自行车用发电机的过电压防止装置制造方法及图纸

一种自行车用发电机的过电压防止装置，用于防止过电压作用到由自行车发电机（２）驱动的负载（３）上。其中该装置包括：检测由发电机（２）得到的操作信号的检测电路（５），其中操作信号相当于由发电机（２）产生的电压；其中在检测出来的操作信号超过规定的阈值时，检测电路（５）输出控制信号；以及与检测电路（５）操作耦合的控制电路（６），耦合在发电机（２）与负载（３）之间，根据所述控制信号，控制输送给负载（３）的电流。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及过电压防止装置，特别是，涉及防止过电压作用到由 压;方止装置。、 '、，_、、，'_
技术介绍
最近，在自行车中，也提供自动变速装置。在这种自行车中，采 用电动变速器，为了驱动装置电动变速器，设置发电机和将用发电机 的发电电压充电用的充电系统。同时，在这种系统中的发电机， 一般 地，其发电电压与自行车的速度(车轮的旋转)成正比地增大，在高速度时，发电电压有时会超过ioov。从而，对于构成充电系统的元件以及其它由发电机的发电电压驱动的元件，其规格必须是能够耐受高 电压的。但是，能够耐受高电压的元件通用性差，而且成本高。这里，对于前述自行车用的发电机所存在的问题，进行以下的详 细描述。通常，如图1所示，发电机产生的电压随着发电机负载的电阻值及 车速的增加而增大。同时，例如，在高速行驶时，在将发电机与发电 机的负载的连接断开的情况下，会产生非常高的电压，在构成发电机 负载侧的元件的耐电压低时，有将元件破坏的危险。此外，在对使发电机旋转用的转矩(下面简单地称之为转矩)进 行研究时发现，通常，该转矩具有伴随着发电机的负载的电阻值的变化而增减的特性。即，如图2所示，在发电机负载的电阻值非常高的情 况下(在与发电机的连接断开或者接近于断开的情况下)，转矩有与 发电机的旋转速度成正比地增加的倾向，在发电机的负载电阻值非常 低的情况下(与发电机的连接短路或者接近于短路的情况下)，转矩 有与发电机的旋转速度成反比地咸少的倾向。出现这种倾向的原因， 主要在于发电机内部产生的涡流耗损。如可以从图2看出的，例如，在发电机与发电机的负载的连接断开、 发电机的负载电阻值非常高的状态下以高速行驶时，由于发电机产生高电压，不仅在将发电机和发电机负载断开的回路等中需要能够耐高 电压的元件，而且，骑车人蹬自行车的负荷也随着速度的增加而加大。
技术实现思路
本专利技术的目的是，防止由自行车用发电机发电产生的高电压作用 到负载侧的元件等上。本专利技术的另外一个目的是，在备有自行车用发电机的自行车中， 在高速行驶时，减轻使发电机旋转所需的转矩。根据方案l所述的一种用于防止过电压作用到由自行车发电机驱动的负载上的装置，其中该装置包括检测由所述发电机得到的操作 信号的检测电路，其中所述操作信号相当于由所述发电机产生的电压； 其中在检测出来的所述操作信号超过规定的阈值时，所述检测电路输 出控制信号；以及与所述检测电路操作耦合的控制电路，耦合在所述 发电机与所述负载之间，根据所述控制信号，控制输送给所述负载的 电流。在该装置中，当车速增加，发电机的发电电压超过规定阁值时， 将从发电机供应给负栽的电流旁路，控制向负载側供应的电流。从而， 可以抑制外加到负载侧的过电压，对于负载侧的元件等无需使用高耐 压用的元件，可以降低成本。此外，在车速增加将电流在发电机的两 个输出端之间旁路之后，转矩特性变成图2中的发电机的负载的电阻 值非常低的情况，，的特性，从而，在高速行驶中，也可以减轻发电机 的转矩。根据方案2所述的自行车用发电机过电压防止装置，在方案l所述 的装置中，电压检测机构利用发电机的输出频率检测发电电压。由于发电机的发电电压与发电机的输出频率成比例，所以，通过 检测出该发电机的输出频率，可以检测出发电电压。根据方案3所述的自行车用发电机过电压防止装置，在方案1或2所 述的装置中，电压检测机构包含连接在发电机的两个输出端之间的齐 纳二极管。在该装置中，当发电机发电电压超过齐纳二极管的击穿电压时， 电流流过齐纳二极管。从而，令齐纳二极管的击穿电压为阈值，可以 检测出发电机的发电电压是否超过阈值。在这种情况下，利用廉价的元件而且不伴随着发热，就可以检测 出发电电压。根据方案4所述的自行车用发电机过电压防止装置，在方案3所述 的装置中，电流旁路回路包括将通过连接到发电^li的两个输出端之间 的齐纳二极管的电流输入到闸极(gate)的闸流晶体管(thyristor )。在该装置中，当发电机的发电电压超过齐纳二极管的击穿电压时， 电流经由齐纳二极管流过，该电流:帔输入到闸流晶体管的闸极。这样， 在此之前处于阻塞状态(断开)的闸流晶体管变成导通状态(接通)， 借此，使发电机的两个输出端短路。从而，如前面所述，可以防止将 过电压外加到发电机的负载侧，并且可以防止在高速行驶时的转矩的 增大。这里，可以用廉价的元件构成电流旁路回路，并且可以不伴随着 发热将电流旁路。根据方案5所述的自行车用发电机过电压防止装置，在方案1至4中 任何一个所述的装置中，将电压检测机构和电流旁路回路配置在发电 机负载的内部。这里，由于各结构部件配置在发电机负栽的内部，所以，与现有 技术相比，可以防止装置主体所占有的空间加大。根据方案6所述的自行车用发电机过电压防止装置，在方案1至4中 任何一个所述的装置中，电压检测机构和电流旁路回路配置在发电机 和发电机的负载之间。这里，可以将本装置后加在现有的不配备过电压防止装置的系统 中，可以保护发电机负载侧的元件。此外，可以减少高速行^_时的转 矩。根据方案7所述的自行车用发电机过电压防止装置，在方案1至4中 任何一个所述的装置中，将电压检测机构和电流旁路回路配置在发电 机的内部。这里，由于各结构部件配置在发电机的内部，所以，与现有技术 相比，可以防止装置主体所占有的空间加大。附图说明图1、是表示在各车速发电机输出电压比与负载的关系的特性图。图2、是表示由于发电机的负栽的电阻值的不同的转矩比与车速的 关系的特性图。图3、是根据本专利技术的一种实施形式的系统的总体结构图。 图4、是在前述实施形式中过电压防止装置的框图。 图5、是前述过电压防止装置的回路图。 图6、是说明电压监视回路的阈值用图示。图7、是表示在前述实施形式的装置中转矩比与车速的关系的特性图。图8、是表示前述实施形式的处理步骤的流程图。 图9、是根据本专利技术的实施形式的系统的总体结构图。 图10、是根据本专利技术的另外一种实施形式系统的总体结构图。符号说明1 过电压防止装置2 发电机3 发电机负载5 电压监—见回路6 电流旁路回路 D2， D3 齐纳二极管 TY1, TY2 闸流晶体管具体实施方式图3、图4及图5表示根据本专利技术的一种实施形式的自行车用发电机 的过电压防止装置l。该装置1是一种防止过电压作用到负载3上的装 置，其中，在负载3上外加有由发电机2发电产生的电压，在该实施形 式中，该装置被配置在发电机负载3的内部。过电压防止装置l，具有电压监视回路5，电流旁路回路6。电压监 视回路5是检测发电机2的发电电压的回路，在发电机2的发电电压超过 规定的阈值时输出控制信号。此外，电流旁路回路6设置在发电机2和 发电机负载3之间，接收从电压监^L回路5来的控制信号，将电流在发 电机输出的两端之间旁路，控制提供给负载3的电流。图5表示各回路的具体结构。由于发电机的输出为交流波形，所以，如图5所示，该装置l由在 发电机输出波形为正(+ )周期时起作用的正侧回路la,以及在负(- ) 周期时起作用的负侧回路lb构成。正侧回路la具有分别设置在发电机的第一输出端子和第二输出端 子之间的齐纳二极管D2和闸流晶体管TY1。齐纳二极管D2，在发电机的 第一输出端子为正(+ )时，以成为反向的方式连接。同时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于防止过电压作用到由自行车发电机（２）驱动的负载（３）上的装置（１），其中该装置包括：　检测由所述发电机（２）得到的操作信号的检测电路（５），其中所述操作信号相当于由所述发电机（２）产生的电压；其中在检测出来的所述操作信号超过规 定的阈值时，所述检测电路（５）输出控制信号；以及　与所述检测电路（５）操作耦合的控制电路（６），耦合在所述发电机（２）与所述负载（３）之间，根据所述控制信号，控制输送给所述负载（３）的电流。

【技术特征摘要】
JP 2002-7-10 2002-2011171.一种用于防止过电压作用到由自行车发电机(2)驱动的负载(3)上的装置(1)，其中该装置包括检测由所述发电机(2)得到的操作信号的检测电路(5)，其中所述操作信号相当于由所述发电机(2)产生的电压；其中在检测出来的所述操作信号超过规定的阈值时，所述检测电路(5)输出控制信号；以及与所述检测电路(5)操作耦合的控制电路(6)，耦合在所述发电机(2)与所述负载(3)之间，根据所述控制信号，控制输送给所述负载(3)的电流。2. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述控制电路(6) 根据所述控制信号使电流从所述负载(3 )分流。3. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述检测电路(5) 构造成用以检测由所述发电机(2)产生的电压。4. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述检测电路(5) 构造成用以检测由所述发电才几(2)产生的频率。5. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述检测电路(5) 包括接收由所述发电机(2)得到的操作信号的齐纳二极管。6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述齐纳二极管提 供所述控制信号。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制电路(6) 包括接收来自所述齐纳二极管的所述控制信号的闸流晶体管。8. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述控制电路(6) 包括接收来自所述检测电路(5)的所述控制信号的闸流晶体管。9. 根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述控制信号施 加到所述闸流晶体管的闸极上。10. 根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述闸流晶体 管适...

【专利技术属性】
技术研发人员：北村智，
申请(专利权)人：株式会社岛野，
类型：发明
国别省市：JP[日本]