DE3227653A1

DE3227653A1 - Gleichspannungsregler fuer einen schwungrad-wechselstromgenerator

Info

Publication number: DE3227653A1
Application number: DE19823227653
Authority: DE
Inventors: José Castelledefels Barcelona Sirera Ubeda
Original assignee: Motoplat SA
Current assignee: Motoplat SA
Priority date: 1982-07-23
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1984-01-26
Also published as: FR2531582B3; FR2531582A1

Description

Patentanwälte. „* ■ " .European .Pä'in: Attorneys OLc. lOuO

München Stuttgart

23. Juli 1982

MOTOPLAT, S.A.

Wifredo, 679-699

BADALONA (Barcelona) / Spanien

Unser Zeichen: M 1552

Gleichspannungsregler für einen Schwungrad-Wechselstromgenerator

Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungsregler für einen Schwungrad-Wechselstromgenerator, der eine Weiterbildung des Gegenstandes des spanischen Patents 493 428 ist.

Der erfindungsgemäße Gleichspannungsregler enthält einen Elektronikmodul, der es ermöglicht, die positiven HaIbwellen des in den Versorgungs- und Beleuchtungswicklungen des Schwungrad-Wechselstromgenerators induzierten Stromes für die Batterieladung auszunutzen. Dieser Elektronikmodul ist zwischen die Versorgungs- und Beleuchtungswicklungen und die zu ladende Batterie eingefügt. Der Elektronikmodul weist an seinem Eingang Gleichrichterdioden auf, die mit den Wicklungen verbunden sind. Die positive Spannung gelangt über Widerstände, einen Transistor und eine Diode zur Steuerelektrode eines Thyristors, der dann leitend wird, wodurch die Batterieladung beginnt.

HD/Ma

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Widerstand durch einen Transistor ersetzt ist, der die Regelung verbessert.

Wenn die Batterieladung zunimmt, nimmt die Spannung an mehreren Stellen zu, so daß die Steuerelektrode des Thyristors auf höherem positiven Pegel bleibt als die Katode, so daß der Thyristor leitend bleibt. Um eine Begrenzung zu erreichen, wird die Spannung durch eine

IQ Zenerdiode konstant gehalten. Dadurch wird erreicht, daß die Spannung an der Katode des Thyristors positiv. in bezug auf die Spannung an seiner Steuerelektrode wird, woraufhin der Thyristor gesperrt wird und die Batterieladung aufhört. Wenn die Batteriespannung abnimmt, läuft der umgekehrte Vorgang ab, so daß der Thyristor leitend wird und der Regelvorgang erneut beginnt, bis ein Gleichgewicht erreicht ist, das die Spannungsregelung beherrscht. Zwischen die Basis und den Emitter des in die Schaltungsanordnung eingefügten Transistors ist ein normaler Widerstand eingefügt, zu dem ein temperaturabhängiger (NTC-)Widerstand parallelgeschaltet ist.

Der in Reihe mit einer Schutzdiode geschaltete Regelwiderstand ist mit der Basis des Transistors verbunden. Zusätzlich zu der Schutzdiode für die Steuerelektroden-Katoden- "trecke des Thyristors ist eine Diode vorgesehen, welche die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors vor Spannungen in Sperrichtung schützt.

Wenn der Schwungradgenerator keine Verbindung mit der Versorgungswicklung zuläßt, ist der Elektronikmodul mit einer einzigen Diode an seinem Eingangsanschluß versehen, welche mit der Batterieladewicklung verbunden ist.

! Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsfo'rm, bei

welcher der Gleichspannungsregler an die Versorgungswicklung des Schwungradgenerators angeschlossen ist; und

Fig. 2 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform, bei

der der Gleichspannungsregler an die Batterieladewicklung angeschlossen ist.

jg Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung enthält ein Rotor-Magnetschwungrad 1, eine Versorgungswicklung 2, einen Unterbrecher 3, einen Kondensator 4, eine Primärwicklung 5, eine Hochspannungs-Sekundärwicklung 6, eine Zündkerze 7 und eine Beleuchtungswicklung 8, die über einen Unterbrecher 9 mit einer Lampe 10 verbunden ist. Diese Anordnung ist als solche bekannt.

Die positiven Halbwellen des von der Versorgungswicklung 2 und von der Beleuchtungswicklung 8 abgegebenen Stromes werden durch Dioden 11 und 12 gleichgerichtet, die sich im Inneren des strichpunktierten Rechteckes 12' befinden. Die an den Verbindungspunkt 13 angelegte positive Spannung gelangt über einen Widerstand 14, einen Transistor 15 und eine Diode 16 zur Steuerelektrode eines Thyristors 17, der dann gezündet wird und leitend wird, wodurch die Ladung einer Batterie 18 beginnt.

Die Verwendung eines Transistors 15 anstelle eines Widerstandes hat den Vorteil, daß die Regelung wesentlieh verbessert wird. Insbesondere wird bei den unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten des Magnetschwungrades vermieden, daß die geregelte Spannung bzw.

die Batteriespannung größere Schwankungen aufweist. Die die Spannungsänderung in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des Magnetschwungrades wiedergebende Kurve ist also relativ flach, was bedeutet, daß die Spannung sehr stabil ist. Wenn die Batterie 18 aufgeladen ist, nimmt die Spannung am Verbindungspunkt 13 sowie am Verbindungspunkt 20 zu, wodurch eine Spannungserhöhung am Verbindungspunkt 21 bzw. an der Steuerelektrode des Thyristors auftritt. Die Steuerelektrode des Thyristors IQ 17 bleibt also auf höherem positiven Pegel als die Katode, so daß der Thyristor leitend bleibt.

Wenn keine Spannungsbegrenzung vorgenommen würde, so würde die Ladung der Batterie 18 weitergehen, so daß sie überladen bzw. beschädigt werden könnte. Daher ist eine Zenerdiode 22 vorgesehen.

Wenn beim Aufladen der Batterie ein bestimmter Spannungswert am Ausgangsanschluß 19 des Spannungsreglers bzw. am positiven Pol der Batterie 18 erreicht ist, wobei eine vorbestimmte Spannung am Anschlußpunkt 13 der Anode des Thyristors 17 vorhanden ist, so ist am Anschlußpunkt 20 der Zenerdiode 22 deren Schwellspannung erreicht, so daß dieser Punkt 20 auf einer konstanten Spannung verbleibt und auch die Spannung am Anschlußpunkt 21 der Steuerelektrode des Thyristors 17 nicht weiter ansteigt. Wenn nun die Spannung am Ausgangsanschluß 19, der mit der Katode des Thyristors 17 verbunden ist, weiter ansteigt, so gelangt er auf ein positives Potential in bezug auf das Potential,das an der Steuerelektrode des Thyristors 17 anliegt. Der Thyristor 17 wird daher gesperrt, woraufhin die Batterieladung beendet ist. Diese Arbeitsweise entspricht weitgehend derjenigen nach der bereits erwähnten spanischen Patentschrift 493 428.

Gemäß der Erfindung ist zwischen Basis und Emitter des Transistors 15 ein Widerstand 23 geschaltet, zu dem ein temperaturabhängiger Widerstand 24 parallelgeschaltet ist (dessen Funktion vergleichbar ist mit derjenigen der Widerstände 20 und 21 nach der erwähnten spanischen Patentschrift 493 428). Wie bei der herkömmlichen Anordnung ist auch bei dem erfindungsgemäßen Gleichspannungsregler ein Regelwiderstand vorgesehen, nämlich der Regelwiderstand 25, der an seinem einen Anschluß mit der Basis des Transistors 15 verbunden ist. An seinem anderen Anschluß ist der Regelwiderstand 25 über eine Schutzdiode 26 mit dem Ausgangsanschluß 19 verbunden. Ferner ist eine Schutzdiode 27 vorgesehen, welche die Steuerelektroden-Katoden-Strecke des Thyristors 17 schützt.

Schließlich ist eine Schutzdiode 16 vorgesehen, welche die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 15 vor Spannungen in Sperrichtung schützt.

Durch die beschriebene Erfindung wird es ermöglicht, die Versorgungswicklung und die Beleuchtungswicklung eines herkömmlichen Schwungradgenerators zum Zweck der Ladung einer Batterie auszunutzen.

Wenn es bei dem betreffenden Schwungradgenerator nicht möglich ist, eine Verbindung mit der Versorgungswicklüng herzustellen, so kann gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 der Anschluß auch an der Batterieladungswicklung 28 erfolgen. Es ist dann nur eine Gleichrichterdiode 11 erforderlich, während die übrigen Elemente die gleichen sein können, insbesondere derselbe Widerstand 14, die

Zenerdiode 22, der Thyristor 17, der Transistor 15, die Schutzdioden 16, 27 und 26, der Regelwiderstand 25, der normale Widerstand 23 und der temperaturabhängige Widerstand 24.
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Der positive Versorgungsanschluß führt über eine Leitung 29 zur Batterie. Durch die Zwischenfügung des Spannungsreglers zwischen die Batterieladewicklung 28 und die Leitung 29 ist die Batterie geschützt.

Es wird erneut auf Fig. 1 Bezug genommen. Wenn der Schwungradgenerator an die Gleichrichterdioden 11 und 12 eine Spannung anlegt, so gelangt diese über die Widerstände 14 und 23 zum Transistor 15, der dann leitend wird, so daß die Batterieladung beginnt. Die Begrenzung erfolgt, indem der Thyristor 17 gesperrt wird, wenn die Spannungen an den Stellen 13 und 19 weiter ansteigen, während die Spannung am Verbindungspunkt 20 durch die Zenerdiode 22 begrenzt wird.

Die Spannung an der Steuerelektrode des Thyristors 17 ist stets begrenzt, während die Spannung am Punkt bzw. Ausgangsanschluß 19 ausreichend hoch ist, damit der Thyristor 17 gesperrt wird und die Batterieladung beendet wird.

Wenn die Ladespannung der Batterie 18 abnimmt, läuft der umgekehrte Vorgang ab, d.h. die Spannung an der Steuerelektrode des Thyristors 17 wird größer als diejenige an seiner Katode, wodurch der Thyristor erneut leitend wird und der Regelvorgang wieder beginnt.

Auf diese Weise wird ein dynamisches Gleichgewicht hergestellt, so daß die Batteriespannung geregelt und auf einem konstanten Wert gehalten wird.

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Claims

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23. Juli 1982

MOTOPLAT, S.A.

Wifredo, 679-699

BADALONA (Barcelona) / Spanien

Unser Zeichen: M 1552

Patentansprüche

( 1.JGleichspannungsregler für einen Schwungrad-Wechselstromgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Versorgungs- und Beleuchtungswicklungen (2, 8) des Schwungrad-Wechselstromgenerators und eine Batterie (18) ein Eleltronikmodul eingefügt ist, der die positiven Halbwellen des in diesen Wicklungen induzierten Stromes zur Batterieladung ausnutzt.
2. Gleichspannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzoichnet, daß der Eingang (13) des Spannungsreglers (12¹) über Gleichrichterdioden (11, 12) an die Wicklungen (2, 8) des Schwungrad-Wechselstromgenerators angeschlossen ist, daß die gleichgerichtete Spannung über Widerstände (14, 23, 24), einen Transistor (15) und eine Diode (16) an die Steuerelektrode eines Thyristors (17) angelegt ist, und · daß der Transistor (15) die Ansteuerung der Steuerelektrode des Thyristors (17) bewirkt.

HD/Ma
3. Gleichspannungsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor (17) in Reihe mit der zu ladenden Batterie (18) angeordnet ist, so daß bei zunehmender Batterieladung die Spannung an seinem p- Anodenanschluß und an seinem Katodenanschluß zunimmt, und daß die Steuerelektrode des Thyristors (17) im wesentlichen auf einer konstanten Spannung gehalten ist, die so gewählt ist, daß der Thyristor (17) über die Steuerelektroden-Katoden-Strecke gezündet bleibt,

•j^Q bis der gewünschte Ladungspegel der Batterie (18) erreicht ist, und so gewählt ist, daß beim Überschreiten des gewünschten Ladungspegels der Spannungspegel an der Katode des Thyristors (17) in bezug auf den Spannungspegel an seiner Steuerelektrode zu hoch ist, um eine Zündung des Thyristors (17) zu bewirken.
4. Gleichspannungsregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an der Steuerelektrode des Thyristors (17) durch eine Zenerdiode (22) konstant gehalten wird.
5. Spannungsregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (15) über einer Schutzdiode (16) mit der Steuerelektrode des Thyristors (17) verbunden ist, daß die Basis des Transistors (15) über einen Regelwiderstand (25) und eine Schutzdiode (26) mit dem Ausgangsanschluß (19) des Spannungsreglers verbunden ist, daß der Emitter des Transistors (15) über eine Zenerdiode (22) mit Schaltungsmasse und über einen Widerstand (14) mit dem Eingangsanschluß (13) des Spannungsreglers verbunden ist und daß die Basis und der Emitter des Transistors (15) durch einen temperaturabhängigen Widerstand (NTC) miteinander verbunden sind.
6. Spannungsregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Spannungsreglers (13) über jeweils eine Gleichrichterdiode (11, 12) mit einem der Anschlüsse der Versorgungswicklung

(2) und der Beleuchtungswicklung (8) des Schwungrad-Wechselstromgenerators verbunden ist, während der andere Anschluß der beiden Wicklungen (2, 8) mit Schaltungsmasse verbunden ist.
7. Spannungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Spannungsreglers bzw. die Anode des Thyristors (17) direkt mit einem Anschluß einer Batterieladewicklung (28) des Schwungrad-Wechselstromgenerators verbunden ist, während der andere Anschluß dieser Wicklung mit Schaltungsmasse verbunden ist»