用于平滑发电机的输出电压的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于平滑发电机的输出电压的系统。在该系统内，发电机的输出电压被输入到滤波电路。滤波电路包括具有相反的第一和第二电极的第一电容器、具有相反的第三和第四电极的第二电容器、与第二电容器的第三电极串联电连接的第一开关以及与第二电容器的第四电极串联电连接的第二开关。串联连接的第一开关、第二电容器和第二开关的串联电路与第一电容器并联地电连接。控制电路电连接到滤波电路的第一和第二开关。控制单元被配置成控制第一和第二开关基本上同时导通和关断，从而使得滤波电路从输出电压中滤除频率分量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于平滑发电机的输出电压的发电机控制系统。
技术介绍
在可安装在车辆中的交流发电机中，当交流发电机的转子旋转时，缠绕 在转子的芯上的场绕组在被供给场电流时产生磁通量，并且所产生的磁通量 磁化所述芯以提供场磁极。场磁极的旋转产生磁通量，并且所产生的磁通量在缠绕在面对转子芯的 定子芯上的三相定子绕组内感应出三相交流电压.将三相交流电压整流，使 得产生直流电压作为交流发电机的输出电压。在这种交流发电机中， 一个相电压在相上与另外的相电压不同，并且因 此在三相绕组中所感应出的三相交流电压的整流可能引起紋波电压出现在 输出电压上.因此，紋波电压的周期根据交;;ML电机(转子)的转数而改变。在控制交;;UL电机的输出电压中，消除出现在交;^电机的输出电压上 的紋波电压是重要的。这种用于从交流发电机的输出电压中消除紋波电压的装置的实例公开在日本未经审查的专利公开No. H02-51398中。公开在该日本未经审查的专利出版物中的紋波电压消除装置提供有控 制电路，该控制电5^制要提供给同步发电机的场绕组的场电流，从而将同 步发电机的负反馈输出电压调节到一常数值。具体地,控制电路包括滤波器。该滤波器包括差分放大器、连接在该差 分放大器的负输入端子和输出端子之间的电阻器、多个电容器和开关。各个电容器中的每个电容器的一个电极与同步发电机的输出电压被输 入到的负输入端子电连接，并且开关与差分放大器的输出端子电连接，该开 关工作以选择各个电容器的其他电极中的任何一个与差分放大器的输出端 子电连接。利用控制电路的配置，电容器与差分放大器的输出端子电连接的改变允 许调整反馈回路中的滞后相和超前相，因此有效地从同步发电机的输出电压 滤除掉紋波电压。这使得改进控制电路的电压调节特性成为可能。在控制电路的结构中，开关仅与任何一个电容器的另一个电极连接。控制电路通常被设计为IC。在控制IC中，开关通常包括半导体开关元件，如晶体管。当作为车辆的一部分在高温环境下使用控制IC时，流过电流不应该流过的半导体开关元件的区域的漏电流不能被忽略。这引起控制电路的电压调 节特性恶化，例如，在带有其差分放大器包括一对电流镜像晶体管的滤波器的控制IC中，可能出现漏电流从与电容器之一相连接的开关流到控制ic的半导体衬 底。漏电流的出现可能引起流过电流镜像晶体管中的一个的电流与流过电流镜晶体管中的另一个的电流失配。这可能引起控制IC的紋波电压滤波特性 恶化，因此在没有漏电流出现在控制IC中的情况下应该被消除的其中一些紋波电压保留在输出电压中。这可能引起控制电路的电压调节特性变差。
技术实现思路
鉴于所述背景，本专利技术至少一个方面的目的^L提供用于平滑发电机的输出电压的发电控制系统；这些系统适于与在该系统的至少部分中漏电流的出 现无关地，在平滑输出电压时改进滤除出现在输出电压上的紋波电压的特 性。根据本专利技术的一个方面，提供了 一种用于平滑发电机的输出电压的系 统。输出电压包括频率分量。该系统包括输出电压被输入到其中的滤波电路。 滤波电路包括具有相反的第 一和第二电极的第 一电容器、具有相反的笫三和 第四电极的第二电容器、与第二电容器的第三电极串联电连接的第一开关以 及与第二电容器的第四电极串联电连接的第二开关。串联连接的第一开关、 第二电容器和笫二开关组成串联电路。该串联电路与第一电容器并联电连 接。该系统包括控制电路，该控制电M电连接到滤波电路的第一和笫二开关并且被配置成控制第 一和第二开关基本上同时地导通和关断，从而？I起滤 波电路从输出电压滤除频率分量。附图说明本专利技术的其他目的和方面将参考附图从下面对实施例的描述中变得清楚，其中图1是示意性地图示根据本专利技术实施例的包括交i復电机和发电控制单 元的发电控制系统的结构的实例的电路图；图2是示意性地图示在图1中所示的平滑电路的结构的实例的电路图；图3是示意性地图示在图2中所示的平滑电路的变型的特定结构的实例 以便清楚示出其上漏电流的影响的电路图；图4是示意性地图示在图2中所示的使用第一和第二P沟道MOS FET作 为第一和第二开关的平滑电路结构的特定实例的电路图；图5是示意性地图示使用第一和第二 CMOS开关作为第一和第二开关的 平滑电路结构的另一特定实例的电路示意图；以及图6是示意性地图示包括在公共半导体衬底上所形成的第一和第二CMOS 开关的平滑IC配置的实例的视图。具体实施方式在下文中将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，同样的参考字符 被用于表示同样的相应部件。参考图1，这里提供了根据本专利技术的实施例的发电系统PS;这个发电系 统PS被预先安装在车辆中。发电系统PS包括作为发电机的实例的交流发电机1，和用以将交流发电 机1的输出电压调节到例如14V的目标电压的发电控制单元2;该交流发电 机l被预先安絲车辆中。交流发电机1具有端子B，其中电池3的正端子和其他电负栽(未示出) 与交流发电机l的端子B连接。交流发电机l的端子B作为其输出端子。具 体地，发电控制单元2用以控制交流发电机1的输出端子上的电压以将其设 置为目标电压.在该实施例中，当电池3被完全充电时，电池3的正端子电压是12V,交流发电机1配置有场绕组(励磁绕组)201，其缠绕在转子的芯上， 以便在被通电时产生交替排列的场磁极(北极和南极)。该转子通过可随其 转动的带耦合到引擎的曲轴，交流发电机1提供有三相定子绕组202和整流器203，其中三相定子绕 组202例如以星形配置连接，并且缠绕在围绕转子的定子芯上，并且整流器 203包括例如三对以桥的形式连接的正(高侧)和负(低侧)二fel管。具体 地，每对中的正和负二极管在连接点处串联连接，并且三对二极管的连接点 分别与三相定子绕組202的引线相连接。高侧J^fel管的阴极共同与交^JL电机l的输出端子B相连接，并且低侧 二极管的阳极共同与交流发电机l的地端子相连接，其中交流发电机l的地 端子例如作为其公共信号(信号地)。励磁绕组201的一端与高侧二极管的阴 似目连接。在交;^1电机1中，当场绕组201在转子旋转的同时被通电时，旋转的 场绕组201产生磁通量。所产生的磁通量使定子芯磁化，以提供场磁极。场磁极的旋转产生磁通量，并且所产生的磁通量在三相定子绕组202中 感应出三相交流电压。整流器203将在定子绕组202中所感应出的感应三相 交流电压全波整流成直流(DC)电压。全波整流的DC电压通过输出端子B 被输出，使得所输出的DC电压被提供给电池3和电负栽。流的量。发电控制单元2提供有作为驱动开关元件实例的驱动晶体管100、续流 二极管(flywheel diode) 101、第一电阻器102、第二电阻器103、平滑电路 104、基准电压产生器105、笫一电压比较器106、笫二电压比较器108、电 压控制器107、转数检测器109和标准电压产生器110。驱动晶体管100、续 流二极管IOI、第一和第二电阻器102和103、平滑电路104、第一电压比较 器106和电压控制器107作为电压调节器VR。NPN晶体管被用作驱动晶体管100。驱动晶体管100的基极与电压控制器107的输出端子电连接，并且其集 电极通过续流二极管101与交流发电机1的输出端子B相连接。驱动晶体管 100的发射极与交流发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于平滑发电机的输出电压的系统，所述输出电压包含频率分量，所述系统包括：滤波电路，所述输出电压被输入到所述滤波电路，所述滤波电路包括：第一电容器，其具有相反的第一和第二电极；第二电容器，其具有相反的第三和第四电极；第一开关，其与所述第二电容器的第三电极串联电连接；以及第二开关，其与所述第二电容的第四电极串联电连接，串联连接的所述第一开关、所述第二电容器和所述第二开关组成串联电路，所述串联电路与所述第一电容器并联电连接；以及控制电路，其电连接到所述滤波电路的所述第一和第二开关，并且被配置成控制所述第一和第二开关基本上同时导通和关断，从而使所述滤波电路从所述输出电压中滤除所述频率分量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈原秀登，浅田忠利，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]