CS205957B1 - Zapojení regulátoru napětí napájeného z vozové baterie trakčního vozidla - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení regulátoru napětí napájeného z vozové baterie trakčního vozidla s použitím pro napájení spotřebičů větších příkonů.

Dosud jsou známy systémy zapojení, které pro stabilizaci malých napětí, výkonů řádově několik kW užívají převážně tyristorů. Tyristorové regulátory napětí jsou poměrně pomalé, mají malou účinnost, jsou zdrojem silného rušení, mají složité řízení a vyžadují ve výstupu velké filtrační členy. Dále jsou známy tyristorové regulátory napětí s paralelně spojenými stabilizačními větvemi, které využívají jedné společné indukčnosti pro všechny paralelní větve a rovnoměrné rozdělení proudů se zajišťuje vyrovnávacími odpory, čímž vznikají další přídavné ztráty. U tranzistorových regulátorů se pro uzavření obvodu vedení proudu v době uzavření stabilizačních tranzistorů využívá tzv. nulových diod. Poměrně velká vlastní kapacita těchto diod představuje přídavné špičkové zatěžování stabilizačních tranzistorů jednotlivých paralelních větví.

Podstata zapojení regulátoru napětí napájeného z vozové baterie trakčního vozidla spočívá v tom, že alespoň dvě paralelní stabilizační větve jsou jedním koncem přes vstupní filtr vzájemně připojeny na plus pól vozové baterie a druhým koncem na minus pól vozové baterie, přičemž u každé stabilizační větve je kolektor stabilizačního tranzistoru připojen na výstup vstupního filtru, emitor stabilizačního tranzistoru je přes první diodu, indukčnost a čidlo proudu připojen na výstup regulátoru napětí, a že společný bod první diody a indukčnosti je přes druhý odpor připojen na kolektor nulového tranzistoru, jehož emitor je spojen s bází a je připojen na minus pól vozové baterie, na který je přes první kondenzátor připojena báze stabilizačního tranzistoru, jež je přes první odpor spojena s emitorem stabilizačního tranzistoru, přičemž výstup ze vstupního I filtru je připojen přes třetí odpor, první a druhou Zenerovu diodu na minus pól vozové baterie a společný bod obou Zenerových diod je přes šestý odpor připojen na inveřtu205957 jící vstup operačního zesilovače a současně je připojen přes druhý kondenzátor a pátý odpor na neinvertující vstup operačního zesilovače, jenž je přes desátý odpor připojen na výstup operačního zesilovače, a že kladný napájecí vstup operačního zesilovače je připojen na společný bod třetího odporu a první Zenerovy diody a záporný napájecí vstup operačního zesilovače je připojen na minus pól vozové baterie, přičemž výstup operačního zesilovače je přes zesilovač výkonu připojen na báze stabilizačních tranzistorů paralelních stabilizačních větví, a že výstup regulátoru napětí je spojen přes paralelní kombinaci čtvrtého kondenzátoru a regulovatelného odporu na minus pól vozové baterie a současně je přes osmý odpor připojen na bázi zpětnovazebního tranzistoru, jež je přes třetí kondenzátor spojena s emitorem zpětnovazebního tranzistoru, jenž je připojen na společný bod indukčnosti paralelních stabilizačních větví a čidla proudu, a že jednak kolektor zpětnovazebního tranzistoru je spojen přes devátý odpor na minus pól vozové baterie a jednak přes druhou diodu a sedmý odpor na společný bod druhého kondenzátoru a pátého odporu a současně přes čtvrtý odpor na běžec regulovatelného odporu.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje dosavadní výše uvedené nevýhody a má celou řadu předností proti dřívějším systémům. Výhodou je, že není požadována shodnost charakteristik jednotlivých stabilizačních tranzistorů, neboť jejich vzdálenost neovlivňuje rozdělení proudů jednotlivých větví. Vzhledem k tomu, že každá paralelní stabilizační větev pracuje s vlastí indukčnosti, není hutno použít vyrovnávacích odporů, čímž se snižují ztráty.

Zapojeí regulátoru napětí napájeného z vozové baterie trakčního vozidla podlé vynálezu je zřejmé z připojeného výkresu.

Zapojení regulátoru napětí podle vynálezu je realizováno tak, že vstupní filtr 1 filtruje jeho napájecí napětí. Napájení operačního zesilovače O je prováděno z výstupu filtru 1 přes třetí odpor R₃ a jeho referenční napětí je přiváděno ze společného bodu f Zenerových diod Zj Z₂. Toto referenční napětí se. převádí přes šestý odpor na invertující vstup g operačního zesilovače O, kde je srovnáváno s výstupním napětím c regulátoru _______ 205 957 napětí, které je přes regulovatelný odpor R_n, čtvrtý odpor R, a pátý odpor R₅ přive‘ děno na neinvertující vstup h operačního zesilovače O. Druhý kondenzátor C₂ zajišťuje filtraci zpětnovazebního signálu z výstupu c regulátoru napětí. Výstup k operačního zesilovače O přes zesilovač výkonu 2 řídí spínání všech paralelních stabilizačních větví 3,4. Při sepnutí stabilizačních tranzistorů T_t paralelních stabilizačních větví 3, 4 protéká i proud dále přes první diody D_t, indukčnosti [ L a čidlem proudu Č do zátěže Z. Po vypnutí stabilizačních tranzistorů Tj paralelních stabilizačních větví 3,4 protéká proud z indukčnosti L přes druhé odpory R₂ a nulové trani zistory T₂ paralelních stabilizačních větví 3, 4 a čidlo proudu Č do zátěže Z. Diody D_x paralelních stabilizačních větví 3,4 oddělují : stabilizační tranzistory paralelních stabilizačních větví 3,4 od zátěže Z, čímž zamezují nežádoucím oscilacím. První odpor Ri umožňuje plné napěťové využití stabilizačních tranzistorů Ti paralelních stabilizačních větví 3, 4. První kondenzátor C₃ paralelních stabilizačních větví 3, 4 filtruje rušivé signály a čtvrtý kondenzátor C₄ filtruje výstupní í napětí regulátoru napětí. V případě, že proud j čidlem proudu Č dosáhne hodnoty, kdy je požadováno proudové omezení, otevře se zpětnovazební tranzistor T₃ a přes druhou i diodu D₂, sedmý odpor R₇, pátý odpor R₅, operační zesilovač O a zesilovač výkonu 2 se uzavřou paralelní stabilizační větve 3, 4. Osmý odpor Rg a třetí kondenzátor C₃ tvoří vstupní filtr zpětnovazebního tranzistoru T₃,

J přičemž devátý odpor Rg je jeho pracovním odporem.

Výše popsané zapojení podle vynálezu lze použít k napájení různých spotřebičů nízkého napětí na trakčních vozidlech např. pro trolejbusy, tramvaje, lokomotivy, kde se vyžaduje napájení stabilizovaným napětím. Dále lze toto zapojení využít všude tam, kde je požadována stabilizace nízkého napájecího napětí větších výkonů, při velkém kolísání napětí napájecího zdroje.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení regulátoru napětí napájeného z vozové baterie trakčního vozidla vyznačené tím, že alespoň dvě paralelní stabilizační větve (3, 4) jsou jedním koncem (31, 41) přes vstupní filtr (1) vzájemně připojeny na plus pól (+a) a druhým koncem (32,42) na minus pól (—b) vozové baterie, přičemž U každé stabilizační větve (3, 4) je kolektor Stabilizačního tranzistoru (TJ připojen na výstup vstupního filtru (1), emitor stabilizačního tranzistoru (TJ je přes první diodu (D J, indukčnost (L) a čidlo proudu (Č) připojen na výstup regulátoru napětí (c), a že společný bod (e) první diody (1) a indukčnosti (L) je přes druhý odpor (R₂) připojen na kolektor nulového tranzistoru (T₂), jehož emitor je spojen s bází a je připojen na minus pól (—b) vozové baterie, na který je přes první kondenzátor (CJ připojena báze stabilizačního tranzistoru (T J, jež je přes první odpor (RJ spojena s emitorem stabilizačního tranzistoru (TJ, přičemž výstup ze vstupního filtru (1) je připojen přes třetí odpor (R₃), první a druhou Zenerovu diodu (Z_x, Z₂) na minus pól (—b) vozové baterie a společný bod (f) obou Zenerových diod (Z_1} Z₂) je přes šestý odpor (Re) připojen na invertující vstup (g) operačního zesilovače (O) a současně je připojen přes druhý kondenzátor (C₂) a pátý odpor (R₅) na neinvertující vstup (h) operačního zesilovače (O), jenž je přes desátý odpor (R₁₀) připojen na výstup (k) operačního zesilovače (O), a že kladný napájecí vstup (i) operačního zesilovače (O) je ³ l· '

   205 957 připojen na společný bod (1) třetího odporu (R₃) a první Zenerovy diody (ZJ a záporný napájecí vstup (j) operačního zesilovače (O) je připojen na minus pól (—b) vozové baterie, přičemž výstup (k) operačního zesilovače (O) je přes zesilovač výkonu (2) připojen na báze stabilizačních tranzistorů (TJ paralelních stabilizačních větví (3, 4), a že výstup (c) regulátoru napětí je spojen přes paralelní kombinaci čtvrtého kondenzátorů (CJ a regulovatelného odporu (R_x J na minus pól (—b) vozové baterie a současně je přes osmý odpor (RJ připojen na bázi zpětnovazebního tranzistoru (T₃), jež je přes třetí kondenzátor (C₃) spojena s emitorem zpětnovazebního tranzistoru (T₃), jenž je připojen na společný bod indukčnosti (L) paralelních stabilizačních větví (3, 4) a čidla proudu (Č), a že jednak kolektor zpětnovazebního tranzistoru (T₃) je spojen přes devátý odpor (RJ na minus pól (—b) vozové baterie a jednak přes druhou diodu (D₂) a sedmý odpor (R₇) na společný bod (m) druhého kondenzátorů (CJ a pátého odporu (R₅) a současně přes čtvrtý odpor (RJ na běžec regulovatelného odporu (R_x J.

   1 výkres