Przedmiotem wynalazku jest uklad zabezpiecza¬ jacy przed przeciazeinieim, zwlaszcza majacy za¬ stosowanie w urzadzeniu do ladowania akumulato¬ rów w pojazdach drogowych.Znany jest uklad zabezpieczajacy przed przecia¬ zeniem, zawierajacy polaczenie diody Zenera i ty¬ rystora, sluzace do zalaczania tyrystora, gdy na¬ piecie pomiedzy para przewodów przekracza okre¬ slona wartosc. Uzyskuje sie w ten sposób zabezpie¬ czenie ukladu. Jednakze w znanych ukladach nie istnieje dwupoziomowe zabezpieczanie, polegajace na zabezpieczaniu regulatora, gdy napiecie pomie¬ dzy para przewodów przekracza lub jest mniejsze od okreslonej wartosci.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu zabez¬ pieczajacego, który zapewnia calkowite, dwupozio¬ mowe zabezpieczenie regulatora i umozliwia poru¬ szanie sie pojazdu takze przy odlaczonym akumu¬ latorze.Cel wynalazku zostal osiagniety dzieki opraco¬ waniu ukladu zabezpieczajacego przed przeciaze¬ niem, który zawiera obwód zabezpieczajacy przed zniszczeniem regulatora na skutek przebiegów nie¬ ustalonych w ukladzie skladajacym sie z tyrystora, którego droga przewodzenia anoda-^katoda jest podlaczona równolegle do regulatora oraz szere¬ gowo obwodu przylaczonego równolegle do regula¬ tora, zawierajacego element o rezystancji zaleznej od napiecia li rezystor, który ito element o rezy¬ stancji zaleznej od napiecia ma rezystancje o duzej wartosci przy minimalnym napieciu w ukladzie i znacznie zmniejszona rezystancje, gdy napiecie na regulatorze przekracza okreslona wartosc, przy czym punkt polaczenia elementu o rezystancji za¬ leznej od napiecia i rezystora szeregowego jest do¬ laczony do bramki tyrystora tak, iz gdy na regula¬ torze pojawia sie przepiecie wywolane przebiegiem nieustalonym, regulator przy wystapieniu malych pradów jest zabezpieczony przed uszkodzeniem przez prad plynacy przez elerhent o rezystancji za¬ leznej od napiecia, korzystnie przez diode Zenera i rezystor szeregowy, natomiast przy wystapieniu duzych pradów regulator jest zabezpieczony ty¬ rystorem, który w tym przypadku przewodzi prad.Korzystnym jest, gdy rezystor zalaczony szere¬ gowo z elementem o rezystancji zaleznej od napie¬ cia jest zbocznikowany polaczonymi szeregowo dio¬ da Zenera i drugim rezystorem w taki sposób, ze wspólny punkt polaczenia diody Zenera i drugiego rezystora jest dolaczony do bramki tyrystora. Ko¬ rzystnym jest równiez, gdy elementem o irezystancji zaleznej od napiecia jest dioda Zenera i gdy rezy¬ storem zalaczonym szeregowo z elementem o rezy¬ stancji zaleznej od napieecia jest rezystor odzna¬ czajacy sie bardzo mala indukcyjnoscia wlasna.Najbardziej korzystnym jest, gdy rezystorem szere¬ gowym jest rezystor zrealizowany technika druko¬ wana.Uklad wedlug wynalazku stosuje sie w urzadze¬ niu do ladowania akumulatora pojazdu drogowego. 64 2823 84 282 4 Urzadzenie zawiera generator o uzwojeniu wzbu¬ dzajacym, akumulator, który w trakcie uzywania jest ladowany przez generator, pólprzewodnikowy regulator napiecia sluzacy do regulacji sygnalu na wyjsciu generatora poprzez zmiane pradu przeply¬ wajacego przez uzwojenie wzbudzajace i uklad zabezpieczajacy przed zniszczeniem regulatora przez przebiegi nieustalone w ukladzie, przy czym wy¬ mieniony uklad zabezpieczajacy zawiera tyrystor, którego zlacze anoda—katoda jest polaczone rów¬ nolegle do regulatora oraz obwód szeregowy za¬ laczony równolegle z tyrystorem i zawierajacy ele¬ ment o rezystancji zaleznej' od napiecia oraz re¬ zystor. Rezystancja elementu o rezystancji zalez¬ nej od napiecia ma duza wartosc przy nominalnym napieciu w ukladzie xi zmniejszona w istotny spo- soo, gdy iia#iecie mierzone na regultatorze prze¬ kracza okreslona wartosc. Wspólny punkt polacze¬ nia ' elefrientu o rezystancji zaleznej od napiecia i rezysl*mlf»ja!& ijfciaczony 'iz bramka tyrystora przy czym, jezeli pojawia sie na regulatorze przebieg nie¬ ustalony o malej wartosci pradu, regulator jest zaoezpieczony przez przeplyw pradu przez element o rezystencji zaleznej od napiecia i rezystor za¬ laczony szeregowo z tym elementem, ale w przy¬ padku przebiegu nieustalonego o duzej wartosci natezen.a pradu tyrystor przewodzi prad, zabez¬ pieczajac w ten sposób regulator.W urzadzeniu opisanym powyzej jako element o rezystancji zaleznej od napiecia najchetniej sto¬ sowana jest dioda Zenera. Ponadto korzystnym jest, gdy jako rezystor zalaczany szeregowo z ele¬ mentem o rezystancji zaleznej od napiecia stoso¬ wany jest rezystor wykonany technika drukowana lub jakikolwiek inny rezystor o znikomej indukcyj- nosci wlasnej. Rezystor zalaczony szeregowo z ele¬ mentem o rezystancji zaleznej od napiecia mo'ze byc, wedlug wynalazku, zabocznikowany obwodem zawierajacym szeregowo ze soba polaczone diode Ze-nera i drugi rezystor, przy czym wspólny punkt polaczen diody Zenera i drugiego rezystora szerego¬ wego jest dolaczony do bramki tyrystora.Przednio t ..ynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku na którym fig, 1 przedstawia schemat urzadzenia z ukladem wedlug wynalazku, a fig. 2 — inne rozwiazanie ukladu wedlug wynalazku.Urzadzenie, przedstawione na* fig. 1, zawiera trój¬ fazowa pradnice 11 pradu zmiennego polaczona z pelnookresowym prostownikiem skladajacym sie z dwóch zestawów diod 12 i 13, do których dolaczone sa dodatni przewód zasilajacy 14 i ujemny przewód zasilajacy 15, pomiedzy którymi jest zalaczony aku¬ mulator 18 pojazdu pirogowego. Przewód 15 jest uziemiony. Trzy dodatkowe diody 17 dolaczone do punktów fazowych pradnicy pradu zmiennego do¬ starczaja mocy do dodatkowego dodatniego prze¬ wodu zasilajacego 13, który jest polaczony z prze¬ wodem 14 poprzez lampke kontrolna 19 i szerego¬ wo z wylacznikiem zaplonu 21 pojazdu. Obciazenia regulujace wyprzedzenia zaplonu pojazdu sa ozna¬ czone przez 22, wlaczone sa one pomiedzy pola¬ czenie lampy 19 i wylacznika zaplonu 21 oraz prze¬ wód 15. Obciazenia 22 beda oczywiscie zawieraly przerywacz, który steruje przeplywem pradu w uzwojeniu pierwotnym ceWki zaplonowej pojazdu, której uzwojenie wtórne jest polaczone do swiec poprzez obracajacy sie rozdzielacz. Pomiedzy prze- wodami 18 i 15 sa polaczone szeregowo rezystor 24 i regulowany rezystor 25. Wspólny punkt polaczen rezystorów -24 i 25 jest pnzylaozony poprzez diode Zenera 28 do bazy tranzystora 27 n-p-n. Baza ta jest takze polaczona poprzez rezystor 28 z prze¬ wodem ' 15. Emiter tranzystora 27 jest polaczony z przewodem 15, a jego kolektor — poprzez rezystor 29 —» z przewodem 18. Zlacze baza — kolektor tran¬ zystora jest zabocznikowane pojemnoscia 31. Ko¬ lektor tranzystora 27 jest polaczony z baza tranzy¬ stora n-p-n 32, którego emiter jest polaczony z baza tranzystora n-p-n 33. Emiter tego ostatniego jest dolaczony do przewodu 15, a kolektor — do prze¬ wodu 18 poprzez uzwojenie wzbudzajace 34 prad¬ nicy pradu zmiennego 11.- Uzwojenie 34 jest za¬ bocznikowane dioda 35. Kolektory tranzystorów 32 i 33 sa polaczone z baza tranzystora 27 poprzez obwód szeregowy skladajacy sie z rezystora 36 i pojemnosci . 37. Pomiedzy przewodami 18, 15 sa dodatkowo zalaczone dwa równolegle obwody. Je¬ den z nich zawiera zlacze anoda—katoda tyrystora 41, a drugi -— diode Zenera w szeregu z rezystorem 43. Wspólny punkt polaczenia diody Zenera 42 i re¬ zystora 43 jest polaczony z bramka tyrystora 41.Dzialanie urzadzenia, z ukladem wedlug wyna¬ lazku przedstawia sie nastepujaco. Gdy nie ma zadnego uszkodzenia, elementy 41, 42, - 43 nie prze¬ wodza pradu, w zwiazku z tym tymczasowo mozna je pominac. Gdy wylacznik zaplonu 21 zostaje otwarty, a pradnica pradu zmiennego nie dziala w zadnej iczesci ukladu nie plynie prad. Przy za¬ mknieciu wylacznika zaplonu 21, akumu/laitor 16 do¬ starcza mocy do obciazenia -22. Prad plynie takze przez wylacznik 21 i lampke kontrolna 19, stad po¬ przez rezystor 29 i zlacze baza—emiter tranzysto-- rów 32 i 33 zasila uzwojenie wzbudzajace 34. Pali sie lampka 19. Kiedy silnik zacznie pracowac i dziala pradnica pradu zmiennego 11, potencjal przewodu 14 jest zasadniczo równy potencjalowi przewodu 18, regulator jest zasilany przez prze¬ wody 18 i 1.5, a lampka kontrolna 19 jest zgaszona.Przy dostarczeniu pomiedzy przewody 18 i 15 niz¬ szego napiecia niz zalozone, tranzystor 27 nie prze¬ wodzi pradu, a tranzystor 33 przewodzi, dostarcza¬ jac wymaganego pradu wzbudzajacego. Jednakze, po osiagnieciu zadanej wartosci napiecia dioda Zenera 28 zaczyna pracowac w zakresie przebicia, dostarczajac prad do tranzystora 27, który wlaczajac sie powoduje .zanik pradu bazy tranzystora 32 i pradu bazy tranzystora 33. Uklad oscyluje po¬ miedzy stanem, w którym tranzystor 27 jest wla¬ czony, a tranzystory 32 i 33 wylaczone i drugim stanem, w którym tranzystor 27 jest wylaczony a tranzystory 32 i 33 calkowicie wlaczone. Oscylowa¬ nie to jest spowodowane dodatnim sprzezeniem zwrotnym • obwodów poprzez rezystor 36 i konden¬ sator 37. Wspólczynnik wypelnienia (impulsowania) jest kontrolowany przez prad plynacy przez diode Zenera 28, który zalezy od napiecia pomiedzy prze¬ wodami 18 i 15. Korzystny jest fakt, ze podczas okresów w których tranzystor 33 jest wylaczony, 40 45 50 55 605 ,,. 84 282 6 energia nagromadzona w uzwojeniu 34 powoduje przeplyw pradu przez diode 35.W ukladzie tego rodzaju jest szczególnie wazne zabezpieczenie regulatora napiecia, poniewaz prze¬ bieg nieustalony na przewodzie 18 moze calkowicie zniszczyc regulator w pewnych okolicznosciach.Zasadniczo powinny byc rozwiazane dwa rodzaje przebiegów nieustalonych okreslanych jako prze¬ biegi wywolujace przeplyw malych pradów przez elementy ukladu oraz jako przebiegi wywolujace przeplyw duzych pradów przez te elementy. Jako przyklad przebiegu nieustalonego wywolujacego przeplyw malych pradów przez elementy ukladu mozna rozpatrzyc procesy zachodzace po odlacze¬ niu akumulatora 16. W tym przypadku zanika efekt wygladzajacy akumulatora 16 i wszystkie zaklóce¬ nia wywolane praca ukladu zaplonowego 22 sa przenoszone do przewodów 18, 15 przez zimne wlókno lampy 19. W urzadzeniach :z aikumiulatora- 1 mi 12 V typowymi przebiegami nieustalonymi przy otwartych zaciskach dolaczonych do zródla zasilania sa przebiegi powodujace powstawanie impulsu na¬ piecia o amplitudzie okolo 400 V przy stosunkowo malym natezeniu pradu — okolo 3 A, przy czasie trwania impulsu okolo 30 \is. W takich warunkach dioda Zenera 42 przewodzi i przez diode Zenera 42 i szeregowy rezystor 43 plynie prad wywolany nie¬ ustalonym przebiegiem. Regulator jest wiec zabez¬ pieczony, ale napiecie pojawiajace sie na rezystorze 43 jest niewystarczajace do wlaczenia tyrystora 41.Dla przebiegów nieustalonych wywolujacych male prady zabezpieczenie jest wiec uzyskiwane dzieki elementom 42 i 43.Przebieg nieustalony o duzej mocy, który moze tez zniszczyc regulator, mozna najlepiej przesle¬ dzic badajac skutki odlaczenia przewodu 14. Od momentu odlaczenia róznica potencjalów miedzy przewodami 18 i 15 bedzie narastala do wartosci chwilowiej napiecia charakterystycznego dla roz¬ wartego obwodu pradnicy pradu zmiennego. W wyniku tego tranzystora 33 przestanie przewodzic, a prad wywolany zanikiem pola elektromagnetycz-" nego cewki 34 bedzie zanikal wykladniczo przeply¬ wajac poprzez diode 35. A wiec, gdy nastepuje od¬ laczenie przewodu 14, napiecie pomiedzy przewo¬ dami 18 i 15 wzrasta do wartosci szczytowej, a na¬ stepnie opada wykladniczo. Wartosc szczytowa za¬ lezy od charakterystyki napieciowej otwartego ob¬ wodu pradnicypradu 'zmierunego, wielkosci sily elek- tromotoryoznej i onocy< w momencie odlaczenia. W typowych urzadzeniach z akumulatorami 12 wolto- wymi sygnal pojawiajacy sie pomiedzy przewo¬ dami 18 i 15 moze osiagnac -wartosc szczytowa 120 V, po czym zmniejsza sie wykladniczo po okre¬ sie 0,25 s. Poniewaz impedancja typowego zródla wwnosi okolo 1,4 Q to w przypadku uszkodzenia (przebicia) tranzystora 33, przeplywajace prady moga osiagnac duze wartosci. Moze to byc wystar¬ czajaco wazna przyczyna zniszczenia regulatora przy braku odpowiedniego zabezpieczenia. W obec¬ nosci takich przebiegów nieustalonych wywoluja- cych^ duze prady przy duzych napieciach dioda Zenera 42 przewodzi tak jak poprzednio i prad plynie przez diode Zenera 42 i rezystor 43. Jednak¬ ze napiecie na rezystorze 43 jest w tym przypadku wystarczajacym aby spowodowac przejscie.tyrystora 41 w stan przewodzenia co zabezpiecza regulator przed zniszczeniem.Jest oczywistym, ze dioda Zenera 42 moze byc zastapiona innym elementem o rezystancji zaleznej od napiecia*. Nalezy jednak zauwazyc, ze jest ona najchetniej ' stosowanym elementem. Jakikolwiek inny element o rezystancji zaleznej od napiecia w * normalnych warunkach zasilania ukladu powinien odznaczac sie taka rezystancja, jaka zapewnia male natezenie pradu przeplywajacego przez galaz- za¬ wierajaca ten element 42 i"'rezystor szeregowy 43, i duze natezenie pradu plynacego przez te galaz przy takich napieciach, jakie moga spowodowac uszkodzenie regulatora. Korzystnym jest, gdy rezy¬ stor 43 ma bardzo mala indukcyjnosc w celu zmniejszenia do minimum jakiejkolwiek mozliwosci niepozadanego uruchomienia tranzystora 41. Mozna to osiagnac najlepiej, stosujac rezystor 43 wykonany technika drukowana.Na fig. 2 przedstawiony jest zmodyfikowany uklad wedlug wynalazku. Te same elementy zostaly oznaczone za pomoca tych samych oznaczen cyfro¬ wych. Jedyna róznica jest fakt, ze wspólny punkt diody Zenera 42 i rezystora 43 jest teraz polaczony z przewodem 15 poprzez obwód szeregowy sklada¬ jacy sie z diody Zenera 51 i rezystora 52, przy czym wspólny punkt diody Zenera 51 i rezystora 52 jest polaczony z bramka tyrystora 41. Dzialanie urzadzenia 'pozostaje w istocie takie same jak opi¬ sane wyzej. Przebiegi nieustalone wywolujace male pr^dy powoduja przeplyw pradu przez diode Zenera 42 i rezystor 43. Przebiegi nieustalone wywolujace duze prady powoduja, ze na rezystorze 43 powstaje napiecie, które polaryzuje wstecznie diode Zenera 51 wlaczajac tyrystor 41 w taki sam sposób, jak w ukladzie przedstawionym na fig. 1., Urzadzenie to . umozliwia ograniczenie pradu przeplywajacego przez rezystor 43 do takiego poziomu, przy którym 40 tyrystor 41 jest sterowany dokladniej niz w urza¬ dzeniu przedstawionym na fig. 1. W konkretnym urzadzeniu uzyte diody Zenera 42 i 51 byly odpo¬ wiednio diodiaimi 20 i 8,5 wolitowymi. 45 PL