JP2835096B2 - 車両用電源装置 - Google Patents
車両用電源装置Info
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- JP2835096B2 JP2835096B2 JP1243200A JP24320089A JP2835096B2 JP 2835096 B2 JP2835096 B2 JP 2835096B2 JP 1243200 A JP1243200 A JP 1243200A JP 24320089 A JP24320089 A JP 24320089A JP 2835096 B2 JP2835096 B2 JP 2835096B2
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- semiconductor switching
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バッテリと異なる電圧で駆動される異電圧
負荷とバッテリとに、三相全波整流電圧を切換えて給電
する車両用電源装置に関する。
負荷とバッテリとに、三相全波整流電圧を切換えて給電
する車両用電源装置に関する。
［従来の技術］ 近年、自動車窓ガラスに透明な抵抗体を蒸着してお
き、この抵抗体を通電加熱してガラスに付着した氷や霜
を高速で除去する技術が提案されている。解氷、除霜時
間を短縮するためにはこの抵抗体に大電力を送電する必
要があるが、送電損失や発電機及び整流器の許容電流の
制約から、抵抗体にバッテリ充電電圧よりもはるかに高
い電圧を印加することが要求される。
き、この抵抗体を通電加熱してガラスに付着した氷や霜
を高速で除去する技術が提案されている。解氷、除霜時
間を短縮するためにはこの抵抗体に大電力を送電する必
要があるが、送電損失や発電機及び整流器の許容電流の
制約から、抵抗体にバッテリ充電電圧よりもはるかに高
い電圧を印加することが要求される。
特公昭61−33735号公報は、この種の出力電圧切換型
の車両用電源装置を開示している。この車両用電源装置
は、３組のハーフブリッジ回路により構成された三相全
波整流装置を備えており、この三相全波整流装置は、１
組の低位側ハーフブリッジ回路と、２組の高位側ハーフ
ブリッジ回路で構成されている。低位側ハーフブリッジ
回路の各アノードは接地され、その各カソードは三相交
流発電機の各出力端に個別接続されている。第１の高位
側ハーフブリッジ回路の各アノードは三相交流発電機の
各出力端に個別接続され、その各カソードは共通接続さ
れバッテリの正極端又は、抵抗体の高電位側電極端にバ
ッテリ切換スイッチを介して選択接続されている。第２
の高位側ハーフブリッジ回路の各アノードは三相交流発
電機の各出力端に個別接続され、その各カソードは、発
電機のフィールドコイルに切換スイッチを介して共通接
続されている。そしてバッテリ及び抵抗体の低位側電極
端は接地されている。
の車両用電源装置を開示している。この車両用電源装置
は、３組のハーフブリッジ回路により構成された三相全
波整流装置を備えており、この三相全波整流装置は、１
組の低位側ハーフブリッジ回路と、２組の高位側ハーフ
ブリッジ回路で構成されている。低位側ハーフブリッジ
回路の各アノードは接地され、その各カソードは三相交
流発電機の各出力端に個別接続されている。第１の高位
側ハーフブリッジ回路の各アノードは三相交流発電機の
各出力端に個別接続され、その各カソードは共通接続さ
れバッテリの正極端又は、抵抗体の高電位側電極端にバ
ッテリ切換スイッチを介して選択接続されている。第２
の高位側ハーフブリッジ回路の各アノードは三相交流発
電機の各出力端に個別接続され、その各カソードは、発
電機のフィールドコイルに切換スイッチを介して共通接
続されている。そしてバッテリ及び抵抗体の低位側電極
端は接地されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記した従来の車両用電源装置では、
以下の問題があった。
以下の問題があった。
まず、車両用電源装置は熱及び振動の点で苛酷な環境
下にあり、できる限り簡潔な構成として故障要因を減ら
すことが重要であるにもかかわらず、通常のバッテリ充
電（及びバッテリ並列負荷駆動）専用の車両用電源装置
に比較して、抵抗体切換スイッチ及びバッテリ切換スイ
ッチを余分に準備しかつ配線せねばならない不利があ
る。
下にあり、できる限り簡潔な構成として故障要因を減ら
すことが重要であるにもかかわらず、通常のバッテリ充
電（及びバッテリ並列負荷駆動）専用の車両用電源装置
に比較して、抵抗体切換スイッチ及びバッテリ切換スイ
ッチを余分に準備しかつ配線せねばならない不利があ
る。
また、各ハーフブリッジ回路からなる三相全波整流装
置とバッテリとを接続する充電ラインは、その電力損失
及び発熱を減らすために低抵抗化する必要があるが、両
者の間にバッテリ切換スイッチを介在させると、その分
だけ配線が長くなり、かつこの充電ラインとバッテリ切
換スイッチのターミナルとの間の接触抵抗により抵抗が
増大してしまう。その上、このバッテリ切換スイッチが
故障したり、上記ターミナルが緩んだりする可能性もあ
る。
置とバッテリとを接続する充電ラインは、その電力損失
及び発熱を減らすために低抵抗化する必要があるが、両
者の間にバッテリ切換スイッチを介在させると、その分
だけ配線が長くなり、かつこの充電ラインとバッテリ切
換スイッチのターミナルとの間の接触抵抗により抵抗が
増大してしまう。その上、このバッテリ切換スイッチが
故障したり、上記ターミナルが緩んだりする可能性もあ
る。
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、バッテ
リ及び異電圧負荷に三相全波整流電圧を切換えて給電す
るとともに、簡潔な構成と高い信頼性をもつ車両用電源
装置を提供することをその解決すべき課題としている。
リ及び異電圧負荷に三相全波整流電圧を切換えて給電す
るとともに、簡潔な構成と高い信頼性をもつ車両用電源
装置を提供することをその解決すべき課題としている。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために本発明は、車両のバッテリ
と、このバッテリとは異なる定格電圧をもつ異電圧負荷
とを有する車両の車両用電源装置において、 車両エンジンにより駆動される三相交流発電機と、 前記異電圧負荷への通電を断続する異電圧負荷スイッ
チと、 この三相交流発電機の交流出力を整流して前記バッテ
リと前記異電圧負荷とに供給する整流回路と、 前記バッテリへの給電時と前記異電圧負荷への給電時
において前記三相交流発電機の発電電圧を変更する電圧
調整手段とを備え、 前記整流回路は、 前記三相交流発電機の各出力端に個別に接続され、前
記バッテリの正極端と前記異電圧負荷の高電位側電極端
との両方に整流出力を供給する半導体スイッチング素子
を含む高位側ハーフブリッジ整流回路と、 前記三相交流発電機の各出力端に個別に接続され、前
記異電圧負荷の非接地の低電位側電極端に整流出力を供
給する半導体スイッチング素子を含む異電圧負荷用低位
側ハーフブリッジ整流回路と、 前記三相交流発電機の各出力端に個別に接続され、前
記バッテリの接地負極端に整流出力を供給する半導体ス
イッチング素子を含むバッテリ用低位側ハーフブリッジ
整流回路とを備え、 少なくとも前記バッテリ用低位側ハーフブリッジ整流
回路の半導体スイッチング素子を外部信号によってスイ
ッチング可能な外部制御入力付半導体スイッチング素子
により構成するとともに、前記異電圧負荷への給電要求
に対応して前記外部制御入力付半導体スイッチング素子
への外部制御信号を変更して前記バッテリのみへ給電可
能な状態と前記異電圧負荷へ給電加工な状態とを切り換
える制御回路を設けてなることを特徴とする車両用電源
装置という技術的手段を採用する。
と、このバッテリとは異なる定格電圧をもつ異電圧負荷
とを有する車両の車両用電源装置において、 車両エンジンにより駆動される三相交流発電機と、 前記異電圧負荷への通電を断続する異電圧負荷スイッ
チと、 この三相交流発電機の交流出力を整流して前記バッテ
リと前記異電圧負荷とに供給する整流回路と、 前記バッテリへの給電時と前記異電圧負荷への給電時
において前記三相交流発電機の発電電圧を変更する電圧
調整手段とを備え、 前記整流回路は、 前記三相交流発電機の各出力端に個別に接続され、前
記バッテリの正極端と前記異電圧負荷の高電位側電極端
との両方に整流出力を供給する半導体スイッチング素子
を含む高位側ハーフブリッジ整流回路と、 前記三相交流発電機の各出力端に個別に接続され、前
記異電圧負荷の非接地の低電位側電極端に整流出力を供
給する半導体スイッチング素子を含む異電圧負荷用低位
側ハーフブリッジ整流回路と、 前記三相交流発電機の各出力端に個別に接続され、前
記バッテリの接地負極端に整流出力を供給する半導体ス
イッチング素子を含むバッテリ用低位側ハーフブリッジ
整流回路とを備え、 少なくとも前記バッテリ用低位側ハーフブリッジ整流
回路の半導体スイッチング素子を外部信号によってスイ
ッチング可能な外部制御入力付半導体スイッチング素子
により構成するとともに、前記異電圧負荷への給電要求
に対応して前記外部制御入力付半導体スイッチング素子
への外部制御信号を変更して前記バッテリのみへ給電可
能な状態と前記異電圧負荷へ給電加工な状態とを切り換
える制御回路を設けてなることを特徴とする車両用電源
装置という技術的手段を採用する。
［作用］ 以上に述べた本発明によると、バッテリ充電時には、
異電圧負荷スイッチがオフされ、三相交流発電機の発電
出力が電圧調整器によってバッテリ充電電圧に調整され
るとともに、バッテリ用の低位側ハーフブリッジ整流回
路の外部制御入力付き半導体スイッチング素子が制御回
路によって制御されて三相交流発電機の出力を整流し、
バッテリが充電される。
異電圧負荷スイッチがオフされ、三相交流発電機の発電
出力が電圧調整器によってバッテリ充電電圧に調整され
るとともに、バッテリ用の低位側ハーフブリッジ整流回
路の外部制御入力付き半導体スイッチング素子が制御回
路によって制御されて三相交流発電機の出力を整流し、
バッテリが充電される。
一方、異電圧負荷を駆動する際には、異電圧負荷スイ
ッチがオンされて異電圧負荷への給電経路が形成され、
三相交流発電機の発電出力が電圧調整器によって異電圧
負荷の定格電圧に調整されるとともに、バッテリ用の低
位側ハーフブリッジ整流回路の外部制御入力付き半導体
スイッチング素子が制御回路によって制御され、異電圧
負荷へは異電圧負荷用の低位側ハーフブリッジ整流回路
から三相交流発電機の出力が整流されて供給される。
ッチがオンされて異電圧負荷への給電経路が形成され、
三相交流発電機の発電出力が電圧調整器によって異電圧
負荷の定格電圧に調整されるとともに、バッテリ用の低
位側ハーフブリッジ整流回路の外部制御入力付き半導体
スイッチング素子が制御回路によって制御され、異電圧
負荷へは異電圧負荷用の低位側ハーフブリッジ整流回路
から三相交流発電機の出力が整流されて供給される。
［実施例］ 以下、本発明を適用した実施例を説明する。なお、以
下に説明する実施例では、半導体スイッチング素子とし
てのシリコンダイオードを用いて構成されたハーフブリ
ッジ回路によって高位側ハーフブリッジ整流回路を構成
するとともに、半導体スイッチング素子としてのSCRを
用いて構成されたハーフブリッジ回路とその制御回路と
によって低位側ハーフブリッジ整流回路を構成して電源
装置を構成している。また、外部制御入力付半導体スイ
ッチング素子としてはゲート端子を外部制御入力とする
SCRを用いている。
下に説明する実施例では、半導体スイッチング素子とし
てのシリコンダイオードを用いて構成されたハーフブリ
ッジ回路によって高位側ハーフブリッジ整流回路を構成
するとともに、半導体スイッチング素子としてのSCRを
用いて構成されたハーフブリッジ回路とその制御回路と
によって低位側ハーフブリッジ整流回路を構成して電源
装置を構成している。また、外部制御入力付半導体スイ
ッチング素子としてはゲート端子を外部制御入力とする
SCRを用いている。
（第１実施例） この車両用電源装置は、第１図に示すように、車両エ
ンジンにより駆動される三相交流発電機１と、高位側ハ
ーフブリッジ回路２と、低位側ハーフブリッジ回路３、
４と、本発明でいう異電圧負荷スイッチを構成する切換
スイッチ５と、電圧調整器６と、ゲート制御回路７とを
具備している。なお、上記各ハーフブリッジ回路２、
３、４及びゲート制御回路７は三相交流発電機（オルタ
ネータ）１と一体化されている。
ンジンにより駆動される三相交流発電機１と、高位側ハ
ーフブリッジ回路２と、低位側ハーフブリッジ回路３、
４と、本発明でいう異電圧負荷スイッチを構成する切換
スイッチ５と、電圧調整器６と、ゲート制御回路７とを
具備している。なお、上記各ハーフブリッジ回路２、
３、４及びゲート制御回路７は三相交流発電機（オルタ
ネータ）１と一体化されている。
三相交流発電機１のステータコイル11の各出力端は、
高位側ハーフブリッジ回路２の各アノードと、低位側ハ
ーフブリッジ回路３、４の各カソードに各々個別接続さ
れており、高位側ハーフブリッジ回路２及び低位側ハー
フブリッジ回路３はシリコンダイオードで構成され、低
位側ハーフブリッジ回路４はSCR41、42、43で構成され
ている。ハーフブリッジ回路２の各アノードはバッテリ
８の正極端80に接続され、バッテリ８の接地負極端は接
地されている。バッテリ８により駆動される第１車両負
荷8aはバッテリ８と並列に接続されており、バッテリ８
の正極端80には第２車両負荷９及び高電圧負荷10の高位
側電極端が接続されている。両負荷９、10の各低位側電
極端は切換スイッチ５の切換端子5a、5bに個別接続さ
れ、切換スイッチ５の共通端子は低位ハーフブリッジ回
路３の各アノードに接続されている。
高位側ハーフブリッジ回路２の各アノードと、低位側ハ
ーフブリッジ回路３、４の各カソードに各々個別接続さ
れており、高位側ハーフブリッジ回路２及び低位側ハー
フブリッジ回路３はシリコンダイオードで構成され、低
位側ハーフブリッジ回路４はSCR41、42、43で構成され
ている。ハーフブリッジ回路２の各アノードはバッテリ
８の正極端80に接続され、バッテリ８の接地負極端は接
地されている。バッテリ８により駆動される第１車両負
荷8aはバッテリ８と並列に接続されており、バッテリ８
の正極端80には第２車両負荷９及び高電圧負荷10の高位
側電極端が接続されている。両負荷９、10の各低位側電
極端は切換スイッチ５の切換端子5a、5bに個別接続さ
れ、切換スイッチ５の共通端子は低位ハーフブリッジ回
路３の各アノードに接続されている。
なお、高電圧負荷10は、定格75Vの薄膜抵抗素子製の
車両ウィンド用の解氷装置で構成されており、第２車両
負荷９及び第１車両負荷8aはバッテリ電圧12Vを定格と
している。切換スイッチ５は切換端子5a、5bとともに中
立位置を有している。
車両ウィンド用の解氷装置で構成されており、第２車両
負荷９及び第１車両負荷8aはバッテリ電圧12Vを定格と
している。切換スイッチ５は切換端子5a、5bとともに中
立位置を有している。
低位側ハーフブリッジ回路４を構成するSCR41〜43の
各アノードは接地されており、それらのゲートはゲート
制御回路７の各出力端に個別接続されている。
各アノードは接地されており、それらのゲートはゲート
制御回路７の各出力端に個別接続されている。
ゲート制御回路７は、エミッタがバッテリ８の正極端
80に接続されたPNPトランジスタ71を有し、そのベース
は高位側ベースバイアス抵抗72を介してバッテリ80の正
極端80（正確には高電位ラインHL）に接続されている。
また、上記ベースは低位側ベースバイアス抵抗14及びス
イッチ13を介して接地されている。トランジスタ71のコ
レクタは、ダイオード73〜75の各アノードに共通接続さ
れ、それらの各カソードはそれぞれ電流制限抵抗76〜78
を介してSCR41〜43のゲートに個別接続されている。
80に接続されたPNPトランジスタ71を有し、そのベース
は高位側ベースバイアス抵抗72を介してバッテリ80の正
極端80（正確には高電位ラインHL）に接続されている。
また、上記ベースは低位側ベースバイアス抵抗14及びス
イッチ13を介して接地されている。トランジスタ71のコ
レクタは、ダイオード73〜75の各アノードに共通接続さ
れ、それらの各カソードはそれぞれ電流制限抵抗76〜78
を介してSCR41〜43のゲートに個別接続されている。
高電位ラインHLには三相交流発電機１のフィールドコ
イル12の高位端及び電圧調整器６の高位電源端Ｂが接続
されており、フィールドコイル12の低位端は電圧調整器
６の出力端Ｆに接続されている。また、電圧調整器６の
接地端Ｅは接地されており、電圧調整器６の入力端S1は
バッテリ８の正極端80に接続され、電圧調整器６の入力
端S2は高電位負荷10の低位側電極端10aに接続されてい
る。
イル12の高位端及び電圧調整器６の高位電源端Ｂが接続
されており、フィールドコイル12の低位端は電圧調整器
６の出力端Ｆに接続されている。また、電圧調整器６の
接地端Ｅは接地されており、電圧調整器６の入力端S1は
バッテリ８の正極端80に接続され、電圧調整器６の入力
端S2は高電位負荷10の低位側電極端10aに接続されてい
る。
以下、この車両用電源装置の動作を説明する。
最初、切換スイッチ５は中立位置にあり、スイッチ13
が導通しているものとする。
が導通しているものとする。
スイッチ13の導通により高位側ベースバイアス抵抗72
と低位側ベースバイアス抵抗14とで分圧されたベースバ
イアス電圧によりトランジスタ71がターンオンし、ダイ
オード73〜75及び電流制限抵抗76〜78を介してSCR41〜4
3に所定の正電圧が印加され、SCR41〜43の内でゲート／
カソード間が順バイアスとなるものから周期的に導通す
る。SCR41〜43が周期的に導通すると、三相交流発電機
１のステータコイル11から出力される３相交流電圧は高
位側ハーフブリッジ回路２及び低位側ハーフブリッジ回
路４により全波整流されて、バッテリ８及び第１車両負
荷8aに給電される。電圧調整器６は、入力端子S1でバッ
テリ８の正極端80の電圧を検出してフィールド電流をデ
ューティ比制御し、バッテリ８の正極端80に供給するバ
ッテリ充電電圧を一定に保つ。なお、この時、電圧調整
器６の入力端子S2の電圧は入力端子S1のそれと同電位と
なり、支障はない。
と低位側ベースバイアス抵抗14とで分圧されたベースバ
イアス電圧によりトランジスタ71がターンオンし、ダイ
オード73〜75及び電流制限抵抗76〜78を介してSCR41〜4
3に所定の正電圧が印加され、SCR41〜43の内でゲート／
カソード間が順バイアスとなるものから周期的に導通す
る。SCR41〜43が周期的に導通すると、三相交流発電機
１のステータコイル11から出力される３相交流電圧は高
位側ハーフブリッジ回路２及び低位側ハーフブリッジ回
路４により全波整流されて、バッテリ８及び第１車両負
荷8aに給電される。電圧調整器６は、入力端子S1でバッ
テリ８の正極端80の電圧を検出してフィールド電流をデ
ューティ比制御し、バッテリ８の正極端80に供給するバ
ッテリ充電電圧を一定に保つ。なお、この時、電圧調整
器６の入力端子S2の電圧は入力端子S1のそれと同電位と
なり、支障はない。
次に高電圧負荷10に通電する場合、スイッチ13を遮断
する。スイッチ13の遮断によりトランジスタ71がオフ
し、低位側ハーフブリッジ回路４へのゲート電流が遮断
され、SCR41〜43はカソード／ゲート間の順バイアスの
解除によりターンオフし、バッテリ８及び第１車両負荷
8aは三相交流発電機１から切り離される。次に、切換ス
イッチ５を操作して高電圧負荷10と低位ハーフブリッジ
回路３とを接続すると、ハーフブリッジ回路２及び低位
ハーフブリッジ回路３により全波整流された電圧が高電
圧負荷10に印加される。この時、高電圧負荷10の電圧降
下により、高電圧負荷10の低位側電極端10aから電圧調
整器６の入力端子S2に低電圧が供給され、電圧調整器６
は入力端子S2の電圧を元の電圧すなわちバッテリ充電電
圧まで回復しようとしてフィールド電流のデューティ比
をほとんど１まで増加し、その結果として、ステータコ
イル11は大電圧を発生する。そして、この大電圧が高電
圧負荷10に印加されると、高電圧負荷10の低位側電極端
10aは益々低電位となる。
する。スイッチ13の遮断によりトランジスタ71がオフ
し、低位側ハーフブリッジ回路４へのゲート電流が遮断
され、SCR41〜43はカソード／ゲート間の順バイアスの
解除によりターンオフし、バッテリ８及び第１車両負荷
8aは三相交流発電機１から切り離される。次に、切換ス
イッチ５を操作して高電圧負荷10と低位ハーフブリッジ
回路３とを接続すると、ハーフブリッジ回路２及び低位
ハーフブリッジ回路３により全波整流された電圧が高電
圧負荷10に印加される。この時、高電圧負荷10の電圧降
下により、高電圧負荷10の低位側電極端10aから電圧調
整器６の入力端子S2に低電圧が供給され、電圧調整器６
は入力端子S2の電圧を元の電圧すなわちバッテリ充電電
圧まで回復しようとしてフィールド電流のデューティ比
をほとんど１まで増加し、その結果として、ステータコ
イル11は大電圧を発生する。そして、この大電圧が高電
圧負荷10に印加されると、高電圧負荷10の低位側電極端
10aは益々低電位となる。
低位側ハーフブリッジ回路４のターンオン時に、切換
スイッチ５を5b側に倒すと、バッテリ８と第１車両負荷
8aと第２車両負荷９とを並列駆動することができる。
スイッチ５を5b側に倒すと、バッテリ８と第１車両負荷
8aと第２車両負荷９とを並列駆動することができる。
以下、本実施例の車両用電源装置の効果を説明する。
（ａ）SCR41〜43の各アノードが共通接続され、かつ、
接地されているので接続が非常に容易となる。すなわ
ち、SCR41〜43は通常、アノード側で基板に固定される
ので、放熱フィンを兼ね接地された金属基板を直接、こ
のハーフブリッジ回路４の接地側電極とすることができ
る。このようにすると、SCR41〜43のアノード配線を省
略でき、かつ、上記した大面積の放熱フィンを兼ねる金
属基板を絶縁する必要がない。
接地されているので接続が非常に容易となる。すなわ
ち、SCR41〜43は通常、アノード側で基板に固定される
ので、放熱フィンを兼ね接地された金属基板を直接、こ
のハーフブリッジ回路４の接地側電極とすることができ
る。このようにすると、SCR41〜43のアノード配線を省
略でき、かつ、上記した大面積の放熱フィンを兼ねる金
属基板を絶縁する必要がない。
（ｂ）ハーフブリッジ回路２、３とともにハーフブリッ
ジ回路４もまた三相交流発電機１と一体配設されている
ので、ステータコイル11とハーフブリッジ回路４とを接
続する三相ラインの長さを短縮することができ、その電
力損失を低減することができる。更にゲート制御回路７
もまた三相交流発電機（オルタネータ）と一体配設され
ているので、ゲート制御回路７とハーフブリッジ回路４
とを結ぶ制御ラインの長さを短縮することができる。
ジ回路４もまた三相交流発電機１と一体配設されている
ので、ステータコイル11とハーフブリッジ回路４とを接
続する三相ラインの長さを短縮することができ、その電
力損失を低減することができる。更にゲート制御回路７
もまた三相交流発電機（オルタネータ）と一体配設され
ているので、ゲート制御回路７とハーフブリッジ回路４
とを結ぶ制御ラインの長さを短縮することができる。
（ｃ）車両負荷を、その低位端がアースされる第１車両
負荷8aと、その低位端がアースされる必要がない第２車
両負荷９とに区別し、第２車両負荷９をハーフブリッジ
回路３から給電しているので、ハーフブリッジ回路４の
各SCRを小形化することができる。
負荷8aと、その低位端がアースされる必要がない第２車
両負荷９とに区別し、第２車両負荷９をハーフブリッジ
回路３から給電しているので、ハーフブリッジ回路４の
各SCRを小形化することができる。
なお、ハーフブリッジ回路４をハーフブリッジ回路３
と同様にシリコンダイオードで構成し、かつ、このハー
フブリッジ回路４を１個のSCRを介して接地することも
できるが、この場合には、部品点数が増加し、かつ、低
位側ハーフブリッジ回路４の順バイアス電圧降下と上記
１個のSCRの順バイアス電圧降下とが生じるので、第１
車両負荷8aと第２車両負荷９とで印加電圧が異なってし
まう不利が生ずる。また、３個のSCR41〜43の一部が故
障して非導通となっても、残りのSCRによりバッテリ充
電を継続できるので、バッテリが上がる可能性が少な
い。
と同様にシリコンダイオードで構成し、かつ、このハー
フブリッジ回路４を１個のSCRを介して接地することも
できるが、この場合には、部品点数が増加し、かつ、低
位側ハーフブリッジ回路４の順バイアス電圧降下と上記
１個のSCRの順バイアス電圧降下とが生じるので、第１
車両負荷8aと第２車両負荷９とで印加電圧が異なってし
まう不利が生ずる。また、３個のSCR41〜43の一部が故
障して非導通となっても、残りのSCRによりバッテリ充
電を継続できるので、バッテリが上がる可能性が少な
い。
（ｄ）電圧調整器６は２つの入力端S1、S2をもち、低電
位の方の入力端電位を優先的に制御に用いているので、
従来の１入力端型の電圧調整器にわずかの変更を加える
だけで電圧調整器６を構成することができ、電圧調整器
６に負荷切換信号の類いの信号を入力する必要がない。
電圧調整器６の一構成例を第２図に示す。抵抗R1は比較
的高抵抗であり、接点Ｓの電位は入力S1、S2のうちで低
い方の電位にダイオード101又は102の順バイアス電位を
足したものとなる。そして抵抗R2は更に高抵抗であり、
入力端S0の電位はほぼ入力端S1又はS2の低い方の電位に
ほぼ等となる。ただし、入力端S2が負電位の場合には入
力端S0の電位は0Vとなる。なお、60は、通常の１入力端
型の電圧調整器であり、100はレベルシフトダイオード
である。
位の方の入力端電位を優先的に制御に用いているので、
従来の１入力端型の電圧調整器にわずかの変更を加える
だけで電圧調整器６を構成することができ、電圧調整器
６に負荷切換信号の類いの信号を入力する必要がない。
電圧調整器６の一構成例を第２図に示す。抵抗R1は比較
的高抵抗であり、接点Ｓの電位は入力S1、S2のうちで低
い方の電位にダイオード101又は102の順バイアス電位を
足したものとなる。そして抵抗R2は更に高抵抗であり、
入力端S0の電位はほぼ入力端S1又はS2の低い方の電位に
ほぼ等となる。ただし、入力端S2が負電位の場合には入
力端S0の電位は0Vとなる。なお、60は、通常の１入力端
型の電圧調整器であり、100はレベルシフトダイオード
である。
ゲート制御回路７の変形態様を第３図に示す。
第３図に示したゲート制御回路では、連動スイッチ71
a〜71cを導通させると、SCR41a〜41cは遮断され、それ
らを開放するとSCR41a〜41cは導通する。なお79は電流
制限抵抗である。
a〜71cを導通させると、SCR41a〜41cは遮断され、それ
らを開放するとSCR41a〜41cは導通する。なお79は電流
制限抵抗である。
（第２実施例） 本発明の他の実施例を第４図に示す。
この車両用電源装置は、三相交流発電機１と、ハーフ
ブリッジ回路２、3a、４と、電圧調整器６とからなり、
ハーフブリッジ回路3aをSCRで構成して切換スイッチ５
を省略した点が実施例１と異なっている。なお、実施例
１の第２車両負荷９は省略されている。
ブリッジ回路２、3a、４と、電圧調整器６とからなり、
ハーフブリッジ回路3aをSCRで構成して切換スイッチ５
を省略した点が実施例１と異なっている。なお、実施例
１の第２車両負荷９は省略されている。
ハーフブリッジ回路４は、実施例１のゲート制御回路
７と同一のゲート制御回路（図示せず）により制御さ
れ、ハーフブリッジ回路3aは、実施例１のゲート制御回
路降７と逆動作するゲート制御回路（図示せず）により
制御される。
７と同一のゲート制御回路（図示せず）により制御さ
れ、ハーフブリッジ回路3aは、実施例１のゲート制御回
路降７と逆動作するゲート制御回路（図示せず）により
制御される。
このようにすれば、更に、回路構成を簡単化すること
ができる他、バッテリ８と高電圧負荷10への送電をひん
ぱんに切換えることができる。
ができる他、バッテリ８と高電圧負荷10への送電をひん
ぱんに切換えることができる。
［発明の効果］ 上述したように本発明の車両用電源装置によると、異
電圧負荷用の低位側ハーフブリッジ整流回路と、バッテ
リ用の低位側ハーフブリッジ整流回路とを設け、バッテ
リ用の低位側ハーフブリッジ整流回路が外部制御入力付
半導体スイッチング素子とその制御回路とによって構成
されるため、この制御回路によってバッテリ用の低位側
ハーフブリッジ整流回路を制御することができ、バッテ
リ専用の断続スイッチをバッテリへの給電経路に介在さ
せることなく三相交流発電機からバッテリへの充電を異
電圧負荷への給電要求に対応して制御することができ
る。このため、バッテリのみへの給電と、異電圧負荷へ
の給電とを切り換え可能な車両用電源装置の構成を簡単
化することができ、信頼性並びに低コスト化を図ること
ができる。
電圧負荷用の低位側ハーフブリッジ整流回路と、バッテ
リ用の低位側ハーフブリッジ整流回路とを設け、バッテ
リ用の低位側ハーフブリッジ整流回路が外部制御入力付
半導体スイッチング素子とその制御回路とによって構成
されるため、この制御回路によってバッテリ用の低位側
ハーフブリッジ整流回路を制御することができ、バッテ
リ専用の断続スイッチをバッテリへの給電経路に介在さ
せることなく三相交流発電機からバッテリへの充電を異
電圧負荷への給電要求に対応して制御することができ
る。このため、バッテリのみへの給電と、異電圧負荷へ
の給電とを切り換え可能な車両用電源装置の構成を簡単
化することができ、信頼性並びに低コスト化を図ること
ができる。
第１図は本発明の車両用電源装置の一実施例を示す等価
回路図、第２図は電圧調整器６の一実施例ブロック図、
第３図はゲート制御回路７の変形態様を示す等価回路
図、第４図は本発明の車両用電源装置の他の実施例を示
す等価回路図である。 １……三相交流発電機 ２……高位側ハーフブリッジ回路 ３……低位側ハーフブリッジ回路 ４……低位側ハーフブリッジ回路 ５……切換スイッチ ６……電圧調整器 ７……ゲート制御回路 ８……バッテリ 10……高電圧負荷（異電圧負荷）
回路図、第２図は電圧調整器６の一実施例ブロック図、
第３図はゲート制御回路７の変形態様を示す等価回路
図、第４図は本発明の車両用電源装置の他の実施例を示
す等価回路図である。 １……三相交流発電機 ２……高位側ハーフブリッジ回路 ３……低位側ハーフブリッジ回路 ４……低位側ハーフブリッジ回路 ５……切換スイッチ ６……電圧調整器 ７……ゲート制御回路 ８……バッテリ 10……高電圧負荷（異電圧負荷）
フロントページの続き (72)発明者 重信 博道 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−253898（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 9/00 - 9/48 H02M 7/00 - 7/40
Claims (4)
- 【請求項１】車両のバッテリと、このバッテリとは異な
る定格電圧をもつ異電圧負荷とを有する車両の車両用電
源装置において、 車両エンジンにより駆動される三相交流発電機と、 前記異電圧負荷への通電を断続する異電圧負荷スイッチ
と、 この三相交流発電機の交流出力を整流して前記バッテリ
と前記異電圧負荷とに供給する整流回路と、 前記バッテリへの給電時と前記異電圧負荷への給電時に
おいて前記三相交流発電機の発電電圧を変更する電圧調
整手段とを備え、 前記整流回路は、 前記三相交流発電機の各出力端に個別に接続され、前記
バッテリの正極端と前記異電圧負荷の高電位側電極端と
の両方に整流出力を供給する半導体スイッチング素子を
含む高位側ハーフブリッジ整流回路と、 前記三相交流発電機の各出力端に個別に接続され、前記
異電圧負荷の非接地の低電位側電極端に整流出力を供給
する半導体スイッチング素子を含む異電圧負荷用低位側
ハーフブリッジ整流回路と、 前記三相交流発電機の各出力端に個別に接続され、前記
バッテリの接地負極端に整流出力を供給する半導体スイ
ッチング素子を含むバッテリ用低位側ハーフブリッジ整
流回路とを備え、 少なくとも前記バッテリ用低位側ハーフブリッジ整流回
路の半導体スイッチング素子を外部信号によってスイッ
チング可能な外部制御入力付半導体スイッチング素子に
より構成するとともに、前記異電圧負荷への給電要求に
対応して前記外部制御入力付半導体スイッチング素子へ
の外部制御信号を変更して前記バッテリのみへ給電可能
な状態と前記異電圧負荷へ給電加工な状態とを切り換え
る制御回路を設けてなることを特徴とする車両用電源装
置。 - 【請求項２】前記異電圧負荷スイッチは、前記異電圧負
荷用低位側ハーフブリッジ整流回路の半導体スイッチン
グ素子として設けられた、外部信号によってスイッチン
グ可能な外部制御入力付半導体スイッチング素子により
構成され、前記制御回路は前記バッテリのみへ給電可能
な状態と、前記異電圧負荷のみへ給電可能な状態とを切
り換えることを特徴とする請求項１記載の車両用電源装
置。 - 【請求項３】前記半導体スイッチング素子は、シリコン
整流器により構成されることを特徴とする請求項１また
は２記載の車両用電源装置。 - 【請求項４】前記シリコン整流器は、シリコンダイオー
ド又はSCRにより構成されることを特徴とする請求項３
記載の車両用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243200A JP2835096B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 車両用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243200A JP2835096B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 車両用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03107400A JPH03107400A (ja) | 1991-05-07 |
| JP2835096B2 true JP2835096B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=17100324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1243200A Expired - Lifetime JP2835096B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 車両用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2835096B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008148498A (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Erumekku:Kk | 低電圧大電流モータ用電源 |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP1243200A patent/JP2835096B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03107400A (ja) | 1991-05-07 |
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