DE1588429A1

DE1588429A1 - Schaltung zur Regelung der Spannung

Info

Publication number: DE1588429A1
Application number: DE1967L0056129
Authority: DE
Inventors: Nolan Roger William
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1966-04-05
Filing date: 1967-03-30
Publication date: 1970-06-18
Also published as: JPS49011858Y1; US3553564A; FR1517483A; GB1172074A

Description

Joseph Lucas (Industries) Ltd. ■ 29. März I967 Great King Street,

Birmingham / England 1588429

Schaltung zur Regelung der Spannung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Regelung der Spannung bei Einrichtungen zum Aufladen von Kraftfahrzeugbatterien .

Eine Schaltung zur Regelung der Spannung gemäß der Erfindung enthält eine spannungsempfindliohe Einrichtung, die die Ausgangsspannung des Generators anzeigt, sowie eine Vorrichtung, die von der spannungserapfindlichen Einrichtung gesteuert wird und die zur Regelung der Ausgangsspannung dient und ist dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindliche Einrichtung durch die Basis-Emitter-Diode eines Transistors gebildet wird.

Bei den bekannten Schaltungen dieser Art ist gewöhnlich eine Zenerdiode zwischen dem Verbindungspunkt von zwei Widders tänden und der Basis eines Transistors geschaltet. Der technische Portschritt besteht darin, daß bei der erfindungsgemäßen Schaltung die Zenerdiode nicht mehr erforderlich ist.

In der beillegenden Zeichnung ist ein Schaltungsschema eines Ausführungsbeispiels der Schaltung gemäß der Erfindung dargestellt.

In der Zeichnung ist ein Generator gezeigt, der ein Gleichstromdynamo mit einem Ausschalter oder ein Wechselstromgenerator 11 mit einem Doppelweggleichrichter 10 sein kann.

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Der Generator liefert Energie an eine positive und an eine negative Leitung 12, 13* zwischen denen die Batterie 14 eines Kraftfahrzeuges angeschlossen ist. Zwischen den Leitungen 12, 15 sind zwei Widerstände 15, 16 in Reihe geschaltet und ein Punkt zwischen den Widerständen 15, 16 ist mit der Basis eines n-p-n-Transistors 17 verbunden, dessen Emitter an der Leitung 13 anliegt und dessen Kollektor mit der Leitung 12 über einen Widerstand 18 in Reihe mit einer Kontrollampe 20 und einem Zündschalter 19 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 17 ist ferner mit der Basis eines zweiten n-p-n-Transistors 21 verbunden, dessen Emitter an der Leitung 12 über die Feldwicklung 22 des Generators 11 in Reihe mit der Kontrollampe 20 und dem Zündschalter 19 anliegt. Die Wicklung 22 ist mittels einer Diode 23 überbrückt, die die gegenelektromotorische Kraft ableitet uxtd der Kollektor des Transistors 21 ist ferner mit der Basis des Transistors über einen Kondensator 2h und einen Widerstand 25 in Reihe verbunden. Der Widerstand 16 ist mittels eines Widerstandes 26 in Reihe mit einem Thermistor 27 überbrückt und der Verbindungspunkt 30 zwischen der Kontrollampe 20 und den Bauteilen 18, 22, 23 ist an die Phasen des Wechselstromgenerators 11 über drei weitere Dioden 31 entsprechend angeschlossen.

Im Betrieb leiten die Widerstände 15, 16 dauernd,die Energie, die diese Widerstände verbrauchen, ist indessen vernachlässigbar klein. Wenn der Zündschalter 19 geschlossen wird, schaltet der Strom, der von der Batterie kommt, den Transistor 21 ein, so daß die Wicklung 22 erregt wird und die Kontrollampe 20 aufleuchtet. Indessen, wenn der Motor gestartet wird und der Wechselstromgenerator eine Ausgangsspannung liefert, sind die Potentiale an der Verbindungsstelle 30 und an der Leitung 12 im wesentlichen gleich, so daS die Kontrollampe 20 erlischt. Solang die Ausgangsspannung des Generators unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, verbleibt der Transistor 21 im eingeschalteten Zustande duroh den Stromfluß über die Dioden 31 und den Wi-

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derstand 18 und es fließt durch die Wicklung 22 der volle Strom. In dem Transistor 17 fließt zwar ein Basis-Emitter-Strom, sowohl vorher als auch nachher, wenn die Kontrolllampe 20 aufleuchtet. Jedoch, aufgrund der Kennzeichen der Basis-Emitter-Diode und des Transistors 17 ist dieser Strom sehr klein, so daß unterhalb der Spannung, bei der die Regelung erforderlich ist, auf diese Weise der Kollektor- ^rnitter-Strom des Transistors 17 vernachlässigbar klein ist. Die Werte .der Bauteile sind indessen so ausgewählt, daß bei der vorbestimmten Regelspannung der Basis-Emitter-Strom des Transistors 17 scharf ansteigt und an diesem Punkt leitet der Transistor 17 den Basisstrom des Transistors 21 ab, so daß der Transistor 21 abgeschaltet wird. Durch die Wirkung der Rückkopplungsbahn Über den Kondensator 24 und den Widerstand 25 oszilliert die Schaltung zwischen dem einen Zustand, bei dem der Transistor 21 voll leitend ist und der Transistor 17 abgeschaltet ist und dem zweiten Zustand, bei dem der Transistor 21 abgeschaltet ist und der Transistor 17 sich voll in dem leitfähigen Zustande befindet. Die relativen Perioden der Leitfähigkeit der Transistoren werden durch den Basis-Emitter-Strom des Transistors 17 bestimmt, so daß der mittlere Stromfluß in der Wicklung 22 derart verändert wird, daß die erforderliche Ausgangsspannung des Generators konstant gehalten wird. Die unmittelbare Verbindung der Widerstände 15* 16 mit der Batterie stellt sicher, daß die Batteriespannung genau abgetastet wird.

Der Grund der Anordnung des Widerstandes 26 und des Thermistors 27 besteht darin, sicherzustellen, daß die Spannung, an der die Regelung beginnt, in der erforderlichen Weise mit der Temperatur geändert wird. Unter gewissen Umständen ist es erwünscht, die geregelte Spannung konstant zu halten, jedoch ist es bisweilen auch erforderlich, die Spannung mit der Temperatur zu erhöhen oder herabzusetzen und eine derartige Anordnung kann in einfacher Weise nur

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durch eine entsprechende Auswahl der Kennlinien der Bauelemente erzielt werden. Parallel zu dem Widerstand 26 und dem Thermistor 27 kann ein Stromkreis geschaltet werden, der einen weiteren Thermistor und Widerstand enthält, die an einer unterschiedlichen Stelle am Kraftfahrzeug angeordnet werden, so daß die Spannung entsprechend der Temperatur eines bestimmten Bauteiles des Kraftfahrzeuges geändert wird. Beispielsweise kann der zweite Thermistor in der Nähe oder innerhalb der Batterie oder innerhalb des Generators angeordnet werden, um die Gefahr zu verringern, daß der Generator überhitzt wird.

Es kann festgestellt werden, daß durch Verwendung der Basis-Emit.ter-Strombahn des Transistors 17 als spannungsempfindliche Einrichtung, die Zenerdiode, die allgemein in Spannungsreglern verwendet wird, nicht mehr erforderlich ist.

Die Erfindung kann selbstverständlich auch für andere Schaltungen für die Regelung der Spannung zur Steuerung des Stromflusses in einer Feldwicklung verwendet werden und kann außerdem in Spannungsreglern verwendet werden, die Wechselstromgeneratoren mit Permanentmagneten enthalten.

Im letzteren Fall wird die Regelung durch Veränderung der Gatterströme der Thyristoren bewirkt, die einen Teil des Doppelweggleichrichters bilden, die beim Wechselstromgenerator mit Permanentmagneten verwendet werden und der Strom, der durch den Transistor 17 fließt, wird verwendet, um diese Thyristoren zu steuern.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

π .J Schaltung zur Regelung der Spannung bei Einrichtungen zum Aufladen von Kraftfahrzeugbatterien mit einer spannungsempfindlichen Einrichtung, die die Ausgangsspannung des Generators anzeigt und einer Einrichtung, die durch die spannungsempfindliche Einrichtung gesteuert wird und die zur Regelung der Ausgangsspannung des Generators dient, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsempfindliche Einrichtung durch die Basis-Emitter-Diode eines Transistors (17) gebildet wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (26, 27) vorgesehen ist über die ein Teil der Ausgangsspannung an die genannte Basis-Emitter-Diode angelegt wird, so daß die Spannung, bei der die Regelung beginnt, sich mit der Temperatur in der erforderlichen Weise ändert.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Einrichtung zur Veränderung der Spannung vorgesehen ist, bei der die Regelung beginnt, die von der Temperatur eines Bauteiles in dem System, für das ein Schutz erforderlich ist, beispielsweise dem Generator (11) abhängig ist.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Emitter-Diode an einem Teil einer Potentiometerkette (I5, 16) angeschlossen 1st, die im Betrieb direkt an der Batterie anliegt.

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