DE1763917C3 - Power supply device for a motor vehicle - Google Patents
Power supply device for a motor vehicleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem mit Permanentmagneten bestückten Wechselstromgenerator, insbesondere Drehstromgenerator, einem Gleichrichter, einer Batterie und einem im Schallerbetrieb arbeitenden Thyristor-Spannungsregler, dessen Eingang an der schwankenden, welligen Ladespannung liegt.The invention relates to a power supply device for a motor vehicle with a permanent magnet equipped alternator, in particular a three-phase generator, a rectifier, a battery and a thyristor voltage regulator operating in Schaller mode, its input is due to the fluctuating, wavy charge voltage.
Bei einer bekannten Stromversorgungseinrichtung dieser Art mit einem Drehstromgenerator besteht der Eingang des Spannungsreglers ausschließlich aus einem die Ladespannung abtastenden Ohmschen Spannungsteiler mit Zenerdiode. Fällt bei dieser Stromversorgungseinrichtung die Ladespannung unter die Sollwertspannung, dann erhalten sämtliche Steuerelektroden der Thyristoren Zündimpulse. Von den Thyristoren können aber nur die Thyristoren gezündet werden, deren zugeordnete Phasen zum Zünd-Zeitpunkt eine positive Anoden-Kathoden-Spannung haben. Aus diesem Grunde kann es passieren, daß zum Zündzeitpunkt nur die Thyristoren zweier Phasea gezündet werden, so daß von diesen Phasen Strom an die Batterie geliefert wird und die Batteriespannung über die Sollwertspannung ansteigen läßt, ohne daß der Thyristor der dritten Phase gezündet wird und seine Phase ebenfalls Leistung an die Batteüe abgeben kann. Auf Grund dieser unsymmetrischen Belastung verursacht der Generator Geräusche, deren Frequenz von der G^neratorfrequenz abhängt (britische Patentschrift 1 070 905).In a known power supply device of this type with a three-phase generator, there is Input of the voltage regulator exclusively from an ohmic signal that samples the charging voltage Voltage divider with zener diode. If the charging voltage drops below this power supply device the setpoint voltage, then all control electrodes of the thyristors receive ignition pulses. from the thyristors can only be triggered by the thyristors whose associated phases are at the time of triggering have a positive anode-cathode voltage. For this reason it can happen that at the time of ignition only the thyristors of two phases are ignited, so that of these phases Current is supplied to the battery and the battery voltage increases above the setpoint voltage, without the thyristor of the third phase being ignited and its phase also powering the battery can deliver. Due to this asymmetrical load, the generator makes noises, the frequency of which depends on the generator frequency (British patent specification 1 070 905).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Wechselstromgenerator, insbesondere Drehstromgenerator, zu schaffen, der auf Grund unsymmetrischer Belastung keine Geräusche entwickelt.The invention is based on the object of a power supply device for a motor vehicle to create with an alternator, in particular a three-phase generator, which is due to unbalanced Load does not make any noise.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß dem Eingang des Spannungsreglers zusätzlich ein Transistor-Glättungsfilter zugeordnet ist, bei dem die Emitter-Basis-Strecke des Transistors über einen Vorhaltkondensator, dem ein Entladewiderstand parallel liegt, an der Ladespannung angeschlossen ist, und daß die Bauelemente des Glättungsfilter so bemessen sind, daß bei Überschreitung des Spannungssollwertes des Spannungsreglers nur durch den Welligkeitsanteil der Ladespannung der Transistor aufgesteuert wird, bei Überschreitung des Spannungssollwertes durch den Mittelwert der Ladespannung hingegen der Transistor gesperrt ist.According to the invention, this object is achieved in the case of a power supply device as mentioned at the beginning Art solved by adding a transistor smoothing filter to the input of the voltage regulator is assigned, in which the emitter-base path of the transistor via a lead capacitor, the one Discharge resistor is parallel, is connected to the charging voltage, and that the components of the Smoothing filters are dimensioned so that when exceeded of the voltage setpoint of the voltage regulator only through the ripple component of the charging voltage the transistor is turned on when the voltage setpoint is exceeded by the mean value the charging voltage, however, the transistor is blocked.
Die Erfindung kann auch bei Schaltungen für Batterieladegerate verwendet werden, bei denen an Stelle tier Thyristoren als Teil eines Vollwellengleichrichtcrs ein Vollwellengleichrichter mit Dioden'verwendet wird und bei dem die Thyristoren einen Satz Dioden kurzschließen, wenn die Thyristoren leiten. In einem solchen Fall werden zur Erzeugung eines Ausgangssignais die Thyristoren ausgeschaltet, wohingegen sie bei dem beschriebenen Beispiel eingeschaltet werden. Der dargestellte Spannungsregler müßte in diesem modifizierten Beispiel derart verändert werden, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Zenerdiode am Reglereingang leitend ist.The invention can also be applied to circuits for battery chargers can be used in which thyristors are used instead of thyristors as part of a full-wave rectifier a full wave rectifier with diodes' is used and in which the thyristors are a set Short-circuit diodes when the thyristors are conducting. In such a case, an output signal will be generated the thyristors switched off, whereas they switched on in the example described will. The voltage regulator shown would have to be changed in this way in this modified example be that it generates an output signal when the Zener diode at the controller input is conductive.
Bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung werden alle Phasen symmetrisch belastet, so daß auf Grund der Belastung es zu keiner Geräuschentwicklung kommen kann. Die gleichmäßige Belastung wirü dadurch erreicht, daß der Eingang des Spannungsreglers nicht auf plötzlichen Spannungsanstieg, sondern nur auf langer andauernden Spannungsanstieg anspricht. Dadurch wird bewirkt, daß auch bei kurzzeitigem Spannungsanstieg an die Steuerelektroden der Thyristoren Zür-dimpulse geliefert werden, so daß sämtliche Thyristoren aufgesteuert werden. Dann, wenn die Ladespannung für eine längere Zeit oberhalb des Spannungssollwertes bleibt, liefert der Spannungsregler keine Zündimpulse mehr an die Thyristoren.In the power supply device according to the invention, all phases are loaded symmetrically, see above that due to the load there can be no development of noise. The even load is achieved by ensuring that the input of the voltage regulator does not respond to a sudden increase in voltage, but only responds to a prolonged increase in voltage. This causes supplied to the control electrodes of the Zür-dimpulse thyristors even in the event of a brief voltage increase so that all thyristors are turned on. Then when the charge voltage for If the voltage remains above the setpoint for a longer period of time, the voltage regulator does not deliver any ignition pulses more to the thyristors.
Transistor-Gläuungsfilter sind zwar grundsätzlich im Zusammenhang mit Gleichrichterschaltungen bekannt, doch nicht zu dem Zweck, die Steuerimpulse für einen thyristorbestückten Gleichrichter eines Wechselstromgenerator, insbesondere Drehstromgenerators, in einer bestimmten Art und Weise zu beeinflussen (deutsche Patentschrift 1 130 483).Transistor smoothing filters are generally known in connection with rectifier circuits, but not for the purpose of generating the control pulses for a rectifier fitted with a thyristor AC generator, in particular a three-phase generator, to influence in a certain way (German patent specification 1 130 483).
Im folgenden wird die Erfindung ar. Hand eines ein Ausführungsbeispiel darstellenden Schaltdiagramms erläutert.In the following the invention ar. Hand of a circuit diagram showing an embodiment explained.
Die in dem Schaltdiagramm dargestellte Stromversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug weist einen im Dreieck geschalteten Drehstromgenerator 11 mit Permanentmagneten auf. Die Ausgänge der Phasen des Generators 11 sind mit den Anoden dreier Thyristoren 12 und den Kathoden dreier Dioden 13 verbunden. Die Kathoden der Thyristoren 12 sind an eine positive Versorgungsleitung 14 angeschlossen, wahrend die Anoden der Dioden 13 mit einer negativen Versorgungsleitung 15 verbunden sind, die im Aiisiülmmgsbeispiel geerdet ist. Zwischen den Versorgungsleitungen 14, 15 liegen in Reihe zwei Widerstände 16. 17, deren Verbindungspunkt über eine Zenerdiode 18 mit der Basis eines n-p-n-Transistors 19 verbunden ist, dessen Emitter an der Versorgungsleitung 15 liegt. Der Kollektor des Transistors 19 ist mit der Versorgungsleitung 14 über einen Widerstand 21 verbunden. Ferner steht er mit der Basis eines /weiten 11-p-n-Transistors 22 in Verbindung, dessen Emitter mit der Versorgungsleitung 15 über einen Widerstand 23 verbunden ist und dessen KollektorThe power supply device shown in the circuit diagram for a motor vehicle has a three-phase generator 11 connected in a triangle Permanent magnets on. The outputs of the phases of the generator 11 are connected to the anodes of three thyristors 12 and the cathodes of three diodes 13 are connected. The cathodes of the thyristors 12 are on a positive supply line 14 is connected, while the anodes of the diodes 13 with a negative Supply line 15 are connected, which is grounded in the Aiisiülmmgsbeispiel. Between the supply lines 14, 15 are in series two resistors 16. 17, the connection point via a Zener diode 18 is connected to the base of an n-p-n transistor 19, the emitter of which is connected to the supply line 15 lies. The collector of the transistor 19 is connected to the supply line 14 via a resistor 21 connected. It is also connected to the base of a / wide 11-p-n transistor 22, the The emitter is connected to the supply line 15 via a resistor 23 and its collector
über einen Widerstand 24 an der Versorgungsleitung 14 Hegt. Der Kollektor des Transistors 22 ist ferner mit einem Kondensator 25 verbunden, dessen anderer Anschluß über Widerstände 26, 27, 28 mit den Steuerelektroden der Thyristoren 12 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 2?, liegt außerdem über einen Kondensator 29 und einen dazu in Reihe ^eschalteten Widerstand 31 an der Basis des Transistors 19. Ein weiterer Widerstand 32 liegt zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors 19. Die von dem Wechselstromgenerator 11 zu ladende Batterie 33 ist an die Versorgungsleitungen 14, 15 angeschlossen. via a resistor 24 on the supply line 14 cherishes. The collector of the transistor 22 is also connected to a capacitor 25, the other Terminal is connected to the control electrodes of the thyristors 12 via resistors 26, 27, 28. The collector of the transistor 2? Is also connected via a capacitor 29 and one connected in series with it Resistor 31 at the base of transistor 19. Another resistor 32 is between the Collector and the base of the transistor 19. The battery to be charged by the alternator 11 33 is connected to the supply lines 14, 15.
Die Schalung besitzt ferner ein Transistor-Glättungsfilter 34 bis 38, das zwei Widerstände 34. 35 hat, die in Reihe zwischen den Versorgungsleitungen 14,15 liegen. Der Verbindungspunkt der Widerstände 34, 35 steht mit der Basis eines n-p-n-Transistors 36 in Verbindung, und ferner über einen Kondensator 37 mit der Versorgungsleitung 14. Der Emitter des Transistors 36 ist mit der Versorgungsleitung 15 über einen Widerstand 38 verbunden. Sein Kollektor liegt an dem Verbindungspunkt der Widerstände 16,17.The formwork also has a transistor smoothing filter 34 to 38, which has two resistors 34. 35 connected in series between the supply lines 14.15 lie. The connection point of the resistors 34, 35 is with the base of an n-p-n transistor 36 in connection, and also via a capacitor 37 to the supply line 14. The The emitter of the transistor 36 is connected to the supply line 15 via a resistor 38. His The collector is at the connection point of the resistors 16, 17.
Unter der Annahme, daß das Transistor-Glättungsfilter 34 bis 38 nicht vorgesehen ist, arbeitet die Schaltung für das Batterie-Ladegerät auf folgende Weise:Assuming the transistor smoothing filter 34 to 38 is not provided, the circuit for the battery charger operates as follows Wise:
Die Transistoren 19, 22 und die zugehörigen Bauelemente stellen einen Oszillator dar, de: mit einer Frequenz arbeitet, die beträchtlich über der Frequenz des Drehstromgenerators 11 liegt. Der Kondensator 29 und der Widerstand 31 stellen die Rückkopplung des Oszillators dar, während der Widerstand 32 das Aufsteuern des Transistors 32 unterstützt.The transistors 19, 22 and the associated components represent an oscillator that operates at a frequency that is considerably higher than the frequency of the alternator 11 is located. The capacitor 29 and the resistor 31 provide the feedback of the oscillator, while the resistor 32 supports the turning on of the transistor 32.
Solange die Spannung zwischen den Versorgungsleitungen 14,15 unter einem vorgegebenen Wert liegt, leitet die Zenerdiode 18 nicht, und der Oszillator versorgt die Steuerelektroden der Thyristoren 12 über den Widerstand 24, Kondensator 25 und die Widerstände 26, 27, 28 mit Impulsen. Da der Oszillator bei einer viel höheren Frequenz als der Drehstromgenerator arbeitet, leiten die Thyristoren 12 immer dann, wenn sie von dem Generator mit einem positiven Signal versorgt werden. Die Thyristoren arbeiten also wie Dioden, so daß ein Vollwellengleichrichter 12,13 die Versorgungsleitungen 14. 15 speist.As long as the voltage between the supply lines 14,15 below a predetermined value is, the Zener diode 18 does not conduct, and the oscillator supplies the control electrodes of the thyristors 12 via the resistor 24, capacitor 25 and resistors 26, 27, 28 with pulses. Because the oscillator at a much higher frequency than the alternator operates, the thyristors 12 conduct whenever they are supplied with a positive signal from the generator. The thyristors work like diodes, so that a full wave rectifier 12,13 the supply lines 14. 15 feeds.
Wenn dagegen die Spannung zwischen den Versorgungsleitungen 14,15 einen vorgegebenen Wert überschreitet, leitet die Zenerdiode 18 und versorgt die Basis des Transistors 19 mit einem ersten Signal. Dadurch wird der Transistor 19 leitend und stoppt die Oszillation des Oszillatorkreises. Jet7t werden keine weiteren Impulse an die Steuerelektroden der Thyristoren 12 gegeben. Jeder bei der Durchschaltung der Zenerdiode 18 leitende Thyristor bleibt so lange leitend, bis von dem Generator ein negatives Signal an den Thyristor geliefert wird. Dann wird den Leitungen 14,15 keine Leistung mehr über die Thyristoren 12 zugeführt. Die Spannung zwischen den Versorgungsleitungen 14,15 fällt jetzt ab und erreicht einen Wert, bei dem die Zenerdiode 18 wieder nichtleitend wird. Dann beginnt der Oszillator wieder zu arbeiten, und den Versorgungsleitungen 14,15 wird wieder Leistung zugeführt.If, on the other hand, the voltage between the supply lines 14,15 has a predetermined value exceeds, the Zener diode 18 conducts and supplies the base of the transistor 19 with a first signal. As a result, the transistor 19 becomes conductive and stops the oscillation of the oscillator circuit. Jet7t be no further pulses are given to the control electrodes of the thyristors 12. Everyone at the connection the zener diode 18 conductive thyristor remains conductive until a negative from the generator Signal is supplied to the thyristor. Then the lines 14, 15 no longer receive any power through the thyristors 12 supplied. The tension between the Supply lines 14,15 now drop and reach a value at which the Zener diode 18 again becomes non-conductive. Then the oscillator begins to work again, and the supply lines 14,15 power is supplied again.
Ein zweites Signal erhält die Basis des Transistors 19 von dem Kollektor des Transistors 36. Das zweite Signal ist — da die Emitter-Kollektor-Streeke des Transistors 36 parallel zu der Emitter-ßasis-StreckeA second signal is received by the base of transistor 19 from the collector of transistor 36. The second Signal is - because the emitter-collector-path of the Transistor 36 in parallel with the emitter-base path
ίο des Transistors 19 liegt — dem ersten Signal entgegengesetzt, so daß, falls die Spannung zwischen den Versorgungsleitungen 14,15 zunimmt oder abnimmt, das erste Signal -ebenfalls zunimmt oder abnimmt, das zweite Signal aber abnimmt oder zunimmt. Der dadurch erzielte Effekt läßt sich am besten bei der Betrachtung eines Schaltzustandes erklären, bei dem die Zenerdiode 18 leitend ist, so daß die Spannung zwischen den Versorgungsleitungen 14, 15 abnimmt. Bei einem vorgegebenen Spannungswertίο of transistor 19 is - opposite to the first signal, so that if the voltage between the supply lines 14,15 increases or decreases, the first signal also increases or decreases, but the second signal decreases or increases. The effect achieved by this can best be explained by considering a switching state, in which the Zener diode 18 is conductive, so that the voltage between the supply lines 14, 15 decreases. At a given voltage value
so hört die Zenerdiode 18 auf zu leiten, und die Spannung zwischen den Versorgungsleitungen 14,15 steigt wieder an. Ohne das Transistor-Glättungsfiller würde die Welligkeit die Zenerdiode 18 wieder durchschalten, aber durch das Transistor-Glättungsfilter wird beim Ansteigen der Spannung zwischen den Versorgungsleitungei 14, 15 ein zweites Signal erzeugt, das abnimmi. Die Werte sind so gewählt, daß das zweite Signal großer ist als das erste Signal, so daß die Zenerdiode 18 gesperrt gehalten wird. Ohne Kondensator 37 würde die Zenerdiode nicht mehr eingeschaltet werden. Mit dem Kondensator 37 aber kann ein Spannungsanstieg zwischen den Versorgungsleitungen 14,15 kein zweites Signal erzeugen, das um den gleichen Eietrag, um den das erste Signalso the Zener diode 18 stops conducting, and the voltage between the supply lines 14,15 increases again. Without the transistor smoothing filler it would the ripple through the Zener diode 18 again, but through the transistor smoothing filter when the voltage between the supply lines 14, 15 rises, a second signal is generated which decrease The values are chosen so that the second signal is greater than the first signal, so that the Zener diode 18 is kept blocked. Without the capacitor 37, the Zener diode would no longer be switched on will. With the capacitor 37, however, a voltage increase between the supply lines can occur 14,15 do not generate a second signal by the same amount as the first signal
ansteigt, abnimmt. Auf diese Weise wird schließlich ein Zustand erreicht, bei dem die Zenerdiode 18 wieder leitet, so daß den Steuerelektroden der Thyristoren kein Strom zugeführt wird und die Spannung zwischen den Versorgungsleitungen 14,15 zu fallen be-increases, decreases. In this way, a state is finally reached in which the Zener diode 18 again conducts, so that no current is supplied to the control electrodes of the thyristors and the voltage between the supply lines 14,15 to fall
ginnt. Außerdem würde beim Fehlen des Transistor-Glätlungsfillers 34 bis 38 durch die Wellenspannung ein weiterer Scha'.tvorgang im Spannungsregler hervorgerufen werden. Wenn aber die Zenerdiode 18 durchgeschaltct ist, wird das an den Spannungsreglerstarts. In addition, there would be no transistor smoothing filler 34 to 38 caused a further switching process in the voltage regulator by the shaft voltage will. But if the Zener diode 18 is switched through, this is sent to the voltage regulator
gelieferte abnehmende erste Signal von dem ansteigenden /.weiten Signal mehr als neutralisiert, so daß die Zenerdiode 18 für eine vorgegebene, von dem Kondensator 37 abhängige Zeit durchgeschaltet bleibt.supplied decreasing first signal from the increasing /.wide signal more than neutralized, so that the Zener diode 18 is switched through for a predetermined time dependent on the capacitor 37 remains.
Es soll noch erwähnt werden, daß die Steuerschaltung nur das Zeitminimum festlegt, für das der Spannungsregler ein- oder ausgeschaltet werden kann. Die Schaltung arbeitet nicht mit einem gleichen Zeitverhällnis. wenn nicht die Bedingungen für einen besonderen Fall 50 1Vo der Last betragen. Bei anderen Lastverhältnissen hängen die F2in- und Ausschaltzeitcn davon ab, wie siark die Batteriespannung abgefallen ist, wenn das Transistor-Glättungsfilter den Spannungsregler geschlossen hält, und wie stark dieIt should also be mentioned that the control circuit only defines the minimum time for which the voltage regulator can be switched on or off. The circuit does not work with the same time ratio. unless the conditions for a particular case amount to 50 1 Vo of the load. With other load conditions, the on and off times depend on how much the battery voltage has dropped when the transistor smoothing filter keeps the voltage regulator closed, and how much
Batleriespannung steigt, wenn das Transistor-Glätumftsfilter den Spannungsregler ollen hält.Battery voltage increases when the transistor smoothness filter the voltage regulator keeps rolling.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| GB41299/67A GB1221939A (en) | 1967-09-11 | 1967-09-11 | Battery charging systems |
| DE19681763917 DE1763917C3 (en) | 1967-09-11 | 1968-09-05 | Power supply device for a motor vehicle |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| DE1763917B2 DE1763917B2 (en) | 1973-11-08 |
| DE1763917C3 true DE1763917C3 (en) | 1974-05-30 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19681763917 Expired DE1763917C3 (en) | 1967-09-11 | 1968-09-05 | Power supply device for a motor vehicle |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE1763917C3 (en) |
-
1968
- 1968-09-05 DE DE19681763917 patent/DE1763917C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE1763917A1 (en) | 1971-09-09 |
| DE1763917B2 (en) | 1973-11-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |