JPH11196599A - ジェネレータの調整装置および方法 - Google Patents
ジェネレータの調整装置および方法Info
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- JPH11196599A JPH11196599A JP10287780A JP28778098A JPH11196599A JP H11196599 A JPH11196599 A JP H11196599A JP 10287780 A JP10287780 A JP 10287780A JP 28778098 A JP28778098 A JP 28778098A JP H11196599 A JPH11196599 A JP H11196599A
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- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
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- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field
- H02J7/24—Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02J7/2434—Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices with pulse modulation
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３つのステータインダクタンスＬ１〜Ｌ３
と、該ステータインダクタンスにおいて磁極輪電圧ＵＳ
１〜ＵＳ３によって発生される電流を整流する整流器ブ
リッジＤＢとを備えた、ジェネレータの調整装置を従来
のジェネレータにも使用できるようにする。 【解決手段】 スイッチング区間がダイオードブリッジ
として構成されている整流器ブリッジに対して並列であ
るスイッチング素子Ｔを用いて、該スイッチング素子に
相応の制御信号を供給することによって少なくとも短時
間整流器ブリッジを短絡する。
と、該ステータインダクタンスにおいて磁極輪電圧ＵＳ
１〜ＵＳ３によって発生される電流を整流する整流器ブ
リッジＤＢとを備えた、ジェネレータの調整装置を従来
のジェネレータにも使用できるようにする。 【解決手段】 スイッチング区間がダイオードブリッジ
として構成されている整流器ブリッジに対して並列であ
るスイッチング素子Ｔを用いて、該スイッチング素子に
相応の制御信号を供給することによって少なくとも短時
間整流器ブリッジを短絡する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１または１
１の上位概念に記載の、ジェネレータ、例えば自動車に
おける、内燃機関によって駆動可能な３相交流ジェネレ
ータの調整装置および方法に関する。
１の上位概念に記載の、ジェネレータ、例えば自動車に
おける、内燃機関によって駆動可能な３相交流ジェネレ
ータの調整装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車において必要とされる電気エネル
ギーを生成するために、今日普通は、ランデル型のジェ
ネレータが使用される。ランデル型のジェネレータは、
出力電流がダイオードブリッジを用いて整流されるＡＣ
ジェネレータである。整流された電流はそれから、自動
車の電気負荷の給電のため並びにバッテリーの充電のた
めに使用される。
ギーを生成するために、今日普通は、ランデル型のジェ
ネレータが使用される。ランデル型のジェネレータは、
出力電流がダイオードブリッジを用いて整流されるＡＣ
ジェネレータである。整流された電流はそれから、自動
車の電気負荷の給電のため並びにバッテリーの充電のた
めに使用される。
【０００３】この種のＡＣジェネレータは、フィールド
電流が流れるフィールドコイルを有している。フィール
ド電流は電圧調整器を用いて、ジェネレータの出力電圧
がジェネレータの回転数に無関係にほぼ一定であるよう
に調整される。調整する、電圧の高さは通例、それがバ
ッテリーの充電のために最適に適しているように選択さ
れる。種々様々な条件に無関係に、この電圧はほぼ、１
２Ｖと１４．５Ｖとの間にある。
電流が流れるフィールドコイルを有している。フィール
ド電流は電圧調整器を用いて、ジェネレータの出力電圧
がジェネレータの回転数に無関係にほぼ一定であるよう
に調整される。調整する、電圧の高さは通例、それがバ
ッテリーの充電のために最適に適しているように選択さ
れる。種々様々な条件に無関係に、この電圧はほぼ、１
２Ｖと１４．５Ｖとの間にある。
【０００４】多数の負荷を有する車載電源系統では、エ
ネルギー供給のために１２Ｖの電圧では十分ではないと
いう問題がある。殊に、１２Ｖより高い電圧を必要とす
る負荷に給電するために、ジェネレータが少なくとも一
時的に例えば４０Ｖの一層高い出力電圧に調整されると
いう解決法が公知である。その場合この比較的高い電圧
は当該負荷において直接取り出され、車載電源系統の給
電ないしバッテリー充電のために必要な低い電圧は直流
電圧変換器を用いてこの比較的高い電圧から取り出され
る。従来のＤＣ／ＤＣ変換器は電力トランジスタ、ダイ
オードおよびコンデンサの他に、誘電素子も必要とする
ので、これらは比較的煩雑である。このことは、トラン
スおよび平滑コイルを備えた変成器型（電位的に分離し
ている）変換器および蓄積チョークを有する電位的に結
合しているチョーク変換器に当てはまる。この種の、Ｄ
Ｃ／ＤＣ変換器を用いるジェネレータ制御は例えば、ヨ
ーロッパ特許出願公告第０３２５５２０号公報から公知
である。
ネルギー供給のために１２Ｖの電圧では十分ではないと
いう問題がある。殊に、１２Ｖより高い電圧を必要とす
る負荷に給電するために、ジェネレータが少なくとも一
時的に例えば４０Ｖの一層高い出力電圧に調整されると
いう解決法が公知である。その場合この比較的高い電圧
は当該負荷において直接取り出され、車載電源系統の給
電ないしバッテリー充電のために必要な低い電圧は直流
電圧変換器を用いてこの比較的高い電圧から取り出され
る。従来のＤＣ／ＤＣ変換器は電力トランジスタ、ダイ
オードおよびコンデンサの他に、誘電素子も必要とする
ので、これらは比較的煩雑である。このことは、トラン
スおよび平滑コイルを備えた変成器型（電位的に分離し
ている）変換器および蓄積チョークを有する電位的に結
合しているチョーク変換器に当てはまる。この種の、Ｄ
Ｃ／ＤＣ変換器を用いるジェネレータ制御は例えば、ヨ
ーロッパ特許出願公告第０３２５５２０号公報から公知
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
のジェネレータにも使用することができる、ジェネレー
タの調整装置および方法を提供することである。
のジェネレータにも使用することができる、ジェネレー
タの調整装置および方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の特徴部分に記
載の構成を有する本発明のジェネレータ調整装置および
請求項１１の特徴部分に記載の構成を有する本発明のジ
ェネレータ調整方法は、従来のジェネレータにも使用可
能であるという利点を有している。この種のジェネレー
タ、例えばランデル型のジェネレータは比較的高い電圧
レベル、例えば約４２Ｖを有する車載電源に対する電圧
整合を行うことができる。この電圧整合は殊に、ジェネ
レータの出力電圧が従来の励磁電流調整における低い回
転数領域において４２Ｖより小さい場合にも、可能であ
る。その際特別有利にも、負荷チョークが必要でない。
というのはいずれにせよ存在するステータインダクタン
スが蓄積チョークとして使用されるからである。これに
より有利にも、系コストを低減しかつ構造体積を低減す
ることができる。
載の構成を有する本発明のジェネレータ調整装置および
請求項１１の特徴部分に記載の構成を有する本発明のジ
ェネレータ調整方法は、従来のジェネレータにも使用可
能であるという利点を有している。この種のジェネレー
タ、例えばランデル型のジェネレータは比較的高い電圧
レベル、例えば約４２Ｖを有する車載電源に対する電圧
整合を行うことができる。この電圧整合は殊に、ジェネ
レータの出力電圧が従来の励磁電流調整における低い回
転数領域において４２Ｖより小さい場合にも、可能であ
る。その際特別有利にも、負荷チョークが必要でない。
というのはいずれにせよ存在するステータインダクタン
スが蓄積チョークとして使用されるからである。これに
より有利にも、系コストを低減しかつ構造体積を低減す
ることができる。
【０００７】ジェネレータの整流器ブリッジに、整流器
ブリッジを短時間短絡することができる付加的な回路装
置を接続することによってこの利点が得られる。これに
より、ジェネレータはブーストされる。ジェネレータか
らバッテリーへのエネルギー供給が中断されている場
合、生成されたエネルギーはジェネレータのステータイ
ンダクタンスに一時記憶される。所謂相電圧はこれによ
り高められる。整流器ブリッジの電気的な接続の短絡お
よび再中断は有利には、制御可能な電力トランジスタに
よって、整流器ブリッジで取り出される、ジェネレータ
の出力電圧が約４２Ｖである値に高められるように、行
われる。
ブリッジを短時間短絡することができる付加的な回路装
置を接続することによってこの利点が得られる。これに
より、ジェネレータはブーストされる。ジェネレータか
らバッテリーへのエネルギー供給が中断されている場
合、生成されたエネルギーはジェネレータのステータイ
ンダクタンスに一時記憶される。所謂相電圧はこれによ
り高められる。整流器ブリッジの電気的な接続の短絡お
よび再中断は有利には、制御可能な電力トランジスタに
よって、整流器ブリッジで取り出される、ジェネレータ
の出力電圧が約４２Ｖである値に高められるように、行
われる。
【０００８】その際整流器ブリッジを短絡することがで
きる回路装置は有利には、電力トランジスタ、例えばＭ
ＯＳＦＥＴの他に更にダイオードおよびコンデンサを有
しており、これらは、ダイオードが、バッテリーないし
車載電源が短絡されることを妨げるに接続形成されてい
る。コンデンサはバッテリーに並列に接続されかつ有利
にも取り出された出力電圧を平滑化する。
きる回路装置は有利には、電力トランジスタ、例えばＭ
ＯＳＦＥＴの他に更にダイオードおよびコンデンサを有
しており、これらは、ダイオードが、バッテリーないし
車載電源が短絡されることを妨げるに接続形成されてい
る。コンデンサはバッテリーに並列に接続されかつ有利
にも取り出された出力電圧を平滑化する。
【０００９】本発明のその他の利点はその他の請求項に
記載の構成によって実現される。
記載の構成によって実現される。
【００１０】図２および図３の実施例に示されている構
成によって別の利点が得られる。即ち、例えば、全波制
御される整流器ブリッジが制御されるトランジスタによ
って実現されるとき、ブーストトランジスタを省略する
ことができ、その場合有利にも系全体の一層高い効率を
得ることができる。というのは、電力スイッチが適当に
選択されていればオン状態損失は、ダイオードを用いて
構成されている制御されない整流器ブリッジの場合より
僅かであるからである。制御される電力スイッチとして
ＭＯＳ電界効果トランジスタが特別有利に使用される。
成によって別の利点が得られる。即ち、例えば、全波制
御される整流器ブリッジが制御されるトランジスタによ
って実現されるとき、ブーストトランジスタを省略する
ことができ、その場合有利にも系全体の一層高い効率を
得ることができる。というのは、電力スイッチが適当に
選択されていればオン状態損失は、ダイオードを用いて
構成されている制御されない整流器ブリッジの場合より
僅かであるからである。制御される電力スイッチとして
ＭＯＳ電界効果トランジスタが特別有利に使用される。
【００１１】フリーホイールダイオードの代わりに付加
的に電力スイッチが使用される場合、オン状態損失の一
層の低減を実現することができ、このことは、電力スイ
ッチがＭＯＳ電界効果トランジスタによって形成される
場合には殊に当てはまる。従来の装置に比べて、素子数
を低減することができかつ装置全体の効率を高めること
ができる点で特に有利である。
的に電力スイッチが使用される場合、オン状態損失の一
層の低減を実現することができ、このことは、電力スイ
ッチがＭＯＳ電界効果トランジスタによって形成される
場合には殊に当てはまる。従来の装置に比べて、素子数
を低減することができかつ装置全体の効率を高めること
ができる点で特に有利である。
【００１２】
【実施例】本発明の４つの実施例が図面に示されてお
り、次に本発明をこれら図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
り、次に本発明をこれら図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【００１３】図１には、本発明を理解するのに重要な、
自動車のジェネレータ（オルタネータ）並びに車載電源
系統の構成部分が図示されている。ジェネレータ、例え
ばランデル型ジェネレータはステータインダクタンスＬ
１，Ｌ２，Ｌ３並びに巻線抵抗である抵抗Ｒ１，Ｒ２お
よびＲ３を有している。ジェネレータは相電圧ＵＳ１，
ＵＳ２，ＵＳ３を発生する。これら電圧は、磁極輪電圧
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３における電
圧と、ステータインダクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３とから
形成される。これら電圧のため電流Ｉ１，Ｉ２およびＩ
３が生じ、それら電流はダイオードブリッジＤＢを介し
て整流されかつジェネレータ出力電流ＩＧになる。ジェ
ネレータ出力電流は車載電源系統負荷の給電のために用
いられる。
自動車のジェネレータ（オルタネータ）並びに車載電源
系統の構成部分が図示されている。ジェネレータ、例え
ばランデル型ジェネレータはステータインダクタンスＬ
１，Ｌ２，Ｌ３並びに巻線抵抗である抵抗Ｒ１，Ｒ２お
よびＲ３を有している。ジェネレータは相電圧ＵＳ１，
ＵＳ２，ＵＳ３を発生する。これら電圧は、磁極輪電圧
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３における電
圧と、ステータインダクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３とから
形成される。これら電圧のため電流Ｉ１，Ｉ２およびＩ
３が生じ、それら電流はダイオードブリッジＤＢを介し
て整流されかつジェネレータ出力電流ＩＧになる。ジェ
ネレータ出力電流は車載電源系統負荷の給電のために用
いられる。
【００１４】ジェネレータＧの調整は従来通り電圧調整
器（レギュレータ）Ｒを用いて行われる。電圧調整器は
フィールド巻線Ｆを流れるフィールド電流ＩＦを、前以
て決められた電圧が生じるように調整する。電圧調整器
Ｒには、入力信号Ｅが、例えば種々の電圧および／また
は電流および／またはジェネレータ回転数などが供給さ
れる。電圧調整器は出力信号Ａを送出することができ、
それを用いて例えばスイッチまたは類似のものを操作す
ることができる。
器（レギュレータ）Ｒを用いて行われる。電圧調整器は
フィールド巻線Ｆを流れるフィールド電流ＩＦを、前以
て決められた電圧が生じるように調整する。電圧調整器
Ｒには、入力信号Ｅが、例えば種々の電圧および／また
は電流および／またはジェネレータ回転数などが供給さ
れる。電圧調整器は出力信号Ａを送出することができ、
それを用いて例えばスイッチまたは類似のものを操作す
ることができる。
【００１５】ジェネレータＧに、回路装置ＳＣＨが接続
されている。この回路装置はトランジスタＴ、ダイオー
ドＤおよびコンデンサＣを有している。この回路装置Ｓ
ＣＨによって本発明のジェネレータ調整を行うことがで
きる。即ち、ダイオードブリッジＤＢに並列に接続され
ている、例えばＭＯＳ電界効果トランジスタであるトラ
ンジスタＴが一時的にダイオードブリッジＤＢを短絡す
る。トランジスタＴは実施例では、電圧調整器Ｒに集積
されているパルス幅変調段ＰＷＭを用いて導通状態また
は非道通状態に制御される。トランジスタＴのクロック
周波数は中間周波領域にありかつパルス幅変調段ＰＷＭ
によって決められる。このパルス幅変調段は必ずしも電
圧調整器Ｒに集積されている必要はなく、例えば別個の
段として構成されていてもよいしまたは車両の制御装置
に集積されていてもよい。トランジスタＴの別様の制御
も考えられる。
されている。この回路装置はトランジスタＴ、ダイオー
ドＤおよびコンデンサＣを有している。この回路装置Ｓ
ＣＨによって本発明のジェネレータ調整を行うことがで
きる。即ち、ダイオードブリッジＤＢに並列に接続され
ている、例えばＭＯＳ電界効果トランジスタであるトラ
ンジスタＴが一時的にダイオードブリッジＤＢを短絡す
る。トランジスタＴは実施例では、電圧調整器Ｒに集積
されているパルス幅変調段ＰＷＭを用いて導通状態また
は非道通状態に制御される。トランジスタＴのクロック
周波数は中間周波領域にありかつパルス幅変調段ＰＷＭ
によって決められる。このパルス幅変調段は必ずしも電
圧調整器Ｒに集積されている必要はなく、例えば別個の
段として構成されていてもよいしまたは車両の制御装置
に集積されていてもよい。トランジスタＴの別様の制御
も考えられる。
【００１６】ダイオードブリッジＤＢと電力トランジス
タＴとの短時間の短絡によって、ジェネレータＧからバ
ッテリーＢへのエネルギーの流れが中断されることにな
る。これにより、ジェネレータをブーストすることがで
きる。その際エネルギーはジェネレータのステータイン
ダクタンスＬ１，Ｌ２およびＬ３に一時的に蓄積され
る。ダイオードＤ１は、電流が逆流しかつ後続の車載電
源系統ないしバッテリーＢが短絡しかつ放電するのを妨
げるものである。トランジスタＴが阻止されると、ステ
ータインダクタンスに蓄積されているエネルギーは誘起
電圧の形になって、それはその都度の磁極輪電圧Ｕ１，
Ｕ２およびＵ３に加算される。この結果ジェネレータの
出力電圧は一層高くなる。導通および阻止持続時間を適
当に変化することによって、４２Ｖの出力電圧に調整す
ることができる。４２Ｖの充電電圧は３６Ｖの電源電圧
に相応する。回路装置ＳＣＨの出力側におけるコンデン
サＣはパルス化された出力電流の平滑化のために用いら
れる。回路装置ＳＣＨは通例、ジェネレータ・昇圧器・
ユニット（Generator-Hochsetzsteller-Einheit）と称
される。
タＴとの短時間の短絡によって、ジェネレータＧからバ
ッテリーＢへのエネルギーの流れが中断されることにな
る。これにより、ジェネレータをブーストすることがで
きる。その際エネルギーはジェネレータのステータイン
ダクタンスＬ１，Ｌ２およびＬ３に一時的に蓄積され
る。ダイオードＤ１は、電流が逆流しかつ後続の車載電
源系統ないしバッテリーＢが短絡しかつ放電するのを妨
げるものである。トランジスタＴが阻止されると、ステ
ータインダクタンスに蓄積されているエネルギーは誘起
電圧の形になって、それはその都度の磁極輪電圧Ｕ１，
Ｕ２およびＵ３に加算される。この結果ジェネレータの
出力電圧は一層高くなる。導通および阻止持続時間を適
当に変化することによって、４２Ｖの出力電圧に調整す
ることができる。４２Ｖの充電電圧は３６Ｖの電源電圧
に相応する。回路装置ＳＣＨの出力側におけるコンデン
サＣはパルス化された出力電流の平滑化のために用いら
れる。回路装置ＳＣＨは通例、ジェネレータ・昇圧器・
ユニット（Generator-Hochsetzsteller-Einheit）と称
される。
【００１７】回路装置ＳＣＨを用いたジェネレータ調整
を、回路装置ＳＣＨの出力側に、従来のジェネレータ電
圧に対して著しく高められておりかつ例えば４２Ｖであ
る電圧が生じるよう行うべきあれば、従来の車載電源系
統は直流電圧変換器ＤＣＷを用いて給電されなければな
らない。比較的高い電圧を供給すべきである電源系統負
荷、例えばウィンドウガラスヒータＲ４はスイッチＳ１
を用いて４２Ｖに直接接続することができる。これに対
して負荷Ｒ５はスイッチＳ２を介して１２Ｖに接続され
る。これに対して負荷Ｒ５はスイッチＳ２を介して１２
Ｖに加えられる。それぞれの電圧レベルは独自のバッテ
リーを有しており、図にはＢ４２およびＢ１２として示
されている。
を、回路装置ＳＣＨの出力側に、従来のジェネレータ電
圧に対して著しく高められておりかつ例えば４２Ｖであ
る電圧が生じるよう行うべきあれば、従来の車載電源系
統は直流電圧変換器ＤＣＷを用いて給電されなければな
らない。比較的高い電圧を供給すべきである電源系統負
荷、例えばウィンドウガラスヒータＲ４はスイッチＳ１
を用いて４２Ｖに直接接続することができる。これに対
して負荷Ｒ５はスイッチＳ２を介して１２Ｖに接続され
る。これに対して負荷Ｒ５はスイッチＳ２を介して１２
Ｖに加えられる。それぞれの電圧レベルは独自のバッテ
リーを有しており、図にはＢ４２およびＢ１２として示
されている。
【００１８】系全体を設計する際、ダイオードブリッジ
ＤＢが、それが４２Ｖに適しているように設計されてい
ることに留意すべきである。ジェネレータも、４２Ｖの
出力電圧が難なく出力されるように設計されるべきであ
る。電圧調整器ないしパルス幅変調段ＰＷＭは、必要な
制御信号が発生可能であるように構成されていあるべき
である。マイクロプロセッサ制御される系において、制
御信号はマイクロプロセッサによって用意することがで
き、マイクロプロセッサは内燃機関の制御装置であって
もよい。
ＤＢが、それが４２Ｖに適しているように設計されてい
ることに留意すべきである。ジェネレータも、４２Ｖの
出力電圧が難なく出力されるように設計されるべきであ
る。電圧調整器ないしパルス幅変調段ＰＷＭは、必要な
制御信号が発生可能であるように構成されていあるべき
である。マイクロプロセッサ制御される系において、制
御信号はマイクロプロセッサによって用意することがで
き、マイクロプロセッサは内燃機関の制御装置であって
もよい。
【００１９】図２および図３において、本発明の２つの
別の実施例が示されており、その際図１に含まれている
フィールド巻線並びに電圧調整器および第２の電圧レベ
ルも基本的に存在しているが、詳細には示されていな
い。整流器ブリッジＤＢは両方の実施例において、６つ
の電力スイッチ、例えばトランジスタＴ１ないしＴ６を
有する全波制御ブリッジによって置換されている。フリ
ーホイールとして、ダイオードＤ１が用いられる。ダイ
オードは全波制御ブリッジの構成部分と見なすことがで
きかつコンデンサＣと接続されている。図３の実施例で
は、フリーホイールダイオードは、同様に全波制御ブリ
ッジの構成部分である別のトランジスタＴ７によって置
換されている。
別の実施例が示されており、その際図１に含まれている
フィールド巻線並びに電圧調整器および第２の電圧レベ
ルも基本的に存在しているが、詳細には示されていな
い。整流器ブリッジＤＢは両方の実施例において、６つ
の電力スイッチ、例えばトランジスタＴ１ないしＴ６を
有する全波制御ブリッジによって置換されている。フリ
ーホイールとして、ダイオードＤ１が用いられる。ダイ
オードは全波制御ブリッジの構成部分と見なすことがで
きかつコンデンサＣと接続されている。図３の実施例で
は、フリーホイールダイオードは、同様に全波制御ブリ
ッジの構成部分である別のトランジスタＴ７によって置
換されている。
【００２０】図２および図３に示されている２つの実施
例によって、本発明の解決法と理解すべきである、例え
ばランデル型ジェネレータに対して、一層高い車載電源
電圧に電圧を整合するための２つの変形例が示される。
次にこれらの回路の作動法を説明する：６つの電力トラ
ンジスタ、即ち全波制御ブリッジ回路のトランジスタＴ
１ないしＴ６の同時の制御によって、ジェネレータＧの
ブーストが実現される。電力スイッチとして、例えばＭ
ＯＳ電界効果トランジスタが使用される。電力スイッチ
Ｔ１ないしＴ６が導通しているフェーズの期間、ステー
タインダクタンスＬ１，Ｌ２およびＬ３にエネルギーが
一次蓄積され、このエネルギーはトランジスタの阻止フ
ェーズにおいて解放されかつ相電圧を高めるようにす
る。これにより、内燃機関の軸によって駆動されるジェ
ネレータは殊に低い回転数領域において、例えば４２Ｖ
の車載電源電圧レベルを発生するための一層高い電圧を
使用することができる。図２の実施例のダイオードＤ１
は、バッテリーＢ４２が電力スイッチないしトランジス
タＴ１ないしＴ７の導電フェーズの期間に同様に短絡さ
れかつ放電されることを妨げるものである。
例によって、本発明の解決法と理解すべきである、例え
ばランデル型ジェネレータに対して、一層高い車載電源
電圧に電圧を整合するための２つの変形例が示される。
次にこれらの回路の作動法を説明する：６つの電力トラ
ンジスタ、即ち全波制御ブリッジ回路のトランジスタＴ
１ないしＴ６の同時の制御によって、ジェネレータＧの
ブーストが実現される。電力スイッチとして、例えばＭ
ＯＳ電界効果トランジスタが使用される。電力スイッチ
Ｔ１ないしＴ６が導通しているフェーズの期間、ステー
タインダクタンスＬ１，Ｌ２およびＬ３にエネルギーが
一次蓄積され、このエネルギーはトランジスタの阻止フ
ェーズにおいて解放されかつ相電圧を高めるようにす
る。これにより、内燃機関の軸によって駆動されるジェ
ネレータは殊に低い回転数領域において、例えば４２Ｖ
の車載電源電圧レベルを発生するための一層高い電圧を
使用することができる。図２の実施例のダイオードＤ１
は、バッテリーＢ４２が電力スイッチないしトランジス
タＴ１ないしＴ７の導電フェーズの期間に同様に短絡さ
れかつ放電されることを妨げるものである。
【００２１】図３の実施例では、ダイオードに代わっ
て、別の電力トランジスタ、例えばＭＯＳ電界効果トラ
ンジスタＴ７が使用される、このスイッチの制御は、こ
のスイッチがブリッジ回路のトランジスタの導通フェー
ズの期間に阻止されておりかつ阻止フェーズの期間に導
通しているように行われる。この方法は同期検波に相応
している。導通および阻止持続時間を適当に変化するこ
とによって、例えばパルス休止期間の割合、即ち導電フ
ェーズと非導電フェーズとの間の比を変化することによ
って、４２Ｖの出力電圧に調整することができる。必要
に応じて４２Ｖとは別の電圧を得るようにすることも勿
論可能である。
て、別の電力トランジスタ、例えばＭＯＳ電界効果トラ
ンジスタＴ７が使用される、このスイッチの制御は、こ
のスイッチがブリッジ回路のトランジスタの導通フェー
ズの期間に阻止されておりかつ阻止フェーズの期間に導
通しているように行われる。この方法は同期検波に相応
している。導通および阻止持続時間を適当に変化するこ
とによって、例えばパルス休止期間の割合、即ち導電フ
ェーズと非導電フェーズとの間の比を変化することによ
って、４２Ｖの出力電圧に調整することができる。必要
に応じて４２Ｖとは別の電圧を得るようにすることも勿
論可能である。
【００２２】集積された昇圧装置Ｔ１ないしＴ６および
Ｄ１，Ｔ１ないしＴ１ないしＴ６，Ｔ７の出力側におけ
るコンデンサＣは、出力側電圧を平滑化するために用い
られる。
Ｄ１，Ｔ１ないしＴ１ないしＴ６，Ｔ７の出力側におけ
るコンデンサＣは、出力側電圧を平滑化するために用い
られる。
【００２３】６つの電力スイッチ（電界効果トランジス
タ）の制御は有利には、パルス幅変調で行われるが、別
の制御方法も可能である。この種の制御方法として、所
謂デッド・ビート原理（Dead-Beat-Prinzip）またはパ
ルス繰り返し変調が使用される。電力スイッチとして基
本的に、例えばＭＯＳ電界効果トランジスタ、絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolartr
ansistor＝ＩＧＢＴ）またはバイポーラトランジスタを
使用することができる。電力スイッチがブリッジ回路に
おいて使用されるとき、スイッチが逆並列に接続された
フリーホイールダイオードを有していることに注目され
なければならない。このことはＭＯＳ電界効果トランジ
スタではプロセスに規定されてそうなるので、この素子
が好んで使用される。電力スイッチとしてこの所謂ボデ
ー・ダイオードを有しているい素子が使用される場合
は、フリーホイールダイオードはディスクレートな素子
として使用されなければならない。
タ）の制御は有利には、パルス幅変調で行われるが、別
の制御方法も可能である。この種の制御方法として、所
謂デッド・ビート原理（Dead-Beat-Prinzip）またはパ
ルス繰り返し変調が使用される。電力スイッチとして基
本的に、例えばＭＯＳ電界効果トランジスタ、絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolartr
ansistor＝ＩＧＢＴ）またはバイポーラトランジスタを
使用することができる。電力スイッチがブリッジ回路に
おいて使用されるとき、スイッチが逆並列に接続された
フリーホイールダイオードを有していることに注目され
なければならない。このことはＭＯＳ電界効果トランジ
スタではプロセスに規定されてそうなるので、この素子
が好んで使用される。電力スイッチとしてこの所謂ボデ
ー・ダイオードを有しているい素子が使用される場合
は、フリーホイールダイオードはディスクレートな素子
として使用されなければならない。
【００２４】図４には、本発明の別の実施例が示されて
いるが、ここではジェネレータのブリッジ整流器は３つ
のダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４並びに３つのトランジス
タＴ８，Ｔ９およびＴ１０を有している。整流器ブリッ
ジのこの構成により、トランジスタを適当に制御するこ
とによって、整流も、昇圧も可能になる。従って、ここ
での整流器装置は、整流器と昇圧装置とを表している。
この回路によって、昇圧装置が収容されているランデル
型ジェネレータが実現される。
いるが、ここではジェネレータのブリッジ整流器は３つ
のダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４並びに３つのトランジス
タＴ８，Ｔ９およびＴ１０を有している。整流器ブリッ
ジのこの構成により、トランジスタを適当に制御するこ
とによって、整流も、昇圧も可能になる。従って、ここ
での整流器装置は、整流器と昇圧装置とを表している。
この回路によって、昇圧装置が収容されているランデル
型ジェネレータが実現される。
【００２５】直流電圧変換器として動作する昇圧装置を
ブリッジ整流器に収容することによって、本発明の別の
実施例に比べて、素子数の低減が実現される。図２の昇
圧装置のダイオードにおける電圧降下は生じなくなるの
で、図４の実施例における損失電力は図２の実施例の場
合より僅かであり、従って効率が改善されている。トラ
ンジスタＴ８，Ｔ９およびＴ１０として電界効果トラン
ジスタが使用される場合、効果は一層改善される。とい
うのは、電界効果トランジスタはダイオード損失に比べ
て僅かなオン状態損失を有しているからである。
ブリッジ整流器に収容することによって、本発明の別の
実施例に比べて、素子数の低減が実現される。図２の昇
圧装置のダイオードにおける電圧降下は生じなくなるの
で、図４の実施例における損失電力は図２の実施例の場
合より僅かであり、従って効率が改善されている。トラ
ンジスタＴ８，Ｔ９およびＴ１０として電界効果トラン
ジスタが使用される場合、効果は一層改善される。とい
うのは、電界効果トランジスタはダイオード損失に比べ
て僅かなオン状態損失を有しているからである。
【００２６】コンデンサＣはその他の実施例の場合と同
様に、ジェネレータの整流された出力電圧を平滑化す
る。このようにして、車載電源負荷としてシンボリック
に示されている負荷Ｌの給電のために使用される電源電
圧ＵＮを取り出すことができる。
様に、ジェネレータの整流された出力電圧を平滑化す
る。このようにして、車載電源負荷としてシンボリック
に示されている負荷Ｌの給電のために使用される電源電
圧ＵＮを取り出すことができる。
【図１】本発明の第１の実施例の概略を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例の概略を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例の概略を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施例の概略を示す図である。
Ｇ ジェネレータ、 Ｌ１〜Ｌ３ ステータインダクタ
ンス、 Ｒ１〜Ｒ３抵抗、 Ｕ１〜Ｕ３ 磁極輪電圧、
ＵＳ１〜ＵＳ３ 相電圧、 ＤＢ ダイオードブリッ
ジ、 ＤＣＷ ＤＣ／ＤＣコンバータ、 Ｆ フィール
ド巻線、 Ｒ電圧調整器、 Ｔ スイッチング素子、
Ｔ１〜Ｔ６ 制御されるトランジスタブリッジ、 Ｄ２
〜Ｄ４，Ｔ８〜Ｔ１０ 別の整流器ブリッジ
ンス、 Ｒ１〜Ｒ３抵抗、 Ｕ１〜Ｕ３ 磁極輪電圧、
ＵＳ１〜ＵＳ３ 相電圧、 ＤＢ ダイオードブリッ
ジ、 ＤＣＷ ＤＣ／ＤＣコンバータ、 Ｆ フィール
ド巻線、 Ｒ電圧調整器、 Ｔ スイッチング素子、
Ｔ１〜Ｔ６ 制御されるトランジスタブリッジ、 Ｄ２
〜Ｄ４，Ｔ８〜Ｔ１０ 別の整流器ブリッジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オリバー ルッツ ドイツ連邦共和国 エスリンゲン ヴィル フィングスハウザー シュトラーセ 56 (72)発明者 リヒャルト シェットレ ドイツ連邦共和国 ミュールアッカー ネ ルケンヴェーク １
Claims (11)
- 【請求項１】 ３つのステータインダクタンスと、該ス
テータインダクタンスにおいて磁極輪電圧によって発生
される電流を整流する整流器ブリッジとを備えた、ジェ
ネレータの調整装置において、スイッチング区間がダイ
オードブリッジとして構成されている整流器ブリッジに
対して並列であるスイッチング素子を用いて、該スイッ
チング素子に相応の制御信号を供給することによって少
なくとも短時間、前記整流器ブリッジを短絡できるよう
にしたことを特徴とするジェネレータの調整装置。 - 【請求項２】 前記スイッチング素子はトランジスタ
（Ｔ）（例えばＭＯＳ電界効果トランジスタまたは絶縁
ゲートバイポーラトランジスタ）またはその他の半導体
スイッチである請求項１記載のジェネレータの調整装
置。 - 【請求項３】 前記トランジスタ（Ｔ）に、変調可能な
信号（例えばパルス幅変調信号）または可変のパルス・
休止期間比を有する信号が供給され、該パルスの繰り返
し数は、前記ダイオードブリッジ（ＤＢ）の出力側にお
いて、通例のジェネレータ出力電圧より著しく高い電圧
が生じるように調整設定可能である請求項１または２記
載のジェネレータの調整装置。 - 【請求項４】 前記トランジスタ（Ｔ）に供給される制
御信号のパルス・休止期間比は、前記ダイオードブリッ
ジ（ＤＢ）の出力側に所望の比較的高い電圧を引き起こ
す、ジェネレータ（Ｇ）の相電圧（ＵＳ１，ＵＳ２，Ｕ
Ｓ３）が生じるように決められる請求項１から３までの
いずれか１項記載のジェネレータの調整装置。 - 【請求項５】 前記ダイオードブリッジ（ＤＢ）と電圧
タップ（ＡＢ）との間にダイオードが配置されており、
該ダイオードは、ジェネレータから前記電圧タップへの
み電流が流れるようにする請求項１から４までのいずれ
か１項記載のジェネレータの調整装置。 - 【請求項６】 コンデンサ（Ｃ）が設けられており、該
コンデンサは前記電圧タップにおいて取り出し可能な電
圧を平滑化する請求項１から５までのいずれか１項記載
のジェネレータの調整装置。 - 【請求項７】 前記整流器ブリッジは制御されるトラン
ジスタブリッジ（Ｔ１ないしＴ６）として構成されてお
り、フリーホイールダイオード（Ｄ１）または別のトラ
ンジスタ（Ｔ７）と共に昇圧機能を可能にする請求項１
記載のジェネレータの調整装置。 - 【請求項８】 前記トランジスタブリッジ（Ｔ１ないし
Ｔ６）および前記別のトランジスタは、同期検波が実現
されるように制御される請求項７記載のジェネレータの
調整装置。 - 【請求項９】 昇圧器機能は別の選択可能な切換原理に
よって実現されかつ例えば共振変換器が使用される請求
項１から８までのいずれか１項記載のジェネレータの調
整装置。 - 【請求項１０】 前記整流器ブリッジは３つのダイオー
ド（Ｄ２ないしＤ４）並びに３つの制御可能なトランジ
スタ（Ｔ８ないしＴ１０）を有しておりかつ該トランジ
スタ（Ｔ８ないしＴ１０）は、整流器ブリッジが付加的
に昇圧機能を引き受けるように制御される請求項１から
６までのいずれか１項記載のジェネレータの調整装置。 - 【請求項１１】 ３つのステータインダクタンスと、該
ステータインダクタンスにおいて磁極輪電圧によって発
生される電流を整流する整流器ブリッジとを備えた、ジ
ェネレータを調整する方法において、スイッチング区間
がダイオードブリッジとして構成されている整流器ブリ
ッジに対して並列であるスイッチング素子を用いて、該
スイッチング素子に相応の制御信号を供給することによ
って少なくとも短時間、前記整流器ブリッジを短絡する
ことを特徴とするジェネレータの調整方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19745114 | 1997-10-11 | ||
| DE19804096.2 | 1998-02-03 | ||
| DE19745114.4 | 1998-02-03 | ||
| DE19804096 | 1998-02-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11196599A true JPH11196599A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=26040779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10287780A Pending JPH11196599A (ja) | 1997-10-11 | 1998-10-09 | ジェネレータの調整装置および方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6924629B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11196599A (ja) |
| DE (1) | DE19845569A1 (ja) |
| FR (1) | FR2769770B1 (ja) |
| IT (1) | IT1302605B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2020044545A1 (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 本田技研工業株式会社 | インバータ式発動発電機 |
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| FR2797535B1 (fr) * | 1999-08-09 | 2001-10-12 | Leroy Somer | Dispositif de production d'electricite |
| DE19944833A1 (de) * | 1999-09-18 | 2001-03-22 | Bosch Gmbh Robert | Mehrspannungsbordnetz |
| DE10003731B4 (de) * | 2000-01-28 | 2012-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Verwendung einer elektronischen Schaltvorrichtung zum zeitweiligen Verbinden einer Batterie mit einem Verbraucher in einem Zweispannungsbordnetz |
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- 1998-10-09 JP JP10287780A patent/JPH11196599A/ja active Pending
- 1998-10-09 FR FR9812675A patent/FR2769770B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-09 US US09/169,060 patent/US6924629B1/en not_active Expired - Lifetime
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