DE2058959C3

DE2058959C3 - Power supply device for motor vehicles

Info

Publication number: DE2058959C3
Application number: DE19702058959
Authority: DE
Inventors: Paul Anthony Walsall Staffordshire Harris (Grossbritannien)
Original assignee: Joseph Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1969-12-02
Filing date: 1970-12-01
Publication date: 1976-03-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem eine Batterie über einen Zweiweggleichrichter speisenden Permanentmagnet-Wechselstromgenerator und einem aus Eingangs- und Ausgangstransistoren bestehenden, von der Batterie-Ladespannung gesteuerten Oszillator, dessen mit einem Kollektorwiderstand versehener Ausgangstransistor an einem über den bzw. die Steuerelektroden-Kathodenwege des bzw. der Thyristoren des Zweiweggleichrichters auf- und entladbaren Kondensator angeschlossen ist.The invention relates to a power supply device for motor vehicles with a battery over a permanent magnet alternator feeding full wave rectifier and one consisting of input and output transistors, one of which Battery charging voltage controlled oscillator, whose output transistor is provided with a collector resistor at one via the control electrode-cathode path (s) of the thyristor (s) of the full-wave rectifier chargeable and discharging capacitor is connected.

Bei einer bekannten Schaltung dieser Art (FR-PS 15 82 277) muß der Kollektorwiderstand des Ausgangstransistors einerseits ausreichend klein sein, um den Entladestrom des Kondensators nicht zu stark zu begrenzen, andererseits aber ausreichend groß, damit der Strom im Kollektorkreis des Ausgangstransistors klein gehalten wird. Ein großer Strom im Kollektorkreis würde nämlich einen Leistungstransistor erforderlich machen und Probleme in der Wärmeableitung mit sich bringen.In a known circuit of this type (FR-PS 15 82 277) the collector resistance of the output transistor must on the one hand, be sufficiently small so as not to limit the discharge current of the capacitor too much, on the other hand, however, sufficiently large that the current in the collector circuit of the output transistor is small is held. A large current in the collector circuit would namely require a power transistor and cause problems in heat dissipation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der einerseits der Strom im Kollektorkreis des Ausgangstransistors klein gehalten ist und andererseits der Entladestrom des Kondensators nicht begrenzt ist.The invention is based on the object of creating a circuit of the type mentioned at the beginning on the one hand the current in the collector circuit of the output transistor is kept small and on the other hand the Discharge current of the capacitor is not limited.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß parallel zum Kollektorwiderstand des /*usgangstransistors ein weilerer Transistor vorgesehen ist, dessen Kollektor an der Batterie-Ladespannung, dessen Emitter am Kondensator und dessen Basis am Kollektor des Ausgangs transistors liegt, und daß zwischen den Kollektoren der Transistoren eine Diode mit Durchlaßrichtung zum Transistor eingeschaltet ist.This object is achieved in that a parallel to the collector resistance of the / * output transistor A transistor is provided, the collector of which is connected to the battery charging voltage and the emitter of which is connected to the capacitor and whose base is at the collector of the output transistor, and that between the collectors of the Transistors a diode with forward direction to the transistor is switched on.

Mit der erfindungsgeniäßen Stromversorgungseinrichtung wird erreicht, daß im Kollektorkreis des Aus gangstransistors ein kleiner Strom fließt, so daß ein kleiner Transistor verwendet werden kann und keine Probleme mit der Wärmeableitung entstehen. Außerdem ist der Kondensator-Entladestrom nicht begrenzt, so daß die Steuerimpulse für die Thyristoren mit hoherWith the power supply device according to the invention it is achieved that a small current flows in the collector circuit of the output transistor, so that a small transistor can be used and there are no problems with heat dissipation. Besides that the capacitor discharge current is not limited, so that the control pulses for the thyristors with high

Frequenz vom Oszillator übertragen werden können.Frequency can be transmitted by the oscillator.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines Schaltschemas als ein Aurführungsbeispiel näher erläutert. The invention is explained in more detail below using a circuit diagram as an exemplary embodiment.

Ein Permanentmagnei-Wechseistromgenerato. π liefert Energie über einen Zweiweggleichrichter, der aus drei Dioden und dre> Thyristoren besteht, an eine Plus-Leitung 12 und eine Minus-Leitung 13, die /ueckmäßigerweise geerdet ist. Die Batterie 14 des Kraftfahrzeuges ist zwischen die Leitungen 12 und 13 geschaltet und liefert Energie an eine weitere Plus-Leitung 15 über den Zündschaher 16 des Kraftfahrzeuges.A permanent magnet alternating current generator. π supplies power through a full wave rectifier that consists of three diodes and three thyristors, to a plus line 12 and a minus line 13, the / ueckweise is grounded. The battery 14 of the motor vehicle is connected between the lines 12 and 13 and supplies energy to a further positive line 15 via the ignition switch 16 of the motor vehicle.

Zwischen den Leitungen 12 und 13 sind zwei Widerstände 17 und 18 in Reihe geschaltet, deren Verbindung über eine Zenerdiode 19 mit der Steuerelektrode eines np-n-Eingangsiransistors 21 verbunden ist, dessen Emitter mit der Leitung 13 und dessen Kollektor über einen Widerstand 22 mit der Leitung 12 verbunden ist Der Kollektor und die Basis des Eingangstransistors 21 sind über einen Widerstand 23 miteinander verbunden. und der Kollektor ist ferner mit der Basis eines n-p-n-Ausgangstransistors 24 verbunden, dessen Emitter mit der Leitung 13 über einen Widerstand 25 verbunden ist, während dessen Kollektor über einen Widerstund 26 mit der Leitung 15 verbunden ist. Der Kollektor des Ausgangstransistors 24 ist ferner über einen Widerstand 27 und einen Kondensator 28 in Reihe mit der Basis des Eingangstransistors 21 verbunden. Ferner isi er mit der Steuerelektrode eines weiteren n-p-n-Transistors 29 verbunden, dessen Kollektor mit der Leitung 15 und dessen Emitter über eine Diode 31 mit dem Kollektor des Ausgangstransistors 24 verbunden ist. Ferner is· er mit einer Seite des Kondensators 32 verbunden. Die andere Seite des Kondensators 32 ist über je einen Widerstand 33 mit den Steuerelektrodei: der Thyristoren verbunden.Two resistors 17 and 18 are connected in series between lines 12 and 13, their connection is connected via a Zener diode 19 to the control electrode of an np-n input transistor 21, whose The emitter is connected to the line 13 and the collector of which is connected to the line 12 via a resistor 22 The collector and the base of the input transistor 21 are connected to one another via a resistor 23. and the collector is also connected to the base of an n-p-n output transistor 24, the emitter of which is connected to the line 13 via a resistor 25, while its collector is connected to line 15 via a resistor 26. The collector of the Output transistor 24 is also through a resistor 27 and a capacitor 28 in series with the Base of the input transistor 21 connected. It is also connected to the control electrode of a further n-p-n transistor 29 connected, the collector of which is connected to the line 15 and the emitter of which is connected to the collector via a diode 31 of the output transistor 24 is connected. It is also connected to one side of the capacitor 32. The other side of the capacitor 32 is connected to the control electrode via a resistor 33 Connected thyristors.

Wenn für den Augenblick angenommen wird, daß die Ausgangsspannung der Batterie 14 unter einem Sollwert liegt, ist die Zenerdiode 19 nicht leiter.u, und die Transistoren 21 und 24 und deren zugehörige Bauelemente schwingen. Wenn der Ausgangstransistor 24 eingeschaltet ist, wird der Kondensator 32 über den Widerstand 25, die Diode 31 und die Sieuerelektroden-Kathodenwege der Thyristoren geladen, wobei der Stromfluß durch die Steuerelektroden-Kathodenwcge in der Richtung geht, die die Thyristoren nicht einschaltet. Bei ausgeschaltetem Ausgangstransistor 24 entlädt sich der Kondensator 32 über die Widerstände 33. die Steuerelektroden-Kathodenwege der Thyristoren und den weiteren Transistor 29, der durch den Stromfluß durch den Widerstand 26 eingeschaltet gehalten wird. um damit jeden Thyristor einzuschalten, der in diesem Augenblick vorgespannt ist. Jeder Thyristor schaltet sich wieder aus, sobald er umgekehrt gespannt wird; solange der Oszillator arbeitet, werden den Steuerelektroden-Kathodenwegen der Thyristoren Impulse mit einer ausreichend hohen Frequenz zugeleitet, um die Thyristoren leitend zu halten, so daß die Thyristoren und die Dioden zusammen einen Zweiweggleichrichter bilden. Wenn die Batteriespannung jedoch einen Sollwert überschreitet, leitet die Zenerdiode 19, wodurch der Transistor 21 eingeschaltet wird, so daß der Oszillator zu arbeiten aufhört. Jeder Thyristor schallet sich sofort aus. sobald er umgekehrt gespannt wird, und er bleibt ausgeschaltet, bis die Batteriespannung erneut abfällt, so daß die Zenerdiode 19 zu leiten aufhört Lind die Transistoren 21 und 24 erneut schwingen.If for the moment it is assumed that the Output voltage of the battery 14 is below a target value, the Zener diode 19 is not conductive. U, and the Transistors 21 and 24 and their associated components oscillate. When the output transistor 24 is turned on is, the capacitor 32 is through the resistor 25, the diode 31 and the control electrode-cathode paths of the thyristors are charged, with the current flowing through the control electrode-cathode circuit goes in the direction that does not turn on the thyristors. When the output transistor 24 is switched off, it is discharged the capacitor 32 via the resistors 33. the control electrode-cathode paths of the thyristors and the further transistor 29, which is kept switched on by the current flow through the resistor 26. to turn on every thyristor that is biased at that moment. Every thyristor switches out again as soon as it is tensed upside down; as long as the oscillator is working, the control electrode-cathode paths the thyristors supplied pulses with a frequency high enough to keep the thyristors conductive, so that the thyristors and the diodes together form a full wave rectifier. However, if the battery voltage exceeds a target value, the Zener diode 19 conducts, whereby the transistor 21 is turned on so that the oscillator stops working. Every thyristor sounds immediately off. as soon as it is charged in reverse and it stays switched off until the battery voltage is renewed drops, so that the Zener diode 19 stops conducting and the transistors 21 and 24 oscillate again.

Wenn /11 irgendeinem Zeitpunkt die Strom/ufühinn-If / 11 at any point in time the power /

gen der Batterie getrennt werden, geht der Glättungseffekt der Batterie verloren, und die Spannung zwischen den Leitungen 12 und !3 st "igt sehne!!. Der Anstieg in der Spannung schaltet die Zenerdiode 19 ein, um damit den Oszillator auszuschalten, so daß sich der jeweilige Thyristor ausschaltet, sobald er umgekehrt gespannt wird, und dadurch wird eine Beschädigung der Bauelemente im System verhindert.If the battery is disconnected, the smoothing effect goes the battery is lost, and the voltage between lines 12 and! 3 steadily longs !!. the increase in the voltage, the Zener diode 19 turns on to turn off the oscillator, so that the respective thyristor turns off as soon as it is reversed charged, and this causes damage the components in the system prevented.

Der Zweck des weiteren Transistors 29 in Verbindung mit dem Widerstand 26 ist, den Strom zu begrenzen, der durch e'en Ausgangstransistor 24 fließt, so daß die Größe des Ausgangstransistors 24 auf einem Minimum gehalten wird und keine Probleme mit einer Wärmeableitung entstehen. Die Diode 31 isoliert die Basis von dem Emitter des weiteren Transistors 29, wenn der Ausgangstransistor 24 ausgeschaltet is*. Ein weiterer Vorteil der Tatsache, daß man einen großen Widerstand 26 vorsieht, besteht darin, daß die Widerstände 17 und 22 permanent mit der Batterie 14 verbunden bleiben können, wobei dcicn Werte so gewählt sind, daß die Stromemladung der Batterie vernachlässigt werden kann. Dies beruht darauf, daß der durch den großen Widerstand 26 begrenzte Kollektorstrom des Ausgangstransistors 24 einen begrenzten Basisstrom zur Folge hat, der seinerseits nur einen geringen Ruhestrom durch den Eingangstransistor 21 fordert. WegenThe purpose of the further transistor 29 in conjunction with the resistor 26 is to limit the current flowing through an output transistor 24 so that the size of the output transistor 24 is kept to a minimum and there are no problems with heat dissipation. The diode 31 isolates the base from the emitter of the further transistor 29 when the output transistor 24 is switched off *. Another advantage of the fact that by providing a large resistor 26 is that resistors 17 and 22 may remain permanently connected to the battery 14, wherein dcicn values are chosen so that the Stromemladung of the battery can be ignored. This is based on the fact that the collector current of the output transistor 24, which is limited by the large resistor 26, results in a limited base current which, in turn, only requires a low quiescent current through the input transistor 21. Because

ίο dieses niedrigen Ruhestromwertes können die Werte für die Widerstände 17, 22 groß gewählt werden. Wenn die an die Stromzuführung angeschlossenen Widerslände 17 und 22 von der Batterie getrennt werden, liefert der Oszillator keine weiteren Ausgangsimpulse an dieίο the values for the resistors 17, 22 are chosen to be large. If the contradictions connected to the power supply 17 and 22 are disconnected from the battery, the oscillator delivers no further output pulses to the

Steuerelektrode des Thyristors, und der Maschinenausgang fällt auf Null ab.Control electrode of the thyristor, and the machine output drops to zero.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Power supply device for motor vehicles with a battery via a two-way rectifier feeding permanent magnet alternator and an input and output transistor consisting of the battery charging voltage controlled oscillator whose output transistor is provided with a collector resistor at one above the control electrode (s) cathode path (s) of the thyrisior (s) of the Two-way rectifier is connected to the chargeable and discharging capacitor, characterized in that that parallel to the collector resistance (26) of the output transistor (24); in another transistor (29) is provided, whose collector is connected to the battery charging voltage (line 15), whose emitter on the capacitor (32) and its base on the collector of the output transistor (24), and that zwisehen the collectors of the transistors (24. 29) a diode (31) with forward direction to the output transistor (24) is switched on.