、２４〜２６は三
相全波整流器２のローサイドスイッチ、６５０は補助整
流回路。
Claims (6)
- 【請求項１】三相のステータコイルの各相主出力端から
三相の交流主電圧を出力する三相交流発電機と、Ｎチャ
ンネル絶縁ゲート電界効果トランジスタからなるハイサ
イドスイッチを有して前記三相の交流主電圧を整流する
三相全波整流器とを備える直流発電装置において、 前記三相交流発電機は、前記各相主出力端の少なくとも
一つから更にステータコアに巻装されて前記ハイサイド
スイッチ駆動用の交流制御用電圧を発生する補助コイル
を備えることを特徴とする直流発電装置。 - 【請求項２】前記各相主出力端のそれぞれから前記各ス
テータコイルとともに個別に巻装された三相の前記補助
コイルを備え、前記各相の補助コイルは、スイッチング
回路を介することなく同相の前記ハイサイドスイッチの
ゲート電極に前記交流制御用電圧を印加するものである
請求項１記載の直流発電装置。 - 【請求項３】前記三相の交流主電圧に同期する所定の位
相期間中だけ前記ハイサイドスイッチのゲート電極に前
記交流制御電圧を印加する制御回路を備える請求項１記
載の直流発電装置。 - 【請求項４】前記制御回路は、前記三相全波整流器によ
り充電されるバッテリの端子電圧と前記所定相の交流主
電圧とを比較して、前記所定相の交流主電圧がより大き
い場合に前記三相全波整流器の前記所定相のハイサイド
スイッチをオンするとともに前記所定相のハイサイドス
イッチと直列接続されるローサイドスイッチをオフし、
前記所定相の交流主電圧がより小さい場合に前記三相全
波整流器の前記所定相のハイサイドスイッチをオフする
とともに前記所定相のハイサイドスイッチと直列接続さ
れるローサイドスイッチをオンするものである請求項３
記載の直流発電装置。 - 【請求項５】前記交流制御電圧を整流して直流制御電圧
を出力する補助整流回路と、前記直流制御電圧を前記三
相の交流主電圧に同期する位相期間中、少なくとも前記
ハイサイドスイッチのゲート電極に印加する制御回路と
を備える請求項１記載の直流発電装置。 - 【請求項６】前記制御回路は、前記三相全波整流器によ
り充電されるバッテリの端子電圧と前記所定相の交流主
電圧とを比較して、前記所定相の交流主電圧がより大き
い場合に前記三相全波整流器の前記所定相のハイサイド
スイッチをオンするとともに前記所定相のハイサイドス
イッチと直列接続されるローサイドスイッチをオフし、
前記所定相の交流主電圧がより小さい場合に前記三相全
波整流器の前記所定相のハイサイドスイッチをオフする
とともに前記所定相のハイサイドスイッチと直列接続さ
れるローサイドスイッチをオンするものであり、 前記補助整流回路は、前記制御回路に電源電圧を給電す
るものである請求項５記載の直流発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6289996A JPH08149896A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 直流発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6289996A JPH08149896A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 直流発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08149896A true JPH08149896A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17750438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6289996A Pending JPH08149896A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 直流発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08149896A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008029182A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Takatsugu Fukuda | 無燃料発電装置 |
| JP2012023906A (ja) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Denso Corp | 車両用発電機 |
| JP2012503966A (ja) * | 2008-09-25 | 2012-02-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 同期整流器の駆動制御 |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP6289996A patent/JPH08149896A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008029182A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Takatsugu Fukuda | 無燃料発電装置 |
| JP2012503966A (ja) * | 2008-09-25 | 2012-02-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 同期整流器の駆動制御 |
| JP2012023906A (ja) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Denso Corp | 車両用発電機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031226 |