AT218134B - Schaltungsanordnung zur Begrenzung der von einem elektrischen Generator abgegebenen Spannung, insbesondere für Lichtmaschinen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

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   Schaltungsanordnung zur Begrenzung der von einem elektrischen Generator abgegebenen Spannung, insbesondere für Lichtmaschinen von Kraftfahrzeugen 
Bei elektrischen Generatoren tritt insbesondere dann, wenn die Generatoren mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben werden, das Problem auf, ihre Ausgangsspannung konstant zu halten. Unter derartigen Verhältnissen arbeiten vor allem Lichtmaschinen von Kraftfahrzeugen, deren Drehzahl von der stark schwankenden Tourenzahl des Motors abhängig ist. Eine Konstanthaltung der Ausgangsspannung ist aber gerade bei Kraftfahrzeuglichtmaschinen darum unbedingt erforderlich, weil andernfalls die von der Lichtmaschine aufzuladende Batterie bei höheren Tourenzahlen überladen werden würde. 



   Zwecks Konstanthaltung der Ausgangsspannung hat man bisher elektromechanische Regler verwendet, die im Prinzip aus einem an die Ausgangsspannung angeschlossenen Relais bestehen, dessen Relaiskontakt in den Erregerstromkreis eingeschleift ist. Eine solche Anordnung arbeitet so, dass von einer bestimmten Spannung ab, bei der das Relais anzieht, der Erregerstrom geschwächt oder unterbrochen wird. Wegen der zwangsläufig mit Relais verbundenen Trägheit ist mit derartigen Reglern eine genaue Regelung, die bei Anwendung in den elektrischen Anlagen des Kraftfahrzeuges ein Aufladen der Batterie verhindert, nicht zu   erzielen. Ausserdem unterliegen   derartige Regler in hohem Masse dem Verschleiss, da der Relaiskontakt praktisch ständig pendelt, was zur Funkenbildung führt. 



   Diese Nachteile können durch einen elektronischen Regler beseitigt werden, bei dem in den Erregerstromkreis ein den Erregerstrom beeinflussender Steuertransistor gelegt ist, dessen Durchlässigkeitszustand von einer an der Ausgangsspannung des Generators liegenden Zenerdiode gesteuert wird, deren Zenerspannung so gewählt ist, dass mit ihrem Erreichen der Transistor gesperrt wird. 



   Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Schaltung betriebssicher zu gestalten. Erreicht wird dies dadurch, dass in den Steuerungskreis des Steuertransistors ein Verzögerungsglied geschaltet ist. 



   Durch diese Massnahme verhindert man, dass plötzliche Änderungen im Leitfähigkeitszustand des Transistors entstehen können. Diese würden nämlich zu an der Erregerwicklung entstehenden Induktionspannungen führen, welche eine erhebliche Belastung für den Transistor darstellen würden und zu seiner Zerstörung führen können. 



   Die Figur zeigt eine Schaltungsanordnung, welche nach dem dem Anmeldungsgegenstand zugrunde liegenden Prinzip aufgebaut ist. Bei dieser Schaltung handelt es sich um eine selbsterregte Gleichstrommaschine mit dem Anker A und den beiden Feldwicklungen   Fl   und F2. Der über die Feldwicklungen flie- ssende Strom wird durch den   pnp-Steuertransistor   ST gesteuert, dem ein Verstärkungstransistor VT vorgeschaltet ist, dessen Steuerelektrode an einem von der Ausgangsspannung gespeisten Spannungsteiler liegt, welcher aus der Zenerdiode Z und dem Widerstand W2 besteht. Der Verstärkungstransistor VT wird so gesteuert, dass mit zunehmender Spannung seine Durchlässigkeit sich verringert.

   Wenn der Verstärkungstransistor VT gesperrt wird, kann auch über die Basis des Steuertransistors ST kein Strom mehr fliessen, so dass auch der Steuertransistor in den Sperrzustand übergeht. Über einen Schaltkontakt K ist an die Maschine eine Batterie B angeschlossen. Bei dem Schaltkontakt K handelt es sich um den üblicherweise vorgesehenen Schalter, welcher erst mit Erreichen einer bestimmten, durch die Maschine abgegebenen Spannung geschlossen wird, um zu verhindern, dass sich bei zu niedriger Tourenzahl der Maschine und infolgedessen geringer Ausgangsspannung die Batterie B über die Maschine entlädt. 

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   Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende : Der Verstärkungstransistor VT befindet sich bei gesperrter Zenerdiode Z in leitendem Zustand, da seine Basis gegenüber dem Emitter über den Widerstand W2 negativ vorgespannt ist, und hält infolgedessen auch den Steuertransistor ST offen. Über die Feldwicklungen   Fl   und F2 fliesst infolgedessen der volle Erregerstrom. Mit Erreichen der Zenerspannung der Zenerdiode Z wird diese niederohmig, wodurch sich das Potential am Abgriff des aus der Zenerdiode Z und den Widerstand W2 bestehenden Spannungsteilers in positiver Richtung verschiebt, so dass nunmehr der Verstärkungstransistor VT und damit auch der Steuertransistor ST sich dem Sperrzustand annähern.

   In diesem Übergangsbereich findet eine Abnahme des Stromes über die Feldwicklungen statt, so dass damit die Ausgangsspannung der Maschine abnimmt und infolgedessen die   ZenerspannungderDiode   Z wieder unterschritten wird. Hiedruch wird das Potential an der Basis des Verstärkungstransistors VT negativer, was eine Erhöhung des Basisstromes des Steuertransistors ST und damit auch des Erregerstromes zur Folge hat. Unter dem Einfluss dieser gegenläufigen Tendenzen stellt sich ein   stationärer Endwert   ein, in welchem die Ausgangsspannung der Maschine auf eine bestimmte Spannung begrenzt ist, die sie nicht überschreiten kann. 



   Vor die Basis des Steuertransistors ST ist ein RC-Glied geschaltet,   bestehend aus Widerstand W1   und Kondensator C, das plötzliche, der Basis zugeführte Spannungsänderungen abflacht. Selbstverständlich ist es auch   möglich.   ein anderes aufgebautes Verzögerungsglied vorzusehen. 



   Es sei noch darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemässe Prinzip sich auch bei Regelschaltungen anwenden   lässt,   die beispielsweise mit nur einer Erregerwicklung oder nur dem Steuertransistor arbeiten. In jedem Falle ist der Steuerelektrode des Verstärkungstransistors ein Verzögerungsglied vorgeschaltet, das Spannungssprünge abflacht und damit den Steuertransistor vor Induktionsspannungsspitzen bewahrt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Schaltungsordnung zur Begrenzungdervoneinem elektrischen Generator abgegebenen Spannung, insbesondere für Lichtmaschinen von Kraftfahrzeugen, bei der in den Erregerstromkreis ein den Erregerstrom beeinflussender Steuertransistor gelegt ist, dessen Durchlässigkeitszustand von einer an der Ausgangsspannung des Generators liegenden Zenerdiode gesteuert wird, deren Zenerspannung so gewählt ist, dass mit ihrem Erreichen der Steuertransistor gesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in den Steuerungskreis des Steuertransistors ein Verzögerungsglied (C, Wl) geschaltet ist.