JPH09191693A

JPH09191693A - 充電発電機及び電圧調整器

Info

Publication number: JPH09191693A
Application number: JP8000123A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Masuno; 敬一増野; Yuji Maeda; 裕司前田; Sakae Hikita; 栄引田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Astemo Ltd
Priority date: 1996-01-05
Filing date: 1996-01-05
Publication date: 1997-07-22
Also published as: US5719488A; DE19700116A1; DE19700116C2; KR970060628A

Abstract

(57)【要約】【課題】機器の故障による過電圧の発生を回避する充電
発電機を提供する。【解決手段】充電発電機１は、電機子巻線10a,10b,10c
と界磁巻線10dとを有し交流を発電する交流発電機10
と、該電機子巻線から出力される該交流を固有特性の降
伏電圧Vzを有している複数個のパワーツェナーダイオー
ド11a〜11fから成り直流に変換する整流器11と、該整流
器から出力される直流を界磁巻線10dを介して入力し界
磁巻線に流れる界磁電流を抑制する電流抑制手段と，該
整流器から出力される直流電圧を検出する電圧検出手段
と，該検出電圧値と所定の保護遮断電圧VBとの大小比較
判定に基づいて電流抑制手段を制御する保護制御手段と
を有し界磁電流を抑制することにより直流電圧を保護遮
断電圧VBに調整する電圧調整器13とを備え、降伏電圧Vz
と保護遮断電圧VBとの関係が、Vz＞VBの関係に設定され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は充電発電機及び電圧
調整器に係り、特に、低電圧と高電圧とを組み合わせて
使う自動車用の発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の高・低電圧発電装置としては、米
国特許４,０８４,１２６号公報に示されるような、充電
発電機の発電電圧を低電圧(１４.４Ｖ)と高電圧(４０
Ｖ)の２通りの電圧に切り換え高電圧を必要とする装置
に高電圧を給電する発電装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来技術で
は、高電圧を発生するときは充電発電機の最大出力電圧
が発生し、万一、高電圧負荷が断線した場合には相当な
高電圧(１００Ｖ程度)が発生し、高電圧側に触手した場
合の感電等の安全性に課題がある。

【０００４】したがって、本発明の目的は、機器の故障
による過電圧の発生を回避する充電発電機及び電圧調整
器を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する充電
発電機は、電機子巻線と界磁巻線とを有し交流を発電す
る交流発電機と、該電機子巻線から出力される該交流
を、固有特性の降伏電圧Vz(Ｖ)を有している複数個の整
流素子から成る整流回路にて直流に変換する整流器と、
該整流器から出力される前記直流を前記界磁巻線を介し
て入力し前記界磁巻線に流れる界磁電流を抑制する電流
抑制手段と，該整流器から出力される前記直流電圧を検
出する電圧検出手段と，該検出電圧値と所定の保護遮断
電圧VB(Ｖ)との大小比較判定に基づいて前記電流抑制手
段を制御する保護制御手段とを有し、前記界磁電流を抑
制することにより、前記直流電圧を前記保護遮断電圧VB
(Ｖ)に調整する電圧調整器とを備え、前記降伏電圧Vz
(Ｖ)と前記保護遮断電圧VB(Ｖ)との関係が、Vz＞VBの関
係に設定されているものである。

【０００６】また、本発明の別の特徴は、電機子巻線と
界磁巻線とを有する交流発電機が該電機子巻線にて発電
した交流を固有特性の降伏電圧Vz(Ｖ)を有する複数個の
整流素子から成る整流器にて変換した直流が前記界磁巻
線に流れる界磁電流を入力する界磁電流入力手段と、該
界磁電流入力手段から入力された前記界磁電流を抑制す
る電流抑制手段と、前記整流器から出力される前記直流
の電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段にて
検出された検出電圧値と所定の保護遮断電圧VB(Ｖ)との
大小比較判定に基づいて前記電流抑制手段を制御する保
護制御手段とを有し、前記界磁電流を抑制することによ
り前記交流発電機によって発電され前記整流器によって
変換された前記直流の電圧を前記保護遮断電圧VB(Ｖ)に
調整する電圧調整器であって、前記保護遮断電圧VB(Ｖ)
は、前記降伏電圧Vz(Ｖ)に対して、Vz＞VBの関係に設定
されていることにある。

【０００７】そして、本発明によれば、機器の故障によ
る過電圧の発生が回避される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照し説明する。図１は、本発明による一実
施例の充電発電機を示す回路図である。なお、図１は、
本発明による一実施例の発電装置を示す回路図でもあ
る。図において、本実施例の発電装置は、充電発電機１
と、該充電発電機１にて発電された低電圧または高電圧
の電源(発電出力)を、低電圧の電気負荷３(例えば１２
Ｖで用いられるヘッド・ライト，ラジオ等）あるいは高
電圧の電気負荷５（ここではエンジンの排気ガスを浄化
する触媒を暖めるヒータEHC;Electrical Heated Catar
yst）へ、切り替え供給するリレー４と、該リレー４を
制御する制御装置６とから構成される。

【０００９】また、本実施例の充電発電機１は、交流発
電機１０と整流器１１と電圧調整器１３とが一体化され
ている自動車用の充電発電機で示されている。図におい
て、交流発電機１０は、Ｙ結線されている三相の電機子
巻線群１０ａ,１０ｂ,１０ｃと界磁巻線１０ｄとを含み
構成される。整流器１１は、降伏電圧Vzが約３０(Ｖ)で
ある整流素子としてのパワー・ツェナー・ダイオード１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ群を含み
構成される三相全波整流回路から成る。

【００１０】そして、発電出力を切り替えるリレー４
は、常閉接点４ａ，常開接点４ｂ，可動接点４ｃ，アー
マチャコイル４ｄなどから成る。制御装置６の内部は、
演算装置６０やパワーＭＯＳ６１などから成る。さら
に、２は定格低電圧を有するバッテリである。７はキー
・スイッチであり、運転席からエンジン（図示せず）の
動作をオン・オフするものである。

【００１１】図２は、本発明による一実施例の電圧調整
器を示す内部回路図である。図１に示す電圧調整器１３
の一実施例を示している。図において、電圧調整器１３
は、パワー・トランジスタ１３１、フライホイル・ダイオ
ード１３２、抵抗器１３３、主電圧検出回路１３Ａ、補
助電圧検出回路１３ＢならびにＦ，Ｂ，ＩＧ，Ｓの各端
子から構成される。

【００１２】そして、主電圧検出回路１３Ａは、トラン
ジスタ１３４，抵抗器１３７，ツェナー・ダイオード１
３８，ダイオード１３９ｂから構成され本発明による保
護制御手段としての補助電圧検出回路１３Ｂは、抵抗器
１３５，ツェナー・ダイオード１３６，ダイオード１３
９ａ及びトランジスタ１３４により構成される。主電圧
検出回路１３Ａのトランジスタ１３４が、補助電圧検出
回路１３Ｂに兼用されている。

【００１３】尚、充電発電機１のＢ，ＩＧ，Ｓ端子と電
圧調整器１３のＢ，ＩＧ，Ｓ端子とは電気的に接続され
ている。また、交流発電機１０と整流器１１と電圧調
整器１３とがそれぞれに分離し独立している構成であっ
ても、電圧調整器に対して本発明の適用は可である。

【００１４】上記構成の動作について図１及び図２を参
照して説明する。まず、キー・スイッチ７が投入される
と、バッテリ２より充電発電機１のＩＧ端子（電圧調
整器１３のＩＧ端子)にバッテリ２の電圧が印加され
る。すると電圧調整器１３の抵抗器１３３を介してパワ
ー・トランジスタ１３１のベースに電流が流れ、パワー
トランジスタ１３１が導通し、界磁巻線１０ｄに界磁電
流が流れる。

【００１５】この状態で充電発電機１が始動装置（図示
せず）により回転を開始し、エンジンが運転状態になっ
て発電を開始する。そして、発電された発電出力は、リ
レー４の常閉接点４ａが導通しているので、低電圧側の
バッテリ２ならびに低電圧の電気負荷３に充電発電機１
のＢ端子から給電される。この時、充電発電機１のＳ端
子すなわち電圧調整器１３のＳ端子は、バッテリ２なら
びに低電圧の電気負荷３に繋がっているので、低電圧側
の発電電圧ＶがＳ端子を介して主電圧検出回路１３Ａに
入力される。換言すれば、充電発電機１のＢ端子からリ
レー４を経て一旦外部に出力された充電発電機１の発電
電圧Ｖとしての低電圧側の電圧が、間接的に電圧調整器
１３のＳ端子から検出されていると言える。そして、こ
の低電圧側の検出電圧値によって、下記のように主電圧
検出回路１３Ａが動作する。

【００１６】すなわち、Ｓ端子で検出される低電圧側の
発電電圧Ｖが、所定値を越えるとツェナー・ダイオード
１３８がブレーク・ダウンしトランジスタ１３４が導通
し、パワー・トランジスタ１３１が遮断され、界磁巻線
１０ｄに流れる界磁電流は、界磁電流入力手段としての
「電圧調整器１３のＦ端子」からに入力され、フライホイ
ル・ダイオード１３２を通って減衰し、当該界磁電流が
抑制される。したがって、本実施例では、電流抑制手段
はパワー・トランジスタ１３１及びフライホイル・ダイ
オード１３２から成る。

【００１７】界磁電流が抑制されると充電発電機１のＢ
端子から出力される発電電圧Ｖが低下し、Ｓ端子で検出
される低電圧側電圧が所定値よりも低くなり、ツェナー
・ダイオード１３８がブレーク・アップしトランジスタ１
３４が遮断され、パワー・トランジスタ１３１が導通し
界磁巻線１０ｄに流れる界磁電流が増加する。上記動作
の繰り返しにより、発電電圧Ｖ、すなわち、低電圧側電
圧(Ｂ端子及びＳ端子の電圧)が一定の電圧（例えば本実
施例では、１４．４Ｖの一定値）に調整される。

【００１８】ここで、主電圧検出回路１３Ａによって調
整された発電電圧Ｖとしての調整電圧Vsは、(数1)式の
ように表される。
Vs = Vz(138) + Vf(139b) + VBE(134) ‥‥‥‥‥‥(数1) 但し、Vz(138) ;ツェナー・ダイオード１３８の降伏電
圧(V) Vf(139b);ダイオード１３９ｂの順方向電圧 (V) VBE(134);トランジスタ１３４のベ−ス・エミッタ間電圧
(V) を表す。

【００１９】次に、低電圧または高電圧の電源を切り替
えるリレー４を制御する制御装置６について、説明す
る。図３は、図１に示した一実施例の制御装置の動
作を示すフロー・チャートである。具体的には、制御装
置６に含まれる演算装置６０の動作である。まず、ステ
ップ301で動作を開始すると、ステップ302でタイマーを
リセットする。ステップ303から305では、高電圧の電気
負荷５(ヒータEHC)への通電を判断する。本実施例で
は、下記の条件が同時に満足された時に高電圧の電気負
荷５に通電する。

【００２０】 (1) 通電後経過時間t、が設定時間t0より短い (2) 冷却水温度Twが、設定温度Twより低い (3) 車両速度Vcが、設定速度V0より遅いこれは、エンジンが暖気されず排気ガスが触媒により浄
化されていないような状況下でのみ高電圧の電気負荷５
に通電することを意味する。エンジンが暖気された後に
は上記(1)ないし(3)は満足されず、ステップ307にて高
電圧の電気負荷５は遮断される。

【００２１】演算装置６０が高電圧の電気負荷５を導通
する時には、パワーＭＯＳ６１が通電、リレー４の励磁
コイル４ｄに電流が流れ、可動接点４ｃが常開接点４ｂ
に接続される。この状態で充電発電機１のＢ端子は、高
電圧の電気負荷５の方に接続される。すると、バッテリ
２、すなわち低電圧の電気負荷３は、充電発電機１から
切り離され、バッテリ２からのみ低電圧の電気負荷３へ
の給電が行われる。またこの時、リレー４の接点が切り
替わっているので、発電によって高電圧側のＢ端子の発
電電圧Ｖが高くなっても、低電圧側のＳ端子（すなわ
ち、低電圧検出端子）で検出される低電圧側電圧は高く
ならないため、パワー・トランジスタ１３１が常時導通
し、充電発電機１が発電する発電電圧Ｖはますます高く
なる。この様にして充電発電機１の発電可能な範囲の高
電圧の電源が、高電圧の電気負荷５に供給される。

【００２２】しかし、本実施例では充電発電機１が発電
する電圧が高くなると、整流器１１から出力される直流
の発電電圧Ｖを直接検出する電圧検出手段としての「電
圧調整器１３のＢ端子」を介して検出された検出電圧値
によって、補助電圧検出回路１３ｂが動作するような回
路としている。すなわち、電圧調整器１３のＢ端子 (す
なわち、高電圧検出端子)で検出される検出電圧値とし
ての高電圧側電圧が、所定の保護遮断電圧VB(Ｖ)より高
くなると、図２の保護制御手段としての補助電圧検出回
路１３ｂは、当該補助電圧検出回路１３ｂのツェナーダ
イオード１３６を介してトランジスタ１３４を導通し、
電流抑制手段としてのパワートランジスタ１３１及びフ
ライホイルダイオード１３２を働かせ、Ｆ端子から入力
された界磁電流を抑制する。これによって、充電発電機
１が発電するＢ端子の発電電圧Ｖは、(数2)式のように
表される電圧VBに制御される。すなわち、補助電圧検出
回路１３ｂによって制御された発電電圧Ｖとしての保護
遮断電圧VBは、(数2)式のように表される。

【００２３】 VB = Vz(136) + Vf(139a) + VBE(134) ‥‥‥‥‥‥(数2) 但し、Vz(136) ;ツェナー・ダイオード１３６の降伏電
圧(V) Vf(139a);ダイオード１３９ａの順方向電圧(V) 換言すれば、Vz(136)，Vf(139a)，VBE(134)の各電圧を
所定値に設定し、充電発電機１で発電する発電電圧Ｖを
保護遮断電圧VBに制限することができると言える。

【００２４】ところでリレー４の接点が高電圧側に切り
替わっている時に、電圧調整器１３等が破壊して、例え
ば、パワー・トランジスタ１３１が短絡破壊して電圧調
整が不可能になった場合を想定する。この場合は、補助
電圧検出回路１３ｂが機能しないので、電機子巻線１０
ａ，１０ｂ，１０ｃに発生する電圧が更に高くなり、発
電電圧Ｖは無制御状態となる。しかし、実際の発電電圧
ＶとしてのＢ端子電圧VBmaxは、図４に示す等価回路に
よって、次式で表される電圧に抑えられる。

【００２５】 VBmax(a,b) = Vz(11d) - Vf(11a) ‥‥‥‥‥‥(数3.1) ここで、VBmax(a,d);Ｂ端子の発電電圧Ｖとしての最大
電圧(V) ただし、電機子巻線のうち10aに最大電位，10cに最少電
位が発生している場合 Vz(11d);パワー・ツェナー・ダイオード11dの降伏電圧
(V) Vf(11a);パワー・ツェナー・ダイオード11aの順方向電
圧(V)。

【００２６】図４は、図１のパワー・ツェナー・ダイオ
ードの動作を説明する図である。図４の破線で示した２
通りのルート（４Ａ，４Ｂ）で短絡電流が流れるが降伏
電圧及び順方向電圧の差が少なければ、２つのルート
（４Ａ，４Ｂ）を通って流れる電流は等しい。

【００２７】図４の例では、電機子巻線１０ａと１０ｃ
の直列回路に発生する電圧をそれらに接続されたパワー
・ツェナー・ダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｄ，１１
ｅで抑制する場合の等価回路で説明したが、電機子巻線
１０ｂ，１０ｃの組合せ、電機子巻線１０ａ，１０ｂの
組合せの場合も同様である。(数3.1)と同様にして VBmax(b,c) = Vz(11e) - Vf(11b) ‥‥‥‥‥‥(数3.2) VBmax(c,a) = Vz(11f) - Vf(11c) ‥‥‥‥‥‥(数3.3) VBmax(b,a) = Vz(11e) - Vf(11b) ‥‥‥‥‥‥(数3.4) VBmax(c,b) = Vz(11f) - Vf(11c) ‥‥‥‥‥‥(数3.5) VBmax(a,c) = Vz(11d) - Vf(11a) ‥‥‥‥‥‥(数3.6) と表すことができる。

【００２８】電機子巻線に発生する電圧が逐時変化する
と、Ｂ端子電圧VBmaxが (数3.1)〜(数3.6)までの式で表
される電圧に抑制される。従って、Ｂ端子電圧VBmaxの
中の最低のＢ端子最低電圧VBminは、Ｂ端子電圧VBmaxの
中から選択された最小値の電圧であり、次式の様に表さ
れる。

【００２９】 VBmin = MIN{VBmax(a,b),VBmax(b,a),VBmax(b,c), VBmax(c,b),VBmax(c,a),VBmax(a,c)}‥‥‥‥‥‥(数3.7) 以上のことから、充電発電機１の発電可能な範囲の発電
電圧Ｖは、本実施例に用いられている整流器１１のパワ
ー・ツェナー・ダイオード１１ａ〜１１ｆ群が有する固
有特性の降伏電圧(V)と順方向電圧(V)とで制限されるこ
とになる。

【００３０】一方、前述のように電圧調整器１３が破壊
していない場合には、Ｂ端子の発電電圧Ｖは(数2)式で
表される保護遮断電圧VB以下に抑制されている。従っ
て、この保護遮断電圧VBは、(数3.7)式のＢ端子最低電
圧VBminより低いことが望ましいと言える。その理由
は、保護遮断電圧VBがＢ端子最低電圧VBminよりも高い
場合(VB＞VBmin)であれば、充電発電機１としてあるい
は発電装置として保護にならないからである。すなわ
ち、常時パワー・ツェナー・ダイオード１１ａ〜１１ｆ
群に過度の電流が流れ、パワー・ツェナー・ダイオード
の発熱によりパワー・ツェナー・ダイオードが破壊し、
整流器１１が故障するからである。

【００３１】したがって、パワー・ツェナー・ダイオー
ド１１ａ〜１１ｆ群が破壊しないためには、 VBmin＞VB ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(数4) すなわち、(数3.1)〜(数4)を整理して、 VBmin = MIN{Vz(11a),Vz(11b),Vz(11c),Vz(11d),Vz(11e),Vz(11f)} -MAX{Vf(11a),Vf(11b),Vf(11c),Vf(11d),Vf(11e),Vf(11f)＞VB‥‥(数5) 上記(数5)式の関係を満足する必要が有る。

【００３２】(数5)式のVBminは、パワー・ツェナー・ダ
イオード１１ａ〜１１ｆ群の中の最小降伏電圧から、パ
ワー・ツェナー・ダイオード１１ａ〜１１ｆ群の中の最
大順方向電圧を差し引いた値である。本実施例の場合、
順方向電圧Vf(11a)〜Vf(11f)は１(Ｖ)程度であり、降伏
電圧Vz(11a)〜Vz(11f)の３０(Ｖ)に比べて小さいので無
視すると、(数5)は次式(数6)に置換される。

【００３３】 VBmin ≒ Vzmin = MIN{Vz(11a),Vz(11b),Vz(11c),Vz(11d),Vz(11e),Vz(11f)}＞VB ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(数6) すなわち、一般的に順方向電圧Vfは降伏電圧Vzに比して
小さく、順方向電圧の差し引き分を安全率と考え略すれ
ば、発電電圧ＶとしてのＢ端子電圧VBmaxは、パワー・ツ
ェナー・ダイオード１１ａ〜１１ｆの降伏電圧Vzで定ま
り、正しく言えば、発電電圧ＶとしてのＢ端子最低電圧
VBminは、パワー・ツェナー・ダイオード１１ａ〜１１ｆ
群のうちの最小値である最小降伏電圧Vzminで定まると
言える。

【００３４】上記を整理すれば、(数6)の関係はVzmin＞
VBであり、(数6)の関係が満足されていれば、通常の正
常な動作の場合、即ち電圧調整器１３が破壊していない
場合には、パワー・ツェナー・ダイオード１１ａ〜１１
ｆ群は降伏せず、充電発電機１内部に短絡電流が流れる
ことは無いと言える。そして、電圧調整器１３が破壊し
ている場合には、保護遮断電圧VBで制限されることにな
る。したがって、いずれの場合においても、充電発電機
１が発電する高電圧の電源の発電電圧Ｖは、最小降伏電
圧Vzmin以下に抑制されることになる。

【００３５】すなわち、本実施例によれば、高電圧を発
生することが可能な充電発電機１において、(1) 高電圧
発生の際に発生する電圧を保護遮断電圧VBに抑制する、
(2) 万一電圧調整器等が故障した時でも、充電発電機１
の発電電圧をパワー・ツェナー・ダイオードの降伏電圧Vz
以下に抑制する、と言う２重の安全保護手段を有し、
(3) 保護遮断電圧VB(または降伏電圧Vz)を感電しない電
圧に設定する、ことにより高電圧回路に触手した際の感
電事故が回避される。

【００３６】具体的には、高電圧回路に触手しても感電
事故に繋がらないような所定電圧を定める。尚、感電事
故に繋がらないような値としては、直流電源の場合、所
定電圧＝７２(Ｖ)以下が良く、４８(Ｖ)以下が特に望ま
しいと言える。次に、この所定電圧に合致するように、
(数2)式に示したVz(136)，Vf(139a)，VBE(134)の各電圧
に対応する特性を有するダイオードやトランジスタなど
を選定する。そして、(数6)式の関係 Vz＞VBを満たすよ
うに、固有特性の降伏電圧Vzを有する整流素子としての
パワー・ツェナー・ダイオードを選定する。なお、逆の手
順でも可であり、最小降伏電圧Vzminでも可である。

【００３７】次に、本発明による他の実施例を図５、図
６を参照し説明する。図５は、本発明による他の実施
例の電圧調整器を示す内部回路図である。図５に示す電
圧調整器１３’において、パワー・トランジスタ１３
１、フライホイル・ダイオード１３２、抵抗器１３３
は、図１の電圧調整器１３と同一部品である。低電圧側
のＳ端子の電圧を検出し調整する主電圧検出回路１３Ａ
は、比較器１４２、分圧抵抗器１４４ａ、１４４ｂ、負
の温度特性を発生する温度検出回路１４５で構成され
る。高電圧側のＢ端子の電圧を検出し制御する補助電圧
検出回路１３Ｂは、比較器１４１、分圧抵抗器１４３
ａ、１４３ｂ、正の温度特性を発生する温度検出回路１
４６、ＡＮＤゲート１４０で構成される。なお、補助電
圧検出回路１３Ｂが設定されない場合は、ＡＮＤゲート
１４０は不要である。

【００３８】上記構成の動作について説明する。まず、
Ｓ端子の電圧が予め設定された調整電圧Vsより高い時に
は、比較器１４２の出力が”Ｌｏｗ”となる。そして、
ＡＮＤゲート１４０の出力が”Ｌｏｗ”となり、パワー
・トランジスタ１３１が遮断される。一方、Ｂ端子の電
圧が予め設定された保護遮断電圧VBより高い時にも、比
較器１４１の出力が”Ｌｏｗ”となる。そして、ＡＮＤ
ゲート１４０の出力が”Ｌｏｗ”となり、パワー・トラ
ンジスタ１３１が遮断される。

【００３９】ところで、図６は、周囲温度に対する電圧
調整器の電圧特性を示す図である。

【００４０】図６(ａ)の特性に示したように、調整電圧
Vsの周囲温度に対する特性は、電圧Vsが低温時に高く高
温時に低く設定されている。すなわち、低温時にバッテ
リへの充電電流を大きくするように負の温度勾配係数を
もって設定されている。しかしながらパワー・ツェナー
・ダイオード１１ａ〜１１ｆの降伏電圧Vzの固有の温度
勾配係数は、図６(ｃ)の特性に示したように、正の温度
勾配係数を取る場合がある。そこで、図６(ｂ)の保護遮
断電圧VBの特性は、正の温度勾配係数を有するパワー・
ツェナー・ダイオードに対応させるものである。即ち、
温度補正手段としての温度検出回路１４６の正の温度特
性を、パワー・ツェナー・ダイオードの正の温度勾配係数
に合わせることにより、保護遮断電圧VBを低温時に低
く、高温時に高く設定するものである。換言すれば、電
圧調整器１３’は、当該電圧調整器１３’によって調整
されている保護遮断電圧VB(Ｖ)の周囲温度に対する電圧
変化量が、パワー・ツェナー・ダイオードが固有している
降伏電圧Vz(Ｖ)の周囲温度に対する特性変化量とほぼ等
しくなるよう補正する温度補正手段を有することにな
る。

【００４１】上記実施例によって、高電圧の電気負荷５
に調整して給電する保護遮断電圧VBを、パワー・ツェナ
ー・ダイオード固有の降伏電圧Vz(最小降伏電圧Vzmin)
に限りなく近く、高く設定することができるので、高電
圧の電気負荷５に与え得る電力をできる限り高くでき
る。例えば、高電圧の電気負荷５がエンジンの排気ガス
を浄化する触媒を暖めるヒータである場合には、エンジ
ンを始動した後に早く触媒を暖めることができ、排気ガ
スの有害物質を高速に除去することができる。しかしな
がら、高電圧回路に触手しても感電事故に繋がらないよ
うな電圧として保護遮断電圧VBは設定されることが望ま
しい。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、機器の故障による過電
圧の発生が回避され、感電事故が防止され、車両の安全
性が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の交流発電機を示す回路
図である。

【図２】本発明による一実施例の電圧調整器を示す内部
回路図である。

【図３】図１に示した一実施例の制御装置の動作を示す
フロー・チャートである。

【図４】図１のパワー・ツェナー・ダイオードの動作を
説明する図である。

【図５】本発明による他の実施例の電圧調整器を示す内
部回路図である。

【図６】周囲温度に対する電圧調整器の電圧特性を示す
図である。

【符号の説明】

１…充電発電機、２…バッテリ、３…低電圧の電気負
荷、４…リレー、４ａ…常閉接点、４ｂ…常開接点、４
ｃ…可動接点、４ｄ…アーマチャコイル、５…高電圧の
電気負荷、６…制御装置、７…キースイッチ、１０…交
流発電機、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…電機子巻線、１０
ｄ…界磁巻線、１１…整流器、１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ…パワー・ツェナー・ダイ
オード、１３，１３’…電圧調整器、６０…演算装置、
６１…パワーＭＯＳ、１３Ａ…主電圧検出回路、１３Ｂ
…補助電圧検出回路、１３１…パワー・トランジスタ、
１３２…フライホイル・ダイオード、１３３，１３５，
１３７…抵抗器、１３４…トランジスタ、１３６，１３
８…ツェナー・ダイオード、１３９ａ，１３９ｂ…ダイ
オード、１４０…ＡＮＤゲート、１４１，１４２…比較
器、１４３ａ，１４３ｂ，１４４ａ，１４４ｂ…分圧抵
抗器、１４５…負の温度特性を発生する温度検出回路、
１４６…正の温度特性を発生する温度検出回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者引田栄茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電機子巻線と界磁巻線とを有し交流を発電
する交流発電機と、該電機子巻線から出力される該交流を、固有特性の降伏
電圧Vz(Ｖ)を有している複数個の整流素子から成る整流
回路にて直流に変換する整流器と、該整流器から出力される前記直流を前記界磁巻線を介し
て入力し前記界磁巻線に流れる界磁電流を抑制する電流
抑制手段と，該整流器から出力される前記直流電圧を検
出する電圧検出手段と，該検出電圧値と所定の保護遮断
電圧VB(Ｖ)との大小比較判定に基づいて前記電流抑制手
段を制御する保護制御手段とを有し、前記界磁電流を抑
制することにより、前記直流電圧を前記保護遮断電圧VB
(Ｖ)に調整する電圧調整器とを備え、前記降伏電圧Vz(Ｖ)と前記保護遮断電圧VB(Ｖ)との関係
が、Vz＞VBの関係に設定されていることを特徴とする充
電発電機。
【請求項２】請求項１において、前記複数個の整流素子
が固有している複数個の降伏電圧Vzのうちの最小値を最
小降伏電圧Vzmin(Ｖ)としたとき、Vzmin＞VBの関係にあ
ることを特徴とする充電発電機。
【請求項３】請求項１において、前記電圧調整器は、当
該電圧調整器によって調整されている前記保護遮断電圧
VB(Ｖ)の周囲温度に対する電圧変化量が、前記整流素子
が固有している前記降伏電圧Vz(Ｖ)の周囲温度に対する
特性変化量とほぼ等しくなるよう補正する、温度補正手
段を有することを特徴とする充電発電機。
【請求項４】電機子巻線と界磁巻線とを有する交流発電
機が該電機子巻線にて発電した交流を固有特性の降伏電
圧Vz(Ｖ)を有する複数個の整流素子から成る整流器にて
変換した直流が前記界磁巻線に流れる界磁電流を入力す
る界磁電流入力手段と、該界磁電流入力手段から入力された前記界磁電流を抑制
する電流抑制手段と、前記整流器から出力される前記直流の電圧を検出する電
圧検出手段と、該電圧検出手段にて検出された検出電圧値と所定の保護
遮断電圧VB(Ｖ)との大小比較判定に基づいて前記電流抑
制手段を制御する保護制御手段とを有し、前記界磁電流を抑制することにより前記交流発電機によ
って発電され前記整流器によって変換された前記直流の
電圧を前記保護遮断電圧VB(Ｖ)に調整する電圧調整器で
あって、前記保護遮断電圧VB(Ｖ)は、前記降伏電圧Vz(Ｖ)に対し
て、Vz＞VBの関係に設定されていることを特徴とする電
圧調整器。