車(chē)載旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于車(chē)輛(諸如客車(chē)或卡車(chē))的車(chē)載旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]車(chē)載發(fā)電機(jī)用于通過(guò)連接至發(fā)電機(jī)的輸出端子的充電電纜向車(chē)輛的電池供應(yīng)充電電力，該電池向安裝在車(chē)輛上的各種電氣負(fù)載供應(yīng)操作電力。如果在發(fā)電機(jī)正產(chǎn)生電力時(shí)，充電電纜從電池端子或發(fā)電機(jī)的輸出端子脫尚或松開(kāi)，則在發(fā)電機(jī)的輸出端子處發(fā)生稱(chēng)為“甩負(fù)荷”的瞬時(shí)高壓。取決于發(fā)電機(jī)的輸出電流，該高壓可超過(guò)100V。該高壓可能破壞或損壞發(fā)電機(jī)的部件或者破壞或損壞安裝在車(chē)輛上的電氣負(fù)載。因此，必須針對(duì)甩負(fù)荷采取對(duì)策。已知一種具有針對(duì)甩負(fù)荷的保護(hù)電路的車(chē)載發(fā)電機(jī)。例如，參照日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)H09-219938。該文獻(xiàn)中描述的車(chē)載發(fā)電機(jī)具有下述結(jié)構(gòu):該發(fā)電機(jī)的橋式電路的低側(cè)元件由MOS晶體管構(gòu)成，并且當(dāng)發(fā)生甩負(fù)荷且發(fā)電機(jī)的輸出電壓超過(guò)參考電壓時(shí)，接通這些MOS晶體管。當(dāng)?shù)蛡?cè)元件(M0S晶體管)被接通后輸出電壓下降到參考電壓以下時(shí)，關(guān)斷MOS晶體管以使得橋式電路可以重新開(kāi)始其整流操作。
[0003]然而，上述文獻(xiàn)中描述的車(chē)載發(fā)電機(jī)中存在下述問(wèn)題:因?yàn)閺挠砂l(fā)電機(jī)充電的電池來(lái)供應(yīng)保護(hù)電路的操作電壓，所以如果充電電纜脫離電池的端子從而引起甩負(fù)荷，則保護(hù)電路可能變得不穩(wěn)定?？梢詮能?chē)載發(fā)電機(jī)的輸出電壓生成保護(hù)電路的操作電壓以應(yīng)對(duì)該問(wèn)題。然而，如果由于針對(duì)甩負(fù)荷而進(jìn)行的操作導(dǎo)致車(chē)載發(fā)電機(jī)的輸出電壓過(guò)度下降很長(zhǎng)時(shí)間，則保護(hù)電路變得難以正常操作。由于車(chē)載發(fā)電機(jī)必須重復(fù)暫時(shí)的發(fā)電操作以防止輸出電壓下降得比所需更多，所以輸出電壓返回至輸出電壓的正常值花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，這是因?yàn)橛捎谒ω?fù)荷而在定子繞組中積累的能量消失花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]示例性實(shí)施例提供了一種車(chē)載旋轉(zhuǎn)電機(jī),包括:
[0005]勵(lì)磁繞組，其繞在轉(zhuǎn)子上以用于使轉(zhuǎn)子的磁極磁化；
[0006]定子繞組，用于根據(jù)由磁極生成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)生成交流(AC)電壓；
[0007]電力轉(zhuǎn)換器，用于將AC電壓轉(zhuǎn)換成直流(DC)電壓并且通過(guò)連接至電力轉(zhuǎn)換器的輸出端子的第一供電線路來(lái)輸出DC電壓；以及
[0008]甩負(fù)荷處理部，用于在電力轉(zhuǎn)換器的輸出端子的電壓超過(guò)第一閾值電壓時(shí)進(jìn)行甩負(fù)荷保護(hù)操作，該甩負(fù)荷處理部通過(guò)與第一供電線路分開(kāi)設(shè)置的第二供電線路而被供應(yīng)操作電力。
[0009]根據(jù)示例性實(shí)施例，提供了這樣一種車(chē)載旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其能夠可靠地進(jìn)行甩負(fù)荷保護(hù)操作，并能夠使其輸出電壓短時(shí)間內(nèi)返回至輸出電壓的正常值。
[0010]根據(jù)包括附圖和權(quán)利要求的以下描述，本發(fā)明的其他優(yōu)勢(shì)和特征將變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0011]在附圖中:
[0012]圖1是示出了作為本發(fā)明的實(shí)施例的車(chē)載發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖；
[0013]圖2是示出了安裝在控制電路板上的MOS模塊的結(jié)構(gòu)的圖，該控制電路板包括在車(chē)載發(fā)電機(jī)中；
[0014]圖3是示出了安裝在控制電路板上的H橋電路的結(jié)構(gòu)的圖，該控制電路板包括在車(chē)載發(fā)電機(jī)中；
[0015]圖4是示出了用于在車(chē)載發(fā)電機(jī)中使用的旋轉(zhuǎn)角傳感器的布置的圖；
[0016]圖5是示出了安裝在控制電路板上的用于進(jìn)行甩負(fù)荷保護(hù)的結(jié)構(gòu)的圖，該控制電路板包括在車(chē)載發(fā)電機(jī)中；
[0017]圖6是示出了安裝在控制電路板上的控制電路的電路結(jié)構(gòu)的圖，該控制電路板包括在車(chē)載發(fā)電機(jī)中；
[0018]圖7是示出了控制電路的LD處理部的結(jié)構(gòu)的圖；
[0019]圖8是用于對(duì)確定思負(fù)荷的結(jié)束的不例進(jìn)行說(shuō)明的時(shí)序圖；以及
[0020]圖9是用于對(duì)確定思負(fù)荷的結(jié)束的另一不例進(jìn)行說(shuō)明的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]第一實(shí)施例
[0022]圖1是示出了作為本發(fā)明的實(shí)施例的車(chē)載發(fā)電機(jī)100的結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)電機(jī)100包括兩個(gè)定子繞組IA和1B、勵(lì)磁繞組2、兩個(gè)MOS模塊組3A和3B、UVff相驅(qū)動(dòng)器4A、XYZ相驅(qū)動(dòng)器4B、H橋電路5、H橋驅(qū)動(dòng)器6、旋轉(zhuǎn)角傳感器7、控制電路8、輸入/輸出電路9、電源電路10、二極管11以及電容器12。旋轉(zhuǎn)電機(jī)100是能夠在馬達(dá)模式下作為馬達(dá)來(lái)操作并且能夠在發(fā)電機(jī)模式下作為發(fā)電機(jī)來(lái)操作的ISG(集成起動(dòng)發(fā)電機(jī))。
[0023]定子繞組IA是包括繞在定子鐵芯(未示出)上的U相繞組、V相繞組以及W相繞組的三相繞組。定子繞組IB是包括在從定子繞組IA偏離30度電角度的位置處繞在定子鐵芯上的X相繞組、Y相繞組以及Z相繞組的三相繞組。定子繞組IA和IB構(gòu)成定子。定子繞組IA和IB的相數(shù)可以不同于三。
[0024]繞在磁極(未示出)上以形成轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組2使得轉(zhuǎn)子生成磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子包括旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)帶或傳動(dòng)裝置與車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)傳送和接收驅(qū)動(dòng)功率。
[0025]MOS模塊組3A連接至定子繞組IA以形成三相橋式電路。MOS模塊組3A作為電力轉(zhuǎn)換器來(lái)操作，該電力轉(zhuǎn)換器在發(fā)電機(jī)模式下將定子繞組IA中感生的AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓，并且在馬達(dá)模式下將從外部(在本實(shí)施例中為高壓電池200)供應(yīng)的DC電壓轉(zhuǎn)換成要施加至定子繞組IA的AC電壓。MOS模塊組3A包括對(duì)應(yīng)于定子繞組IA的三個(gè)相的三個(gè)MOS模塊3AU、3AV以及3AW。MOS模塊3AU連接至定子繞組IA的U相繞組。MOS模塊3AV連接至定子繞組IA的V相繞組。MOS模塊3AW連接至定子繞組IA的W相繞組。
[0026]如圖2所示，MOS模塊3AU包括兩個(gè)MOS晶體管30和31以及電流檢測(cè)電阻器32。MOS晶體管30是下述上臂(高側(cè))開(kāi)關(guān)元件:該上臂(高側(cè))開(kāi)關(guān)元件在其源極處連接至定子繞組IA的U相繞組，并且在其漏極處連接至電源端子PB。電源端子PB連接至例如額定輸出為48V的高壓電池200，并且連接至高壓負(fù)載210的正端子。MOS晶體管31是下述下臂(低側(cè))開(kāi)關(guān)元件:該下臂(低側(cè))開(kāi)關(guān)元件在其漏極處連接至U相繞組，并且在其源極處通過(guò)電流檢測(cè)電阻器32連接至電源接地端子PGND。兩個(gè)電阻器30和31的串聯(lián)電路插置在高壓電池200的正電極和負(fù)電極之間，兩個(gè)電阻器30和31的連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)P端子連接至U相繞組。MOS晶體管30的柵極和源極、MOS晶體管31的柵極以及電流檢測(cè)電阻器32的兩端連接至UVW相驅(qū)動(dòng)器4A。
[0027]MOS晶體管30和31中的每個(gè)MOS晶體管在源極和漏極之間連接有二極管。該二極管是MOS晶體管30或31的寄生二極管(體二極管)。分立的二極管可以并聯(lián)連接至寄生二極管。上臂開(kāi)關(guān)元件和下臂開(kāi)關(guān)元件中的至少之一可以由不同于MOS晶體管的其他元件來(lái)形成。
[0028]MOS模塊3AV和3AW以及后文說(shuō)明的MOS模塊3BX、3BY和3BZ具有與MOS模塊3AU基本相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略了對(duì)其詳細(xì)描述。
[0029]MOS模塊組3B連接至定子繞組IB以形成三相橋式電路。MOS模塊組3B作為下述電力轉(zhuǎn)換器來(lái)操作:該電力轉(zhuǎn)換器在發(fā)電機(jī)模式下將定子繞組IB中感生的AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓，并且在馬達(dá)模式下將從外部(在本實(shí)施例中為高壓電池200)供應(yīng)的DC電壓轉(zhuǎn)換成要施加至定子繞組IB的AC電壓。MOS模塊組3B包括對(duì)應(yīng)于定子繞組IB的三個(gè)相的三個(gè)MOS模塊3BX、3BY和3BZ。MOS模塊3BX連接至定子繞組IB的X相繞組。MOS模塊3BY連接至定子繞組IB的Y相繞組。MOS模塊3BZ連接至定子繞組IB的Z相繞組。
[0030]UVff相驅(qū)動(dòng)器4A生成要施加至包括在三個(gè)MOS模塊3AU、3AV和3AW中的每一個(gè)MOS模塊中的MOS晶體管30和31的控制信號(hào)，并且放大電流檢測(cè)電阻器32的兩端之間的電壓。XYZ相驅(qū)動(dòng)器4B生成要施加至包括在三個(gè)MOS模塊3BX、3BY和3BZ中的每一個(gè)MOS模塊中的MOS晶體管30和31的控制信號(hào)，并且放大電流檢測(cè)電阻器32的兩端之間的電壓。MOS模塊組3A和UVW相驅(qū)動(dòng)器4A構(gòu)成第一逆變器(inverter)裝置。MOS模塊組3B和XYZ相驅(qū)動(dòng)器4B構(gòu)成第二逆變器裝置。
[0031]H橋電路5是連接至勵(lì)磁繞組2的兩端以向勵(lì)磁繞組2供應(yīng)勵(lì)磁電流的勵(lì)磁電路。如圖3所示，H橋電路5包括兩個(gè)MOS晶體管50和51、兩個(gè)二極管52和53以及電流檢測(cè)電阻器54。高側(cè)的MOS晶體管50與低側(cè)的二極管52彼此連接。二者之間的連接節(jié)點(diǎn)連接至勵(lì)磁繞組2的一端。高側(cè)的二極管53、低側(cè)的MOS晶體管51、以及電流檢測(cè)電阻器54串聯(lián)連接。二極管53與MOS晶體管51之間的連接節(jié)點(diǎn)連接至勵(lì)磁繞組2的另一端。H橋電路5連接至電源端子PB和電源接地端子PGND 二者。當(dāng)MOS晶體管50和51被接通時(shí)，勵(lì)磁電流從H橋電路51被供應(yīng)到勵(lì)磁繞組2。當(dāng)MOS晶體管50和MOS晶體管51之一被關(guān)斷時(shí)，勵(lì)磁電流的供應(yīng)停止，并