(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードが多相の電機子巻線の各出力端に個別に接続されるとともにカソードがバッテリの高位端に個別に接続される多数の高位側の整流素子と、アノードが前記各出力端に個別に接続されるとともにカソードがバッテリの低位端に個別に接続される多数の低位側の整流素子とを有し、前記両整流素子の少なくとも一方はショットキバリアダイオードからなる全波整流器と、
前記ショットキバリアダイオードをバイパスする回路中に配設されて前記電機子巻線から前記ショットキバリアダイオードに印加されるサージ電圧を吸収するサージ電圧吸収手段とを備え、
前記サージ電圧吸収手段は、前記バッテリと並列に接続されたコンデンサからなることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】
前記ショットキバリアダイオ−ドはＳｉＣを素材としてなる請求項１記載の車両用交流発電機。
【請求項３】
前記サージ電圧吸収手段は定電圧ダイオードを含む請求項１又は２記載の車両用交流発電機。
【請求項４】
前記定電圧ダイオードは、前記ショットキバリアダイオードの理論降伏電圧以下の降伏電圧を有する請求項３記載の車両用交流発電機。
【請求項５】
前記定電圧ダイオードは前記整流素子を兼ねる請求項３又は４記載の車両用交流発電機。
【請求項６】
前記高位側及び低位側の整流素子の一方は前記定電圧ダイオードからなり、前記高位側及び低位側の整流素子の他方は前記ショットキバリアダイオードからなる請求項５記載の車両用交流発電機。
【請求項７】
前記定電圧ダイオードは、三相星型巻線からなる前記電機子巻線の中性点を所定の電位点に接続される中性点電位変動抑止用のダイオ−ドからなる請求項３又は４記載の車両用交流発電機。
【請求項８】
前記ショットキバリアダイオードは、ショットキバリア接合面を囲んで一導電型の基板にドープされた反対導電型の領域からなるガードリングと、前記ガードリングに接して前記基板にドープされた高濃度の一導電型領域とを有し、前記ガードリングと前記一導電型領域との間のｐｎ接合は前記定電圧ダイオードを兼ねる請求項１乃至７のいずれか記載の車両用交流発電機。
【請求項９】
前記ショットキバリアダイオードと前記バッテリとを含む回路は、前記回路を開放するための回路開放スイッチを有する請求項１乃至８のいずれか記載の車両用交流発電機。
【請求項１０】
前記回路開放スイッチは前記高位側及び低位側の整流素子の一方を構成するＭＯＳトランジスタからなり、前記前記高位側及び低位側の整流素子の他方は前記ショットキバリアダイオードからなる請求項９記載の車両用交流発電機。
【請求項１１】
前記整流器から前記バッテリへの充電電流の出力停止に関連する状態量を検出する発電停止検出手段と、前記出力停止検出時に前記ＭＯＳトランジスタの導通を優先して禁止するＭＯＳトランジスタ導通禁止手段とを備える請求項１０記載の車両用交流発電機。
【請求項１２】
前記ＭＯＳトランジスタはＳｉＣを素材として形成されている請求項１０記載の車両用交流発電機。
【請求項１３】
界磁巻線に通電する界磁電流を制御して発電電圧を調整する電圧調整器を有し、前記ショットキバリアダイオードは前記電圧調整器と共通のパッケージに収容される請求項１乃至１２のいずれか記載の車両用交流発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は車両用交流発電機に関し、詳しくは、整流素子としてショットキバリアダイオ−ドを用いた整流器を有する車両用交流発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用交流発電機は接合ダイオードからなる三相全波整流器で整流を行っており、特開平４−１３８０３０号公報は、整流素子をＭＯＳトランジスタとした三相全波整流器を提案している。また、接合ダイオードより順方向電圧降下が小さいショットキバリアダイオードを用いた整流器も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＳｉ接合ダイオードからなる整流素子では、約０．８Ｖ程度の順方向電圧降下Ｖｄが生じ、大電流時には整流素子内で大きな発熱（Ｖｄ・ｉ）が生じ、チップ面積を一定とすればこの発熱による内部温度上昇が出力電流限界が決定する。もちろん、冷却を工夫すれば出力電流限界を向上できるが、ある程度以上の冷却性能の向上は容易ではない。また、このような大きな順方向電圧は整流効率の向上を制約する点でも問題となっている。
【０００４】
整流素子としてＭＯＳトランジスタを用いると、上記したｐｎ接合の順方向電圧降下を回避できる利益があるが、制御回路及び製造工程が複雑となるという問題がある。
整流素子としてショットキバリアダイオードを用いると、その順方向電圧降下及びそれに起因する素子内部の電力損失及び発熱が接合ダイオードより小さいので、チップ面積及び冷却性能が等しければその分、出力電流限界を向上でき、また高い整流効率も得られ、更にＭＯＳトランジスタに比べて周辺回路及び製造工程が格段に簡素化でき有利である。
【０００５】
しかし、従来の車両用交流発電機は界磁電流の断続制御、回転数の急変、負荷の開閉などにより発生したり又はエンジン点火装置から誘導される大きなサージ電圧が整流すべき発電電圧に重畳するという独特の性質を有するが、これに対して通常のショットキバリアダイオ−ドはｐｎ接合ダイオードに比較して物理特性が異なる接合構造をもつなどの理由からサージ電圧によりその整流特性が劣化し易いという特性をもつので、従来のショットキバリアダイオードを車両用交流発電機の整流器に整流素子として用いることは従来は困難であった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、発電機特有の高サージ電圧に対する信頼性の低下及び周辺回路及び製造工程の複雑化を招くことなく整流素子の内部発熱の低減及び整流効率の向上を実現可能な車両用交流発電機及びこの整流素子として好適なショットキバリアダイオードを提供することを、その目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の構成は、アノードが多相の電機子巻線の各出力端に個別に接続されるとともにカソードがバッテリの高位端に個別に接続される多数の高位側の整流素子と、アノードが前記各出力端に個別に接続されるとともにカソードがバッテリの低位端に個別に接続される多数の低位側の整流素子とを有し、前記両整流素子の少なくとも一方はショットキバリアダイオードからなる全波整流器と、  前記ショットキバリアダイオードをバイパスする回路中に配設されて前記電機子巻線から前記ショットキバリアダイオードに印加されるサージ電圧を吸収するサージ電圧吸収手段とを備え、前記サージ電圧吸収手段は、前記バッテリと並列に接続されたコンデンサからなることを特徴とする車両用交流発電機である。
【０００８】
本発明の第２の構成は、上記第１の構成において更に、前記ショットキバリアダイオ−ドがＳｉＣを素材としてなることを特徴としている。
本発明の第３の構成は、上記第１又は第２の構成において更に、前記サージ電圧吸収手段が定電圧ダイオード（例えばツェナーダイオード）を含むことを特徴としている。
【０００９】
本発明の第４の構成は、上記第３の構成において更に、前記定電圧ダイオードが、前記ショットキバリアダイオードの理論降伏電圧以下の降伏電圧を有することを特徴としている。
本発明の第５の構成は、上記第３又は第４の構成において更に、前記定電圧ダイオードが前記整流素子を兼ねることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第６の構成は、上記第５の構成において更に、前記高位側及び低位側の整流素子の一方が前記定電圧ダイオードからなり、前記高位側及び低位側の整流素子の他方が前記ショットキバリアダイオードからなることを特徴としている。
本発明の第７の構成は、上記第３又は第４の構成において更に、前記定電圧ダイオードが、三相星型巻線からなる前記電機子巻線の中性点を所定の電位点に接続される中性点電位変動抑止用のダイオ−ドからなることを特徴としている。
【００１１】
本発明の第８の構成は、上記第１乃至第７のいずれかの構成において更に、前記ショットキバリアダイオードが、ショットキバリア接合面を囲んで一導電型の基板にドープされた反対導電型の領域からなるガードリングと、前記ガードリングに接して前記基板にドープされた高濃度の一導電型領域とを有し、前記ガードリングと前記一導電型領域との間のｐｎ接合は前記定電圧ダイオードを兼ねることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第９の構成は、上記第１乃至第８のいずれかの構成において更に、前記ショットキバリアダイオードと前記バッテリとを含む回路が、前記回路を開放するための回路開放スイッチを有することを特徴としている。
本発明の第１０の構成は、上記第９の構成において更に、前記回路開放スイッチが前記高位側及び低位側の整流素子の一方を構成するＭＯＳトランジスタからなり、前記前記高位側及び低位側の整流素子の他方は前記ショットキバリアダイオードからなることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第１１の構成は、上記第１０の構成において更に、前記整流器から前記バッテリへの充電電流の出力停止に関連する状態量を検出する発電停止検出手段と、前記出力停止検出時に前記ＭＯＳトランジスタの導通を優先して禁止するＭＯＳトランジスタ導通禁止手段とを備えることを特徴としている。
本発明の第１２の構成は、上記第１０の構成において更に、前記ＭＯＳトランジスタがＳｉＣを素材として形成されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第１３の構成は、上記第１乃至１２のいずれかの構成において更に、界磁巻線に通電する界磁電流を制御して発電電圧を調整する電圧調整器を有し、前記ショットキバリアダイオードは前記電圧調整器と共通のパッケージに収容されることを特徴としている。
【００１６】
【作用及び発明の効果】
本発明の第１の構成では、車両用交流発電機の全波整流器を構成する高位側又は低位側の整流素子をショットキバリアダイオードで構成する。ショットキバリアダイオードは、サージ電圧により生じる大きな雪崩降伏電流による発熱などによりショットキバリア接合面の物理特性が変化し、逆方向電圧印加時の漏れ電流が増大してしまうという欠点を有する。これに対し、本構成では、バッテリと並列にコンデンサを接続するので、急峻な立ち上がり波形のサージ電圧を良好に吸収することができ、このコンデンサは周期的に変動が大きい電流授受、蓄電手段としても用いることができる。
【００１７】
本発明の第２の構成では、上記第１の構成において更に、ショットキバリアダイオ−ドをＳｉＣを素材として形成するので、Ｓｉを素材とするショットキバリアダイオードに比べて格段に逆方向の漏れ電流を低減することができ、バッテリの容量不足、容量低下を防止することができる。
まず、ＳｉＣショットキバリア接合はＳｉショットキバリア接合に比べて順方向電圧降下は大きいものの漏れ電流は格段に小さい利点を有しており、非発電時におけるバッテリの放電を良好に抑止することができる。次に、逆方向電圧印加時のショットキバリアダイオードの電流（漏れ電流）はｐｎ接合ダイオードのそれに比べて接合部の温度上昇により著しく増加し、例えば、エンジン停止直後におけるショットキバリアダイオードの漏れ電流はｐｎ接合ダイオードのそれより格段に増大するが、ＳｉＣはＳｉよりも格段に小さい熱伝導率を有するので、接合温度の低下が早く、漏れ電流の低下を早くすることができる。
【００１８】
更に、ＳｉＣの空乏層電界中の耐圧はＳｉのそれに対して格段に高く、車両用交流発電機において要求される大きな耐圧を実現するために必要な、接合近傍の耐圧層（通常ｎ型）の不純物濃度を顕著に高濃度化することができ、かつ、厚さを顕著に薄くすることができる。その結果、この耐圧層の電気抵抗によりほとんど決定される整流素子の抵抗電圧降下を従来より格段に低減することができ、大電流通電時の電力損失及び内部温度上昇を低減することができる。
【００１９】
更に説明すれば、Ｓｉの降伏電界強度は約３０Ｖ／μｍであり、上記３００Ｖの耐圧を耐圧層で稼ぐために、耐圧層中の電界強度が粗く見積もって一定と仮定しても１０μｍの厚さが必要となるが、実際には空乏層の電位傾斜の不均一のためにそれよりかなり大きな厚さ（約２０μｍ程度）が必要となる。このため、２０μｍの厚さの空乏層で３００Ｖを負担するには、耐圧層の不純物濃度を約１×１０１５原子／ｃｍ３  以下とせねばならず、大きな抵抗及び抵抗電力損失及び発熱が生じてしまう。すなわち、Ｓｉの３００Ｖ耐圧層の必要厚さは約２０μｍ、その不純物濃度は１×１０１５原子／ｃｍ３  、抵抗率は約５Ω・ｃｍとなる。
【００２０】
これに対して、ＳｉＣの降伏電界強度は約４００Ｖ／μｍであり、ＳｉＣの３００Ｖ耐圧層の必要厚さは約４μｍ、その不純物濃度は２×１０１６原子／ｃｍ３  、抵抗率は約１．２５Ω・ｃｍとなる。したがって、ＳｉＣ耐圧層の抵抗はＳｉ耐圧層のそれに比べて１／２０にまで低減できることになる。
本発明の第３の構成では、上記第１又は第２の構成において更に、サージ電圧吸収手段を定電圧ダイオードで構成するので、簡単にサージ吸収を行うことができる。
【００２１】
本発明の第４の構成では、上記第３の構成において更に、定電圧ダイオードの降伏電圧をショットキバリアダイオードの理論降伏電圧以下とするので、ショットキバリアダイオードに通電電流をほとんど０とすることができる。なお、この場合、定電圧ダイオードとショットキバリアダイオードとは並列接続されることが好ましい。
【００２２】
本発明の第５の構成では、上記第３又は第４の構成において更に、定電圧ダイオードが整流素子（少なくともショットキバリアダイオードでない整流素子）を兼ねるので、半導体素子数を低減でき、回路構成を簡素化することができる。
本発明の第６の構成では、上記第５の構成において更に、高位側及び低位側の整流素子の一方を定電圧ダイオードとし、他方をショットキバリアダイオードとするので、上記と同様、半導体素子数を低減でき、回路構成を簡素化することができるとともに、非発電時にショットキバリアダイオードより漏れ電流が小さい定電圧ダイオードがショットキバリアダイオードと直列接続されることになり、バッテリ放電を抑止することができる。
【００２４】
本発明の第８の構成では、上記第１乃至第７のいずれかの構成において更に、ショットキバリアダイオードのガードリングと基板の一部の領域との間のｐｎ接合を高濃度化して定電圧ダイオードとして用いる。
【００２５】
このようにすれば、半導体素子数を低減し、回路構成及び配線を簡素化することができ、多数の定電圧ダイオードでサージ電圧を分散吸収することができる。
本発明の第９の構成では、上記第１乃至第８のいずれかの構成において更に、ショットキバリアダイオードとバッテリとを直列に含む回路中に回路を開放するための回路開放スイッチを介設するので、非発電時にこのスイッチを開放してショットキバリアダイオードの漏れ電流によるバッテリ放電を防止することができる。
【００２６】
本発明の第１０の構成では、上記第９の構成において更に、高位側及び低位側の整流素子の一方を回路開放スイッチとしてのＭＯＳトランジスタとし、他方をショットキバリアダイオードとするので、半導体素子数を低減し、回路構成及び配線を簡素化することができる。また、回路開放スイッチの増設による抵抗増大もない。
【００２７】
本発明の第１１の構成では、上記第１０の構成において更に、バッテリへの充電電流の出力停止すなわち発電停止を検出した時にＭＯＳトランジスタの導通を優先して禁止するので、確実かつ自動的に漏れ電流の遮断とバッテリ放電防止を実現することができる。
本発明の第１２の構成では、上記第１０の構成において更に、ＭＯＳトランジスタをＳｉＣを素材として形成するので、使用最高温度の向上（１８０℃）により発電機に取り付けることが可能となり、配線の簡素化、配線抵抗による電力損失の低減を実現することができる。
【００２８】
本発明の第１３の構成では、上記第１乃至第１２の構成において更に、電圧調整器のパッケージ内にショットキバリアダイオードを収容するので、装置構成を簡素化することができる。すなわちｐｎ接合ダイオードより低損失のショットキバリアダイオードを採用したので、従来は発熱が大きくて一体化が困難であったレギュレータと整流素子とを一体化することができ、配線の簡素化、回路装置の小型化を図ることができる。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
本発明の車両用交流発電機の一実施例を図１に示す回路図を参照して説明する。
この車両用交流発電機は、複数の爪が互いに入り組んで界磁巻線１０を囲包するランデル型爪状多極型の界磁鉄心（図示せず）と、この界磁鉄心の外周側に小ギャップを介して配置されて三相電機子巻線１１、１２、１３が巻装された電機子鉄心（図示せず）と、三相電機子巻線１１、１２、１３の発電電圧を整流してバッテリ３を充電する整流器２と、バッテリ３と並列接続されるコンデンサ４と、バッテリ電圧Ｖｂに応じて界磁巻線１０に通電する界磁電流を断続制御するレギュレータ（発電電圧制御手段）５とを備えている。
【００３２】
整流器２は、ハイサイド側の整流素子をなすダイオード２１〜２３と、ローサイド側の整流素子をなすダイオード２４〜２６とからなる。ダイオード２１〜２３のアノードは電機子巻線１１〜１３の出力端に個別に接続され、それらのカソードは整流器２の高位直流出力端２０を通じてバッテリ３及びコンデンサの高位端に接続されている。ダイオード２４〜２６のカソードは電機子巻線１１〜１３の出力端に個別に接続され、それらのアノードは接地されている。
【００３３】
コンデンサ４は、本発明でいうサージ電圧吸収手段としてサージ電圧を吸収して電源ラインＨＬの電位変動を抑止するとともに、電気負荷の開閉などに応じて生じる電位変動の高周波成分に追従して電流の授受を行い、電源ラインＨＬの高周波電位変動を低減する。
レギュレータ５は、通常の形式の回路であって、基準電圧発生回路５１が発生する基準電圧Ｖｒｅｆとバッテリ電圧Ｖｂとをコンパレータ５２で比較し、その比較結果で界磁電流断続用のスイッチングトランジスタ５３を断続制御して界磁巻線１０に流れる界磁電流を制御し、発電電圧を調整する。５４はフライバックダイオードである。
【００３４】
ダイオード２１〜２６の構造の一例を図２を参照して更に詳しく説明する。
ｎ＋  基板６１表面にｎ−  耐圧層６２がエピタキシャル成長により形成され、その表面に二重のイオン注入によりＰ型ガードリング６３及びＰ＋  低抵抗層６４が形成されている。Ｐ型ガードリング６３により囲まれたｎ−  耐圧層６２の表面及びＰ型ガードリング６３の表面にはｎ−  耐圧層６２との間で好適な障壁電位のショットキバリア接合を形成する金属膜６５が真空蒸着又はスパッタリングで被着されている。６６はチップ周辺を保護する保護絶縁膜である。金属膜６５とｎ−  耐圧層６２との間の接合面Ｓはショットキバリア接合面となっており、ショットキバリアダイオードを構成する。一方、Ｐ型ガードリング６３とｎ＋  基板６１との間のｐｎ接合Ｚは定電圧ダイオードを構成する。
【００３５】
ここで、ｎ−  耐圧層６２の厚さ及び不純物濃度は、ダイオード２１〜２６の定格耐圧におけるショットキバリア空乏層の電界（特にｎ−  耐圧層６２の表面における電界）が雪崩降伏電界を生じない範囲で最大となるという条件下にて設定されことが好ましいが、このような設定作業は周知であるので説明を省略する。
Ｐ型ガードリング６３は直接又はＰ＋  低抵抗領域６４を通じて金属電極６５にオーミックコンタクトしており、したがって、ｐｎ接合Ｚはショットキバリア接合Ｓと並列接続されている。このｐｎ接合Ｚで構成される定電圧ダイオードの雪崩降伏耐圧はＰ型ガードリング６３の厚さ及び不純物濃度又は不純物濃度のみにて決定されるが、ここでは、Ｐ型ガードリング６３の厚さ及び不純物濃度は、上記定格耐圧にて空乏層の電界（特にｎ＋  基板６１の境界面における電界）が雪崩降伏電界を開始するという条件下にて設定されことが好ましいが、このような設定作業は周知であるので説明を省略する。好適例において、シリコンでは、ｎ−  耐圧層６２の不純物濃度は約１〜９×１０１５原子／ｃｍ３  、Ｐ型ガードリング６３の不純物濃度は約４×１０１６〜９×１０１７原子／ｃｍ３  程度が好適である。
【００３６】
以下、この装置の動作を説明する。
三相全波整流器をなす整流器２が通常の接合ダイオード式の三相全波整流器と同様に三相交流電圧を全波整流してバッテリ３を充電する。
いま、ショットキバリアダイオード２１〜２６の一部又は全部に逆バイアス方向にサージ電圧が印加された場合を考える。上記定格耐圧を超えるサージ電圧は定電圧ダイオードをなすｐｎ接合Ｚを通じてショットキバリア接合Ｓを迂回するので、このショットキバリア接合Ｓが大電流の瞬時的な集中により劣化するのを防止することができる。なお、領域６３、６４の抵抗率はｎ−  耐圧層６２の抵抗率より格段に小さく、ｎ−  耐圧層６２よりも面積を小型化してもその抵抗電圧降下を低減することができる。
【００３７】
Ｓｉを素材とするｐｎ接合ダイオードを整流素子とした場合（実線）と、Ｓｉを素材とし金属電極として銅を用いたショットキバリアダイオードを整流素子とした場合（破線）との出力（最大出力電流）と回転数との関係の実測値を図３に示す。
なお、両整流素子におけるショットキバリア接合の面積及びｐｎ接合の面積は等しくし、定格耐圧は等しく５０Ｖとした。
【００３８】
また、上記実施例では、ショットキバリアダイオード２１〜２６をＳｉ（シリコン）を素材として作製したが、ＳｉＣを素材とすることにより耐圧層の抵抗を格段に低減することができ、抵抗損失を低減することができる。
（実施例２）
他の実施例を図４を参照して説明する。
【００３９】
この実施例は実施例１（図１参照）において電源線ＨＬとバッテリ３の高位端との間に回路開放スイッチ７を介設したものである。この実施例では、回路開放スイッチ７を非発電時に開放することができ、その結果、非発電時におけるショットキバリアダイオード２１〜２６の漏れ電流によりバッテリ容量が定価することがない。なお、このスイッチ７は手動操作スイッチであるがその代わりに、発電電圧の確立又はエンジン回転数の確立又は充電電流の流出を検出してスイッチ７の変わりをなすリレーなどを作動させてもよい。
（実施例３）
ショットキバリアダイオード２１〜２６の他の構造例を図５を参照して説明する。
【００４０】
この実施例では、ｎ−  耐圧層６２への二重のイオン注入によりＰ＋  ガードリング６３ａ及びｎ型領域６４ａが形成されている。したがって、この実施例ではＰ＋  ガードリング６３ａとｎ型領域６４ａとの間のｐｎ接合部が定電圧ダイオードを構成することになる。ｉｇはショットキバリアダイオード２１〜２６の順方向電流であり、ｉｓは定電圧ダイオードのサージ電流である。
【００４１】
なお、ｎ型領域６４ａとｎ＋  基板６１との間のｎ−  耐圧層６２の厚さはできるだけ薄いことが好ましい。これはサージ電流通電時におけるこの部位の電圧降下の増大分だけショットキバリア接合の漏れ電流（逆方向電流）が増大するのを防止するためである。
（実施例４）
他の実施例を図６を参照して説明する。
【００４２】
この実施例は実施例１（図１参照）のショットキバリアダイオード２４〜２６をＭＯＳトランジスタ７１〜７３に置換し、レギュレータ５ａにてこれらＭＯＳトランジスタ７１〜７３を制御するものである。なお、ＭＯＳトランジスタ７１〜７３は図１のショットキバリアダイオード２１〜２３を置換する位置に配設してもよいことはもちろんである。このＭＯＳトランジスタ７１〜７３は実施例２で説明した回路開放スイッチ７と同様に非発電時に強制遮断されてバッテリの充電不足を防止する機能を有する。
【００４３】
以下、レギュレータ５ａによるＭＯＳトランジスタ７１〜７３の制御動作を図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、電機子巻線１１の発電電圧Ｖｕが０Ｖより小さいかどうかを調べ（１００）、小さければＭＯＳトランジスタ７１をオンし（１０２）、以上ならＭＯＳトランジスタ７１をオフする（１０４）。次に、電機子巻線１２の発電電圧Ｖｖが０Ｖより小さいかどうかを調べ（１０６）、小さければＭＯＳトランジスタ７２をオンし（１０８）、以上ならＭＯＳトランジスタ７１をオフする（１１０）。次に、電機子巻線１３の発電電圧Ｖｗが０Ｖより小さいかどうかを調べ（１１２）、小さければＭＯＳトランジスタ７３をオンし（１１４）、以上ならＭＯＳトランジスタ７１をオフする（１１６）。
【００４４】
次に、読み込んだ発電電圧Ｖｕからその周波数ｆ及び平均電圧Ｖｕｍｅａｎを算出し（１１７）、それらが所定のしきい値ｆｔｈ、Ｖｔｈより小さいかどうかを調べ、どちらかでも小さければバッテリ充電状態ではないと判定して（非発電状態）ＭＯＳトランジスタ７１〜７３をオフし、そうでなければ発電状態と判定してステップ１００にリターンする。
（実施例５）
他の実施例を図８を参照して説明する。
【００４５】
この実施例は実施例１（図１参照）のショットキバリアダイオード２４〜２６を定電圧ダイオード８１〜７８に置換したものである。このようにすれば定電圧ダイオード８１〜８３は整流素子として作用するとともにショットキバリアダイオード２１〜２３に印加されるサージ電圧を吸収する機能をも有する。すなわち、例えば、電機子巻線１１の出力端の発電電圧Ｖｕに大きなサージ電圧が重畳したとする。このサージ電圧はショットキバリアダイオード２１を通じてショットキバリアダイオード２２や２３のカソードに印加されるが、一方、このサージ電圧は定電圧ダイオード８１を降伏させるため、発電電圧Ｖｕが定電圧ダイオード８１の降伏電圧以上に上昇することはなく、サージ電流によるショットキバリアダイオード２２、２３の劣化を防止することができる。
【００４６】
なお、定電圧ダイオード８１〜８３は必要な定格耐圧を有するｐｎ接合ダイオードで構成すればよい。この定電圧ダイオード８１〜８３は非発電時におけるショットキバリアダイオード２１〜２３の漏れ電流を遮断する効果も有するので非発電時におけるバッテリ容量の低下を防止することもできる。もちろん、ハイサイド側の整流素子を定電圧ダイオードとし、ローサイド側の整流素子をショットキバリアダイオードとしてもよい。
（実施例６）
他の実施例を図９を参照して説明する。
【００４７】
この実施例は実施例１（図１参照）において星型接続された三相電機子巻線１１〜１３の中性点電位Ｖｍの変動（特に第三高調波成分による変動）を低減するための中性点電位変動抑止用のダイオード９１、９２を定電圧ダイオードとすることによりショットキバリアダイオード２１〜２６のサージ電圧を吸収するものである。
【００４８】
すなわち、電源線ＨＬにサージ電圧が重畳して高くなれば定電圧ダイオード９１が降伏し、場合によっては定電圧ダイオード９２も降伏して電源線ＨＬの電位上昇を抑止することができ、中性点電圧Ｖｍの電位がサージ電圧の重畳により高くなれば定電圧ダイオード９２が降伏して電源線ＨＬの電位上昇を抑止することができる。
【００４９】
すなわち、上記説明したコンデンサ４、ｐｎ接合Ｚ、定電圧ダイオード８１〜８３、９１、９２は本発明でいうサージ電圧吸収手段を構成する。もちろん、格ショットキバリアダイオード２１〜２６と個別に定電圧ダイオードを並列接続することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の車両用交流発電機の回路図である。
【図２】図１のショットキバリアダイオード２１〜２６の要部断面図である。
【図３】図１の車両用交流発電機と従来の車両用交流発電機との出力特性の比較を示す特性図である。
【図４】実施例２の車両用交流発電機の回路図である。
【図５】実施例３のショットキバリアダイオード２１〜２６の要部断面図である。
【図６】実施例４の車両用交流発電機の回路図である。
【図７】図６のレギュレータ５ａの動作を示すフローチャートである。
【図８】実施例５の車両用交流発電機の要部回路図である。
【図９】実施例６の車両用交流発電機の要部回路図である。
【符号の説明】２は整流器（全波整流器）、３はバッテリ、４はコンデンサ（サージ電圧吸収手段）、５はレギュレータ（電圧調整器）、２１〜２６はショットキバリアダイオード（整流素子）、６３、６３ａはガードリング、７は回路開放スイッチ、７１〜７３はＭＯＳトランジスタ（整流素子兼回路開放スイッチ）、ステップ１２２はＭＯＳトランジスタ導通禁止手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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