JPS60200728A - Surge protecting device for power supply system - Google Patents

Surge protecting device for power supply system

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JPS60200728A
JPS60200728A JP5342484A JP5342484A JPS60200728A JP S60200728 A JPS60200728 A JP S60200728A JP 5342484 A JP5342484 A JP 5342484A JP 5342484 A JP5342484 A JP 5342484A JP S60200728 A JPS60200728 A JP S60200728A
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JP
Japan
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alternator
diode
power supply
constant voltage
supply system
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Pending
Application number
JP5342484A
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Japanese (ja)
Inventor
宏 井上
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は電力供給系におけるサージ保護装置に関する。[Detailed description of the invention] Technical fields> The present invention relates to a surge protection device in a power supply system.

く背景技術〉 例えば、第1図に示すようなオルタネータ1、バッテリ
2及び各種電装品や電子機器の電気負荷3等で構成され
た車両の電力供給系においては、誘導性の負荷を有する
電装品等が存在するため、このような電気負荷3のオン
・オフにより電源ラインAにサージと呼ばれる各種の過
渡電圧が発生ずる。このような過渡電圧に対して、電子
機器に使用されるIC等の半導体部品は弱いため、何ら
かの保護手段を講じないと破損する恐れがある。
BACKGROUND TECHNOLOGY> For example, in the power supply system of a vehicle, which is composed of an alternator 1, a battery 2, and an electric load 3 of various electrical components and electronic devices, as shown in FIG. , etc., various transient voltages called surges are generated in the power supply line A by turning the electric load 3 on and off. Semiconductor components such as ICs used in electronic devices are weak against such transient voltages, and may be damaged unless some protection measures are taken.

尚、過渡電圧のうち最もエネルギが大きいのは、オルタ
ネータから発生するロードダンブザージと呼ばれるもの
で、第2図の概略波形図においてそのピーク電圧Vpは
60〜70V、継続時間tは0.2〜0.3 sec程
度にも達することがある。
Of the transient voltages, the one with the highest energy is called the load damp buzz generated by the alternator, and in the schematic waveform diagram of Fig. 2, its peak voltage Vp is 60 to 70V, and the duration t is 0.2. It may even reach about 0.3 sec.

そこで、従来では第1図に示すように電気負荷3の各電
子機器毎に、その電源人力とアース間に定電圧ダイオー
ド等のサージ吸収素子4を接続して電子機器内部の回路
を保護するようにしている。
Therefore, conventionally, as shown in Fig. 1, for each electronic device of the electric load 3, a surge absorbing element 4 such as a voltage regulator diode is connected between the power source and the ground to protect the circuit inside the electronic device. I have to.

尚、図中、5はフィールドコイル、6はボルテージレギ
ュレータ、7はチャージランプ、8はイグニッションス
イッチを示す。
In the figure, 5 is a field coil, 6 is a voltage regulator, 7 is a charge lamp, and 8 is an ignition switch.

しかしながら、従来のように電子機器毎にサージ吸収素
子を設けるザージ保護方法では、車両に塔載する電子機
器数の増大に伴って、サージ吸収素子の数も増えること
になりコスト的に不利である。また、通常サージ吸収素
子の故障モードはショー1へが多いことから、車両電装
システムの信頼度が低下する恐れがある。更には、ロー
ドダンプサージのようなエネルギの大きな過渡電圧にも
耐えられるようにするには、電力定格の大きなサージ吸
収素子を用いる必要があり、コスト面ばかりでなく電子
機器自体の小型化に対しても不具合を有する。
However, with the conventional surge protection method in which a surge absorption element is provided for each electronic device, the number of surge absorption elements increases as the number of electronic devices mounted on a vehicle increases, which is disadvantageous in terms of cost. . Further, since the failure mode of the surge absorbing element is usually Show 1, there is a possibility that the reliability of the vehicle electrical system may be lowered. Furthermore, in order to withstand high-energy transient voltages such as load dump surges, it is necessary to use a surge absorption element with a high power rating, which not only reduces costs but also reduces the size of electronic devices themselves. However, there are some problems.

(発明の目的〉 本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、オルタネ
ータの整流回路部にザージ吸収機能を持たせることによ
り、電子機器側のザージ吸収素子取付けを不用としてザ
ージ吸収素子数を大幅に削減し、以って低コストでかつ
車両電装システムの信顧性が向上できるサージ保護装置
を提供することを10勺とする。
(Objective of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and by providing the alternator's rectifier circuit with a surge absorption function, it is unnecessary to install surge absorption elements on the electronic equipment side, and the number of surge absorption elements can be reduced. The purpose of the present invention is to provide a surge protection device that can significantly reduce the number of surges, thereby reducing costs and improving the reliability of vehicle electrical systems.

〈発明の概要〉 このため本発明では、オルタネータで発生する交流を直
流に変換する整流回路を構成するダイオードペア群、即
ちオルタネータ出力端子とアース間に2つのダイオード
を直列接続してなる複数のダイオードペアのうち、少な
くとも1つのペアを、所定の定電圧特性ををする定電圧
ダイオードを用いて構成し、電力供給系の電源ラインに
発生ずる過渡電圧を、前記整流回路内の定電圧ダイオー
ドを介してアースに落とすことにより、電源ラインに接
続している電子機器を保護するようにした。
<Summary of the Invention> Therefore, in the present invention, a group of diode pairs constituting a rectifier circuit that converts alternating current generated by an alternator into direct current, that is, a plurality of diodes formed by connecting two diodes in series between an alternator output terminal and ground. At least one of the pairs is configured using a constant voltage diode having predetermined constant voltage characteristics, and the transient voltage generated in the power supply line of the power supply system is passed through the constant voltage diode in the rectifier circuit. This protects electronic equipment connected to the power supply line by grounding it.

〈実施例〉 以下、本発明の詳細な説明する。<Example> The present invention will be explained in detail below.

第3図は本発明の1実施例の要部構成図である。FIG. 3 is a diagram showing the main part of an embodiment of the present invention.

図において、11はオルタネータで、ステークコイル1
2、サージ保護機能を有する本実施例の整流回路13の
他、図示しないがフィールドコイル、ボルテージレギュ
レータ等を備えている。14はオルタネータ11の出力
端子で、電源ライン15を介してバッテリ16及び各種
電装品及び電子機器等の電気負荷17に接続している。
In the figure, 11 is an alternator, and stake coil 1
2. In addition to the rectifier circuit 13 of this embodiment having a surge protection function, it is provided with a field coil, a voltage regulator, etc. (not shown). Reference numeral 14 denotes an output terminal of the alternator 11, which is connected via a power line 15 to a battery 16 and an electric load 17 such as various electrical components and electronic devices.

また、前記サージ保護機能を有する整流回路13は、ス
テータコイル12の出力端の数に対応する数のダイオー
ドペアで構成されており、例えば本実施例のように前記
出力端が3つの場合は3つのダイオードペア13A、1
3B、13Cで構成されている。
Further, the rectifier circuit 13 having the surge protection function is composed of a number of diode pairs corresponding to the number of output terminals of the stator coil 12, and for example, when there are three output terminals as in this embodiment, three diode pairs are provided. diode pair 13A, 1
It is composed of 3B and 13C.

これらダイオードペア13A〜13Cは、2つのダイオ
ードが、アース側からオルタネータ出力端子14側に向
けてそれぞれ順方向となるように直列接続されてなり、
2つのダイオード間にステータコイル12の出力端が接
続される。そして、本実施例の整流回路13では、3つ
のダイオードペア13A〜13Cのうち、2つのダイオ
ードペア13A、13Bは従来と同様で通常の整流用ダ
イオードDI、Dzを用いているが、他の1つのダイオ
ードペア13Cは所定の定電圧特性を有する定電圧ダイ
オードZ D + 。
These diode pairs 13A to 13C are two diodes connected in series in a forward direction from the ground side to the alternator output terminal 14 side, respectively.
The output end of stator coil 12 is connected between the two diodes. In the rectifier circuit 13 of this embodiment, among the three diode pairs 13A to 13C, two diode pairs 13A and 13B are similar to the conventional one and use normal rectifying diodes DI and Dz, but the other one The two diode pairs 13C are constant voltage diodes Z D + having predetermined constant voltage characteristics.

Z D 2を用いて構成し、かかる定電圧ダイオードZ
 D + 、 Z D zによるダイオードペア13G
を設けることによってサージ保護機能を持たせている。
Z D 2, such a constant voltage diode Z
Diode pair 13G with D + , Z D z
By providing a surge protection function.

次に第4図〜第6図を参照しながら作用を説明する。Next, the operation will be explained with reference to FIGS. 4 to 6.

まず、オルタネータ11内で発生する過渡電圧に対する
動作について説明する。
First, the operation with respect to the transient voltage generated within the alternator 11 will be explained.

オルタネータ11から発生ずる過渡電圧は前述のロード
ダンプサージであり、これはステータコイル12から発
生する過電圧が発生源となる。
The transient voltage generated from the alternator 11 is the aforementioned load dump surge, and the source of this is the overvoltage generated from the stator coil 12.

そこで、前記過電圧が、定電圧ダイオードZDI。Therefore, the overvoltage is caused by the constant voltage diode ZDI.

ZD2を用いたダイオードペア13cに直接接続してい
ないコイルで発生した場合と、直接接続しているコイル
で発生した場合とに分けて説明する。
A case where the problem occurs in a coil that is not directly connected to the diode pair 13c using ZD2 and a case where the problem occurs in a coil that is directly connected will be explained separately.

前者の場合、例えば第4図に示すようにダイオードペア
13Aに接続されたステータコイル11に過電圧Vsが
発生ずると、その過電圧Vsは、ダイオードペア13へ
のダイオードD、を介してオルタネータ出力端子14に
印加する。かかる過電圧Vsが、ダイオードペア13G
の各定電圧ダイオードZ01゜Z D z (7) ツ
s−ナー電圧VI、V2に対してVs>V1+■2とい
う関係になると、第4図の破線で示す経路を通って過電
圧Vsを吸収する。従って、電気負荷17の電子機器に
この過電圧Vsがそのまま印加せず、電子機器内部の回
路を保護できる。
In the former case, for example, if an overvoltage Vs occurs in the stator coil 11 connected to the diode pair 13A as shown in FIG. to be applied. This overvoltage Vs is caused by the diode pair 13G
Each constant voltage diode Z01゜Z Dz (7) When the relationship of Vs>V1+■2 with respect to the s-ner voltages VI and V2 is established, the overvoltage Vs is absorbed through the path shown by the broken line in Fig. 4. . Therefore, this overvoltage Vs is not directly applied to the electronic device of the electric load 17, and the circuit inside the electronic device can be protected.

また、後者の場合には、ステータコイル12に過電圧V
sが発生すると、ダイオードベア13Cの定電圧ダイオ
ードZDzにその過電圧Vsが加わるため、過電圧Vs
が定電圧ダイオードZDzのツェナー電圧V2に対して
Vs>V、の関係になれば、第5図の破線で示す経路で
過電圧Vsが吸収される。従って、同様に電子機器内部
の回路を保護できる。
In the latter case, the overvoltage V in the stator coil 12
When s occurs, the overvoltage Vs is applied to the constant voltage diode ZDz of the diode bear 13C, so the overvoltage Vs
If Vs>V with respect to the Zener voltage V2 of the constant voltage diode ZDz, the overvoltage Vs will be absorbed along the path shown by the broken line in FIG. Therefore, the circuit inside the electronic device can be protected in the same way.

一方、オルタネータ11ではな(、電源ライン15に接
続された電気負荷17等の過渡電圧発生源で発生する過
渡電圧に対しては、過電圧Vsが発生すると、オルタネ
ータ11の出力端子14を介して整流回路13に過電圧
Vsが印加されるため、V s >V。
On the other hand, when an overvoltage Vs occurs, it is rectified via the output terminal 14 of the alternator 11 with respect to a transient voltage generated not in the alternator 11 (but in a transient voltage generation source such as an electric load 17 connected to the power supply line 15). Since the overvoltage Vs is applied to the circuit 13, Vs>V.

+V2という関係になれば、第6図の破線で示す経路で
過電圧Vsが吸収できる。従って、この場合も電子機器
内部の回路を保護できる。
If the relationship is +V2, the overvoltage Vs can be absorbed through the path shown by the broken line in FIG. Therefore, in this case as well, the circuit inside the electronic device can be protected.

尚、定電圧ダイオードZ D r 、 Z D 2は順
方向に対しては通常の整流用ダイオードDI、D2と全
く同じ機能を有しているため、通常のオルタネータ発電
電圧を何ら妨げることはない。
In addition, since the constant voltage diodes Z Dr and Z D 2 have exactly the same function as the normal rectifying diodes DI and D2 in the forward direction, they do not interfere with the normal alternator generated voltage in any way.

ところで、定電圧ダイオードZD、、ZD2の各定電圧
特性(ツェナー電圧)に関しては次のように設定する。
By the way, the constant voltage characteristics (Zener voltage) of the constant voltage diodes ZD, ZD2 are set as follows.

定電圧ダイオードZ D + 、 Z D zのツェナ
ー電圧V、、V2を決める要素としては、正常な制御範
囲におけるオルタネータ発電電圧A、オルタネータ外部
から加わることがある直流電圧の最大値B及びサージ吸
収手段を付けない場合の保護すべき電子機器の過渡電圧
に対する実効値Cがある。
The elements that determine the Zener voltages V, V2 of the constant voltage diodes Z D + and Z D z are the alternator generated voltage A in the normal control range, the maximum value B of the DC voltage that may be applied from outside the alternator, and the surge absorption means. There is an effective value C for the transient voltage of the electronic equipment to be protected when no protection is provided.

従って、これらを考慮してA<V、、B<V。Therefore, considering these, A<V, B<V.

+Vz 、C>Vl +V2という制約条件のbとでツ
ェナー電圧V、、V2を設定する必要がある。
It is necessary to set the Zener voltages V, , V2 with the constraint b of +Vz and C>Vl +V2.

ここで、一般にA#16V; B#24V (バッテリ
2直列のジャンパースタート)、C=30〜40■(I
C等のDC定格からの推定値)程度であるから、24<
V、+V2<40かつV2 >16を目安として設けれ
ば良い。
Here, generally A#16V; B#24V (jumper start of 2 batteries in series), C=30~40■ (I
Estimated value from DC rating such as C), so 24<
V, +V2<40 and V2>16 may be set as a guide.

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、電力供給系に既存す
る整流回路のダイオードペア群の少なくとも1つを、定
電圧ダイオードで形成して整流回路にサージ吸収機能を
持たせる構成としたので、各電子機器毎にサージ吸収手
段を設ける必要がなくなり、コストを低減できると共に
車両電装システム等の信軌性を大幅に向上できる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, at least one of the diode pair groups of the rectifier circuit existing in the power supply system is formed with a constant voltage diode, so that the rectifier circuit has a surge absorption function. With this configuration, there is no need to provide a surge absorbing means for each electronic device, and it is possible to reduce costs and significantly improve the reliability of vehicle electrical systems and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は電力供給系の従来例を示す回路図、第2図はオ
ルタネータで発生するロードダ7プサージの波形例を示
す図、第3図は本発明の1実施例を示す要部構成図、第
4図〜第6図は同上実施例の動作を説明する図で、第4
図は定電圧ダイオード使用のダイオードペアと直接接続
していないステータコイルに過渡電圧が発生した場合の
説明図、第5図は定電圧ダイオード使用のダイオードベ
アと直接接続しているステータコイルに過渡電圧が発生
した場合の説明図、第6図はオルタネータ以外で過渡電
圧が発生した場合の説明図をそれぞれ示す。 11・・・オルタネータ 12・・・ステータコイル1
3・・・整流回路 14・・・オルタネータ出力端子1
5・・・電源ライン 16・・・バッテリ 17・・・
電気負荷 D I、 D z・・・ダイオード ZD、
、ZD2・・・定電圧ダイオード 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 笹 島 冨二雄 第3図 11 第4図
Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional example of a power supply system, Fig. 2 is a diagram showing an example of the waveform of loader 7 surge generated in an alternator, Fig. 3 is a main part configuration diagram showing an embodiment of the present invention, 4 to 6 are diagrams for explaining the operation of the above embodiment, and the fourth
The figure is an explanatory diagram when a transient voltage occurs in a stator coil that is not directly connected to a diode pair that uses constant voltage diodes. Figure 5 shows a transient voltage that occurs in a stator coil that is directly connected to a diode bare that uses constant voltage diodes. FIG. 6 shows an explanatory diagram for the case where a transient voltage occurs in a part other than the alternator. 11...Alternator 12...Stator coil 1
3... Rectifier circuit 14... Alternator output terminal 1
5...Power line 16...Battery 17...
Electric load DI, Dz...Diode ZD,
, ZD2... Constant voltage diode patent applicant Nissan Motor Co., Ltd. agent Patent attorney Fujio SasashimaFigure 3 11 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ステータコイルで発生する交流を直流に整流する整流回
路を備えたオルタネータと、該オルタネータの出力端子
に接続した電源ラインから電力を取り入れる電気負荷と
を有する電力供給系において、2つのダイオードをアー
ス側からオルタネータ出力端子側に向けてそれぞれ順方
向となるよう直列接続し、これらダイオード間にステー
タコイル出力端を接続してなるダイオードペアを、ステ
ータコイル出力端の数に対応させて並列に設けて構成さ
れる整流回路の少なくとも1つの前記ダイオードベアを
、所定の定電圧特性を有する定電圧ダイオードを用いて
構成したことを特徴とする電力供給系のサージ保護装置
In a power supply system that includes an alternator equipped with a rectifier circuit that rectifies alternating current generated in a stator coil into direct current, and an electric load that takes in power from a power line connected to the output terminal of the alternator, two diodes are connected from the ground side. It is constructed by connecting diode pairs in series so that they are in the forward direction toward the alternator output terminal side, and connecting the stator coil output terminals between these diodes, and providing them in parallel in correspondence with the number of stator coil output terminals. A surge protection device for a power supply system, characterized in that at least one diode bear of the rectifier circuit is configured using a constant voltage diode having predetermined constant voltage characteristics.
JP5342484A 1984-03-22 1984-03-22 Surge protecting device for power supply system Pending JPS60200728A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57177261A (en) * 1981-04-21 1982-10-30 Nippon Denso Co Ltd Ac generator for vehicle

Patent Citations (1)

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