專利名稱：直流電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以由內(nèi)燃機等驅(qū)動的交流發(fā)電機為電源、向電池等的儲電元件和負(fù)載 供給電力的直流電源裝置。
背景技術(shù)：
作為以由內(nèi)燃機等驅(qū)動的交流發(fā)電機為電源、向電池和負(fù)載供給電力的直流電源 裝置，利用由二極管和閘流管的混合橋電路構(gòu)成的控制整流電路對發(fā)電機的交流輸出進行 整流的直流電源裝置用得較多。在這種電源裝置中，像日本特開平8-149713號公報中所公開的那樣，設(shè)置閘流管 控制電路來進行使在電池上施加的電壓保持在調(diào)整值附近的值的控制，該閘流管控制電路 控制向閘流管的觸發(fā)信號供給，以使得在控制整流電路的直流輸出端子間的電壓為設(shè)定的 調(diào)整值以下時從直流輸出端子側(cè)向控制整流電路的間流管供給觸發(fā)信號，而在直流輸出端 子間的電壓超過調(diào)整值時停止向閘流管供給觸發(fā)信號。在這種電源裝置中，如果在發(fā)電機的運轉(zhuǎn)中電池被拆除，則在負(fù)載中包含電容器 時會產(chǎn)生以下所示那樣的問題。即，如果在發(fā)電機正在運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下電池被拆除，則在負(fù) 載中包含的電容器被發(fā)電機的整流輸出所充電，由于在向電容器流動充電電流的期間控制 整流電路的閘流管保持導(dǎo)通狀態(tài)，所以負(fù)載的電容器被一直充電到發(fā)電機的輸出電壓的峰 值。如果負(fù)載的電容器被充電到發(fā)電機的輸出電壓的峰值，則由于充電電流變?yōu)?，所以控 制整流電路的閘流管變成斷開狀態(tài)。由于在閘流管處于斷開狀態(tài)的期間不向負(fù)載的電容器 施加電壓，所以電容器上蓄積的電荷慢慢地放電，其兩端的電壓逐漸下降。由于如果負(fù)載的 電容器兩端的電壓變成調(diào)整值以下，就會向控制整流電路的閘流管供給觸發(fā)信號，所以負(fù) 載的電容器被發(fā)電機的輸出再次充電，其兩端的電壓朝著發(fā)電機的輸出電壓的峰值上升。 由于如果電池被拆除，在發(fā)電機正在運轉(zhuǎn)的期間反復(fù)進行上述動作，所以在控制整流電路 的直流輸出端子間反復(fù)出現(xiàn)達到發(fā)電機的輸出電壓的峰值的高電壓。由于該電壓被施加到 負(fù)載和間流管控制電路上，所以可能在負(fù)載和間流管控制電路上施加過電壓而導(dǎo)致?lián)p壞構(gòu) 成它們的部件。于是，在日本特開平8-149713號公報中所示的直流電源裝置中，設(shè)置在直流輸出 端子間的電壓超過設(shè)定得比調(diào)整值高的設(shè)定電壓時，在一定的保護時間內(nèi)阻止向閘流管供 給觸發(fā)信號的保護電路。如果設(shè)置這樣的保護電路，由于通過把保護時間設(shè)定得足夠長，可 以在負(fù)載的電容器的兩端的電壓降低到比用來使閘流管控制電路動作所需的最低電壓還 低的值的期間阻止向閘流管施加觸發(fā)信號，所以可以阻止閘流管的再次觸發(fā)，防止在直流 輸出端子間發(fā)生過電壓。在負(fù)載中包含電容器時由于在電池被拆除時負(fù)載內(nèi)的電容器被充電而產(chǎn)生的問 題可以利用日本特開平8-149713號公報的發(fā)明來解決。但是，在利用日本特開平8-149713 號公報中所記載的保護電路時，很顯然在負(fù)載包含電感器時會產(chǎn)生以下所示那樣的問題。S卩，如果在控制整流電路的直流輸出端子間連接的負(fù)載中包含電感成分，則在電
4池被拆除時，在負(fù)載的電感器中感應(yīng)出使一直在從電池向負(fù)載流動的電流繼續(xù)流動那樣的 極性的電壓，由于該感應(yīng)電壓沿正方向施加到在電池被拆除時變成接通狀態(tài)的控制整流電 路的閘流管上，所以從負(fù)載向該閘流管和與該閘流管串聯(lián)連接的二極管流動電流。由于此 時流過閘流管的電流相對于施加電壓有相位延遲，流過閘流管的電流變成保持電流以下的 動作有延遲，該間流管的關(guān)斷有延遲。由此，在該間流管變成截止?fàn)顟B(tài)之前，從發(fā)電機向該 閘流管施加正向電壓的極性的半波輸出會被輸入到控制整流電路。如果出現(xiàn)這樣的狀態(tài)， 則即使由于保護電路的作用而停止向控制整流電路的閘流管供給觸發(fā)信號，該閘流管的接 通狀態(tài)仍繼續(xù)。如果反復(fù)進行上述動作，則在發(fā)電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)的期間，由于在電池被切離時 在負(fù)載的電感器中感應(yīng)出的電壓，保持了接通狀態(tài)的控制整流電路的閘流管不能變成截止 狀態(tài)，該閘流管和與該閘流管串聯(lián)連接的二極管維持整流功能。因此，在利用日本特開平 8-149713號公報中所示的現(xiàn)有的直流電源裝置時，像圖3所示的那樣，在從控制整流電路 向電池施加調(diào)整后的電壓Vo而進行電池的充電的狀態(tài)下，如果在時刻tl拆除電池，則產(chǎn)生 在控制整流電路的直流輸出端子間反復(fù)出現(xiàn)發(fā)電機的半波輸出電壓Vp的現(xiàn)象。如果放任 這樣的狀態(tài)，則由于在以額定電壓Vo工作的負(fù)載上反復(fù)施加過大的電壓Vp，所以可能會損 壞負(fù)載。在上述的說明中，雖然以在控制整流電路的直流輸出端子間電池與負(fù)載并聯(lián)連接 的情形為例，但不限于電池，在控制整流電路的直流輸出端子間，電池、電容器等的儲電元 件與負(fù)載并聯(lián)連接，在發(fā)電機正運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下電池被拆除的情形下，也產(chǎn)生與上述同樣的 問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在具有對磁體式交流發(fā)電機的輸出進行整流的控制整流電 路、在該控制整流電路的直流輸出端子間儲電元件與負(fù)載并聯(lián)連接的直流電源裝置中，不 管在負(fù)載中包含電容器的情形還是負(fù)載中包含電感器的情形下，都能防止在拆除電池時在 直流輸出端子間繼續(xù)出現(xiàn)過電壓。本發(fā)明以這樣的直流電源裝置為對象，該直流電源裝置包括控制整流電路，由二 極管和間流管的混合橋電路構(gòu)成，具有被施加交流發(fā)電機的輸出的輸入端子和輸出直流電 壓的正負(fù)的直流輸出端子，在正的直流輸出端子和負(fù)的直流輸出端子之間并聯(lián)連接儲電元 件和負(fù)載；以及閘流管控制電路，控制向閘流管供給觸發(fā)信號，以使得在直流輸出端子間的 電壓為設(shè)定的調(diào)整值以下時從直流輸出端子側(cè)向控制整流電路的間流管供給觸發(fā)信號，而 在直流輸出端子間的電壓超過調(diào)整值時停止向間流管供給觸發(fā)信號。在本發(fā)明中設(shè)置了 過電壓 檢測電路，在直流輸出端子間的電壓超過設(shè)定得比調(diào) 整值高的過電壓設(shè)定值時，進行過電壓檢測動作，在一定的保護時間內(nèi)保持產(chǎn)生過電壓檢 測信號的狀態(tài)；過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路，在過電壓檢測電路未產(chǎn)生過電壓檢測信號時 允許向間流管供給觸發(fā)信號，而在過電壓檢測電路產(chǎn)生過電壓檢測信號時阻止向間流管供 給觸發(fā)信號；以及旁通電流通電電路，在過電壓檢測電路正在產(chǎn)生過電壓檢測信號的狀態(tài) 下向直流輸出端子間施加使負(fù)的直流輸出端子的電位比正的直流輸出端子的電位高的極 性的電壓時，從負(fù)的直流輸出端子側(cè)向正的直流輸出端子側(cè)流動旁通電流。如果像上述那樣地構(gòu)成，在連接著包含電容器的負(fù)載而在發(fā)電機正在運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下拆除儲電元件時，負(fù)載中設(shè)置的電容器被充電，其兩端的電壓在逐漸上升的過程中超過 過電壓設(shè)定值的時刻，過電壓檢測電路進行過電壓檢測動作，在一定的保護時間內(nèi)保持產(chǎn) 生了過電壓檢測信號的狀態(tài)，在產(chǎn)生該過電壓檢測信號的期間過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路 停止向間流管供給觸發(fā)信號。因此，通過把過電壓檢測電路保持產(chǎn)生了過電壓檢測信號的 狀態(tài)的保護時間設(shè)定得足夠長，可以使負(fù)載中設(shè)置的電容器放電，在直流輸出端子間的電 壓降低到比用來向閘流管供給觸發(fā)信號所需的值還低的期間，阻止閘流管的再次觸發(fā)，可 以防止對負(fù)載中設(shè)置的電容器再次充電而使負(fù)載的兩端的電壓上升。另外，如果像上述那樣地構(gòu)成，在直流輸出端子間連接著包含感應(yīng)負(fù)載的狀態(tài)下， 在發(fā)電機的運轉(zhuǎn)中拆除儲電元件，超過過電壓設(shè)定值時也是，過電壓檢測電路在一定的保 護時間內(nèi)產(chǎn)生過電壓檢測信號，可以利用過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路停止向閘流管供給觸 發(fā)信號。另外，此時，由于構(gòu)成從負(fù)的直流輸出端子側(cè)向正的直流輸出端子側(cè)流動旁通電流 的旁通電流通電電路，使負(fù)載的電感器中感應(yīng)的電壓短路，所以可以防止以下情況在發(fā)電 機正運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下拆除儲電元件時，由于負(fù)載的電感器中感應(yīng)的電壓而向在儲電元件被拆 除時處于接通狀態(tài)的控制整流電路的閘流管流動電流，該閘流管的關(guān)斷發(fā)生延遲。因此，可 以防止在連接著感應(yīng)負(fù)載的狀態(tài)下，在發(fā)電機的運轉(zhuǎn)中拆除了儲電元件時，在停止向控制 整流電路的間流管供給觸發(fā)信號之后，在儲電元件被拆除時處于接通狀態(tài)的控制整流電路 的閘流管還維持其接通狀態(tài)，產(chǎn)生在直流輸出端子間反復(fù)出現(xiàn)發(fā)電機的輸出電壓的半波的 現(xiàn)象，可以防止產(chǎn)生在負(fù)載上反復(fù)施加過電壓的狀態(tài)。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中使用的閘流管控制電路包括觸發(fā)信號供給用開關(guān)，設(shè)計 成通過從儲電元件側(cè)施加驅(qū)動信號而變成接通狀態(tài)，從正的直流輸出端子側(cè)向間流管供給 觸發(fā)信號；以及觸發(fā)信號供給用開關(guān)控制電路，控制觸發(fā)信號供給用開關(guān)，以使得在直流輸 出端子間的電壓為調(diào)整值以下時允許觸發(fā)信號供給用開關(guān)變成接通狀態(tài)，而在直流輸出端 子間的電壓為調(diào)整值以上時觸發(fā)信號供給用開關(guān)變成截止?fàn)顟B(tài)。此時，上述過電壓檢測電路可以構(gòu)成為，具有電流限制元件與恒壓二極管的串聯(lián) 電路、以及通過電流限制元件與恒壓二極管的串聯(lián)電路施加直流輸出端子間的電壓的過電 壓檢測用電容器，通過在直流輸出端子間的電壓超過過電壓設(shè)定值時，使恒壓二極管變成 接通狀態(tài)，對過電壓檢測用電容器充電，在該電容器的兩端產(chǎn)生作為過電壓檢測信號使用 的電壓。另外，過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路可以構(gòu)成為，包括通斷控制用開關(guān)，設(shè)計成在 變成截止?fàn)顟B(tài)時允許觸發(fā)信號供給用開關(guān)變成接通狀態(tài)，在變成接通狀態(tài)時使觸發(fā)信號供 給用開關(guān)變成截止?fàn)顟B(tài)；以及通斷控制用開關(guān)控制電路，以一定的時間常數(shù)使過電壓檢測 用電容器放電，在一定的保護時間內(nèi)利用該過電壓檢測用電容器的放電電流向通斷控制用 開關(guān)施加驅(qū)動信號，使該通斷控制用開關(guān)變成接通狀態(tài)。而且，旁通電流通電電路可以構(gòu)成為，包括旁通用開關(guān)，在直流輸出端子間連接 而在直流輸出端子間施加使負(fù)的直流輸出端子的電位比正的直流輸出端子的電位高的極 性電壓的狀態(tài)下施加觸發(fā)信號時變成接通狀態(tài)；以及旁通用開關(guān)觸發(fā)電路，利用過電壓檢 測用電容器的兩端的電壓向旁通用開關(guān)供給觸發(fā)信號。上述儲電元件可以是電池，也可以是電容器。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)電機的運轉(zhuǎn)中拆除了連接在直流輸出端子間的儲電
6元件而在直流輸出端子間出現(xiàn)超過調(diào)整值的過電壓時，停止向控制整流電路的間流管供給 觸發(fā)信號，且在拆除了儲電元件時在負(fù)載中包含的電感器中感應(yīng)出電壓時與負(fù)載并聯(lián)地構(gòu) 成旁通通電電路，使負(fù)載電感器中感應(yīng)出的電壓短路，所以可以防止因在負(fù)載的電感器中 感應(yīng)出的電壓而使電流流入在拆除了儲電元件時處于接通狀態(tài)的控制整流電路的閘流管， 可以防止該閘流管的關(guān)斷被延遲。因此，在連接有感應(yīng)負(fù)載的狀態(tài)下在發(fā)電機的運轉(zhuǎn)中拆 除了儲電元件時，可以防止成為接通狀態(tài)的控制整流電路的閘流管繼續(xù)維持其接通狀態(tài)， 產(chǎn)生在直流輸出端子間反復(fù)出現(xiàn)發(fā)電機的輸出電壓的半波的現(xiàn)象，可以不用擔(dān)心在負(fù)載上 反復(fù)施加過電壓而損壞負(fù)載。另外，在直流輸出端子間并聯(lián)連接包含電容器的負(fù)載和儲電元件的狀態(tài)下，在發(fā) 電機的運轉(zhuǎn)中拆除了儲電元件時，與日本特開平8-149713號公報中所示的現(xiàn)有的直流電 源裝置同樣地，由于可以在一定的保護時間內(nèi)停止向控制整流電路的閘流管供給觸發(fā)信 號，所以可以防止在負(fù)載的兩端反復(fù)施加具有與發(fā)電機的輸出電壓的峰值相當(dāng)?shù)碾妷褐档?過電壓的現(xiàn)象。


圖1是示出本發(fā)明的一實施例的構(gòu)成的電路圖。圖2是示出本發(fā)明的另一實施例的構(gòu)成的電路圖。圖3是示出在現(xiàn)有的直流電源裝置中的直流輸出端子間連接著包含電感器的負(fù) 載的狀態(tài)下、在發(fā)電機的運轉(zhuǎn)中拆除了電池時、在直流輸出端子間出現(xiàn)的電壓的波形的波 形圖。圖4是示出在根據(jù)本發(fā)明的直流電源裝置中的直流輸出端子間連接著包含電感 器的負(fù)載的狀態(tài)下、在發(fā)電機的運轉(zhuǎn)中拆除了電池時、在直流輸出端子間出現(xiàn)的電壓的波 形的波形圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1示出本發(fā)明的實施例1，在該圖中，1是由內(nèi)燃機驅(qū)動的磁體式交流發(fā)電機，2 是由閘流管Thl、Th2和二極管D1、D2的混合橋電路構(gòu)成的、向輸入端子2a、2b間輸入發(fā)電 機1的交流輸出、在正負(fù)直流輸出端子2c、2d間電池3與負(fù)載4并聯(lián)連接的控制整流電路。另外，5是閘流管控制電路，它控制閘流管Thl、Th2，以使得在控制整流電路的直 流輸出端子2c、2d間的電壓為設(shè)定的調(diào)整值以下時從直流輸出端子2c、2d側(cè)向控制整流電 路2的閘流管Thl、Th2供給觸發(fā)信號，而在直流輸出端子2c、2d間的電壓超過調(diào)整值時停 止向控制整流電路2的閘流管Thl、Th2供給觸發(fā)信號，從而將直流輸出端子2c、2d間的電 壓控制在調(diào)整電壓附近。另外，6是防止在發(fā)電機1的運轉(zhuǎn)中切離電池3時在直流輸出端子 2c,2d間反復(fù)出現(xiàn)過電壓的保護電路。由控制整流電路2、閘流管控制電路5和保護電路6 構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的直流電源裝置7。在圖示的例子中，電池3的正極端子通過開關(guān)8與控制 整流電路2的正的直流輸出端子2c連接，電池3的負(fù)極端子與負(fù)的直流輸出端子2d直接 連接。負(fù)載4直接連接在正負(fù)直流輸出端子2c、2d間?？刂普麟娐?由二極管和閘流管的混合橋電路構(gòu)成，其中，由陽極連接在一起
7的閘流管Thl和Th2構(gòu)成橋的下邊，由陽極分別與閘流管Thl和Th2的陰極連接、陰極連接在一起的二極管Dl和D2構(gòu)成橋的上邊。在該控制整流電路中，從閘流管Thl和Th2的陰 極和二極管Dl和D2的陽極的連接點分別引出輸入端子2a和2b，從二極管Dl和D2的陰極 的共同連接點以及閘流管Thl和Th2的陽極的共同連接點分別引出正的直流輸出端子2c 和負(fù)的直流輸出端子2d。閘流管控制電路5具有與控制整流電路2的正的直流輸出端子2c連接的控制輸 入端子5a，PNP晶體管TRl和TR2的發(fā)射極共同連接到控制輸入端子5a。晶體管TRl的基 極與晶體管TR2的集電極連接，集電極通過電阻Rl與二極管D3和D4的陽極連接，二極管 D3和D4的陰極分別與閘流管Thl和Th2的柵極連接。晶體管TRl的基極通過電阻R2與二 極管D5的陽極連接，二極管D5的陰極與負(fù)的直流輸出端子2d連接；晶體管TR2的基極與 恒壓二極管ZDl的陰極連接，恒壓二極管ZDl的陽極通過電阻R3與二極管D5的陽極連接。 由晶體管TRl和TR2、二極管D3 D5、恒壓二極管ZD1、電阻Rl R3構(gòu)成閘流管控制電路 5。在本實施例中，通過從電池3側(cè)施加驅(qū)動信號而變成接通狀態(tài)、從正的直流輸出 端子2c側(cè)向閘流管Thl和Th2供給觸發(fā)信號的觸發(fā)信號供給用開關(guān)5A由晶體管TRl、電阻 Rl和R2構(gòu)成。另外，觸發(fā)信號供給用開關(guān)控制電路5B由晶體管TR2、恒壓二極管ZDl和電 阻R3構(gòu)成，該觸發(fā)信號供給用開關(guān)控制電路5B控制觸發(fā)信號供給用開關(guān)，以使得在直流輸 出端子2c、2d間的電壓為設(shè)定的調(diào)整值以下時允許觸發(fā)信號供給用開關(guān)(晶體管TRl)變 成接通狀態(tài)，而在直流輸出端子間的電壓為設(shè)定的調(diào)整值以上時觸發(fā)信號供給用開關(guān)變成 截止?fàn)顟B(tài)。由觸發(fā)信號供給用開關(guān)5A和觸發(fā)信號供給用開關(guān)控制電路5B構(gòu)成間流管控制 電路5。 保護電路6由PNP晶體管TR3、NPN晶體管TR4和TR5、電阻R4 R8、恒壓二極管 ZD2、二極管D6、過電壓檢測用電容器Cl、閘流管Th3構(gòu)成。晶體管TR3的發(fā)射極與晶體管 TRl的發(fā)射極連接，集電極與晶體管TRl的基極連接。晶體管TR3的基極通過電阻R4與晶 體管TR4的集電極連接，晶體管TR4的發(fā)射極與二極管D5的陽極連接。晶體管TR4的基極通過電阻R5與過電壓檢測用電容器Cl的一端連接，電容器Cl 的另一端與二極管D5的陽極連接。電容器Cl的一端還與恒壓二極管ZD2的陽極連接，恒 壓二極管ZD2的陰極通過電阻R6與正的直流輸出端子2c連接。閘流管Th3通過使其陰極和陽極分別與直流輸出端子2c和2d連接而相對于負(fù)載 4并聯(lián)連接，閘流管Th3的陰極通過電阻R7與晶體管TR5的集電極連接。晶體管TR5的發(fā) 射極與二極管D5的陽極連接，基極通過電阻R8和陽極朝著電阻R8側(cè)的二極管D6與閘流 管Th3的柵極連接。另外，電阻R8與二極管D6的陽極的連接點被連接到電容器Cl的一端 與恒壓二極管ZD2的陽極的連接點。在本實施例中，過電壓檢測電路6A由作為電流限制元件的電阻R6與恒壓二極管 ZD2的串聯(lián)電路、以及通過電阻R6與恒壓二極管ZD2的串聯(lián)電路施加直流輸出端子2c、2d 間的電壓的過電壓檢測用電容器Cl構(gòu)成，該過電壓檢測電路6A通過在直流輸出端子2c、2d 間的電壓超過設(shè)定得比上述調(diào)整值高的過電壓設(shè)定值時使恒壓二極管ZD2變成接通狀態(tài)， 進行對過電壓檢測用電容器Cl充電的過電壓檢測動作，而在該電容器Cl的兩端產(chǎn)生作為 過電壓檢測信號使用的電壓。
另外，通斷控制用開關(guān)6B由晶體管TR3構(gòu)成，該通斷控制用開關(guān)6B設(shè)計成在變成 截止?fàn)顟B(tài)時允許觸發(fā)信號供給用開關(guān)5A變成接通狀態(tài)，在變成接通狀態(tài)時使觸發(fā)信號供 給用開關(guān)5A變成截止?fàn)顟B(tài)。而且，通斷控制用開關(guān)控制電路6C由晶體管TR4、電阻R4和 R5構(gòu)成，該通斷控制用開關(guān)控制電路6C以一定的時間常數(shù)使過電壓檢測用電容器C1的電 荷放電，在一定的保護時間內(nèi)利用該電容器C1的放電電流向通斷控制用開關(guān)6B施加驅(qū)動 信號，使該通斷控制用開關(guān)6B變成接通狀態(tài)。由通斷控制用開關(guān)6B和通斷控制用開關(guān)控 制電路6C構(gòu)成過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路6D。另外，旁通用開關(guān)6E由閘流管Th3構(gòu)成，該旁通用開關(guān)6E在直流輸出端子2c、2d 間連接而在直流輸出端子2c、2d間施加使負(fù)的直流輸出端子2d的電位比正的直流輸出端 子2c的電位高的極性的電壓的狀態(tài)下施加觸發(fā)信號時變成接通狀態(tài)。旁通用開關(guān)觸發(fā)電 路6F由晶體管TR5、二極管D6、電阻R7和R8構(gòu)成，該旁通用開關(guān)觸發(fā)電路6F以一定的時 間常數(shù)使過電壓檢測用電容器C1放電，利用該電容器的放電電流向旁通用開關(guān)6E供給觸 發(fā)信號。旁通電流通電電路6G由旁通用開關(guān)6E和旁通用開關(guān)觸發(fā)電路6F構(gòu)成，該旁通電 流通電電路6G在過電壓檢測電路6A產(chǎn)生過電壓檢測信號的狀態(tài)(電容器C1的兩端的電 壓變成一定電平值以上的狀態(tài))下從負(fù)載4向直流輸出端子2c、2d間施加使負(fù)的直流輸出 端子2d的電位比正的直流輸出端子2c的電位高的極性的感應(yīng)電壓時，從負(fù)的直流輸出端 子2d側(cè)向正的直流輸出端子2c側(cè)流動旁通電流而使負(fù)載4中感應(yīng)的電壓短路。在本實施例中，選擇恒壓二極管ZD1的齊納電壓、電阻R3的電阻值，以使得直流輸 出端子2c、2d間的電壓為調(diào)整值以上時恒壓二極管ZD1變成接通狀態(tài)。在電池3的額定電 壓為12V時，上述調(diào)整值設(shè)定為例如14V。另外，選擇恒壓二極管ZD2的齊納電壓、電阻R6 的電阻值，以使得直流輸出端子2c、2d間的電壓為設(shè)定得比上述調(diào)整值高的過電壓設(shè)定值 以上時恒壓二極管ZD2變成接通狀態(tài)。過電壓設(shè)定值設(shè)定在負(fù)載4的耐壓值以下。保護電路6由以下部分構(gòu)成上述過電壓檢測電路6A、由通斷控制用開關(guān)6B和通 斷控制用開關(guān)控制電路6C構(gòu)成的過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路6D、以及由旁通用開關(guān)6E和 旁通用開關(guān)觸發(fā)電路6F構(gòu)成的旁通電流通電電路6G。在圖1所示的實施例中，如果閉合開關(guān)8而將電池3連接在直流輸出端子2c、2d 間，則從電池3通過晶體管TR1的發(fā)射極基極之間和電阻R2、二極管D5向晶體管TR1流動 基極電流，所以晶體管TR1變成接通狀態(tài)，從電池3通過晶體管TR1的發(fā)射極集電極之間和 電阻R1、二極管D3和D4向閘流管Thl和Th2施加觸發(fā)信號。如果發(fā)電機1在該狀態(tài)下運 轉(zhuǎn)，則閘流管Thl和Th2中的從發(fā)電機1的輸出端子施加正向電壓的一方的閘流管變成接 通狀態(tài)，發(fā)電機1的整流輸出施加到負(fù)載4和電池3上。由此，電池3被充電，并且負(fù)載4 被驅(qū)動。如果隨著電池3的充電的進行，電池3的端子電壓(直流輸出端子2c、2d間的電 壓)超過設(shè)定的調(diào)整值，則恒壓二極管ZD1變成接通狀態(tài)，所以晶體管TR2變成接通狀態(tài)， 構(gòu)成觸發(fā)信號供給用開關(guān)的晶體管TR1變成截止?fàn)顟B(tài)。由此，停止向閘流管Thl和Th2供 給觸發(fā)信號，閘流管Thl和Th2在流過它們的電流未達到保持電流時變成截止?fàn)顟B(tài)。由此， 如果直流輸出端子2c、2d間的電壓小于調(diào)整值，恒壓二極管ZD1就變成截止?fàn)顟B(tài)，晶體管 TR2變成截止?fàn)顟B(tài)，所以晶體管TR1變成接通狀態(tài)，再次開始向間流管Thl和Th2供給觸發(fā) 信號。由此，發(fā)電機1的輸出被控制整流電路2整流后供給電池3和負(fù)載4，電池3的端子電壓逐漸上升。通過反復(fù)進行這樣的動作，直流輸出端子間的電壓Vo像圖負(fù)載4的左端所 示的那樣保持為調(diào)整值附近的值。在此，負(fù)載4是具有電容器的負(fù)載，在發(fā)電機1的運轉(zhuǎn)中打開開關(guān)8，電池3被切 離。這時，由于利用控制整流電路2的輸出把負(fù)載4內(nèi)的電容器充電，所以負(fù)載4的兩端的 電壓逐漸上升。在負(fù)載4的兩端的電壓逐漸上升的過程中如果該電壓超過設(shè)定得比上述 調(diào)整值高的過電壓設(shè)定值，恒壓二極管ZD2變成接通狀態(tài)，過電壓檢測用電容器Cl被充電 (進行過電壓檢測動作)。在一定的保護時間內(nèi)，晶體管TR4保持接通狀態(tài)，在該保護時間 內(nèi)由于使該過電壓檢測用電容器Cl的電荷通過電阻R5和晶體管TR4的基極發(fā)射極間放電 而流動的晶體管TR4的基極電流具有使晶體管TR4變成接通狀態(tài)所需的大小。由于在晶體 管TR4成為接通狀態(tài)的期間向晶體管TR3流動基極電流，所以晶體管TR3保持接通狀態(tài)，晶 體管TRl保持截止?fàn)顟B(tài)。由此，停止向間流管Thl和Th2供給觸發(fā)信號。如果在負(fù)載4的兩端施加的電壓達到峰值，則負(fù)載4內(nèi)的電容器的充電結(jié)束，所以 一直流過閘流管Thl或Th2的電流變成0，閘流管Thl和Th2變成截止?fàn)顟B(tài)。由此，由于控 制整流電路2停止輸出，所以負(fù)載4內(nèi)的電容器以預(yù)定的時間常數(shù)逐漸放電，直流輸出端子 2c、2d間的電壓逐漸下降。在本實施例中，把過電壓檢測用電容器Cl的放電時間常數(shù)設(shè)定 成，隨著負(fù)載4內(nèi)的電容器的放電的進行，在負(fù)載4的兩端的電壓變成比為了向閘流管Thl 和Th2供給觸發(fā)信號所需的電壓值(為了在晶體管TRl中流過使該晶體管TRl變成截止?fàn)?態(tài)所需的基極電流所需的電壓值)還低的值的期間，晶體管TR3保持接通狀態(tài)。如果這樣 地設(shè)定過電壓檢測用電容器Cl的放電時間常數(shù)，則在拆除電池3的狀態(tài)下不向閘流管Thl 和Th2供給觸發(fā)信號，控制整流電路2不進行整流動作，所以向負(fù)載4施加的電壓很快變成 .日本特開平8-149713號公報中所示的現(xiàn)有的直流電源裝置相當(dāng)于在圖1所示的 實施例中省略了由旁通用開關(guān)6E和旁通用開關(guān)觸發(fā)電路6F構(gòu)成的旁通電流通電電路6G 的情況。在圖1中，不設(shè)置旁通電流通電電路6G時，如上所述，在連接了包含電感器的負(fù)載 4的狀態(tài)下在發(fā)電機1的運轉(zhuǎn)中電池3被拆除時，產(chǎn)生在負(fù)載的兩端反復(fù)施加發(fā)電機1的半 波的輸出電壓的現(xiàn)象。在此，負(fù)載4是包含電感器的感應(yīng)負(fù)載，不設(shè)置旁通電流通電電路6G的狀態(tài)下，在 發(fā)電機1的運轉(zhuǎn)中打開開關(guān)8，從直流輸出端子2c、2d拆除電池3。此時，在負(fù)載4內(nèi)的電 感器中，感應(yīng)出使一直在從電池3向負(fù)載4流動的電流繼續(xù)流動那樣的極性的電壓(負(fù)的 直流輸出端子2d側(cè)為正、正的直流輸出端子2c側(cè)為負(fù)的極性的電壓)。如果該感應(yīng)電壓 超過過電壓設(shè)定值，則由于上述動作而停止向閘流管Thl、Th2供給觸發(fā)信號，但如果負(fù)載4 的感應(yīng)電壓被施加到控制整流電路2上，則會如下情況通過在拆除電池3時處于接通狀態(tài) 的閘流管Thl或Th2和與該閘流管串聯(lián)連接的二極管Dl或D2流動電流，該閘流管的關(guān)斷 被延遲，不能使該間流管成為截止?fàn)顟B(tài)。例如，在電池3被拆除時，發(fā)電機1產(chǎn)生圖示的實線箭頭方向的正的半波輸出，控 制整流電路的閘流管Th2處于接通狀態(tài)。此時，如果負(fù)載4內(nèi)的電感器中感應(yīng)出的電壓 (負(fù)的直流輸出端子2d側(cè)為正的電壓)被施加到控制整流電路2上，則通過負(fù)載4-閘流管 Th2-二極管D2-負(fù)載4的電路流動電流。該電流由于相對于電壓有相位延遲，所以發(fā)電機1產(chǎn)生圖示的虛線箭頭方向的負(fù)的半波的輸出，在閘流管Th2的陽極陰極間施加反向電壓 的狀態(tài)下也繼續(xù)流動。由此，流過閘流管Th2的電流衰減到保持電流以下的動作有延遲，閘 流管Th2不能關(guān)斷。如果在該狀態(tài)下發(fā)電機1再次產(chǎn)生的正的半波電壓，則電流沿發(fā)電機 1- 二極管D1-輸出端子2c-負(fù)載4-輸出端子2d-閘流管Thl-發(fā)電機1的路徑流動。由 于反復(fù)進行這樣的動作，在利用不設(shè)置旁通電流通電電路6G的現(xiàn)有的直流電源裝置時，像 圖3所示的那樣，在時刻tl拆除電池后，在直流輸出端子間反復(fù)出現(xiàn)發(fā)電機1的一方的半 波輸出電壓VP。與此相對，如果像上述實施例那樣設(shè)置旁通電流通電電路6G，則在電池3被拆除， 在負(fù)載4的電感器感應(yīng)出電壓，直流輸出端子間的電壓超過過電壓設(shè)定值而過電壓檢測用 電容器C1被充電時，電容器C1的放電電流沿電容器C1- 二極管D6-閘流管Th3的柵極、陰 極_電阻R7-晶體管TR5的集電極、發(fā)射極-電容器C1的路徑流動，閘流管Th3變成接通 狀態(tài)。因此，因在電池3被拆除時在負(fù)載4內(nèi)的電感器中感應(yīng)出的電壓流動的電流全都通 過由閘流管Th3構(gòu)成的旁通通電電路流動，成為負(fù)載4具有的電壓通過閘流管Th3被短路 了的狀態(tài)。由此，在電池3被拆除時，不會從負(fù)載4向處于接通狀態(tài)的閘流管Thl或Th2流 入電流，該閘流管Thl或Th2的關(guān)斷不會延遲。因此，可以防止在電池3被拆除時處于接通 狀態(tài)的控制整流電路的間流管Thl或Th2繼續(xù)保持接通狀態(tài)，可以防止產(chǎn)生在直流輸出端 子2c、2d間反復(fù)出現(xiàn)發(fā)電機的半波的輸出電壓的現(xiàn)象。因此，在利用本發(fā)明時，像圖4所示的那樣，在連接了包含電感器的負(fù)載4的狀態(tài) 下電池3被拆除時，雖然在直流輸出端子2c、2d間出現(xiàn)一次發(fā)電機1的半波輸出電壓Vp，但 由于控制整流電路的閘流管Thl和Th2在停止向它們供給觸發(fā)信號后被迅速關(guān)斷，所以只 要停止向閘流管Thl和Th2供給觸發(fā)信號，就不會在直流輸出端子2c、2d間出現(xiàn)電壓。如果隨著過電壓檢測用電容器C1的電荷的放電的進行，晶體管TR4不能變成接通 狀態(tài)，則由于晶體管TR4成為截止?fàn)顟B(tài)，所以晶體管TR3成為截止?fàn)顟B(tài)，允許晶體管TR1成 為接通狀態(tài)，但在電池3被拆除，停止向閘流管Thl和Th2供給觸發(fā)信號，閘流管Thl和Th2 處于截止?fàn)顟B(tài)時，不向晶體管TR1流動基極電流，所以晶體管TR1成為接通狀態(tài)，不會向閘 流管Thl和Th2施加觸發(fā)信號。因此，由于只要不在直流輸出端子2c、2d間連接電池3，就 不會向閘流管Thl和Th2施加觸發(fā)信號，所以發(fā)電機1的整流輸出不會施加到負(fù)載4上。圖2示出本發(fā)明的實施例2。在該實施例中，從圖1所示的實施例的電路省略了晶 體管TR3，晶體管TR4的集電極通過電阻R4與晶體管TR2的基極連接。在圖2的實施例中， 與恒壓二極管ZD1和電阻R3 —起構(gòu)成觸發(fā)信號供給用開關(guān)控制電路5B的晶體管TR2兼作 過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路的通斷控制用開關(guān)6B，通過在對過電壓檢測用電容器C1充電， 晶體管TR4變成接通狀態(tài)時使晶體管TR2變成接通狀態(tài)，使構(gòu)成觸發(fā)信號供給用開關(guān)的晶 體管TR1成為截止?fàn)顟B(tài)，停止向閘流管Thl、Th2供給觸發(fā)信號。其它動作與圖1所示的實 施例相同。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于在發(fā)電機1的運轉(zhuǎn)中拆除在直流輸出端子2c、2d間連 接的電池3，在直流輸出端子間出現(xiàn)超過調(diào)整值的過電壓時，停止向控制整流電路2的閘流 管Thl、Th2供給觸發(fā)信號，并且在拆除了電池3時在負(fù)載4中包含的電感器中感應(yīng)出電壓 時與負(fù)載并聯(lián)地構(gòu)成旁通通電電路6E，使負(fù)載4短路，所以可以防止因在負(fù)載的電感器中 感應(yīng)出的電壓而使電流流入控制整流電路2的閘流管Thl、Th2，可以防止控制整流電路2的閘流管的關(guān)斷被延遲。因此，可以防止在連接有包含電感器的負(fù)載4的狀態(tài)下在發(fā)電機 1的運轉(zhuǎn)中電池3被拆除時，控制整流電路2的閘流管Thl或Th2繼續(xù)維持接通狀態(tài)，產(chǎn)生 在直流輸出端子間反復(fù)出現(xiàn)發(fā)電機的輸出電壓的半波的現(xiàn)象，可以不用擔(dān)心在負(fù)載上反復(fù) 施加過電壓而損壞負(fù)載。在上述各實施例中，電池3和負(fù)載4在直流輸出端子2c、2d間并聯(lián)連接，但本發(fā)明 可以用于在對交流發(fā)電機的輸出進行整流的控制整流器的直流輸出端子2c、2d間并聯(lián)連 接具有蓄積電能的功能的元件即儲電元件和負(fù)載的情形，本發(fā)明也適用于在取代電池3而 連接電容器的情形。在上述實施例中，在控制整流電路2中，在橋的下邊設(shè)置閘流管Thl和Th2，在橋的 上邊設(shè)置二極管Dl和D2，但也可以在橋的上邊設(shè)置間流管Thl和Th2，在橋的下邊設(shè)置二 極管Dl和D2。
另外，在上述實施例中，發(fā)電機1是單相交流發(fā)電機，但本發(fā)明也適用于使用三相 交流發(fā)電機的情形。
權(quán)利要求
1.一種直流電源裝置，包括控制整流電路，由二極管與間流管的混合橋電路構(gòu)成，具有被施加交流發(fā)電機的輸出 的輸入端子和輸出直流電壓的正負(fù)的直流輸出端子，在上述正的直流輸出端子和負(fù)的直流 輸出端子之間并聯(lián)連接了儲電元件和負(fù)載；以及閘流管控制電路，控制向上述間流管供給觸發(fā)信號，以使得在上述直流輸出端子間的 電壓為設(shè)定的調(diào)整值以下時從上述直流輸出端子側(cè)向上述控制整流電路的間流管供給觸 發(fā)信號，而在上述直流輸出端子間的電壓超過上述調(diào)整值時停止向上述間流管供給觸發(fā)信 號，其特征在于，具有過電壓檢測電路，在上述直流輸出端子間的電壓超過設(shè)定得比上述調(diào)整值高的過電 壓設(shè)定值時，進行過電壓檢測動作，在一定的保護時間內(nèi)保持產(chǎn)生了過電壓檢測信號的狀 態(tài)；過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路，在上述過電壓檢測電路未產(chǎn)生過電壓檢測信號時允許向 上述間流管供給觸發(fā)信號，而在上述過電壓檢測電路正在產(chǎn)生過電壓檢測信號時阻止向上 述閘流管供給觸發(fā)信號；以及旁通電流通電電路，在上述過電壓檢測電路正在產(chǎn)生過電壓檢測信號的狀態(tài)下向上述 直流輸出端子間施加使上述負(fù)的直流輸出端子的電位比上述正的直流輸出端子的電位高 的極性的電壓時，從上述負(fù)的直流輸出端子側(cè)向上述正的直流輸出端子側(cè)流動旁通電流。
2.如權(quán)利要求1所述的直流電源裝置，其特征在于上述間流管控制電路包括觸發(fā)信號供給用開關(guān)，設(shè)計成通過從上述儲電元件側(cè)施加驅(qū)動信號而變成接通狀態(tài)， 從上述正的直流輸出端子側(cè)向上述間流管供給觸發(fā)信號；以及觸發(fā)信號供給用開關(guān)控制電路，控制上述觸發(fā)信號供給用開關(guān)，以使得在上述直流輸 出端子間的電壓為上述調(diào)整值以下時允許上述觸發(fā)信號供給用開關(guān)變成接通狀態(tài)，而在上 述直流輸出端子間的電壓變?yōu)樯鲜稣{(diào)整值以上時使上述觸發(fā)信號供給用開關(guān)變成截止?fàn)?態(tài)，上述過電壓檢測電路具有電流限制元件與恒壓二極管的串聯(lián)電路、以及通過上述電 流限制元件與恒壓二極管的串聯(lián)電路施加上述直流輸出端子間的電壓的過電壓檢測用電 容器，上述過電壓檢測電路構(gòu)成為，通過在上述直流輸出端子間的電壓超過上述過電壓設(shè) 定值時，使上述恒壓二極管變成接通狀態(tài)，來對上述過電壓檢測用電容器充電，在該電容器 的兩端產(chǎn)生作為上述過電壓檢測信號使用的電壓，上述過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路包括通斷控制用開關(guān)，設(shè)計成在處于截止?fàn)顟B(tài)時允 許上述觸發(fā)信號供給用開關(guān)變成接通狀態(tài)，而在變成接通狀態(tài)時使上述觸發(fā)信號供給用開 關(guān)變成截止?fàn)顟B(tài)；以及通斷控制用開關(guān)控制電路，以一定的時間常數(shù)使上述過電壓檢測用 電容器放電，在一定的保護時間內(nèi)利用該過電壓檢測用電容器的放電電流向上述通斷控制 用開關(guān)施加驅(qū)動信號，使該通斷控制用開關(guān)變成接通狀態(tài)，上述旁通電流通電電路包括旁通用開關(guān)，被連接在上述直流輸出端子間而在上述直 流輸出端子間施加使上述負(fù)的直流輸出端子的電位比上述正的直流輸出端子的電位高的 極性的電壓的狀態(tài)下施加觸發(fā)信號時變成接通狀態(tài)；以及旁通用開關(guān)觸發(fā)電路，利用上述過電壓檢測用電容器的兩端的電壓向上述旁通用開關(guān)供給觸發(fā)信號。
3.如權(quán)利要求1或2所述的直流電源裝置，其特征在于 上述儲電元件是電池。
4.如權(quán)利要求1或2所述的直流電源裝置，其特征在于 上述儲電元件是電容器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種直流電源裝置，控制向控制整流電路的閘流管供給觸發(fā)信號，以使得直流輸出端子間的電壓保持在調(diào)整值以下，其中設(shè)置過電壓產(chǎn)生時觸發(fā)控制電路，在直流輸出端子間的電壓超過設(shè)定得比調(diào)整值高的過電壓設(shè)定值時，進行阻止向上述閘流管供給觸發(fā)信號的控制；以及旁通電流通電電路，在向直流輸出端子間施加使負(fù)的直流輸出端子的電位比正的直流輸出端子的電位高的極性的電壓時，從負(fù)的直流輸出端子側(cè)向正的直流輸出端子側(cè)流動旁通電流，阻止從負(fù)載向控制整流電路流入電流，從而防止在電池被拆除時在負(fù)載上施加過電壓。
文檔編號H02H9/04GK102005806SQ20101026488
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者山口洋史, 村松秀一, 淺利真樹, 勝間田昴, 齊藤弘光 申請人:國產(chǎn)電機株式會社