(57)【要約】【課題】簡単な回路で整流損失が小さいＭＯＳトランジスタ型車両発電機の整流装置を提供すること。【解決手段】ＭＯＳトランジスタ型整流回路２の制御において、各ＭＯＳトランジスタ２１〜２６の電圧降下、又はそれに関連する信号電圧に基づいてこれらＭＯＳトランジスタ２１〜２６を断続制御する。【選択図】図１
2004023962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの正極端子に接続される＋側直流出力端子と、前記バッテリの負極端子に接続されるー側直流出力端子と、発電機の三つの相出力端子の互いに異なる一つに接続される交流入力端子とをそれぞれ有する三つの相インバータからなり、前記各相インバータは、一対の主電極端子が前記＋側直流出力端子と前記交流入力端子に個別に接続される上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタと、一対の主電極端子が前記ー側直流出力端子と前記交流入力端子に個別に接続される下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタとを有して、前記発電機が出力する三相交流電圧を整流して前記バッテリを充電する三相整流回路と、
前記ＭＯＳトランジスタを断続制御する制御回路と、
からなる車両発電機の整流装置において、
前記制御回路は、
前記相インバータの前記交流入力端子の電位が前記バッテリの正極端子の電位又は前記バッテリの目標充電電圧よりも０〜０．５Ｖ高い所定の電位を超えた場合に前記相インバータの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオンを指令し、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの負極端子の電位よりも０〜０．５Ｖ低い所定の電位を下回った場合に前記相インバータの前記下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオンを指令し、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの正極端子の電位又は前記バッテリの目標充電電圧よりも０〜０．５Ｖ高い所定の電位を下回った場合に前記相インバータの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオフを指令し、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの負極端子の電位よりも０〜０．５Ｖ低い所定の電位を上回った場合に前記相インバータの前記下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオフを指令することを特徴とする車両発電機の整流装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両発電機の整流装置において、
前記制御回路は、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの正極端子又はこの相インバータの＋側直流出力端子よりも高電位の場合に前記相インバータの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオンを指令し、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの負極端子又はこの相インバータのー側直流出力端子よりも低電位の場合に前記相インバータの前記下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオンを指令し、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの正極端子又はこの相インバータの＋側直流出力端子よりも低電位の場合に前記相インバータの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオフを指令し、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの負極端子又はこの相インバータのー側直流出力端子よりも高電位の場合に前記相インバータの前記下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオフを指令することを特徴とする車両発電機の整流装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両発電機の整流装置において、
前記制御回路は、
一主電極端子が前記バッテリの前記正極端子又は負極端子に接続された電流検出用小型ＭＯＳトランジスタと、この電流検出用小型ＭＯＳトランジスタの他主電極端子と前記相インバータの交流入力端子との間に介設される電流検出用抵抗素子とを有して、前記上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ又は前記下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタと並列接続される電流検出回路を有し、
前記上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタと並列接続される前記電流検出回路の前記電流検出用抵抗素子の電圧降下に基づいて、前記相インバータの前記交流入力端子と前記バッテリの正極端子又はこの相インバータの＋側直流出力端子との電位差に応じた前記相インバータの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのターンオンおよびターンオフの指令を行い、
前記下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタと並列接続される前記電流検出回路の前記電流検出用抵抗素子の電圧降下に基づいて、前記相インバータの前記交流入力端子と前記バッテリの負極端子又はこの相インバータのー側直流出力端子との電位差に応じた前記相インバータの下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのターンオンおよびターンオフの指令を行うことを特徴とする車両発電機の整流装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車、エコラン車、燃料電池車、電気自動車、電動自転車などに用いられる車両発電機の整流装置（車両用三相回転電機の回生制動動作を含む）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許２９５９６４０は、車両用三相回転電機の発電電力を整流する整流装置をＭＯＳトランジスタにより構成することを提案している。
【０００３】
すなわち、その実施例は、発電機の相間電圧とバッテリ電圧とを比較し、バッテリ電圧を超える相間電圧が印加される一対の相のうち高電位側の相の上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタと、低電位側の相の下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタとをターンオンすることを記載している。
【０００４】
また、同公報の特許請求の範囲には、逆ドレイン・ソース電圧がバッテリ電圧より大きいＦＥＴをターンオンする旨の記載、並びに、逆ドレイン・ソース電圧がバッテリ電圧より低いＭＯＳトランジスタＦＥＴをターンオフする旨の記載がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報のＭＯＳトランジスタ型整流装置には、次に示す問題があることがわかった。
【０００６】
まず、上記公報の実施例記載のように、発電機の相間電圧とバッテリ電圧との比較結果に基づいてＭＯＳトランジスタをターンオンする場合、比較電圧は、バッテリ電圧と相間電圧という互いに基準電位が異なる２つの電圧の大きさを比較することになり、比較回路の構成が非常に複雑となってしまう。
【０００７】
一般に、比較回路は、同一基準電位にたいする２つの電位を比較回路の一対の入力端子に個別に印加して、これら２電位の上記基準電位に対する大きさを比較するものであるので、上記公報のように相間電圧（一方の相インバータの交流入力端子が基準電位となるが、常時変動する）と、バッテリ電圧（負極端子の接地電位が基準となる）との比較は、簡単には実施できない。
【０００８】
また、同公報の特許請求の範囲に記載されるように、逆ドレイン・ソース電圧（ソースを基準としてドレインがマイナスとなる方向におけるドレイン・ソース間の電圧）がバッテリ電圧より大きいＦＥＴをターンオンするということは、バッテリ電圧を１４Ｖに仮定すると、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにおいては、その交流側主電極端子（上記公報の図１では上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソース電極端子）の電位が＋側直流出力端子（この上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのドレイン電極端子）より１４Ｖ以上高くなった場合にこの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタをオンすることを意味し、この＋側直流出力端子はバッテリ電圧（１４Ｖ）に等しいので、結局、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの交流入力端子の電位が２８Ｖ以上となった場合にこの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタをターンオンすることを意味する。しかし、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの交流入力端子の電位は上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードの導通によりバッテリの正極端子電位（１４Ｖ）より大幅に高くなることはなく、結局、上記公報の上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタはターンオン動作することがないことがわかる。
【０００９】
同様に、上記公報の特許請求の範囲の記載に基づく下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのターンオン動作を考えると、上記上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの場合の説明と同様に、相インバータの交流入力端子（上記公報の図１では下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのドレイン電極端子）の電位がー側直流出力端子（接地電位）より１４Ｖ以上低くなった場合にこの下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタをオンすることを意味する。しかし、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの交流入力端子の電位は下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードの導通によりバッテリの負極端子電位より大幅に低くなることはなく、結局、上記公報の下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタはターンオン動作することがないことがわかる。
【００１０】
次に、上記公報の特許請求の範囲の記載に基づく上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのターンオフ動作を考えると、この記載によれば、「逆ドレイン・ソース電圧がバッテリ電圧より低いＦＥＴをターンオフする」旨の記載があるが、バッテリ電圧を１４Ｖに仮定すると、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにおいては、その交流側主電極端子（上記公報の図１では上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソース電極端子）の電位が＋側直流出力端子（この上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのドレイン電極端子）より１４Ｖ未満となった場合にこの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタをオフすることを意味し、この＋側直流出力端子はバッテリ電圧（１４Ｖ）に等しいので、結局、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの交流入力端子の電位が２８Ｖ未満となった場合にこの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタをターンオフすることを意味する。しかし、上述のように、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの交流入力端子の電位は上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードの導通によりバッテリの正極端子電位（１４Ｖ）より大幅に高くなることはなく、結局、上記公報の上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタは常時ターンオフしていて、決してターンオン動作しないことがわかる。
【００１１】
同様に、上記公報の特許請求の範囲の記載に基づく下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのターンオフ動作を考えると、上記上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの場合の説明と同様に、相インバータの交流入力端子（上記公報の図１では下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのドレイン電極端子）の電位がー側直流出力端子（接地電位）より１４Ｖ以上低くならない場合にこの下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタをオフすることを意味する。しかし、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの交流入力端子の電位は下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードの導通によりバッテリの負極端子電位より大幅に低くなることはなく、結局、上記公報の下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタは常時ターンオフし、決してターンオン動作しないことがわかる。
【００１２】
すなわち、上記公報は、ＭＯＳトランジスタを用いた三相整流装置の可能性を示唆するものの、どのようにＭＯＳトランジスタを断続制御すればよいか未だ不明確であり、効果も期待することができなかった。
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、簡単な回路で整流損失が小さいＭＯＳトランジスタ型車両発電機の整流装置を提供することをその目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の車両用三相回転電機用インバータ回路装置は、バッテリの正極端子に接続される＋側直流出力端子と、前記バッテリの負極端子に接続されるー側直流出力端子と、発電機の三つの相出力端子の互いに異なる一つに接続される交流入力端子とをそれぞれ有する三つの相インバータからなり、前記各相インバータは、一対の主電極端子が前記＋側直流出力端子と前記交流入力端子に個別に接続される上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタと、一対の主電極端子が前記ー側直流出力端子と前記交流入力端子に個別に接続される下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタとを有して、前記発電機が出力する三相交流電圧を整流して前記バッテリを充電する三相整流回路と、前記ＭＯＳトランジスタを断続制御する制御回路とからなる車両発電機の整流装置において、
前記制御回路は、
前記相インバータの前記交流入力端子の電位が前記バッテリの正極端子の電位又は前記バッテリの目標充電電圧よりも０〜０．５Ｖ高い所定の電位を超えた場合に前記相インバータの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオンを指令し、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの負極端子の電位よりも０〜０．５Ｖ低い所定の電位を下回った場合に前記相インバータの前記下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオンを指令し、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの正極端子の電位又は前記バッテリの目標充電電圧よりも０〜０．５Ｖ高い所定の電位を下回った場合に前記相インバータの上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオフを指令し、
前記相インバータの前記交流入力端子が前記バッテリの負極端子の電位よりも０〜０．５Ｖ低い所定の電位を上回った場合に前記相インバータの前記下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタにターンオフを指令することを特徴としている。
【００１５】
このようにすれば、このＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードが未だターンオンする前にＭＯＳトランジスタのチャンネルを通じて充電電流をバッテリに供給することができ、ＭＯＳトランジスタの損失を大幅に低減することができる。また、本構成によれば、比較回路の回路構成を簡素化することができるので、実用性に優れたＭＯＳトランジスタ型の整流装置を実現することができる。
【００１６】
なお、上記でいうバッテリの目標充電電圧とは、このバッテリの充電時の目標電圧であり、たとえば界磁コイル型発電機では界磁コイルの断続を行うためのしきい値電圧とすることが好適である。
【００１７】
請求項２記載の構成によれば、三相整流回路を構成する各ＭＯＳトランジスタの一対の主電極端子間の電位の大小によりＭＯＳトランジスタの断続を行うことができるので、更に一層、比較回路の回路構成を簡素化することができる。
【００１８】
請求項３記載の構成によれば、整流用の前記ＭＯＳトランジスタに電流検出抵抗素子を直列接続し、この電流検出用抵抗素子の電圧降下に基づいて前記ＭＯＳトランジスタの両主電極端子間の電位差（ＭＯＳトランジスタの電圧降下）を推定する場合に比較して、この電流検出用抵抗素子による抵抗損失を回避しつつ、抵抗電圧降下検出によるＭＯＳトランジスタの断続を行うことができるので、上記した整流用の前記ＭＯＳトランジスタに電流検出抵抗素子を直列接続し、この電流検出用抵抗素子の電圧降下に基づいて前記ＭＯＳトランジスタの両主電極端子間の電位差（ＭＯＳトランジスタの電圧降下）を推定する場合に比較して損失を低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
【００２０】
【実施例１】
実施例１を図１を参照して以下に説明する。
【００２１】
（全体説明）
１は界磁巻線型同期機からなる三相発電機、２はＭＯＳトランジスタ型整流回路、３はコントローラ（制御回路）、４は界磁電流制御装置、５はバッテリである。
【００２２】
三相ブラシレスＤＣモータ１は、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線をスター接続又はΔ接続してなり、ロータに巻装されて界磁電流制御装置から所望の界磁電流を通電される界磁コイル１００を有している。
【００２３】
界磁電流制御回路４は、通常の車両発電機と同様にバッテリ電圧と所定の基準電圧とを比較し、この比較結果に基づいて界磁電流を断続制御してバッテリ電圧とを上記基準電圧に収束させるフィードバック制御を行っている。
【００２４】
整流回路２において、２１〜２３は上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ、２４〜２６は下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ、ＤはこれらＭＯＳトランジスタ２１〜２６の寄生ダイオードであるが、専用のダイオードを設けてもよい。
【００２５】
上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１と下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４とは直列接続されて相インバータ６を構成し、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２２と下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５とは直列接続されて相インバータ７を構成し、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２３と下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２６とは直列接続されて相インバータ８を構成している。
【００２６】
上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１のドレイン電極端子（電子吐き出し側端子）と下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４のソース電極端子（電子注入端子）とは接続されて相インバータ６の交流入力端子１１を構成するとともに、三相発電機（正確にはその三相電機子コイル）１のＵ相出力端に接続されている。上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２２のドレイン電極端子（電子吐き出し側端子）と下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５のソース電極端子（電子注入端子）とは接続されて相インバータ７の交流入力端子１２を構成するとともに、三相発電機（正確にはその三相電機子コイル）１のＶ相出力端に接続されている。上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２３のドレイン電極端子（電子吐き出し側端子）と下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２６のソース電極端子（電子注入端子）とは接続されて相インバータ８の交流入力端子１３を構成するとともに、三相発電機（正確にはその三相電機子コイル）１のＷ相出力端に接続されている。
【００２７】
各上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１〜２３のソース電極端子すなわち各相インバータ６〜８の＋側直流出力端子ＶＨはバッテリ５の正極端子５１に接続されている。各下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４〜２６のドレイン電極端子すなわち各相インバータ６〜８のー側直流出力端子ＶＬはバッテリ５の負極端子５２に接続されている。
【００２８】
次に、コントローラ３により行われるこれら各ＭＯＳトランジスタ２１〜２６の断続制御動作を以下に説明する。
【００２９】
コントローラ（制御回路）３は、コンパレータ２１０〜２６０を有している。
【００３０】
コンパレータ２１０には相インバータ６の交流入力端子１１の電位と、バッテリ５の正極端子５１の電位（以下、正極電位ともいう）とが印加され、交流入力端子１１の電位が正極電位より高い場合に比較結果電圧Ｓ２１としてハイレベル電圧を出力し、この比較結果電圧Ｓ２１は電圧増幅およびレベルシフトされて上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１のゲート電極に印加され、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１をターンオンする。逆に、交流入力端子１１の電位が正極電位より低くなると比較結果電圧Ｓ２１はローレベルとなり、このローレベルの比較結果電圧Ｓ２１は電圧増幅およびレベルシフトされて上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１のゲート電極に印加され、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１をターンオフする。
【００３１】
コンパレータ２２０には相インバータ７の交流入力端子１２の電位と、バッテリ５の正極端子５１の電位（以下、正極電位ともいう）とが印加され、交流入力端子１２の電位が正極電位より高い場合に比較結果電圧Ｓ２２としてハイレベル電圧を出力し、この比較結果電圧Ｓ２２は電圧増幅およびレベルシフトされて上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２２のゲート電極に印加され、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２２をターンオンする。逆に、交流入力端子１２の電位が正極電位より低くなると比較結果電圧Ｓ２２はローレベルとなり、このローレベルの比較結果電圧Ｓ２２は電圧増幅およびレベルシフトされて上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２２のゲート電極に印加され、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２２をターンオフする。
【００３２】
コンパレータ２３０には相インバータ８の交流入力端子１３の電位と、バッテリ５の正極端子５１の電位（以下、正極電位ともいう）とが印加され、交流入力端子１３の電位が正極電位より高い場合に比較結果電圧Ｓ２３としてハイレベル電圧を出力し、この比較結果電圧Ｓ２３は電圧増幅およびレベルシフトされて上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２３のゲート電極に印加され、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２３をターンオンする。逆に、交流入力端子１３の電位が正極電位より低くなると比較結果電圧Ｓ２３はローレベルとなり、このローレベルの比較結果電圧Ｓ２３は電圧増幅およびレベルシフトされて上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２３のゲート電極に印加され、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２３をターンオフする。
【００３３】
コンパレータ２４０には相インバータ６の交流入力端子１１の電位と、バッテリ５の負極端子５２の電位（以下、負極電位ともいう）とが印加され、交流入力端子１１の電位が負極電位より低い場合に比較結果電圧Ｓ２４としてハイレベル電圧を出力し、この比較結果電圧Ｓ２４は電圧増幅されて下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４のゲート電極に印加され、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４をターンオンする。逆に、交流入力端子１１の電位が負極電位より高くなると比較結果電圧Ｓ２４はローレベルとなり、このローレベルの比較結果電圧Ｓ２４は電圧増幅されて下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４のゲート電極に印加され、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４をターンオフする。
【００３４】
コンパレータ２５０には相インバータ７の交流入力端子１２の電位と、バッテリ５の負極端子５２の電位（以下、負極電位ともいう）とが印加され、交流入力端子１２の電位が負極電位より低い場合に比較結果電圧Ｓ２５としてハイレベル電圧を出力し、この比較結果電圧Ｓ２５は電圧増幅されて下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５のゲート電極に印加され、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５をターンオンする。逆に、交流入力端子１２の電位が負極電位より高くなると比較結果電圧Ｓ２５はローレベルとなり、このローレベルの比較結果電圧Ｓ２５は電圧増幅されて下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５のゲート電極に印加され、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２５をターンオフする。
【００３５】
コンパレータ２６０には相インバータ８の交流入力端子１３の電位と、バッテリ５の負極端子５２の電位（以下、負極電位ともいう）とが印加され、交流入力端子１３の電位が負極電位より低い場合に比較結果電圧Ｓ２６としてハイレベル電圧を出力し、この比較結果電圧Ｓ２６は電圧増幅されて下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２６のゲート電極に印加され、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２６をターンオンする。逆に、交流入力端子１３の電位が負極電位より高く（正方向に）なると比較結果電圧Ｓ２６はローレベルとなり、このローレベルの比較結果電圧Ｓ２６は電圧増幅されて下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２６のゲート電極に印加され、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２６をターンオフする。
【００３６】
すなわち、上記説明した各ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１〜２６の制御は、これらＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１〜２６のソース・ドレイン間の電圧降下の方向、又は、チャンネル電流の方向の反転をモニタして、それがバッテリ充電方向となる場合にこれらＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１〜２６をターンオンし、バッテリ放電方向となる場合にこれらＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１〜２６をターンオフするのと等価であり、６つの比較器を用いるだけで行うことができ、回路が非常に簡単となり、信頼性に優れるという効果を奏することができる。
【００３７】
なお、上記した図２の実施例では、バッテリ５の正極電位と相インバータ６〜８の交流入力端子１１〜１３の電位とを直接比較したが、これら電位と大地電位との間の電位差の分圧を求め、これらの分圧をコンパレータ２１〜２６の一対の入力端に印加して、同様の比較を行ってもよいことはもちろんである。
【００３８】
上記実施例では、各交流入力端子１１〜１３の電位をバッテリ５の正極電位、負極電位と比較した。ただし、この場合においては、発電電圧すなわち相間電圧がバッテリ電圧＋ＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードの順方向電圧降下を超えない時点（通常は発電機の起動時）には、各交流入力端子１１〜１３が大地電位すなわちバッテリ５の負極電位からフローティング状態となっているために、コンパレータ２１０〜２６０に入力される各交流入力端子１１〜１３の電位がふらついて誤動作する可能性が生じる。
【００３９】
相間電圧がバッテリ電圧＋ＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードの順方向電圧降下を超えれば、交流入力端子１１〜１３の一つは下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードを通じてバッテリ５の負極端子５２に導通し、他の一つは上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードを通じてバッテリ５の正極端子５１に導通するので、交流入力端子１１〜１３の電位は大地電位（負極電位）に対して所定の電位となり、上記ふらつきはなく問題は生じない。
【００４０】
そこで、そこで、この実施例では、安全のために、発電機１の低回転時には各ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１〜２６が決してターンオンしないようにして、上記ふらつきによるＭＯＳトランジスタ２１〜２６の誤オンを防止している。更に説明すると、たとえば発電機１の低回転時にはコンパレータ２１がＭＯＳトランジスタ２１〜２６をオンしないような禁止ゲートを設ければよい。このような禁止ゲートとしてはＡＮＤ回路など種々考えられるので、図示説明は省略する。
【００４１】
（変形態様）
上記実施例では、各交流入力端子１１〜１３の電位をバッテリ５の正極電位、負極電位と比較した。その代わりに、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１〜２３の断続制御においては、交流入力端子１１〜１３の電位をバッテリ５の正極電位又は発電目標電圧よりも０〜０．５Ｖ高いしきい値電圧と比較してもよく、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４〜２６の断続制御においては、交流入力端子１１〜１３の電位をバッテリ５の負極電位より０〜０．５Ｖ低いしきい値電圧と比較してもよい。これらのしきい値電圧は、バッテリ電圧から容易に作成することができる。
【００４２】
（変形態様）
図２では６個のコンパレータを採用したが、その代わりに、コンパレータ２１０、２４０の二つだけを用い、コンパレータ２１０の＋入力端に交流入力端子１１〜１３の電位を所定短期間ごとに印加して時間順次に判定し、判定結果をＭＯＳトランジスタ２１〜２３ごとに個別にホールドしてもよく、同様に、コンパレータ２４０の−入力端に交流入力端子１１〜１３の電位を所定短期間ごとに印加して時間順次に判定し、判定結果をＭＯＳトランジスタ２４〜２６ごとに個別にホールドしてもよい。これにより、コンパレータを２個に減らすことができる。
【００４３】
【実施例２】
他の実施例を図３を参照して以下に説明する。
【００４４】
この実施例は、図２に示すコンパレータ２１０〜２６０をＭＯＳトランジスタ２１〜２６のターンオンのみに用い、ＭＯＳトランジスタ２１〜２６のターンオフには、ＭＯＳトランジスタ２１〜２６の電流を検出して行うものである。
【００４５】
図３に基づいて具体的に説明する。
【００４６】
７００は、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１の電流を検出（推定）するための電流検出回路であって、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ７０１、電流検出抵抗素子７０２、コンパレータ７０３からなる。
【００４７】
ＭＯＳトランジスタ７０１と電流検出用抵抗素子７０２は直列接続され、ＭＯＳトランジスタ７０１のソース電極端子（電子注入端子）ＳはＭＯＳトランジスタ２１のソース電極端子Ｓと同じくバッテリ５の正極端子５１に接続され、電流検出用抵抗素子７０２の他端は交流入力端子１１に接続されている。電流検出用抵抗素子７０２の両端はコンパレータ７０３の一対の入力端に個別に接続されている。
【００４８】
ＭＯＳトランジスタ７０１はＭＯＳトランジスタ２１よりも大幅に（たとえばＭＯＳトランジスタ２１よりも１００倍程度小さく形成されており、電流検出用抵抗素子７０２はＭＯＳトランジスタ７０１のオン抵抗よりもかなり大きく設定されている。
【００４９】
このようにすれば、ＭＯＳトランジスタ２１に流れる充電電流が反転した時点でコンパレータ７０３の電圧が反転するので、このコンパレータ７０３の出力反転によりＭＯＳトランジスタ２１、７０１のゲート電位をバッテリ５の正極端子５１の電位よりも小さくすることにより、ＭＯＳトランジスタ２１、７０１を遮断することができる。
【００５０】
同じく、８００は、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４の電流を検出（推定）するための電流検出回路であって、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ８０１、電流検出抵抗素子８０２、コンパレータ８０３からなる。
【００５１】
ＭＯＳトランジスタ８０１と電流検出用抵抗素子８０２は直列接続され、ＭＯＳトランジスタ８０１のソース電極端子（電子注入端子）ＳはＭＯＳトランジスタ２１のソース電極端子Ｓと交流入力端子１１に接続され、電流検出用抵抗素子７０２の他端はバッテリ５の負極端子５２に接続されている。電流検出用抵抗素子８０２の両端はコンパレータ８０３の一対の入力端に個別に接続されている。
【００５２】
ＭＯＳトランジスタ８０１はＭＯＳトランジスタ２４よりも大幅に（たとえばＭＯＳトランジスタ２４よりも１００倍程度小さく形成されており、電流検出用抵抗素子８０２はＭＯＳトランジスタ８０１のオン抵抗よりもかなり大きく設定されている。
【００５３】
このようにすれば、ＭＯＳトランジスタ２４に流れる充電電流が反転した時点でコンパレータ８０３の電圧が反転するので、このコンパレータ８０３の出力反転によりＭＯＳトランジスタ２４、８０１のゲート電位をバッテリ５の負極端子５２の電位よりも小さくすることにより、ＭＯＳトランジスタ２４、８０１を遮断することができる。
【００５４】
ＭＯＳトランジスタ２２、２３の電流検出（推定）については、上記ＭＯＳトランジスタ２１と同様に、ＭＯＳトランジスタ２５、２６の電流検出（推定）については、上記ＭＯＳトランジスタ２４と同様に実施することができる。
【００５５】
（変形態様）
上記実施例では、コンパレータ７０３の電位差の反転を検出してＭＯＳトランジスタ２１のターンオフを実施した。その代わりに、上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２１〜２３の断続制御においては、コンパレータ７０３により、交流入力端子１１の電位と、バッテリ５の負極電位を基準とする所定電位とを比較してもよく、下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ２４〜２６の断続制御においては、コンパレータ８０３により、交流入力端子１１の電位と、バッテリ５の負極電位を基準とする所定電位とを比較してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の車両発電機の整流装置を示す回路図である。
【図２】図１のコントローラの主要部を示す回路図である。
【図３】実施例２の車両発電機の整流装置の主要部を示す回路図である。
【符号の説明】
１　三相発電機（車両発電機）
２　ＭＯＳトランジスタ型整流回路
３　コントローラ（制御回路）
２１〜２３　上アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
２４〜２６　下アーム側ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
【図１】
2004023962.tif 000003
【図２】
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【図３】
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