特許 5778019 バッテリ充電装置及びバッテリ充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5778019

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】バッテリ充電装置及びバッテリ充電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/14 20060101AFI20150827BHJP

   H02P 9/04 20060101ALI20150827BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/14 P

   H02P9/04 M

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-270298(P2011-270298)

(22)【出願日】2011年12月9日

(65)【公開番号】特開2013-123299(P2013-123299A)

(43)【公開日】2013年6月20日

【審査請求日】2014年8月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137523

【弁理士】

【氏名又は名称】出口 智也

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100103263

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 康

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100153914

【弁理士】

【氏名又は名称】小澤 勝己

(72)【発明者】

【氏名】上村 智恭

【審査官】 田中 寛人

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０３−１１３４２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０３−０９７４００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０１−１５０９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−００７６２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−０８９０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０７４２００（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｆ １／００−１／１０

Ｈ０２Ｊ ７／００−７／３６

Ｈ０２Ｐ ９／００−９／４８

Ｈ０５Ｂ ３７／００−３９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電機の発電コイルの一端及び他端間から出力された第１の交流電圧を整流してバッテリを充電すると共に、前記発電コイルの中間タップ及び他端間から出力された第２の交流電圧を制御して負荷に供給するバッテリ充電装置であって、
前記発電コイルの一端が接続されるチャージ端子と、
前記発電コイルの前記中間タップと前記負荷の一端とが接続される負荷端子と、
前記バッテリの一端が接続されるバッテリ端子と、
前記発電コイルの他端と前記負荷の他端と前記バッテリの他端とが接続されるアース端子と、
前記アース端子に入力端子が接続され、前記負荷端子に出力端子が接続された第１のスイッチ素子と、
前記負荷端子の前記第２の交流電圧に応じて、前記第１のスイッチ素子をオンまたはオフにする負荷制御部と、
前記チャージ端子に入力端子が接続され、前記バッテリ端子に出力端子が接続された第２のスイッチ素子と、
前記バッテリ端子のバッテリ電圧に応じて、前記第２のスイッチ素子をオンまたはオフにするバッテリ制御部と、
前記負荷端子に入力端子が接続され、前記アース端子に出力端子が接続された第３のスイッチ素子と、を備え、
前記負荷制御部は、前記負荷端子の前記第２の交流電圧が負の第１の所定値以下の時、前記第１のスイッチ素子をオンにして、
前記バッテリ制御部は、前記バッテリ端子の前記バッテリ電圧が正の第２の所定値未満の時、前記第２のスイッチ素子をオンにして、
前記負荷制御部は、前記負荷端子の前記第２の交流電圧が正の第３の所定値以上の時、前記第３のスイッチ素子をオンにして、
前記バッテリ電圧が前記第２の所定値より高い第４の所定値以上の時、前記第３のスイッチ素子をオンにする過電圧制御部を備える
ことを特徴とするバッテリ充電装置。

【請求項2】

前記第１のスイッチ素子は、前記アース端子にアノードが接続され、前記負荷端子にカソードが接続された第１のサイリスタで構成され、
前記第２のスイッチ素子は、前記チャージ端子にアノードが接続され、前記バッテリ端子にカソードが接続された第２のサイリスタで構成され、
前記第３のスイッチ素子は、前記負荷端子にアノードが接続され、前記アース端子にカソードが接続された第３のサイリスタで構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。

【請求項3】

前記バッテリ制御部は、前記バッテリ電圧が前記第２の所定値以上の時、前記第２のサイリスタのアノードとゲートとを開放し、前記バッテリ電圧が前記第２の所定値未満の時、前記第２のサイリスタのアノードとゲートとを短絡する
ことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ充電装置。

【請求項4】

前記負荷はランプであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のバッテリ充電装置。

【請求項5】

前記発電機は、単相磁石式交流発電機であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のバッテリ充電装置。

【請求項6】

発電コイルを有し、当該発電コイルの一端及び他端間から第１の交流電圧を出力すると共に、当該発電コイルの中間タップ及び他端間から第２の交流電圧を出力する発電機と、
負荷と、
バッテリと、
前記発電機から出力された前記第１の交流電圧を整流して前記バッテリを充電すると共に、前記発電機から出力された前記第２の交流電圧を制御して前記負荷に供給する請求項１から請求項５の何れかに記載のバッテリ充電装置と、を備える
ことを特徴とするバッテリ充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電機で発電された交流電圧に基づいてバッテリを充電するバッテリ充電装置及びバッテリ充電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

自動二輪車等に用いられる従来のバッテリ充電装置として、図３に示される回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。このバッテリ充電装置１００ｘは、発電機１０１の発電コイル１０１ａの一端Ｔ１及び他端Ｔ２間から出力された第１の交流電圧Ｖａｃ１を整流してバッテリ１０３を充電すると共に、発電コイル１０１ａの中間タップＴｃ及び他端Ｔ２間から出力された第２の交流電圧Ｖａｃ２を制御してランプ（負荷）１０２に供給するように構成されている。バッテリ充電装置１００ｘのチャージ端子Ａは発電コイル１０１ａの一端Ｔ１に接続され、負荷端子Ｌは発電コイル１０１ａの中間タップＴｃ及びランプ１０２の一端に接続され、バッテリ端子Ｂはヒューズ１０４を介してバッテリ１０３の一端に接続されている。アース端子Ｅは、発電コイル１０１ａの他端Ｔ２とランプ１０２の他端とバッテリ１０３の他端とに接続されて接地されている。

【0003】

バッテリ制御部１２ｘは、バッテリ端子Ｂのバッテリ電圧ＶＢが正の満充電値未満の場合にサイリスタＳ２ｘをオンにする。これにより、バッテリ１０３が十分に充電されていない場合、チャージ端子Ａの第１の交流電圧Ｖａｃ１が正の期間に、オンとなったサイリスタＳ２ｘを介してチャージ端子Ａからバッテリ端子Ｂに電流が流れてバッテリ１０３を充電できる。

【0004】

負荷制御部１１ｘは、負荷端子Ｌの第２の交流電圧Ｖａｃ２が負のランプ電圧下限値以下の場合にサイリスタＳ１ｘをオンにすると共に、正のランプ電圧上限値以上の場合にサイリスタＳ３ｘをオンにする。サイリスタＳ１ｘ又はサイリスタＳ３ｘがオンの期間、チャージ端子Ａとアース端子Ｅ間は短絡されるので、ランプ１０２に加えられる負荷端子Ｌの第２の交流電圧Ｖａｃ２も０Ｖに近づく。即ち、正のランプ電圧上限値以上または負のランプ電圧下限値以下の過電圧がランプ１０２に加えられないように制御して、ランプ１０２を保護しつつ点灯させることができる。

【0005】

過電圧制御部１３ｘは、バッテリ電圧ＶＢがバッテリ電圧上限値以上の時、サイリスタＳ３ｘをオンにする。バッテリ電圧上限値は、上記バッテリ電圧ＶＢの満充電値より高い。これにより、バッテリ端子Ｂにバッテリ電圧上限値以上の過電圧が加えられないようにして、バッテリ端子Ｂに接続されている他の負荷を破壊しないようにできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４５９７１９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、サイリスタＳ１ｘ又はサイリスタＳ３ｘがオンしている期間では、上述のように第１の交流電圧Ｖａｃ１が加えられるチャージ端子Ａとアース端子Ｅ間が短絡されている。そのため、ランプ１０２のみならず、バッテリ１０３にも電圧が供給されなくなってしまう。

【0008】

従って、図４に示すように、バッテリ１０３を充電可能な期間ＴＢｘは、チャージ端子Ａの第１の交流電圧Ｖａｃ１が正であり、且つ、サイリスタＳ１ｘとサイリスタＳ３ｘがオフである期間に限られてしまう。つまり、バッテリ１０３の充電開始のタイミング（時刻ｔ１０）がサイリスタＳ１ｘのオンに影響され、バッテリ１０３の充電終了のタイミング（時刻ｔ１１）がサイリスタＳ３ｘのオンに影響されてしまうので、バッテリ１０３を充電可能な期間ＴＢｘを十分に確保できないという問題がある。

【0009】

そこで、本発明は、負荷を保護しつつバッテリを充電可能な期間を長くできるバッテリ充電装置及びバッテリ充電システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様に係る実施例に従ったバッテリ充電装置は、
発電機の発電コイルの一端及び他端間から出力された第１の交流電圧を整流してバッテリを充電すると共に、前記発電コイルの中間タップ及び他端間から出力された第２の交流電圧を制御して負荷に供給するバッテリ充電装置であって、
前記発電コイルの一端が接続されるチャージ端子と、
前記発電コイルの前記中間タップと前記負荷の一端とが接続される負荷端子と、
前記バッテリの一端が接続されるバッテリ端子と、
前記発電コイルの他端と前記負荷の他端と前記バッテリの他端とが接続されるアース端子と、
前記アース端子に入力端子が接続され、前記負荷端子に出力端子が接続された第１のスイッチ素子と、
前記負荷端子の前記第２の交流電圧に応じて、前記第１のスイッチ素子をオンまたはオフにする負荷制御部と、
前記チャージ端子に入力端子が接続され、前記バッテリ端子に出力端子が接続された第２のスイッチ素子と、
前記バッテリ端子のバッテリ電圧に応じて、前記第２のスイッチ素子をオンまたはオフにするバッテリ制御部と、を備える
ことを特徴とする。

【0011】

また、前記バッテリ充電装置において、
前記負荷制御部は、前記負荷端子の前記第２の交流電圧が負の第１の所定値以下の時、前記第１のスイッチ素子をオンにして、
前記バッテリ制御部は、前記バッテリ端子のバッテリ電圧が正の第２の所定値未満の時、前記第２のスイッチ素子をオンにしてもよい。

【0012】

また、前記バッテリ充電装置において、
前記負荷端子に入力端子が接続され、前記アース端子に出力端子が接続された第３のスイッチ素子を備え、
前記負荷制御部は、前記負荷端子の前記第２の交流電圧が正の第３の所定値以上の時、前記第３のスイッチ素子をオンにしてもよい。

【0013】

また、前記バッテリ充電装置において、
前記バッテリ電圧が前記第２の所定値より高い第４の所定値以上の時、前記第３のスイッチ素子をオンにする過電圧制御部を備えてもよい。

【0014】

また、前記バッテリ充電装置において、
前記第１のスイッチ素子は、前記アース端子にアノードが接続され、前記負荷端子にカソードが接続された第１のサイリスタで構成され、
前記第２のスイッチ素子は、前記チャージ端子にアノードが接続され、前記バッテリ端子にカソードが接続された第２のサイリスタで構成され、
前記第３のスイッチ素子は、前記負荷端子にアノードが接続され、前記アース端子にカソードが接続された第３のサイリスタで構成されていてもよい。

【0015】

また、前記バッテリ充電装置において、
前記バッテリ制御部は、前記バッテリ電圧が前記第２の所定値以上の時、前記第２のサイリスタのアノードとゲートとを開放し、前記バッテリ電圧が前記第２の所定値未満の時、前記第２のサイリスタのアノードとゲートとを短絡してもよい。

【0016】

また、前記バッテリ充電装置において、
前記負荷はランプであってもよい。

【0017】

また、前記バッテリ充電装置において、
前記発電機は、単相磁石式交流発電機であってもよい。

【0018】

本発明の一態様に係る実施例に従ったバッテリ充電システムは、
発電コイルを有し、当該発電コイルの一端及び他端間から第１の交流電圧を出力すると共に、当該発電コイルの中間タップ及び他端間から第２の交流電圧を出力する発電機と、
負荷と、
バッテリと、
前記発電機から出力された前記第１の交流電圧を整流して前記バッテリを充電すると共に、前記発電機から出力された前記第２の交流電圧を制御して前記負荷に供給する上記バッテリ充電装置と、を備える
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様に係るバッテリ充電装置及びバッテリ充電システムによれば、アース端子に入力端子が接続され、負荷端子に出力端子が接続された第１のスイッチ素子を設け、負荷端子の第２の交流電圧に応じて第１のスイッチ素子をオンまたはオフに制御するようにしている。これにより、第１のスイッチ素子のオン期間において、負荷端子とアース端子との間は短絡されて負荷には電圧がほとんど加えられないが、負荷端子とチャージ端子との間は短絡されないので、発電機から出力された負荷端子とチャージ端子との間の電圧を用いてバッテリを充電できる。即ち、バッテリの充電タイミングが、第１のスイッチ素子のオンに影響されない。従って、負荷を保護しつつバッテリを充電可能な期間を長くできる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施例１に係るバッテリ充電システムの構成を示す図である。

【図2】実施例１に係るバッテリ充電システムの動作を説明する波形図である。

【図3】従来のバッテリ充電システムの構成を示す図である。

【図4】従来のバッテリ充電システムの動作を説明する波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0022】

図１は、実施例１に係るバッテリ充電システムの構成を示す図である。図１に示すように、バッテリ充電システムは、バッテリ充電装置（レギュレータ）１００と、発電機１０１と、ランプ（負荷）１０２と、バッテリ１０３と、ヒューズ１０４と、を備える。このバッテリ充電システムは、例えば、自動二輪車に搭載される。

【0023】

発電機１０１は、発電コイル１０１ａを有し、当該発電コイル１０１ａの一端Ｔ１及び他端Ｔ２間から第１の交流電圧Ｖａｃ１を出力すると共に、当該発電コイル１０１ａの中間タップＴｃ及び他端Ｔ２間から第２の交流電圧Ｖａｃ２を出力する。つまり、第２の交流電圧Ｖａｃ２は、中間タップＴｃによって第１の交流電圧Ｖａｃ１が分圧された電圧である。この発電機１０１は、例えば、単相磁石式交流発電機である。

【0024】

バッテリ１０３は、ヒューズ１０４を介して、バッテリ充電装置１００に接続されている。このバッテリ１０３は、充放電可能であり、発電機１０１により充電されるようになっている。このバッテリ１０３には、例えば、バッテリ１０３から電力が供給されるストップランプ等の他の負荷（図示せず）が接続されている。

【0025】

ランプ１０２は、発電機１０１により電力が供給されるようになっている。ランプ１０２は、例えば、自動二輪車のヘッドライトである。

【0026】

バッテリ充電装置１００は、発電機１０１から出力された第１の交流電圧Ｖａｃ１を整流してバッテリ１０３を充電すると共に、発電機１０１から出力された第２の交流電圧Ｖａｃ２を制御してランプ１０２に供給する。

【0027】

バッテリ充電装置１００は、チャージ端子Ａと、負荷端子Ｌと、バッテリ端子Ｂと、アース端子Ｅと、第１のサイリスタ（第１のスイッチ素子）Ｓ１と、第２のサイリスタ（第２のスイッチ素子）Ｓ２と、第３のサイリスタ（第３のスイッチ素子）Ｓ３と、負荷制御部１１と、バッテリ制御部１２と、過電圧制御部１３と、を備える。

【0028】

チャージ端子Ａは、発電コイル１０１ａの一端Ｔ１が接続される。負荷端子Ｌは、発電コイル１０１ａの中間タップＴｃとランプ１０２の一端とが接続される。バッテリ端子Ｂは、ヒューズ１０４を介してバッテリ１０３の一端（正極側の端子）が接続される。アース端子Ｅは、発電コイル１０１ａの他端Ｔ２と、ランプ１０２の他端と、バッテリ１０３の他端（負極側の端子）とが接続される。

【0029】

第１のサイリスタＳ１は、アース端子Ｅにアノード（入力端子）が接続され、負荷端子Ｌにカソード（出力端子）が接続されている。
第２のサイリスタＳ２は、チャージ端子Ａにアノード（入力端子）が接続され、バッテリ端子Ｂにカソード（出力端子）が接続されている。
第３のサイリスタＳ３は、負荷端子Ｌにアノード（入力端子）が接続され、アース端子Ｅにカソード（出力端子）が接続されている。

【0030】

負荷制御部１１は、負荷端子Ｌの第２の交流電圧Ｖａｃ２に応じて、第１のサイリスタＳ１または第３のサイリスタＳ３をオンまたはオフにする。即ち、負荷制御部１１は、ランプ１０２を短絡制御する。

【0031】

具体的には、負荷制御部１１は、４つの端子Ｔ１１ａ，Ｔ１１ｂ，Ｔ１１ｃ，Ｔ１１ｄを有する。端子Ｔ１１ａは、負荷端子Ｌに接続されている。端子Ｔ１１ｂは、第１のサイリスタＳ１のゲートに接続されている。端子Ｔ１１ｃは、第３のサイリスタＳ３のゲートに接続されている。端子Ｔ１１ｄは、アース端子Ｅに接続されている。

【0032】

負荷制御部１１は、負荷端子Ｌの第２の交流電圧Ｖａｃ２（即ち、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１１ｄとの間の電位差）が負の第１の所定値（ランプ電圧下限値）以下の時、端子Ｔ１１ｂから第１のサイリスタＳ１のゲートに電流を流すことにより、第１のサイリスタＳ１をオンにする。負荷制御部１１は、第２の交流電圧Ｖａｃ２が第１の所定値より高い時、端子Ｔ１１ｂから第１のサイリスタＳ１のゲートへの電流を遮断することにより、第１のサイリスタＳ１をオフにする。

【0033】

また、負荷制御部１１は、第２の交流電圧Ｖａｃ２が正の第３の所定値（ランプ電圧上限値）以上の時、端子Ｔ１１ｃから第３のサイリスタＳ３のゲートに電流を流すことにより、第３のサイリスタＳ３をオンにする。負荷制御部１１は、第２の交流電圧Ｖａｃ２が第３の所定値未満の時、端子Ｔ１１ｃから第３のサイリスタＳ３のゲートへの電流を遮断することにより、第３のサイリスタＳ３をオフにする。

【0034】

第１の所定値及び第３の所定値は、ランプ１０２に過電圧が加えられない電圧値に設定されている。即ち、負荷制御部１１は、第１の所定値以上または第３の所定値以下の過電圧がランプ１０２に加えられないように制御して、ランプ１０２を保護しつつ点灯させることができる。

【0035】

バッテリ制御部１２は、バッテリ端子Ｂのバッテリ電圧ＶＢに応じて、第２のサイリスタＳ２をオンまたはオフにする。具体的には、バッテリ制御部１２は、４つの端子Ｔ１２ａ，Ｔ１２ｂ，Ｔ１２ｃ，Ｔ１２ｄを有する。端子Ｔ１２ａは、チャージ端子Ａに接続されている。端子Ｔ１２ｂは、第２のサイリスタＳ２のゲートに接続されている。端子Ｔ１２ｃは、バッテリ端子Ｂに接続されている。端子Ｔ１２ｄは、アース端子Ｅに接続されている。

【0036】

バッテリ制御部１２は、バッテリ端子Ｂのバッテリ電圧ＶＢ（即ち、端子Ｔ１２ｃと端子Ｔ１２ｄとの間の電位差）が正の第２の所定値（満充電値）未満の時、端子Ｔ１２ｂから第２のサイリスタＳ２のゲートに電流を流すことにより、第２のサイリスタＳ２をオンにする。第２の所定値は、バッテリ１０３が過充電されない電圧値に設定されている。これにより、バッテリ１０３が十分に充電されていない場合、第１の交流電圧Ｖａｃ１が正の期間に、オンとなった第２のサイリスタＳ２を介してチャージ端子Ａからバッテリ端子Ｂに電流が流れてバッテリ１０３は充電される。

【0037】

また、バッテリ制御部１２は、バッテリ電圧ＶＢが第２の所定値以上の時、端子Ｔ１２ｂから第２のサイリスタＳ２のゲートへの電流を遮断することにより、第２のサイリスタＳ２をオフにする。これにより、バッテリ１０３が十分に充電されている場合、第２のサイリスタＳ２は電流を流さないので、バッテリ１０３は過充電されない。

【0038】

より詳細には、バッテリ制御部１２は、バッテリ電圧ＶＢが第２の所定値未満の時、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとを短絡することにより、第２のサイリスタＳ２のアノードとゲートとを短絡する。また、バッテリ制御部１２は、バッテリ電圧ＶＢが第２の所定値以上の時、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとを開放することにより、第２のサイリスタＳ２のアノードとゲートとを開放する。

【0039】

過電圧制御部１３は、バッテリ電圧ＶＢが第２の所定値より高い第４の所定値（バッテリ電圧上限値）以上の時、第３のサイリスタＳ３をオンにする。具体的には、過電圧制御部１３は、３つの端子Ｔ１３ａ，Ｔ１３ｂ，Ｔ１３ｃを有する。端子Ｔ１３ａは、第３のサイリスタＳ３のゲートに接続されている。端子Ｔ１３ｂは、バッテリ端子Ｂに接続されている。端子Ｔ１３ｃは、アース端子Ｅに接続されている。

【0040】

過電圧制御部１３は、バッテリ電圧ＶＢ（即ち、端子Ｔ１３ｂと端子Ｔ１３ｃとの間の電位差）が第４の所定値以上の時、端子Ｔ１３ａから第３のサイリスタＳ３のゲートに電流を流すことにより、第３のサイリスタＳ３をオンにする。第４の所定値は、バッテリ端子Ｂに接続されたストップランプ等の他の負荷に過電圧が加えられない電圧値に設定されている。

【0041】

これにより、過電圧制御部１３は、バッテリ端子Ｂに過電圧が加えられないようにして、バッテリ端子Ｂに接続されているストップランプ等の他の負荷を破壊しないようにできる。つまり、バッテリ端子Ｂにバッテリ１０３が接続されておらず、第１の交流電圧Ｖａｃ１が直接他の負荷に供給される場合であっても、他の負荷を保護できる。

【0042】

次に、図２を参照してバッテリ充電システムの動作を説明する。図２は、実施例１に係るバッテリ充電システムの動作を説明する波形図である。図２は、第１の交流電圧Ｖａｃ１の時間変化を、発電機１０１の端子Ｔ１及び端子Ｔ２が解放されていると仮定した場合に発電機１０１が端子Ｔ１及び端子Ｔ２間から出力する電圧Ｖａｃ１’の時間変化に重ねて示している。

【0043】

時刻ｔ０以降、第１の交流電圧Ｖａｃ１が０Ｖから負に低下する。このとき、ランプ１０２は、第１の交流電圧Ｖａｃ１が分圧された負の第２の交流電圧Ｖａｃ２（図示せず）が加えられて点灯する。時刻ｔ１において、第２の交流電圧Ｖａｃ２が負の第１の所定値以下になると、負荷制御部１１は第１のサイリスタＳ１のゲートに電流を流して、第１のサイリスタＳ１をオンにする。これにより、負荷端子Ｌとアース端子Ｅ間が短絡されるため、第２の交流電圧Ｖａｃ２はほぼ０Ｖになり、第１の交流電圧Ｖａｃ１は、絶対値が低下して発電コイル１０１ａの一端Ｔ１と中間タップＴｃ間（即ち、チャージ端子Ａと負荷端子Ｌ間）の電圧となる。第２の交流電圧Ｖａｃ２はほぼ０Ｖになるため、ランプ１０２は消灯する。そして、第２の交流電圧Ｖａｃ２が負の第１の所定値より高くなるので、負荷制御部１１は第１のサイリスタＳ１のゲートの電流を遮断する。

【0044】

時刻ｔ２において、バッテリ電圧ＶＢが第２の所定値未満であるとする。すると、第２のサイリスタＳ２は、正になった第１の交流電圧Ｖａｃ１よってゲートに電流が流れてオンする。これにより、第１の交流電圧Ｖａｃ１が第２のサイリスタＳ２を介してバッテリ１０３に供給され、バッテリ１０３は充電される。時刻ｔ２以降のバッテリ１０３が充電されている間、第１の交流電圧Ｖａｃ１はバッテリ電圧ＶＢの影響によりほぼ一定となる。

【0045】

第１のサイリスタＳ１に流れる電流の位相が第１の交流電圧Ｖａｃ１の位相より遅れるため、時刻ｔ２から遅れた時刻ｔ３において、第１のサイリスタＳ１のアノードからカソードに流れる電流が０Ａになり、第１のサイリスタＳ１はオフになる。これにより、ランプ１０２は、第１の交流電圧Ｖａｃ１が分圧された正の第２の交流電圧Ｖａｃ２が加えられて再び点灯する。また、第１の交流電圧Ｖａｃ１は、発電コイル１０１ａの一端Ｔ１と他端Ｔ２間から供給される。

【0046】

バッテリ１０３の充電が進むに従い、バッテリ電圧ＶＢは上昇する。そして、時刻ｔ４において、バッテリ電圧ＶＢが第４の所定値以上になると、過電圧制御部１３は、第３のサイリスタＳ３のゲートに電流を流して第３のサイリスタＳ３をオンにする。これにより、負荷端子Ｌとアース端子Ｅ間が短絡されるため、第２の交流電圧Ｖａｃ２はほぼ０Ｖになり、第１の交流電圧Ｖａｃ１は、発電コイル１０１ａの一端Ｔ１と中間タップＴｃ間から供給される。その後、バッテリ電圧ＶＢが第４の所定値未満になると、過電圧制御部１３は第３のサイリスタＳ３のゲートの電流を遮断する。

【0047】

その後、第１の交流電圧Ｖａｃ１が低下する時刻ｔ５までバッテリ１０３は充電される。

【0048】

時刻ｔ６において、第３のサイリスタＳ３のアノードからカソードに流れる電流が０Ａになり、第３のサイリスタＳ３はオフになる。これにより、ランプ１０２に負の第２の交流電圧Ｖａｃ２が加えられ、ランプ１０２は再び点灯する。また、第１の交流電圧Ｖａｃ１は、絶対値が増加して発電コイル１０１ａの一端Ｔ１と他端Ｔ２間（即ち、チャージ端子Ａとアース端子Ｅ間）の電圧となる。

【0049】

このように、バッテリ１０３の充電開始のタイミング（時刻ｔ２）が第１のサイリスタＳ１のオン（時刻ｔ１からｔ３）に影響されず、その上、バッテリ１０３の充電終了のタイミング（時刻ｔ５）が第３のサイリスタＳ３のオン（時刻ｔ４からｔ６）に影響されない。よって、バッテリ１０３を充電可能な期間ＴＢ（時刻ｔ２からｔ５）は、第１の交流電圧Ｖａｃ１が正の期間とほぼ等しくなる。

【0050】

時刻ｔ６以降も、以上の説明と同様に動作する。

【0051】

なお、バッテリ電圧ＶＢが第２の所定値以上に保持されている時に第１の交流電圧Ｖａｃ１が負から正になっても、第２のサイリスタＳ２はオフを保つため、第１の交流電圧Ｖａｃ１はバッテリ１０３に加えられない。よって、この場合、第１の交流電圧Ｖａｃ１はバッテリ電圧ＶＢより高くなる。しかし、第１の交流電圧Ｖａｃ１がバッテリ電圧ＶＢより高くなり、これにより第２の交流電圧Ｖａｃ２が第３の所定値以上になると、負荷制御部１１が第３のサイリスタＳ３をオンにする。これにより、第２の交流電圧Ｖａｃ２はほぼ０Ｖになり、ランプ１０２に過電圧が加えられることはない。

【0052】

以上で説明した様に、本実施例によれば、アース端子Ｅにアノードが接続され、負荷端子Ｌにカソードが接続された第１のサイリスタＳ１を設け、負荷端子Ｌの第２の交流電圧Ｖａｃ２に応じて第１のサイリスタＳ１をオンまたはオフに制御するようにしている。これにより、第１のサイリスタＳ１のオン期間において、負荷端子Ｌとアース端子Ｅとの間は短絡されてランプ１０２には電圧がほとんど加えられないが、負荷端子Ｌとチャージ端子Ａとの間は短絡されないので、発電機１０１から出力された負荷端子Ｌとチャージ端子Ａとの間の電圧を用いてバッテリ１０３を充電できる。即ち、バッテリ１０３の充電タイミングが、第１のサイリスタＳ１のオンに影響されない。

【0053】

また、負荷端子Ｌにアノードが接続され、アース端子Ｅにカソードが接続された第３のサイリスタＳ３を設け、第２の交流電圧Ｖａｃ２またはバッテリ端子Ｂのバッテリ電圧ＶＢに応じて第３のサイリスタＳ３をオンまたはオフに制御するようにしている。これにより、第３のサイリスタＳ３のオン期間において、負荷端子Ｌとアース端子Ｅとの間は短絡されてランプ１０２には電圧がほとんど加えられないが、負荷端子Ｌとチャージ端子Ａとの間は短絡されないので、発電機１０１から出力された負荷端子Ｌとチャージ端子Ａとの間の電圧を用いてバッテリ１０３を充電できる。即ち、バッテリ１０３の充電タイミングが、第３のサイリスタＳ３のオンに影響されない。

【0054】

以上から、本実施例によれば、ランプ１０２を保護しつつバッテリ１０３を充電可能な期間ＴＢを長くできる。よって、バッテリ１０３が充電不足になる可能性を低くできる。

【0055】

なお、バッテリ端子Ｂに接続されているストップランプ等の他の負荷に過電圧が加えられる恐れが無い場合には、バッテリ充電装置１００ａは、第３のサイリスタＳ３と過電圧制御部１３を備えなくてもよい。この場合でも、第１のサイリスタＳ１がオンした時にランプ１０２に過電圧が加えられない上、バッテリ１０３の充電タイミングが第１のサイリスタＳ１のオンに影響されないので、ランプ１０２を保護しつつバッテリ１０３を充電可能な期間ＴＢを長くできる。

【0056】

以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
例えば、実施例１では３つのサイリスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３を備える一例について説明したが、サイリスタＳ１，Ｓ２，Ｓ３のかわりにバイポーラトランジスタやＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ素子を用いてもよい。

【符号の説明】

【0057】

Ａ チャージ端子
Ｌ 負荷端子
Ｂ バッテリ端子
Ｅ アース端子
Ｓ１ 第１のサイリスタ（第１のスイッチ素子）
Ｓ２ 第２のサイリスタ（第２のスイッチ素子）
Ｓ３ 第３のサイリスタ（第３のスイッチ素子）
１１ 負荷制御部
１２ バッテリ制御部
１３ 過電圧制御部
１００ バッテリ充電装置
１０１ 発電機
１０１ａ 発電コイル
１０２ ランプ（負荷）
１０３ バッテリ
１０４ ヒューズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】