DE2157698C3

DE2157698C3 - Power supply device for direct current consumers

Info

Publication number: DE2157698C3
Application number: DE19712157698
Authority: DE
Inventors: Robert Hulme Kingston-on-Thames Surrey Brown (Großbritannien)
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1970-11-24
Filing date: 1971-11-20
Publication date: 1977-03-10

Description

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Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für Gleichstromverbraucher, mit einem gleichstromerregten Wechselstromgenerator, liner Gleichrichteranordnung und einem Akkumulator, mit einem Spannungsregler, der den über die Gleichrichteranordnung der Feldwicklung zugeführten Erregerstrom steuert mit einem Thyristor, der bei Überspannung die Gleichrichteranordnung ausgangsseitig kurzschließt und dem ein steuerbarer Schalter parallelgeschaltet ist, der nach Ablauf einer vorbestimmten Einschaltzeit den Thyristor löscht.The invention relates to a power supply device for direct current consumers, with a direct current excited AC generator, liner rectifier assembly and an accumulator, with one Voltage regulator that controls the excitation current supplied to the field winding via the rectifier arrangement controls with a thyristor, which short-circuits the rectifier arrangement on the output side in the event of overvoltage and to which a controllable switch is connected in parallel, which after a predetermined switch-on time has elapsed Thyristor clears.

Bei einer bekannten Stromversorgungseinrichtung dieser Art besteht der steuerbare Schalter aus einem Schaltrelais (FR-PS 14 94 254). Ein solcher elektromagnetischer Schalter genügt nicht den Forderungen an Betriebssicherheit und Genauigkeit.In a known power supply device of this type, the controllable switch consists of a Switching relay (FR-PS 14 94 254). Such an electromagnetic switch does not meet the requirements Operational safety and accuracy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Löschung des Thyristors mit Hilfe eines elek» ronischen Bauelements erfolgt.The invention is based on the object of providing a power supply device of the type mentioned at the beginning To create a way in which the thyristor is quenched with the help of an electronic component.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schalter ein Transistor ist, der bei leitendem Thyristor Basisstrom aus einem Kondensator erhält, welcher bei nicht leitendem Thyristor üHer eine zwischen Thyristor und Kondensator geschaltete Entkopplungsdiode von der Gleichrichteranordnung aufgeladen wird.According to the invention, this object is achieved in that the switch is a transistor which, when it is conductive Thyristor receives base current from a capacitor, which in the case of a non-conductive thyristor over a between thyristor and capacitor connected decoupling diode from the rectifier arrangement being charged.

Bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung wird der den Thyristor löschende Transistor in Abhängigkeit von der Entladung des Kondensators ⁶S gesperrt, wodurch der Kurzschluß der Gleichrichteranordnung aufgehoben wird mit der Folge, daß der Feldwicklung wieder Erregerstrom zugeführt wird undIn the power supply device according to the invention, the transistor which extinguishes the thyristor is ^{blocked as a function of the discharge of the capacitor 6} S, whereby the short circuit of the rectifier arrangement is canceled with the result that the field winding is again supplied with excitation current and

die Stromversorgungseinrichtung die gewünschte Lei-the power supply device the desired line

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird dem Transistor der Basisstrom über einen Kor^tantstrotnkreis zugeführt Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß der Transistor voll leitend ist wenn er Strom von dem Thyristor übernehmen solLAccording to one embodiment of the invention, the base current is supplied to the transistor via a Kor ^ tantstrotnkreis In this way it can be ensured that the transistor is fully conductive when it Current from the thyristor should take over

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist parallel zur Basis-Emitterstrecke des Transistors die KoHektor-Emitterstrecke eines weiteren Transistors geschaltet der bei nicht leitendem Thyristor leitend ist Dieser weitere Transistor sorgt dafür, daß der dem Thyristor parallelgeschaltete Transistor voll gesperrt ist wenn der Thyristor nicht stromleitend ist Das ist für die volle Leistungsabgabe an den Gleichstromverbraucher wichtig, denn wenn der Transistor und der Thyristor nicht voll gesperrt werden könnten, ginge Leistung verloren.According to a further embodiment of the invention, the transistor is parallel to the base-emitter path Coherent emitter path of a further transistor connected which is conductive when the thyristor is not conductive This further transistor ensures that the transistor connected in parallel with the thyristor is completely blocked is when the thyristor is not conductive This is for the full power output to the direct current consumer important, because if the transistor and the thyristor could not be fully blocked, it would work Lost performance.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand des Schaltbilds in der Zeichnung näher erläutert Gemäß dem Schaltbild ist ein Wechselstromgenerator 10 vorgesehen, ferner eine Gleichrichteranordnung, bestehend aus Diodensätzen 11 und 12, die den Ausgang des Wechselstromgenerators derart gleichrichten, daß er zum Laden eines Akkumulators 13 verwendet werden kann. Der Wechselstromgenerator ist mit einer Feldwickiung 14 versehen; um den Stromdurchgang durch die Feldwicklung zu regeln, ist ein Spannungsregler 15 vorgesehen. Die Feldwicklung wird mit Strom vom Wechselstromgenerator über den Diodensatz 12 und einen weiteren Satz Dioden 16 versorgtThe invention is explained in more detail below with reference to the circuit diagram in the drawing An alternating current generator 10 is provided in the circuit diagram, as well as a rectifier arrangement of diode sets 11 and 12, which rectify the output of the alternator so that it can be used to charge an accumulator 13. The alternator is with a Feldwickiung 14 provided; to regulate the passage of current through the field winding is a voltage regulator 15 provided. The field winding is powered by the alternator via the diode set 12 and another set of diodes 16 is supplied

Die elektrische Schaltung weist ferner einen Thyristor SCR auf, dessen Anode mit den Kathodenanschlüssen des Diodensatzes 16 verbunden ist während die Kathode mit dem Minuspol des Akkumulators verbunden ist. Ferner ist die Steuerelektrode des Thyristors über einen Widerstand R 5 und eine Zenerdiode ZD 2 mit seiner Anode verbunden. Falls eine Stromspitze an den Ausgangsanschlüssen des Wechselstromgenerators erscheint, leitet die Zenerdiode ZD 2, und sie schaltet dadurch den Thyristor ein. Der Effekt davon ist, daß der Ausgang des Wechselstromgenerators kurzgeschlossen wird. Bei einer solchen Anordnung bleibt der Thyristor jedoch in einem leitenden Zustand, so daß die Schaltung nicht ordnungsgemäß funktioniert, bis der Wechselstromgenerator steht oder die Schaltung zwischen dem Thyristor und dem Wechselstromgenerator vorübergehend unterbrochen wird.The electrical circuit also has a thyristor SCR , the anode of which is connected to the cathode connections of the diode set 16, while the cathode is connected to the negative pole of the accumulator. Furthermore, the control electrode of the thyristor is connected to its anode via a resistor R 5 and a Zener diode ZD 2. If a current peak appears at the output terminals of the alternator, the Zener diode ZD 2 conducts, and it thereby switches on the thyristor. The effect of this is that the output of the alternator is shorted out. With such an arrangement, however, the thyristor will remain in a conductive state so that the circuit will not function properly until the alternator has stopped or the circuit between the thyristor and the alternator is temporarily broken.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist parallel ^>^m Thyristor der Kollektor/Emitterweg eines n-p-n-Transistors TR 3 geschaltet. Darüber hinaus ist ebenfalls zum Thyristor eine Potentiometerkette parallel geschaltet bestehend aus Widerständen R1 und R 2 in Reihe. Mit der Anode des Thyristors ist die Anode einer Diode D verbunden, deren Kathode über einen Kondensator C mit dem Minuspol des Akkumulators verbunden ist.To eliminate this disadvantage, the collector / emitter path of an npn transistor TR 3 is connected in parallel with ^> ^ m thyristor. In addition, a potentiometer chain is also connected in parallel to the thyristor and consists of resistors R 1 and R 2 in series. The anode of a diode D is connected to the anode of the thyristor, the cathode of which is connected via a capacitor C to the negative pole of the accumulator.

Darüber hinaus sind n-p-n-Transistoren Tr 1 und TR 2 vorgesehen, und deren Emitter-Kollektorwege sind in Reihe mit einem Widerstand RA verbunden. Der Kollektor des Transistors 77? 1 ist mit der Kathode der Diode D verbunden, und die Emitterelektrode des Transistors 77? 2 ist mit dem Minuspol des Akkumulators verbunden. Die Basis des Transistors TR 2 ist mit einem Punkt zwischen den Widerständen R1 und R 2 verbunden, und die Basis des Transistors 77? Ϊ ist mit seinem Kollektor über einen Widerstand R 3 verbunden. Darüber hinaus ist eine Zenerdiode ZDI zwischen die Basis des Transistors TR 1 und den Kollektor desIn addition, npn transistors Tr 1 and TR 2 are provided, and their emitter-collector paths are connected in series with a resistor RA . The collector of transistor 77? 1 is connected to the cathode of diode D , and the emitter electrode of transistor 77? 2 is connected to the negative pole of the accumulator. The base of the transistor TR 2 is connected to a point between the resistors R 1 and R 2 , and the base of the transistor 77? Ϊ is connected to its collector via a resistor R 3 . In addition, a Zener diode ZD I is between the base of the transistor TR 1 and the collector of the

Transistors TR 2 geschaltet Schließlich ist die Basis des Transistors TA 3 mit dem Kollektor des Transistors TR 2 verbunden.Transistor TR 2 switched Finally, the base of transistor TA 3 is connected to the collector of transistor TR 2.

Im normalen Betrieb wird der Kondensator C über die Diode D geladen, und der Transistor TA 3 wird in einem nicht-leitenden Zustand aut Grund der Tatsache gehalten, daß der Transistor TR 2 leitet Falls ein Spannungsstoß an den Ausgangsanschlüssen auftritt und dadurch der Thyristor leitend wird, wird der Kondensator an einem Entladen durch den Thyristor über die Diode D gehindert Wenn der Thyristor leitet hört außerdem das Fließen von Basisstrom zum Transistor TR 2 auf, und er hört zu leiten auf, so daß der Kondensator für Basisstrom für den Transistor TA 3 sorgt Die Größe des Basisstroms wird durch den Konstantstromkreis bestimmt der aus dem Transistor TA 1, der Zenerdiode ZD1 und den Widerständen R 3 und Λ 4 besteht um einen sicheren Wert einzunehmen, so daß der KoHektorstrom des Transistors TR 3 auf einem sicheren Wert gehalten wird. Mit dem Fallen des Ausgangsstromes vom Wechselstromgenerator wird ein Punkt erreicht, bei dem der Transistor TR 3 sicher den gesamten Ausgang des Wechselstromgenerators führen kann, und wenn dieser Punkt erreicht ist, wird die Größe des durch den Thyristor fließenden Stroms unter den Wert gesenkt bei den ein Leiten aufrechterhalten wird. Der Thyristor wird deshalb nicht-leitend gemacht und nach einer kurzen Zeit entlädt sich der Kondensator, und der Transistor TA 3 schaltet sich aus, um damit ein Arbeiten des Wechselstromgenerators zu ermöglichen, wie das zuvor beschrieben worden istDuring normal operation, the capacitor C is charged via the diode D , and the transistor TA 3 is kept in a non-conductive state due to the fact that the transistor TR 2 conducts if a voltage surge occurs at the output terminals and the thyristor becomes conductive as a result , the capacitor is prevented from discharging by the thyristor via the diode D. In addition, when the thyristor conducts, the flow of base current to the transistor TR 2 stops and it ceases to conduct, so that the capacitor provides base current to the transistor TA 3 The size of the base current is determined by the constant current circuit consisting of the transistor TA 1, the Zener diode ZD 1 and the resistors R 3 and Λ 4 in order to assume a safe value, so that the KoHektorstrom of the transistor TR 3 is kept at a safe value. As the output current from the alternator drops, a point is reached where the transistor TR 3 can safely conduct the entire output of the alternator, and when this point is reached, the magnitude of the current flowing through the thyristor is decreased below the value at the one Guiding is maintained. The thyristor is therefore rendered non-conductive and after a short time the capacitor discharges and the transistor TA 3 switches off, thereby enabling the alternator to operate as previously described

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Power supply device for direct current consumers with a DC-excited alternating current generator, a rectifier arrangement and an accumulator, with a voltage regulator which controls the excitation current supplied to the field winding via the rectifier arrangement, with a thyristor which short-circuits the rectifier arrangement at high voltage and to which a controllable switch is connected in parallel after a predetermined turn-on the thyristor deletes characterized in that the switch (? 73 3) is a transistor but when conducting thyristor (SCR) base current of a capacitor (C) is conducted at non-conducting thyristor (SCR) an intermediate thyristor ( SCR) and capacitor ^ switched decoupling diode (D ) is charged by the rectifier arrangement (12, 16).

2. Device according to claim 1, characterized in that the transistor (TR 3) is supplied with the base current via a constant current circuit (R 3, R 4, TRi, ZD 1).

J. Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the collector-emitter path of a further transistor (TR2) is connected in parallel with the base-emitter path of the transistor (TRZ). the one with a non-conductive transistor (SCR) !