DE2350042C3

DE2350042C3 - Elektronische Konstantstrom-Regelschaltung für Lüfter- und Gebläsemotoren in Fahrzeugen

Info

Publication number: DE2350042C3
Application number: DE19732350042
Authority: DE
Inventors: Werner 5770 Arnsberg Koob
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-10-05
Filing date: 1973-10-05
Publication date: 1978-05-03
Also published as: DE2350042A1; DE2350042B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Konstantstrom-Regelschaltung für den Betrieb von Lüfter- und Gebläsemotoren in Fahrzeugen, bei der der Motor in Reihe an die Emitter-Kollektor-Strecke eines Leistungstransistors angeschlossen ist, dessen Basis von dem Ausgangsstrom eines Treibertransistors durchflossen ist, und bei der der Treibertransistor über eine Verstärkerstufe und einen Vergleicherkreis angesteuert ist, dessen Istwertspannung an einem den Motorstrom erfassenden Meßwiderstand abgenommen ist.

Eine derartige Schaltungsanordnung wird in der älteren DE-AS 23 38 215 beschrieben. Bei dieser und anderen allgemein bekannten Konstantstrom-Schaltungen (Elektronik 1961, S. 143; Elektronik 1972, S. 119; der Elektroniker 1970, S. 110) wird der Istwert des Motorstromes an einem vom Ausgangsstrom durchflossenen Meßwiderstand als dem Motorstrom proportionale Spannung abgegriffen. Die Differenz dieser Spannung zu einem Sollwert wird verstärkt und einem Stellglied zugeführt

Eine solche Schaltung ist in der US-PS 35 55 388 beschrieben und oben angegeben. Die Istwerterfassung an einem vom Ausgangsstrom durchflossenen Meßwiderstand bereitet bei größeren Strömen und kleinen Versorgungsspannungen wie den Bordspannungen eines Kraftfahrzeuges Schwierigkeiten, weil die Verlustleistung in dem Meßwiderstand möglichst klein bleiben muß. Man hat jedoch keine niederohmigen Meßwiderstände, die mit geringen Toleranzen serienmäßig hergestellt werden können.

Bei der Klimatisierung von Fahrzeugen geht man dazu über, die Lüfter- und Gebläsemotoren wegen des lastabhängigen Kennlinienverlaufs durch Konstant-Stromquellen mit einem Strombereich von 2 bis 30 A zu betreiben. Da die Bordspannung von Fahrzeugen vielfach 6 V oder i2V beträgt und auch in anderen Fällen im allgemeinen unter 50 V liegt, spielt der Spannungsabfall in dem jeweiligen Meßwiderstand eine erhebliche Rolle für den als Betriebsspannung ausnutzbaren Anteil der Bordspannung. Die Anwendung niederohmiger Meßwiderstände bringt keine Lösung dieser Schwierigkeiten.

Aufgabe der Erfindung ist die Istwerterfassung des Motorstromes derart, daß eine genügend große Meßspannung abgreifbar ist, daß die Betriebsspannung des Motors nicht beeinträchtigt wird und daß handelsübliche Widerstände verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Meßwiderstand zur Istwerterfassung im Ausgangskreis des Treibertransistors liegt

Der Steuerstrom des Leistungstransistors ist innerhalb des Regelbereichs dem Motorstrom annähernd proportional oder doch zumindest eindeutig auf den Motorstrom bezogen. Infolgedessen läßt sich durch Erfassung dieses Steuerstroms der Motorstrom bestimmen. Der Motorstrom selbst braucht nicht durch einen Meßwiderstand oder ein anderes Meßelement geleitet werden. Infolgedessen kann die Bordspannung in vollem Umfang für den Betrieb des Motors ausgenutzt werden. Der Steuerstrom des Leistungstransistors läßt sich in Widerständen erfassen, die mit guter Konstanz und Reproduzierbarkeit handelsüblich erhältlich sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das Schaltbild erläutert. Zwischen den Anschlußklemmen 1 und 2 an das Bordnetz, etwa die Fahrzeugbatterie, liegt die Reihenschaltung der Emitter-Kollektorstrecke eines Leistungstransistors Tn und ein Elektromotor M. Dieser Elektromotor ist ein Lüfter- oder Gebläsemotor. Dessen Kennlinie ist lastabhängig, was durch die Konstantstromspeisung noch in gewünschter Weise verstärkt wird. Dem Leistungstransistor Th ist ein Treibertransistor Tr₂ vorgeschaltet Dessen Emitter ist mit der Basis des Leistungstransistors Th verbunden. Außerdem liegt der Emitter über einen vergleichsweise hochohmigen Widerstand R\ an der Anschlußklemme 1. Der Kollektor ist über einen Meßwiderstand R₂ mit der Anschlußklemme 2 verbunden. Dem Transistor Tr₂ ist ein Verstärkertransistor Tr$ in Emitterschaltung vorgeschaltet, wobei die Basis des Transistors Tr₂ an den Kollektor des Transistors Tr₃ angeschlossen ist. Schließlich ist ein Transistor Tfc» zum Soll-Ist-Wertvergleich vorgesehen, dessen Kollektor mit der Basis des Transistors Tr₃ verbunden ist Parallel zu dem Meßwiderstand R₂ liegt die Reihenschaltung eines Festwiderstandes Ri und eines Stellwiderstandes R*. Der gemeinsame Verbindungspunkt dieser Widerstände ist mit der Basis des Transistors Th verbunden sowie mit dem Abgriff A des Stellwiderstandes R*.

Da der Widerstand R\ gegenüber dem Meßwiderstand R₂ hochohmig ist, ist der Steuerstrom für den Leitungstransistor Th im wesentlichen dem Kollektorstrom des Treibertransistors Tr₂ gleich, der durch den Meßwiderstand R₂ fließt Der Spannungsabfall im Meßwiderstand R₂ wird mit der Schwellenspannung zwischen Emitter und Basis des Transistors Tn verglichen, wobei die Schwellenspannung als Bezugsspannung dient. Das entsprechende Vergleichssignal wird also ir dem Transistor Tr₃ verstärkt und steuert den Treibertransistor Tr₂.

Wenn im Betrieb der Motorstrom gegenüber dem Soiiwcri änsieigi, so nimmt inmige der Rückwirkung

innerhalb des Leistungstransistors auch der Steuerstrom zu. Infolgedessen wird der Spannungsabfall in dem Meßwiderstand R₂ größer. Das Kollektorpotential des Transistors Tr₂ wird negativer. Dies bedeutet daß auch das Basispotential des Vergleichertransistors Ta negativer wird. Infolgedessen wird der Transistor Ta weiter ausgesteuert Der Kollektorstrom des Transistors Ta nimmt zu, so daß der Spannungsabfall im Kollektorwiderstand dieses Transistors größer wird. Dies bedeutet, daß das Basispotential des Verstärkertransistors Tr₃ angehoben wird. Damit liefert dieser Transistor Tn einen höheren Ausgangsstrom, der im Kollektorwiderstand einen höheren Spannungsabfall bewirkt Infolgedessen sinkt die Basisspannung des Treibertransistors T/2 ab, und der Ausgangsstrom dieses Treibertransistors Tr% und damit auch der Steuerstrom für den Transistor Try wird kleiner. Wenn der Motorstrom unter den Sollwert absinkt, arbeitet die Konstantstrom-Regelschaltung in umgekehrter Weise, so daß dann der Steuerstrom des Treibertransistors T/s vergrößert wird. Damit stellt die Regelschaltung nach der Erfindung einen Konstantstrom für den Motor M zur Verfugung. Der Sollwert dieses Konstantstromes kann in dem Stellwiderstand A4 eingestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Konstantstrom-Regelschaltung für den Betrieb von Lüfter- und Gebläsemotoren in Fahrzeugen, bei der der Motor in Reihe an die Emitter-Kollektor-Strecke eines Leistungstransistors angeschlossen ist, dessen Basis von dem Ausgangsstrom eines Treibertransistors durchflossen ist, und bei der der Treibertransistor über eine Verstärkerstufe und einen Vergleicherkreis angesteuert ist, dessen Istwertspannung an einem den Motorstrom erfassenden Meßwiderstand abgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwiderstand (R₂) im Ausgangskreis des Treibertransistors liegt

2. Konstantstrom-Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Treibertransistors (Tr₂) an die Basis des Leistungstransistors (Tn) angeschlossen ist und daß der Meßwiderstand (R₂) im Kollektorstromkreis dieses Treibertransistors liegt

3. Konstantstrom-Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Meßwiderstand (Ri) eine Reihenschaltung eines Festwiderstandes (Rj) und eines Stellwiderstandes (Ra) liegt und daß der Verbindungspunkt zwischen Festwiderstand und Stellwiderstand mit der Basis eines Vergleichertransistors (Tn) verbunden ist

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