专利名称：蓄电池充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用以内燃机等原动机驱动的交流发电机的整流输出对蓄电 池进行充电的蓄电池充电装置。
背景技术：
用以内燃机驱动的磁发电机等的输出对蓄电池进行充电的蓄电池充电
装置在日本实公平1-40288号公报中公开。在日本实公平1-40288号公报 中公开的蓄电池充电装置由以下电路构成由晶闸管(thyristor)组成构 成桥式整流电路的各上边或者各下边的整流元件的桥式的控制整流电路； 以及根据蓄电池两端的电压控制向控制整流电路的晶闸管的触发信号的提 供的晶闸管控制电路。控制整流电路的构成部件安装在电路衬底上。
在这种蓄电池充电装置中，通过在蓄电池两端的电压小于等于设定值 时，对晶闸管给予触发信号从控制整流电路向蓄电池提供充电电流，在蓄 电池两端的电压超过设定值时停止对晶闸管提供触发信号使从控制整流电 路向蓄电池提供的整流输出停止，由此停止对蓄电^供充电电流。
在上述的蓄电池充电装置中，在原动机运转期间，反复进行对蓄电池 的充电电流的供给，在向蓄电池提供充电电流的期间从控制整流电路的整 流元件中发生热。因此，无法避免安装有构成控制整流电路的整流元件的 电^于底的温度上升。特别是当用安装在驱动车辆的引擎上的交^J^电机 的输出对蓄电池进行充电的情况下，在引擎运转的期间，因为反复进行对 蓄电池提供充电电流的状态持续进行，所以控制整流电路的温度上升，在 周围温度高的情况下，电路衬底的温度过度地上升，有可能破坏安装在电 路碎于底上的整流元件或其他的电子部件。
发明内容
因而，本发明的目的在于提供一种蓄电池充电装置，它消除了安装有 控制整流电路的整流元件的电路衬底的温度过度上升的问题。
本发明适用于蓄电池充电装置，该蓄电池充电装置具备桥式 的控制整流电路，该控制整流电路作为整流元件具备晶闸管，且 具有与磁式交流发电机的输出端子连接的交流输入端子和与蓄电 池的输出端子连接的直流输出端子；以及晶闸管控制电路，该晶 闸管控制电路控制对晶闸管的触发信号的提供，使得将蓄电池两 端的电压保持在设定的范围内。
在本发明中，控制整流电路以及晶闸管控制电路被安装在电路衬底上， 设置有保护电路，用于保护安装在电路村底上的构成部件。该保护电路具 备检测电路衬底的温度的温度传感器，构成为在用该温度传感器检测到的 温度成为大于等于设定值时，禁止向控制整流电路的晶闸管提供触发信号。
如果设置上述那样的保护电路，则在安装有控制整流电路的电路衬底 的温度成为大于等于设定值时，能够将控制整流电路的晶闸管设置成截止 状态，停止从控制整流电路向蓄电池提供充电电流。在充电电流的供* 止的期间，使来自控制整流电路的整流元件的发热停止，由此能够降低其 温度，所以能够消除因安装有控制整流电路的电路衬底的温度过度上升， 致使安装在电路衬底上的部件破坏的问题。
在本发明的优选的方式中，晶闸管控制电路具备触发信号供给用开 关电路，设置在控制整流电路的正极侧直流输出端子和晶闸管的门极之间 并在处于导通状态时从交流发电机一侧将触发信号提供给晶闸管；以及开 关控制电路，通过检测蓄电池两端的电压来控制触发信号供给用开关电路， 使得在检测到的电压小于等于设定值时将触发信号供给用开关电路设置成 导通状态，在检测到的电压超过了设定值时将触发信号供给用开关电路设 置成截止状态。在该情况下，作为温度传感器具备在检测到的温度小于设 定值时保持截止状态、在检测到的温度大于等于设定值时成为导通状态的输出开关。保护电路被构成为在温度传感器的输出开关处于截止状态时允 许触发信号供给用开关成为导通状态，在温度传感器的输出开关成为导通 状态时阻止触发信号供给用开关电路成为导通状态。
图l是基于本发明的实施例的蓄电池控制装置的电路图。
具体实施例方式
以下参照附图详细说明本发明的优选的实施例。
在图1中，参照数字l表示以引擎驱动的磁式交^^电机，2表示蓄 电池。3表示控制整流电路，4表示晶闸管控制电路，5表示保护电路。将 构成控制整流电路3、晶闸管控制电路4以及保护电路5的部件安装在共 用的电翻于底上。
磁式交流发电机l由安装在引擎的旋转轴上的磁铁转子；以及固定在 引擎的壳体或盖子上的定子组成。定子具备具有与转子的磁极相对的磁极 部的铁芯；以及巻绕在该铁芯上的电枢绕組L。定子与引擎的旋转同步地 从电枢绕组L中发生交流电压。
控制整流电路3由作为构成桥电路的各上边或者各下边的整流元件使 用了晶闸管的混合桥式的整流电路组成。在图示的控制整流电路3中，用 共同连接了阴极的二极管Du、 Dv构成桥电路的上边，在二极管Du、 Dv 的阳极上分别连接阴极，用共同连接阳极的晶闸管Thx以及Thy构成桥电 路的下边。
在图示的控制整流电路3中，二极管Du的阳极和晶闸管Thx的阴极 的连接点以及二极管Dv的阳极和晶闸管Thy的阴极的连接点分别成为交 流输入端子3a以及3b,在这些交流输入端子3a、 3b之间施加发电机1的 输出电压。
此外，在图示的控制整流电路3中，二极管Du、 Dv的阴极的公共连 接点以及晶闸管Thx、 Thy的阳极的7>共连接点分别成为正极侧直流输出端子3c以及负极侧直流输出端子3d，在这些直流输出端子3c、 3d之间连 接蓄电池2。
晶闸管控制电路4由以下电路组成触发信号供给用开关电路4A，设 置在控制整流电路的正极侧直流输出端子3c和晶闸管Thx、 Thy的门极之 间；以及开关控制电路4B，检测蓄电池2两端的电压，控制触发信号供给 用开关电路4A，使得在检测到的电压小于等于设定值时将触发信号供给用 开关电路4A设置成导通状态，在检测到的电压超过了设定值时将触发信 号供给用开关电路4A设置成截止状态。在触发信号供给用开关电路4A处 于导通状态时，从交流发电机l一侧向晶闸管Thx、 Thy提供触发信号， 在触发信号供给用开关电路4A处于截止状态时，使触发信号对晶闸管 Thx、 Thy的供给停止。
在图示的例子中，开关控制电路4B由电压检测电路4B1、通断控制电 路4B2构成。电压检测电路4B1检测蓄电池2两端的电压是否小于等于设 定值。通断控制电路4B2对触发信号供给用开关电路4A进行通断控制， 使得在用电压检测电路4B1检测到蓄电池两端的电压小于等于设定值时将 触发信号供给用开关电路4A设置成导通状态，在用电压检测电路4B1检 测到蓄电池2两端的电压超过设定值时将触发信号供给用开关电路4A设 置成截止状态。
图示的触发信号供给用开关电路4A由以下元件构成发射极连接在 控制整流电路3的正极侧直流输出端子3c上的PNP晶体管TR1;在晶体 管TR1的集电极上连接了阳极的二极管Dl以及D2;连接在二极管Dl的 阴极和晶闸管Thx的门极之间的电阻Rl;连接在二极管D2的阴极和晶闸 管Thy的门极之间的电阻R2;以及连接在晶体管TR1的基极和负极侧直 流输出端子3d之间的电阻R3。
在从蓄电池2 —侧通过晶体管TR1的发射极以;S^极和电阻R3流过 了基极电流时，晶体管TR1成为导通状态，由此触发信号供给用开关电路 4A成为导通状态。在触发信号供给用开关电路4A处于导通状态时，以电 枢绕组L的感应电压的一个半周期中，以电枢绕组L一端子3a—二极管Du—晶体管TR1—二极管D2—电阻R2—晶闸管Thy的门极阴极之间一端 子3b—电枢绕组L的路径，将触发信号提供给晶闸管Thy，在电枢绕组L 的感应电压的另一个半周期中，以电枢绕组L一端子3b—二极管Dv—晶 体管TR1 —二极管Dl—电阻Rl—晶闸管Thx的门极阴极间 一端子3a —电 枢绕组L的路径，将触发信号提供给晶闸管Thx。
电压检测电路4B1由将一端连接在控制整流电路3的正极侧直流输出 端子3c上的电阻R4; —端连接在电阻R4的另一端上的电阻R5;以及在 电阻R5的另 一端和负极侧直流端子3b之间将阳极向着负极侧直流端子3d 一侧连接的齐纳二极管ZD构成。
将集电极连接在晶体管TR1的基极上的PNP晶体管TR2组成，将晶体管 TR2的基极连接在电压检测电路4B1的电阻R4和R5的连接点上。
保护电路5具备对安装有控制整流电路3的电路衬底的温度进行检测 的温度传感器5A;对温度传感器5A给予已稳定化的恒定的电源电压的电 源IC5B;以及作为控制触发信号供给用开关电路4A的通断的开关的晶体 管TR3,在用温度传感器5A检测到的温度成为大于等于设定值时强制性 地将触发信号供给用开关电路4A设置成截止状态，禁止将触发信号提供 给控制整流电路3的晶闸管Thx、 Thy。
晶体管TR3由PNP晶体管构成，将其发射极连接在正极侧直流输出 端子上，将集电极连接在晶体管TR1的;iJ欧上。图示的温度传感器5A在 其输出级上具备在检测到的温度小于设定值时保持截止状态、在检测到的 温度大于等于设定值时成为导通状态的输出开关，将连接到该温度传感器 的输出开关的一端上的输出端子5a通过电阻R6连接在晶体管TR3的基 极上，将连接在该输出开关的另 一端上的输出端子5b连接在负极侧直流输 出端子3d上。
将温度传感器5A安装在安装有包含控制整流电路3的二极管以及晶 闸管的充电装置的构成部件的电糾于底上。温度传感器5A与该电i^t底 热结合，从而检测电^f底的温度。在本实施例中，温度传感器5A由作为芯片部件构成的IC构成，将该IC焊接在设置于安装有控制整流电路3 的构成部件的电路衬底上的连接盘上。
电源IC5B由作为3端调节器动作的IC和外加的电容器Cl以及C2 一同构成恒压电源电路。该恒压电源电路对蓄电池2两端的电压进4亍降压， 对构成温度传感器的IC的电源端子5c施加恒定的直流电压(5V)。
在涉及本实施例的蓄电池充电装置中，在蓄电池2两端的电压小于等 于设置值时，通过在用控制整流电路3对交流发电机1的输出进行整流后 提供给蓄电池2而对蓄电池2进行充电。
在上述的蓄电池充电装置中，假设电路衬底的温度小于设定值，并假 设蓄电池2两端的电压小于等于设定值。此时，由于温度传感器5A的输 出开关处于截止状态，所以晶体管TR3处于截止状态。此外当蓄电池2两 端的电压小于等于设定值时，齐纳二极管ZD处于截止状态，电压检测电 路4B1检测到蓄电池电压小于等于设定值。此时因为在晶体管TR2中不流 过基极电流，所以晶体管TR2处于截止状态。在该状态中，因为从蓄电池 2通过晶体管TR1的发射极.基极间和电阻R3向晶体管TR1流过M电 流，所以晶体管TR1成为导通状态(触发信号供给用开关电路4A成为导 通状态)，从交流发电机1 一侧将触发信号给予晶闸管Thx或者Thy。在 晶闸管Thx以及Thy中，#皮给予了触发信号的一方的晶闸管成为导通状态， 从交流发电机1通过控制整流电路3将充电电流提供给蓄电池2。
随着蓄电池2的充电，在蓄电池2的两端的电压超过设定值时，齐纳 二极管ZD成为导通状态，电压检测电路4B1检测出蓄电池电压超过了设 定值。此时，将基极电流提供给晶体管TR2，该晶体管成为导通状态。如 果晶体管TR2成为导通状态，则因为晶体管TR1的集电极基极间被短路， 所以不会将基极电流提供给晶体管TR1，晶体管TR1成为截止状态(触发 信号供给用开关电路4A成为截止状态)。因而，触发信号对晶闸管Thx 以及Thy的提供停止，晶闸管Thx以及Thy不能成为导通状态，所以蓄 电池2的充电停止。
在蓄电池2的充电停止后，在蓄电池2两端的电压小于等于设定值时，齐纳二极管ZD成为截止状态(检测出蓄电池电压成为小于等于设定值)， 晶体管TR2成为截止状态，所以再次将触发信号提供给晶闸管Thx以及 Thy，对蓄电池2再次开始充电。通过重复上述的动作，将蓄电池2两端 的电压保持在设定值附近。
因来自构成控制整流电路3的半导体元件的发热使电糾于底的温度上 升，在该温度成为大于等于设定值时，温度传感器5A内的输出开关成为 导通状态，所以从蓄电池2通过晶体管TR3的发射极 基极间和电阻R6 和温度传感器5A内的输出开关流过电流，晶体管TR3成为导通状态。在 晶体管TR3成为导通状态时，基极电流不流过晶体管TR1，所以晶体管 TR1成为截止状态，不将触发信号给予晶闸管Thx、 Thy。由此对蓄电池 的充电被停止，在控制整流电路3的二极管以及晶闸管上不流过电流，所 以从该二极管以及晶闸管的发热停止。由此电路衬底的温度开始降低。如 果电路衬底的温度成为小于设定值，温度传感器5A内的输出开关成为截 止状态，所以晶体管TR3成为截止状态，蓄电池充电装置恢复到正常的状 态。
在上述的实施例中，用晶闸管构成控制整流电路3的桥的下边，用二 极管构成控制整流电路的桥的上边，但用二极管构成控制整流电路3的桥 的下边，用晶闸管构成控制整流电路的桥的上边的情况，或者控制整流电 路的桥的下边以及上边都用晶闸管构成的情况也能够适用于本发明。
在上述的实施例中，作为温度传感器4吏用具备有输出开关的温度传感 器(输出级由开关构成)，但也可以如下构成保护电路5，即作为温度传 感器使用发生与检测到的温度成比例的大小的模拟输出的温度传感器，将 该温度传感器的输出信号和给予设定温度的基准信号相比较，在温度传感 器的输出信号的大小成为大于等于基准信号的大小时，将触发信号供给用 开关电路4A设置成截止状态。
在上述实施例中，在保护电路5中设置晶体管TR3，在用温度传感器 检测到的温度成为大于等于设定值时，将晶体管TR3设置成导通状态，由 此将触发信号供给用开关电路4Ai殳置成截止状态，但是只要将保护电路5构成为在用温度传感器检测到的温度成为大于等于设定值时禁止向控制整
流电路3的晶闸管提供触发信号即可，其构成并不限于上述实施例。
例如，在上述实施例中，也可以省略晶体管TR3，将温度传感器5A 的输出端子5a通过电阻R6连接在晶体管TR2的基极上，在温度传感器 检测到的温度成为大于等于设定值而该温度传感器的输出开关成为导通状 态时，使基极电流通过晶体管TR2的发射极 基极间和电阻R6和温度传 感器5A流过晶体管TR2，由此将晶体管TR2设置成导通状态，将触发信 号供给用开关电路4A设置成截止状态。
在上述的实施例中，磁式交流发电机具有单相的电枢绕组，但即使在 磁式交流发电机具有三相的电枢绕组的情况下也能够适用本发明。当发电 机具有三相的电枢绕组的情况下，对交流发电机的输出进行整流的控制整 流电路，可以使用构成桥式整流电路的3个上边以及3个下边的至少一方 的整流元件由晶闸管构成的三相桥式的控制整流电路。
权利要求
1.一种蓄电池充电装置，具备桥式的控制整流电路，该控制整流电路作为整流元件具备晶闸管，且具有与磁式交流发电机的输出端子连接的交流输入端子和与蓄电池的输出端子连接的直流输出端子；以及晶闸管控制电路，该晶闸管控制电路控制对上述晶闸管的触发信号的提供，使得将上述蓄电池两端的电压保持在设定的范围内，其特征在于上述控制整流电路以及晶闸管控制电路被安装在电路衬底上，设置有保护电路，用于保护安装在上述电路衬底上的构成部件，上述保护电路具备检测上述电路衬底的温度的温度传感器，在用该温度传感器检测到的温度成为大于等于设定值时，禁止向上述控制整流电路的晶闸管提供触发信号。
2.根据权利要求l所述的蓄电池充电装置，其特征在于 上述晶闸管控制电路具备触发信号供给用开关电路，设置在上述控 制整流电路的正极侧直流输出端子和各晶闸管的门极之间并在处于导通状 态时从上述交流发电机一侧将触发信号提供给上述晶闸管；以及开关控制 电路，通过检测上述蓄电池两端的电压来控制上述触发信号供给用开关电 路，使得在检测到的电压小于等于设定值时将上述触发信号供给用开关电 路设置成导通状态，在检测到的电压超过了设定值时将上述触发信号供给 用开关电路i殳置成截止状态，上述温度传感器具备在检测到的温度小于设定值时保持截止状态、在 检测到的温度大于等于设定值时成为导通状态的输出开关，上述保护电路被构成为在上述温度传感器的输出开关处于截止状态时 允许上述触发信号供给用开关成为导通状态，在上述温度传感器的输出开 关成为导通状态时阻止上述触发信号供给用开关电路成为导通状态。
全文摘要
本发明的蓄电池充电装置具备桥电路的上边以及下边的至少一方由(多个)晶闸管组成的控制整流电路，对磁式交流发电机的输出进行整流并将整流输出提供给蓄电池；以及晶闸管控制电路，控制对上述晶闸管的触发信号的供给，使得将上述蓄电池两端的电压保持在设定值。该蓄电池充电装置具备检测安装有控制整流电路的电路衬底的温度的温度传感器；以及在用该温度传感器检测到的温度大于等于设定值时禁止对控制整流电路的晶闸管提供触发信号的保护电路。
文档编号H02J7/14GK101640433SQ20091016020
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者山口洋史, 斋藤弘光, 木邨贤司, 村松秀一 申请人:国产电机株式会社