电池充电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过三相交流发电机的输出对电池进行充电的电池充电装置。
【背景技术】
[0002]如专利文献I所示，作为通过由装载于车辆等的发动机等原动机驱动的三相交流发电机的输出对电池进行充电的装置，从发电机通过控制整流电路向电池供给充电电流的开放(open)式的电池充电装置被广泛地使用。作为控制整流电路，多使用由具备三相的量的上边和下边的一个和另一个分别由闸流晶体管和反馈二极管构成的桥臂的混合桥电路构成的全桥型的控制整流电路。在开放式的电池充电装置中，在电池的端子电压为设定电压以下时，使控制整流电路的三相的闸流晶体管为导通状态，由此，充电电流从发电机通过控制整流电路流向电池，在电池的端子电压超过了设定电压时，使三相的闸流晶体管为截止状态，使发电机的输出端子间为开放状态，由此，停止向电池的充电电流的供给。
[0003]作为在开放式的电池充电装置中对控制整流电路的闸流晶体管进行导通截止控制的方法，如专利文献I所示，广泛地采用如下的方法:在电池的端子电压变为设定电压以下时，向U、V、W三相的闸流晶体管同时施加触发信号，在电池的端子电压超过了设定电压时，同时除去提供给三相的闸流晶体管的触发信号。
[0004]在开放式的电池充电装置中，当在电池的电压变为设定电压以下时向三相的闸流晶体管同时提供触发信号时，各闸流晶体管在对其阳极阴极间施加正向电压时接通(turnon)而向电池供给充电电流。在电池中开始流动充电电流的稍后，如图9的左端所示，产生了发电机的三相的交流输出电流Iu、Iv和Iw的正负的半波的波高值为不平衡的过渡状态，但是，该过渡状态伴随着时间t的经过而结束。
[0005]当在电池的电压超过了设定电压时同时除去提供给三相的闸流晶体管的触发信号时，在除去触发信号的时间点处于截止状态的闸流晶体管不会被再次触发，但是，在除去触发信号的时间点处于导通状态的闸流晶体管直接保持导通状态，在其阳极电流变为不足保持电流的时间点关断(turn - off)。此外，闸流晶体管不会被再次触发的相的电流在通过反馈二极管而流动的负的半波的电流变为零的时间点变为零。例如，如图10所示，当在U相的电流Iu处于正的半波的期间的定时ta同时除去提供给三相的闸流晶体管的触发信号时，V相和W相的闸流晶体管不会被再次触发，但是，U相的闸流晶体管保持导通状态，因此，U相的电流Iu的正的半波继续流动。在通过与V相的闸流晶体管和W相的闸流晶体管分别串联连接的V相和W相的反馈二极管而流动的负的半波的电流变为零的时间点消除V相的电流Iv和W相的电流Iw。
[0006]在停止了向三相的闸流晶体管的触发信号的供给之后通过U相的闸流晶体管而流动的电流Iu的正的半波的波形在通过V相的反馈二极管而流动的V相的电流Iv的负的半波变为零的时间点从三相交流波形切换为单相交流波形。该单相交流波形的电流Iu在通过W相的反馈二极管而流动的电流Iw的负的半波变为零之前继续流动。在假设电流Iu的波形保持三相交流波形的状态的情况下，电流Iu追寻在图10中由虚线所示的轨迹而发生变化，在W相的电流Iw的负的半波变为零之前变为零，但是，实际上，在切换为单相交流波形之后在通过W相的反馈二极管而流动的电流Iw的负的半波变为零之前继续流动。因此，电流Iu变为零的定时与电流Iu的波形保持三相交流波形的状态的情况相比延迟固定的延迟时间td，闸流晶体管的换流富余时间(在闸流晶体管中流动的电流变为零之后到再次向该闸流晶体管施加正向电压的时间)变短该延迟时间td的量。为了使在停止向三相的闸流晶体管的触发信号的供给时处于导通状态的闸流晶体管关断来停止向电池的充电电流的供给，换流富余时间需要比闸流晶体管的关断时间(使闸流晶体管从导通状态为截止状态为止需要的时间)长。
[0007]如上述那样，在关断在使三相的触发信号无效时处于导通状态的闸流晶体管(在上述的例子中为U相的闸流晶体管)时，其换流富余时间变短，但是，在发电机中不产生三相的交流输出电流的正负的半波的波高值为不平衡的过渡状态时，能够无障碍地进行该闸流晶体管的关断。图11示出了在定时ta停止向三相的闸流晶体管的触发信号的供给之后在停止触发信号的供给时处于导通状态的U相的闸流晶体管的关断取得成功的情况下的三相的电流Iu、Iv、Iw的波形。在检测到电池电压超过了设定电压而停止了向三相的闸流晶体管的触发信号的供给时，在如图11那样完成了无障碍地进行最后处于导通状态的闸流晶体管的关断的情况下，以后在电池的端子电压再次变为设定电压以下之前的期间，停止向电池的充电电流的供给，因此，电池不会变为过充电状态。
[0008]与此相对地，在开始了向电池的充电电流的供给之后在发电机的过渡状态未结束的状态下检测到电池电压超过了设定电压而停止向三相的闸流晶体管的触发信号的供给的情况下，存在如下情况:如图12所示，在定时ta停止了向三相的闸流晶体管的触发信号的供给之后，在最后应关断的闸流晶体管(在该例中为U相的闸流晶体管)不能关断，即使在停止触发信号的供给之后充电电流也继续流向电池，电池存在变为过充电状态的情况。这样的状态特别是在发电机高速旋转时容易引起。
[0009]为了不产生上述那样的问题，如专利文献2所示，提出了如下的电池充电装置:通过控制触发闸流晶体管的相位来抑制在开始电池的充电时产生的三相的输出电流的不平衡。根据该电池充电装置，能够抑制在开始电池的充电时在发电机的三相的输出电流产生不平衡，因此，能够防止在开始电池的充电之后立即产生了电池的电压超过设定电压的状态时闸流晶体管的关断取得失败，防止电池的过充电。
[0010]现有技术文献专利文献
专利文献1:实开昭63-172241号公报；
专利文献2:日本特开2007-60857号公报。
[0011]发明要解决的课题在利用专利文献2所示的发明的情况下，能够防止电池的过充电，但是，仅在特定的相位使控制整流电路的闸流晶体管接通，因此，存在不能从三相交流发电机取出最大输出这样的问题，与不控制触发闸流晶体管的相位的情况相比，存在能从发电机取出的输出降低这样的问题。当能够从发电机取出的输出被限制时，在对相同的电池进行充电的情况下，需要准备更大型的发电机，导致成本的上升、装置的大型化，因此，不优选。
【发明内容】
[0012]本发明的目的在于提供如下的电池充电装置:即使在电池电压变为设定电压以下而开始电池的充电时产生的发电机的过渡状态结束之前电池电压超过设定电压而停止了三相的闸流晶体管的触发的情况下，也能够可靠地进行闸流晶体管的关断，消除进行用于抑制产生过渡状态的相位控制的必要性，因此，能够在不导致发电机的输出的降低的情况下防止电池的过充电。
[0013]用于解决课题的方案
本发明应用于电池充电装置，所述电池充电装置具备:三相交流发电机；全桥型的控制整流电路，由混合桥电路构成并且对三相交流发电机的输出进行整流来向电池供给，所述混合桥电路具有三相的量的上边和下边的一个和另一个分别由闸流晶体管和二极管构成的桥臂；以及控制器，根据电池的端子电压来控制向在控制整流电路的三相的桥臂分别设置的三相的闸流晶体管的触发信号的供给。在本说明书中，为了达成前述的目的而公开了至少以下所示的第一发明至第八发明。
[0014]第一发明
在本说明书所公开的第一发明中，将上述控制器构成为:在检测到电池的端子电压为设定电压以下时向三相的闸流晶体管同时提供触发信号，在检测到电池的端子电压超过了设定电压时，在该电池的端子电压超过设定电压之后经过了固定的触发停止宽限期时停止向三相的闸流晶体管的触发信号的供给。
[0015]当如上述那样构成控制器时，能够通过将触发停止宽限期设定为适当的长度来防止在发电机的过渡状态未结束的状态下停止向闸流晶体管的触发信号的供给，可靠地进行闸流晶体管的关断。因此，即使不进行用于对在电池的充电开始时产生过渡状态进行抑制的相位控制，也能够可靠地进行闸流晶体管的关断，能够在不导致发电机的输出的降低的情况下防止电池的过充电。
[0016]第二发明
在本说明书所公开的第二发明中，上述控制器具备:电池电压检测电路，检测电池的端子电压；触发指令产生单元，在由电池电压检测电路检测的电池的端子电压为设定电压以下时产生触发指令信号，在由电池电压检测电路检测的电池的端子电压超过了设定电压时使触发指令信号无效；以及带定时器功能的闸流晶体管触发电路，其被构成为在触发指令产生单元产生了触发指令信号时，向三相的闸流晶体管同时提供触发信号，在触发指令信号无效时，在等待固定的触发停止宽限期经过之后停止向所述三相的闸流晶体管的触发信号的供给。
[0017]第三发明
第三发明应用于第二发明。在本发明中，上述带定时器功能的闸流晶体管触发电路被构成为:具备定时器电容器，所述定时器电容器在三相的闸流晶体管的每一个的门极阴极间通过限流元件并联连接，根据触发指令信号通过放电阻止用二极管而被充电，并且，在所述触发指令信号无效时蓄积在定时器电容器中的电荷通过限流元件和各闸流晶体管的门极阴极间以固定的时间常数进行放电，由此，阈值以上的电流通过各闸流晶体管的门极阴极间而流动的期间为所述触发停止宽限期。
[0018]第四发明在第四发明中，上述控制器被构成为:在检测到电池的端子电压为设定电压以下时，向三相的闸流