RU2095937C1

RU2095937C1 - Regulator of generator voltage

Info

Publication number: RU2095937C1
Application number: RU96117195A
Authority: RU
Inventors: Лев Григорьевич Галактионов; Сергей Иванович Мутылин; Вячеслав Валерьевич Шафиркин; Александр Сергеевич Салов; Григорий Львович Галактионов
Original assignee: Лев Григорьевич Галактионов; Сергей Иванович Мутылин; Вячеслав Валерьевич Шафиркин; Александр Сергеевич Салов; Григорий Львович Галактионов
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1996-08-21
Publication date: 1997-11-10

Abstract

FIELD: tractor alternating current generators. SUBSTANCE: multivibrators are introduced to accomplish the goal of invention. Multivibrators are designed using switching transistors. This results in possibility to use additional power transistor gates. So power dissipation in regulator is done on several power gates instead of single one. This decreases heating of each one. In addition multivibrator and generators of pulse control signals which operate with saturated transistors eliminated possibility of self-excitation. EFFECT: increased reliability, lack of self-excitation. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, работающим в комплекте с генераторами тока и предназначенным для поддержания постоянства напряжения в сети электропитания автомобилей, тракторов и других автономных объектов, а также для изготовления в интегральном исполнении. The invention relates to electrical engineering, in particular to devices that are bundled with current generators and designed to maintain a constant voltage in the power supply network of cars, tractors and other autonomous objects, as well as for manufacturing in integral design.

Известны регуляторы напряжения генератора, содержащие измерительный орган, транзисторные элементы регулирования и управления тока в цепи обмотки возбуждения генератора [1,2]
Наиболее близким по совокупности признаков из них является регулятор напряжения генератора, содержащий измерительный орган, включенный между первым и вторым выводами питания, предназначенными для подключения к выходным выводам генератора, силовой транзисторный ключ, включенный между вторым выводом питания и выходным выводом регулятора, связанным с первым выводом питания через обратно включенный гасящий диод, промежуточный транзистор, подключенный эмиттер-коллекторным переходом параллельно управляющему входу силового транзисторного ключа, базой к выходу измерительного органа, эмиттером к второму выводу питания, коллектором через первый резистор к первому выводу питания, транзистор сигнализации, подключенный коллектором к выводу регулятору, предназначенному для подключения к индикатору зарядки аккумуляторной батареи, эмиттером к выходному выводу регулятора через второй резистор, базой к среднему выводу резистивного делителя напряжения, подключенного первым крайним выводом к выходному выводу регулятора через конденсатор сигнализации и к второму выводу питания через прямо включенный диод, а вторым крайним выводом к первому выводу питания [2]
Недостатком данного регулятора, а также приведенных известных устройств является то, что рассеивание мощности в нем происходит на одном силовом транзисторном ключе, в качестве которого используется составной транзистор. Кроме того, усилитель на этом транзисторе совместно со схемой на промежуточном транзисторе представляет собой двухкаскадный усилитель по схеме с общим эмиттером, имеющий очень высокий коэффициент усиления. Но усилители подобного рода имеют основной недостаток склонность к самовозбуждению, причем этот эффект особенно проявляется при работе на реактивную нагрузку, какой является индуктивность обмотки возбуждения генератора. Исключить это явление путем применения обратной связи не представляется возможным, так как снижать коэффициент усиления регулятора нежелательно. Кроме того, регулятор работает в динамическом режиме, а поэтому этот эффект особенно может проявиться при малых выходных напряжениях генераторного источника питания. Даже кратковременная генерация приводит к резкому повышению рассеиваемой мощности на силовом транзисторном ключе и его выжиганию и соответственно к выходу из строя регулятора.Known voltage regulators of the generator containing the measuring body, transistor elements of regulation and current control in the excitation winding circuit of the generator [1,2]
The closest in the set of features from them is the generator voltage regulator, containing a measuring element connected between the first and second power leads intended for connection to the output terminals of the generator, a power transistor switch connected between the second power lead and the output of the regulator associated with the first output power supply through a reverse-connected quenching diode, an intermediate transistor connected by an emitter-collector junction parallel to the control input of the power transistor key, the base to the output of the measuring body, the emitter to the second power output, the collector through the first resistor to the first power output, an alarm transistor connected by the collector to the output of the regulator, designed to connect to the battery charge indicator, the emitter to the output of the regulator through the second resistor , the base to the middle terminal of the resistive voltage divider connected by the first extreme terminal to the output terminal of the controller through the alarm capacitor and to the second power terminal I am through a directly connected diode, and the second terminal pin to the first power pin [2]
The disadvantage of this controller, as well as the above known devices is that the power dissipation in it occurs on one power transistor switch, which is used as a composite transistor. In addition, the amplifier on this transistor together with the circuit on the intermediate transistor is a two-stage amplifier according to the scheme with a common emitter, having a very high gain. But amplifiers of this kind have the main disadvantage of a tendency to self-excitation, and this effect is especially evident when working on a reactive load, which is the inductance of the excitation winding of the generator. It is not possible to eliminate this phenomenon by applying feedback, since it is undesirable to reduce the gain of the regulator. In addition, the controller operates in a dynamic mode, and therefore this effect can especially manifest itself at low output voltages of the generator power source. Even short-term generation leads to a sharp increase in power dissipation on the power transistor key and its burning out and, accordingly, to controller failure.

Задачей изобретения является повышение надежности путем уменьшения рассеивания мощности на одном силовом транзисторном ключе за счет равномерного распределения ее на несколько силовых транзисторных ключах и исключение явления самовозбуждения. The objective of the invention is to increase reliability by reducing power dissipation on one power transistor key due to its uniform distribution on several power transistor switches and eliminating the phenomenon of self-excitation.

Указанная задача при равномерном распределении рассеиваемой мощности на двух силовых транзисторных ключах решается тем, что в регулятор напряжения генератора, содержащий измерительный орган, включенный между первым и вторым выводами питания, предназначенными для подключения к выходным выводам генератора, первый силовой транзисторный ключ, включенный между вторым выводом питания и выходным выводом регулятора, связанным с первым выводом питания через обратно включенный гасящий диод, промежуточный транзистор, подключенный базой к выходу измерительного органа, эмиттером к второму выводу питания, коллектором через первый резистор к первому выводу питания, транзистор сигнализации, подключенный коллектором к выводу регулятора, предназначенному для подключения к индикатору зарядки аккумуляторной батареи, эмиттером к выходному выводу регулятора через второй резистор, базой к среднему выводу резистивного делителя напряжения, подключенного первым крайним выводом к второму выводу питания через прямо включенный диод и к выходному выводу регулятора через конденсатор сигнализации и зарядоогранчительный резистор, а вторым крайним выводом к первому выводу питания, первый ограничительный резистор, подключенный первым выводом к коллектору промежуточного транзистора, согласно изобретению в него введены мультивибратор, выполненный на двух переключающихся транзисторах, коллекторы которых через соответствующие коллекторные резисторы и параллельно соединенные шунтирующие резисторы и базоэмиттерные переходы соответствующих токозадающих транзисторов подключены к первому выводу питания, базы к средним выводам соответствующих RC-цепочек, подключенных резисторными выводами к первому выводу питания и емкостными соответственно к коллекторам других переключающихся транзисторов, а эмиттеры - к второму выводу питания, два транзисторных ключа, силовые цепи которых включены параллельно базоэмиттерным переходам токозадающих транзисторов, а выводы управления соответственно подсоединены первый к второму выводу первого ограничительного резистора и второй к коллектору промежуточного транзистора через второй ограничительный резистор, второй силовой транзисторный ключ, подключенный силовыми цепями параллельно силовым цепям первого силового транзисторного ключа, два дополнительных резистивных делителя напряжения, первые крайние выводы которых подсоединены к второму выводу питания, вторые крайние выводы к коллекторам соответствующих токозадающих транзисторов, а средние выводы к выводам управления соответствующих силовых транзисторных ключей. This problem with a uniform distribution of power dissipation on two power transistor switches is solved by the fact that in the voltage regulator of the generator, containing a measuring body, connected between the first and second power leads designed to connect to the output terminals of the generator, the first power transistor switch connected between the second output power supply and the regulator output connected to the first power output through the back-on quenching diode, an intermediate transistor connected by the base to the outputs to the measuring body, the emitter to the second power output, the collector through the first resistor to the first power output, an alarm transistor connected by the collector to the regulator output, intended for connection to the battery charging indicator, the emitter to the output of the regulator through the second resistor, base to the middle output resistive voltage divider connected by the first extreme terminal to the second power terminal through a directly connected diode and to the output terminal of the regulator through a signal capacitor Alization and charge limiting resistor, and with the second extreme terminal to the first power output, the first limiting resistor connected to the collector of the intermediate transistor by the first terminal, according to the invention, a multivibrator made of two switching transistors is introduced into it, the collectors of which are connected through shunt resistors and parallel connected shunt resistors and the base-emitter junctions of the corresponding current-setting transistors are connected to the first power output, the base to the middle output I will give the corresponding RC circuits connected by resistor leads to the first power output and capacitive, respectively, to the collectors of other switching transistors, and emitters to the second power output, two transistor switches, the power circuits of which are connected in parallel to the base-emitter junctions of the transistors, and the control terminals are respectively connected to the first to the second output of the first limiting resistor and the second to the collector of the intermediate transistor through the second limiting resistor, the second force a howling transistor switch connected by power circuits parallel to the power circuits of the first power transistor switch, two additional resistive voltage dividers, the first extreme terminals of which are connected to the second power terminal, the second extreme terminals to the collectors of the corresponding current transistors, and the middle terminals to the control terminals of the corresponding power transistor switches .

Указанная задача при равномерном распределении рассеиваемой мощности на четырех силовых транзисторных ключах решается тем, что в регулятор напряжения генератора, содержащий измерительный орган, включенный между первым и вторым выводами питания, предназначенными для подключения к выходным выводам генератора, силовой транзисторный ключ, включенный между вторым выводом питания и выходным выводом регулятора, связанным с первым выводом питания через обратно включенный гасящий диод, промежуточный транзистор, подключенный базой к выходу измерительного органа, эмиттером к второму выводу питания, коллектором через первый резистор к первому выводу питания, транзистор сигнализации, подключенный коллектором к выводу регулятора, предназначенному для подключения к индикатору зарядки аккумуляторной батареи, эмиттером к выходному выводу регулятора через второй резистор, базой к среднему выводу резистивного делителя напряжения, подключенного первым крайним выводом к второму выводу питания через прямо включенный диод и к выходному выводу регулятора через конденсатор сигнализации и зарядоограничительный резистор, а вторым крайним выводом к первому выводу питания, первый ограничительный резистор, подключенный первым выводом к коллектору промежуточного транзистора, согласно изобретению в него введены два мультивибратора, причем первый из них мультивибратор выполнен на переключающихся транзисторах первой пары, коллекторы которых через соответствующие коллекторные резисторы и параллельно соединенные шунтирующие резисторы и базоэмиттерные переходы соответствующих токозадающих транзисторов подключены к первому выводу питания, базы к средним выводам соответствующих RC-цепочек первой пары, резисторные выводы которых соединены с первым выводом питания, а емкостные соответственно с коллекторами других переключающихся транзисторов первой пары, а эмиттеры к второму выводу питания, второй мультивибратор выполнен на переключающихся транзисторах второй пары, коллекторы которых через коллекторные резистивные делители напряжения подключены к первому выводу питания, базы к средним выводам соответствующих RC-цепочек второй пары, резисторные выводы которых соединены с первым выводом питания, а емкостные соответственно с коллекторами других переключающихся транзисторов второй пары, а эмиттеры к второму выводу питания, синхронизирующий элемент, состоящий из двух диодов и двух дифференцирующих RC-цепочек, емкостные выводы которых подключены к коллектору одного из переключающихся транзисторов первой пары, средние выводы через обратно включенные диоды к базам, а резистивные выводы к коллекторам соответствующих переключающихся транзисторов второй пары, четыре транзисторных ключа, первые силовые выводы которых попарно объединены соответственно первый с третьим и второй с четвертым и соответственно подключены к коллекторам токозадающих транзисторов, выводы управления соответственно первого и второго к среднему выводу первого коллекторного резистивного делителя напряжения, а третьего и четвертого к среднему выводу второго коллекторного резистивного делителя напряжения, четыре дополнительных резисторных делителя напряжения, первые крайние выводы которых подключены к второму выводу питания, вторые крайние выводы к вторым силовым выводам соответствующих транзисторных ключей, три дополнительных силовых транзисторных ключа, включенные силовыми цепями параллельно силовым цепям первого силового транзисторного ключа, средние выводы дополнительных резистивных делителей напряжения подсоединены к выводам управления соответствующих силовых транзисторных ключей, два управляющих ключа, силовые выводы которых подключены параллельно базоэмиттерным переходам токозадающих транзисторов, а выводы управления соответственно первый управляющий ключ соединен с вторым выводом первого ограничительного резистора, а второй с коллектором промежуточного транзистора через второй ограничительный резистор. This problem with a uniform distribution of power dissipation on four power transistor switches is solved by the fact that in the voltage regulator of the generator containing a measuring body, connected between the first and second power leads intended for connection to the output terminals of the generator, a power transistor switch connected between the second power lead and an output terminal of the regulator associated with the first power output through a reverse-connected quenching diode, an intermediate transistor connected by a base to the output the measuring organ, emitter to the second power output, a collector through the first resistor to the first power output, an alarm transistor connected to the output of the regulator by the collector for connecting to the battery charge indicator, the emitter to the output of the regulator through the second resistor, base to the middle output of the resistive a voltage divider connected by the first extreme terminal to the second power terminal through a directly connected diode and to the output terminal of the regulator through a signal capacitor cations and a charge limiting resistor, and the second limiting terminal to the first power terminal, the first limiting resistor connected to the collector of the intermediate transistor by the first terminal, according to the invention, two multivibrators are inserted into it, the first of which is a multivibrator made on switching transistors of the first pair, whose collectors are through respective collector resistors and parallel connected shunt resistors and base emitter junctions of the corresponding current-setting transistors are connected to the first power output, the base to the middle terminals of the corresponding RC circuits of the first pair, the resistor leads of which are connected to the first power output, and the capacitive ones respectively to the collectors of other switching transistors of the first couple, and the emitters to the second power output, the second multivibrator is made on switching transistors of the second pair whose collectors are connected through the collector resistive voltage dividers to the first power output, the base to the middle terminals of the corresponding RC circuits of the second pair, resistor outputs whose odes are connected to the first power output, and capacitive ones, respectively, to the collectors of other switching transistors of the second pair, and emitters to the second power output, a synchronizing element consisting of two diodes and two differentiating RC circuits, the capacitive terminals of which are connected to the collector of one of the switching transistors the first pair, the middle leads through the back-connected diodes to the bases, and the resistive leads to the collectors of the corresponding switching transistors of the second pair, four transistor switches the first power terminals of which are coupled in pairs, respectively, the first with the third and second with the fourth and respectively connected to the collectors of the current-carrying transistors, the control terminals, respectively, of the first and second to the middle terminal of the first collector resistive voltage divider, and the third and fourth to the middle terminal of the second collector resistive voltage divider , four additional resistor voltage dividers, the first extreme terminals of which are connected to the second power terminal, the second extreme water to the second power terminals of the respective transistor switches, three additional power transistor switches, connected by power circuits parallel to the power circuits of the first power transistor switch, the middle terminals of the additional resistive voltage dividers are connected to the control terminals of the corresponding power transistor switches, two control keys, the power terminals of which are connected in parallel to the base-emitter junctions of the current-carrying transistors, and the control leads, respectively, the first control key connected to the second terminal of the first limiting resistor, and the second to the collector of the intermediate transistor through the second limiting resistor.

На фиг.1 и 2 представлены функциональная схема регулятора напряжения генератора с двумя силовыми транзисторными ключами и временная диаграмма его работы; на фиг. 3 и 4 функциональная схема регулятора напряжения генератора с четырьмя силовыми транзисторными ключами и временная диаграмма его работы. Figure 1 and 2 presents a functional diagram of a voltage regulator of a generator with two power transistor switches and a timing diagram of its operation; in FIG. 3 and 4, a functional diagram of a generator voltage regulator with four power transistor switches and a timing diagram of its operation.

Регулятор напряжения генератора, приведенный на фиг.1, содержит измерительный орган 1, включенный между первым 2 и вторым 3 выводами питания, первый силовой транзисторный ключ 4, включенный между вторым выводом 3 питания и выходным выводом 5 регулятора, связанным с первым выводом 2 питания через обратно включенный гасящий диод 6, промежуточный транзистор 7, подключенный базой к выходу измерительного органа 1, эмиттером к второму выводу 3 питания, коллектором через первый резистор 8 к первому выводу 2 питания, транзистор 9 сигнализации, подключенный коллектором к индикаторному выводу 10 регулятора, эмиттером к выходному выводу 5 регулятора через второй резистор 11, базой к среднему выводу резистивного делителя 12 и 13 напряжения, подключенного первым крайним выводом к второму выводу 3 питания через прямо включенный диод 14 и к выходному выводу 5 регулятора через конденсатор 15 сигнализации и зарядоограничительный резистор 16, а вторым крайним выводом к первому выводу 2 питания, первый ограничительный резистор 17, подключенный первым выводом к коллектору промежуточного транзистора 7, мультивибратор, выполненный на двух переключающихся транзисторах 18 19, коллекторы которых через соответствующие коллекторные резисторы 20 и 21 и параллельно соединенные шунтирующие резисторы 22 и 23 и базоэмиттерные переходы соответствующих токозадающих транзисторов 24 и 25 подключены к первому выводу 2 питания, базы к средним выводам первой 26, 27 и второй 28, 29 RC-цепочек, подключенных резисторными выводами к первому выводу 2 питания и емкостными соответственно к коллекторам переключающихся транзисторов 19 и 18, а эмиттеры к второму выводу 3 питания, два транзисторных ключа 30 и 31, силовые цепи которых включены параллельно базоэмиттерным переходам токозадающих транзисторов 24 и 25, а выводы управления соответственно подсоединены первый 30 к второму выводу первого ограничительного резистора 17 и второй к коллектору промежуточного транзистора 7 через второй ограничительный резистор 32, второй силовой транзисторный ключ 33, подключенный силовыми цепями параллельно силовым цепям первого силового транзисторного ключа 4, два дополнительных резистивных делителя 34 и 35 напряжения, первые крайние выводы которых подсоединены к второму выводу 3 питания, вторые крайние выводы к коллекторам соответствующих токозадающих транзисторов 24 и 25, а средние выводы к выводам управления соответствующих силовых транзисторных ключей 4 и 33. The generator voltage regulator shown in Fig. 1 contains a measuring element 1 connected between the first 2 and second 3 power leads, a first power transistor switch 4 connected between the second power lead 3 and the output terminal 5 of the regulator connected to the first power lead 2 back-turned-off suppression diode 6, intermediate transistor 7, connected by a base to the output of the measuring body 1, by an emitter to the second power output 3, by a collector through the first resistor 8 to the first power output 2, an alarm transistor 9, connected the collector to the indicator terminal 10 of the controller, the emitter to the output terminal 5 of the controller through the second resistor 11, the base to the middle terminal of the resistive voltage divider 12 and 13, connected by the first extreme terminal to the second terminal 3 of the power supply through a directly connected diode 14 and to the output terminal 5 of the controller through the signaling capacitor 15 and the charge limiting resistor 16, and by the second end terminal to the first power terminal 2, the first limiting resistor 17 connected by the first terminal to the collector of the intermediate transistor 7, mult an oscillator made on two switching transistors 18 19, the collectors of which are connected through the corresponding collector resistors 20 and 21 and the parallel connected shunt resistors 22 and 23 and the base emitter junctions of the corresponding current-setting transistors 24 and 25 to the first output 2 of the power supply, the base to the middle terminals of the first 26, 27 and the second 28, 29 RC chains connected by resistor leads to the first power output 2 and capacitive to collectors of switching transistors 19 and 18, respectively, and emitters to the second power output 3, two transistor switches 30 and 31, the power circuits of which are connected in parallel with the base emitter junctions of the transistors 24 and 25, and the control terminals are respectively connected to the first 30 to the second terminal of the first limiting resistor 17 and the second to the collector of the intermediate transistor 7 through the second limiting resistor 32, the second power transistor switch 33, connected by power circuits parallel to the power circuits of the first power transistor switch 4, two additional resistive voltage dividers 34 and 35, the first extreme ode which are connected to the second terminal of the three power terminals to the second extreme voltage driving the respective collectors of transistors 24 and 25 and the intermediate tap corresponding to the control terminals of power semiconductor switches 4 and 33.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Мультивибратор, выполненный на переключающихся транзисторах 18 и 19, генерирует импульсные сигналы (фиг. 2а,б), которые через токозадающие транзисторы 24 и 25 формируются в импульсные сигналы управления (фиг.2в,г). Последние подаются на резистивные делители 34 и 35 напряжения, а с них на силовые транзисторные ключи 4 и 33 для управления их работой. При остановленном генераторе напряжение между выводами питания 2 и 3 регулятора меньше номинального уровня, выходной ток измерительного органа 1 мал и недостаточен для открывания промежуточного транзистора 7. При этом на выводах управления транзисторных ключей (фиг.2д) присутствует сигнал, закрывающий их. При таком состоянии транзисторных ключей токозадающие транзисторы открыты и импульсные сигналы управления включают поочередно силовые транзисторные ключи, поддерживая этим постоянное включение выходного вывода 5 регулятора к второму выводу 3 питания. Это обеспечивает непрерывное поступление тока в обмотку возбуждения генератора (фиг. 2е). Непрерывности протекания тока способствует инерционность работы силовых транзисторов в импульсном режиме, так как время выключения транзисторов несколько раз превышает время включения. Это приводит к перекрытию импульсных выходных токов на выходном выводе 5 регулятора, что обеспечивает "мягкое" включение силовых транзисторных ключей, т.е. открывание каждого из них происходит в моменты времени, когда предыдущий продолжает еще оставаться в открытом состоянии. Поэтому потерь по фронтам не происходит и дополнительного нагревания силовых транзисторных ключей не наблюдается. Таким образом, регулятор работает до момента времени t₁ (фиг.2д), пока промежуточный транзистор 7 закрыт.A multivibrator made on switching transistors 18 and 19 generates pulsed signals (Fig. 2a, b), which are formed through pulsed transistors 24 and 25 into pulse control signals (Figs. 2c, d). The latter are supplied to resistive voltage dividers 34 and 35, and from them to power transistor switches 4 and 33 to control their operation. When the generator is stopped, the voltage between the power terminals 2 and 3 of the regulator is less than the nominal level, the output current of the measuring organ 1 is small and insufficient to open the intermediate transistor 7. At the same time, a signal is closed on the control terminals of the transistor switches (Fig.2d). In this state of the transistor switches, the lead-in transistors are open and the pulse control signals turn on the power transistor switches, thereby maintaining the constant connection of the output terminal 5 of the controller to the second power output 3. This ensures a continuous supply of current to the excitation winding of the generator (Fig. 2e). The continuity of the current flow contributes to the inertia of the power transistors in the pulsed mode, since the turn-off time of the transistors is several times longer than the turn-on time. This leads to the overlapping of the pulse output currents at the output terminal 5 of the controller, which provides a "soft" inclusion of power transistor switches, i.e. the opening of each of them occurs at times when the previous one continues to remain open. Therefore, losses on the fronts do not occur and additional heating of the power transistor switches is not observed. Thus, the controller operates until time t ₁ (fig.2d), while the intermediate transistor 7 is closed.

При запуске двигателя и увеличении частоты вращения генератора напряжение между выводами 2 и 3 питания регулятора повышается и при его значении, несколько превышающем номинальный уровень, выходной ток измерительного органа 1 резко увеличивается, промежуточный транзистор 7 открывается в момент времени t₁ (фиг.2д). Одновременно открываются транзисторные ключи 30 и 31 и запирают по базоэмиттерным переходам токозадающие транзисторы 24 и 25. Последние запираются и формирование импульсных сигналов управления не происходит. Силовые транзисторные ключи 4 и 33 закрываются и ток через них не проходит и с момента времени t₁ (фиг.2е). Ток в цепи обмотки возбуждения генератора, замыкаясь через шунтирующий диод 6, уменьшается, что вызывает уменьшение напряжения регулятора. При достижении напряжением питания значения, несколько меньшего номинального уровня, выходной ток измерительного органа 1 резко уменьшается, промежуточный транзистор 7 закрывается в момент времени t₂ (фиг.2д) и через силовые транзисторные ключи снова начинает протекать ток (фиг.2е). Напряжение между выводами питания 2 и 3 регулятора начинает вновь возрастать и далее процесс регулирования протекает аналогично вышеописанному, в результате чего выходное напряжение генератора поддерживается на номинальном уровне. Использование двух поочередно работающих силовых транзисторных ключей 4 и 33 в определенных интервалах времени, которые задаются временными параметрами мультивибратора, выполненного на переключающихся транзисторах 18 и 19, позволяет равномерно поровну распределять рассеиваемую мощность на них, что повышает надежность устройства. Кроме того, использование мультивибратора и формирователей импульсных сигналов управления, работающих с насыщающимися транзисторами, т.е. в жестком режиме, исключает возможность самовозбуждения каскадов, что также повышает надежность предлагаемого устройства.When you start the engine and increase the speed of the generator, the voltage between the terminals 2 and 3 of the power supply of the controller rises and when it is slightly higher than the nominal level, the output current of the measuring body 1 increases sharply, the intermediate transistor 7 opens at time t ₁ (fig.2d). At the same time, transistor switches 30 and 31 are opened and the current-setting transistors 24 and 25 are locked at the base-emitter junctions. The latter are locked and pulse control signals are not generated. Power transistor switches 4 and 33 are closed and the current does not pass through them even from time t ₁ (Fig. 2e). The current in the excitation winding circuit of the generator, closing through the shunt diode 6, decreases, which causes a decrease in the voltage of the regulator. When the supply voltage reaches a value slightly lower than the nominal level, the output current of the measuring body 1 decreases sharply, the intermediate transistor 7 closes at time t ₂ (Fig.2d) and the current begins to flow through the power transistor switches (Fig.2e). The voltage between the power terminals 2 and 3 of the controller begins to increase again and then the regulation process proceeds similarly to the above, as a result of which the output voltage of the generator is maintained at a nominal level. The use of two alternately working power transistor switches 4 and 33 at certain time intervals, which are set by the time parameters of a multivibrator made on switching transistors 18 and 19, allows you to evenly distribute the dissipated power on them, which increases the reliability of the device. In addition, the use of a multivibrator and pulse shapers of control signals operating with saturable transistors, i.e. in hard mode, eliminates the possibility of self-excitation of cascades, which also increases the reliability of the proposed device.

Управление индикатором зарядки аккумуляторной батареи состоит в следующем. При остановленном генераторе, когда силовые транзисторные ключи 4 и 33 поочередно находятся в открытом состоянии, транзистор 9 сигнализации открыт, потенциал на индикаторном выводе 10 регулятора низкий, и под воздействием приложенного напряжения индикатор находится в состоянии "разрядка" (светодиод излучает свет). При запуске двигателя и увеличении частоты вращения генератора после запирания силовых транзисторных ключей 4 и 33 прекращается протекание тока в цепи эмиттера транзистора 9 сигнализации и напряжение между обкладками конденсатора 15 сигнализации повышается до уровня напряжения питания регулятора. Ток в цепи индикатора зарядки аккумуляторной батареи при этом прерывается и индикатор устанавливается в состояние "зарядка" (светодиод света не излучает). The control of the battery charge indicator is as follows. When the generator is stopped, when the power transistor switches 4 and 33 are alternately in the open state, the alarm transistor 9 is open, the potential at the indicator terminal 10 of the controller is low, and under the influence of the applied voltage, the indicator is in the "discharge" state (the LED emits light). When you start the engine and increase the speed of the generator after locking the power transistor switches 4 and 33, the current flow in the emitter circuit of the signal transistor 9 stops and the voltage between the plates of the signal capacitor 15 rises to the level of the regulator supply voltage. The current in the circuit of the battery charging indicator is interrupted and the indicator is set to the “charging” state (the light-emitting diode does not emit).

После открывания силовых транзисторных ключей 4 и 33 в процессе регулирования транзистор 9 сигнализации остается закрытым, так как и его базоэмиттероному переходу прикладывается запирающее напряжение конденсатора 15 сигнализации. При этом диод 14 оказывается под обратным напряжением и тока не проводит, в связи с чем конденсатор 15 сигнализации может разряжаться только через резистивный делитель 12, 13 напряжения и открытые силовые транзисторные ключи 4 и 33. After opening the power transistor switches 4 and 33 during the regulation process, the alarm transistor 9 remains closed, since the locking voltage of the signaling capacitor 15 is applied to its base emitter junction. In this case, the diode 14 is under reverse voltage and does not conduct current, and therefore the signaling capacitor 15 can be discharged only through the resistive voltage divider 12, 13 and open power transistor switches 4 and 33.

Постоянная времени цепи разряда конденсатора 15 сигнализации выбрана такой, что на ограниченном отрезке времени открытого состояния силовых транзисторных ключей 4 и 33 транзистор 9 сигнализации сохраняет закрытое состояние. После закрывания силовых транзисторных ключей 4 и 33 в процессе регулирования напряжения бортовой сети исключается возможность открывания транзистора 9 сигнализации, а конденсатор 15 сигнализации быстро заряжается через обмотку возбуждения генератора, зарядоограничительный резистор 16 и диод 14. Далее процессы в схеме сигнализации повторяются, в результате чего с момента выхода регулируемого напряжения на номинальный уровень транзистор 9 сигнализации не открывается, а индикатор находится в состоянии "зарядка". Если по каким-либо причинам, например вследствие проскальзывания приводного ремня генератора, увеличения переходных сопротивлений в цепях питания регулятора, снижения оборотов холостого хода двигателя, качество электроэнергии в бортовой сети и соответственно условия зарядки аккумуляторной батареи существенно ухудшаются из-за снижения частоты автоколебаний в системе электроснабжения, например до 15 Гц и менее, индикатор зарядки аккумуляторной батареи переходит в режим "мигания" с упомянутой частотой автоколебаний, указывая на отклонения от нормы в системе электроснабжения. The time constant of the discharge circuit of the signaling capacitor 15 is selected such that for a limited period of time the open state of the power transistor switches 4 and 33, the signaling transistor 9 maintains a closed state. After closing the power transistor switches 4 and 33 in the process of regulating the voltage of the on-board network, the signaling transistor 9 cannot be opened, and the signaling capacitor 15 is quickly charged through the generator excitation coil, charge-limiting resistor 16 and diode 14. Further, the processes in the signaling circuit are repeated, resulting in the moment the controlled voltage reaches the nominal level, the alarm transistor 9 does not open, and the indicator is in the "charging" state. If for some reason, for example, due to slipping of the alternator drive belt, an increase in transient resistances in the power supply circuits of the regulator, a decrease in the engine idle speed, the quality of electric power in the on-board network and, accordingly, the conditions of charging the battery significantly deteriorate due to a decrease in the frequency of self-oscillations in the power supply system , for example, up to 15 Hz or less, the battery charging indicator goes into the "blinking" mode with the said self-oscillation frequency, indicating a deviation Nia from the norm in the electricity system.

Возникновение режима периодического переключения индикатора обусловлено тем, что при низкой частоте автоколебаний и соответственно низкой частоте переключения регулятора время открытого состояния силовых транзисторных ключей 4, 33 превышает время удержания транзистора 9 сигнализации 9 в закрытом состоянии с помощью цепочки 12, 13 и 15. В результате периодического открывания транзистора сигнализации 9 также периодически изменяет состояния индикатор зарядки аккумуляторной батареи. The emergence of the regime of periodic switching of the indicator is due to the fact that at a low frequency of self-oscillations and, accordingly, a low switching frequency of the regulator, the open time of the power transistor switches 4, 33 exceeds the holding time of the signaling transistor 9 in the closed state using chains 12, 13 and 15. As a result of the periodic The opening of the alarm transistor 9 also periodically changes the state of the battery charge indicator.

При эксплуатации регулятора в аномальном режиме с отключенной аккумуляторной батареей импульс перенапряжения даже с повышенной амплитудой не является опасным для транзистора 9 сигнализации. When operating the controller in abnormal mode with the battery turned off, the overvoltage pulse, even with increased amplitude, is not dangerous for the alarm transistor 9.

Обусловлено это следующим. При возникновении импульса перенапряжения выходной ток измерительного органа 1 резко возрастает, промежуточный транзистор 7 открывается, а силовые транзисторные ключи 4, 33 закрываются. В обмотке возбуждения генератора возникает ЭДС- самоиндукции, и к переходам коллектор-эмиттер транзистора сигнализации 9 через резистор 11 и индикатор зарядки аккумуляторной батареи прикладывается инверсное напряжение, ограничиваемое гасящим диодом 6 до одного Вольта. Данное значение инверсного напряжения является абсолютно безопасным для транзистора 9 сигнализации, что исключает возможность пробоя его переходов коллектор-эмиттер. Кроме того, исключены и пробои переходов коллектор-база и база-эмиттер, так как сопротивление базового резистора 13 несоизмеримо больше сопротивления коллекторной и эмиттерной нагрузки транзистора 9 сигнализации и ограничивает мощность на указанных p-n-переходах до безопасных значений. This is due to the following. When an overvoltage pulse occurs, the output current of the measuring body 1 increases sharply, the intermediate transistor 7 opens, and the power transistor switches 4, 33 are closed. EMF self-induction occurs in the excitation winding of the generator, and an inverse voltage is applied to the collector-emitter junctions of the alarm transistor 9 through the resistor 11 and the battery charging indicator, limited by the quenching diode 6 to one Volt. This value of the inverse voltage is absolutely safe for the alarm transistor 9, which eliminates the possibility of breakdown of its collector-emitter junctions. In addition, breakdowns of the collector-base and base-emitter junctions are excluded, since the resistance of the base resistor 13 is incommensurably greater than the collector and emitter load resistance of the signaling transistor 9 and limits the power at the indicated pn junctions to safe values.

Регулятор напряжения генератора, приведенный на фиг.3, содержит измерительный орган 1, включенный между первым 2 и вторым 3 выводами питания, первый силовой транзисторный ключ 4, включенный между вторым выводом 3 питания и выходным выводом 5 регулятора, связанным с первым выводом 2 питания через обратно включенный гасящий диод 6, промежуточный транзистор 7, подключенный базой к выходу измерительного органа 1, эмиттером к второму выводу 3 питания, коллектором через первый резистор 8 к первому выводу 2 питания, транзистор 9 сигнализации, подключенный коллектором к индикаторному выводу 10 регулятора, эмиттером к выходному выводу 5 регулятора через второй резистор 11, базой к среднему выводу резистивного делителя 12 и 13 напряжения, подключенного первым крайним выводом к второму выводу 3 питания через прямо включенный диод 14 и к выходному выводу 5 регулятора через конденсатор 15 сигнализации и зарядоограничительный резистор 16, а вторым крайним выводом к первому выводу 2 питания, первый ограничительный резистор 17, подключенный первым выводом к коллектору промежуточного транзистора 7, два мультивибратора, первый из которых выполнен на переключающихся транзисторах 18 и 19, коллекторы которых через соответствующие коллекторные резисторы 20 и 21 и параллельно соединенные шунтирующие резисторы 22 и 23 и базоэмиттерные переходы соответствующих токозадающих транзисторов 24 и 25 подключены к первому выводу 2 питания, базы к средним выводам первой 26, 27 и второй 28, 29 RC-цепочек, подключенных резисторными выводами к первому выводу 2 питания и емкостными соответственно к коллекторам переключающихся транзисторов 19 и 18, а эмиттеры к второму выводу 3 питания, второй мультивибратор, выполненный на переключающихся транзисторах 30 и 31, коллекторы которых через коллекторные резистивные делители 32, 33 и 34, 35 напряжения подключены к первому выводу 2 питания, базы к средним выводам третьей 36, 37 и четвертой 38, 39 RC-цепочек, резисторные выводы которых соединены с первым выводом 2 питания, а емкостные соответственно с коллекторами переключающихся транзисторов 31 и 30, а эмиттеры к второму выводу 3 питания, синхронизирующий элемент, состоящий из диодов 40 и 41 и дифференцирующих RC-цепочек 42 и 43, емкостные выводы которых подключены к коллектору переключающегося транзистора 19, средние выводы через обратно включенные диоды 40 и 41 к базам, а резистивные выводы к коллекторам соответствующих переключающихся транзисторов 30 и 31, четыре транзисторных ключа 44 47, первые силовые выводы которых попарно объединены соответственно первый 44 с третьим 46 и второй 45 с четвертым 47 и соответственно подключены к коллекторам токозадающих транзисторов 24 и 25, выводы управления соответственно первого 44 и второго 45 к среднему выводу первого коллекторного резистивного делителя 32, 33 напряжения, а третьего 46 и четвертого 47 к среднему выводу второго коллекторного резистивного делителя 34, 35 напряжения, четыре дополнительных резисторных делителя 48 51 напряжения, первые крайние выводы которых подключены к второму выводу 3 питания, вторые крайние выводы к вторым силовым выводам соответствующих транзисторных ключей 44 47, три дополнительных силовых транзисторных ключа 52 54, включенные силовыми цепями параллельно силовым цепям первого силового транзисторного ключа 4, средние выводы дополнительных резистивных делителей 48 51 напряжения подсоединены к выводам управления соответствующих силовых транзисторных ключей 4, 52 54, два управляющих ключа 55 и 56, силовые выводы которых подключены параллельно базоэмиттерным переходам токозадающих транзисторов 24 и 25, а выводы управления соответственно первый 55 соединен с вторым выводом первого ограничительного резистора 17, второй 56 с коллектором промежуточного транзистора 7 через второй ограничительный резистор 57. The generator voltage regulator shown in FIG. 3 contains a measuring element 1 connected between the first 2 and second 3 power leads, a first power transistor switch 4 connected between the second power lead 3 and the output terminal 5 of the regulator connected to the first power lead 2 back-turned-off suppression diode 6, intermediate transistor 7, connected by a base to the output of the measuring body 1, by an emitter to the second power output 3, by a collector through the first resistor 8 to the first power output 2, an alarm transistor 9, connected the collector to the indicator terminal 10 of the controller, the emitter to the output terminal 5 of the controller through the second resistor 11, the base to the middle terminal of the resistive voltage divider 12 and 13, connected by the first extreme terminal to the second terminal 3 of the power supply through a directly connected diode 14 and to the output terminal 5 of the controller through the signaling capacitor 15 and the charge limiting resistor 16, and the second end terminal to the first power output 2, the first limiting resistor 17 connected to the collector of the intermediate transistor 7 by the first terminal, two m a vibrator, the first of which is made with switching transistors 18 and 19, the collectors of which are connected through the corresponding collector resistors 20 and 21 and the parallel connected shunt resistors 22 and 23 and the base emitter junctions of the corresponding current-setting transistors 24 and 25 to the first output 2 of the power supply, the base to the middle terminals the first 26, 27 and second 28, 29 RC circuits connected by resistor leads to the first power output 2 and capacitive to collectors of switching transistors 19 and 18, respectively, and emitters to the second output two power supplies, a second multivibrator made on switching transistors 30 and 31, the collectors of which are connected to the first power output 2 through the collector resistive dividers 32, 33 and 34, 35, and the base to the middle terminals of the third 36, 37 and fourth 38, 39 RC -chains, the resistor leads of which are connected to the first power output 2, and capacitive, respectively, to the collectors of switching transistors 31 and 30, and emitters to the second power output 3, a synchronizing element consisting of diodes 40 and 41 and differentiating RC chains 42 and 43, capacitive e conclusions of which are connected to the collector of the switching transistor 19, the middle conclusions through the back-connected diodes 40 and 41 to the bases, and the resistive conclusions to the collectors of the corresponding switching transistors 30 and 31, four transistor switches 44 47, the first power terminals of which are paired respectively the first 44 s the third 46 and second 45 with the fourth 47 and respectively connected to the collectors of the current-carrying transistors 24 and 25, the control leads of the first 44 and second 45, respectively, to the middle terminal of the first collector resistor voltage divider 32, 33, and the third 46 and fourth 47 to the middle terminal of the second collector resistive voltage divider 34, 35, four additional resistor voltage divider 48 51, the first extreme terminals of which are connected to the second power output 3, the second extreme conclusions to the second power the conclusions of the corresponding transistor switches 44 47, three additional power transistor switches 52 54 connected by power circuits parallel to the power circuits of the first power transistor switch 4, the middle terminals of the additional resistive x voltage dividers 48 51 are connected to the control terminals of the corresponding power transistor switches 4, 52 54, two control keys 55 and 56, the power terminals of which are connected in parallel to the basemitter-emitter junctions of the lead transistors 24 and 25, and the control leads, respectively, the first 55 are connected to the second terminal of the first limiting resistor 17, the second 56 with the collector of the intermediate transistor 7 through the second limiting resistor 57.

Первый мультивибратор, выполненный на переключающихся транзисторах 18 и 19, генерирует импульсные сигналы (фиг. 4а,б). Синхронизирующий элемент, состоящий из диодов 40 и 41 и дифференцирующих RC-цепочек 42 и 43, синхронизирует работу второго мультивибратора, выполненного на переключающихся транзисторах 30 и 31 запирающими импульсами, каким для преложенной схемы регулятора являются отрицательные импульсы (фиг.4в). В результате синхронизации оказываются равными период синхронизации T_с и соответственно импульс T₁ и пауза T₂ периода колебаний второго мультивибратора, т.е.The first multivibrator, made on switching transistors 18 and 19, generates pulsed signals (Fig. 4a, b). The synchronizing element, consisting of diodes 40 and 41 and differentiating RC circuits 42 and 43, synchronizes the operation of the second multivibrator, made by switching pulses on switching transistors 30 and 31, which are negative pulses for the adjusted controller circuit (Fig. 4c). As a result of synchronization, the synchronization period T _s and, accordingly, the pulse T ₁ and the pause T ₂ of the oscillation period of the second multivibrator turn out to be equal, i.e.

T_с T₁ T₂ (фиг.4в,г).T _with T ₁ T ₂ (figv, d).

Следовательно, период колебаний второго мультивибратора в два раза больше первого (фиг. 4а,б,г,д). Синхронизация запирающими синхроимпульсами осуществляется следующим образом. Если, например, переключающийся транзистор 30 находится в открытом состоянии, а переключающийся транзистор 31 в закрытом, то в этом случае на диод 41 через резистор 43 подается напряжение, запирающее этот диод 41, а на диод 40 через резистор 42 запирающее напряжение не подается, поэтому при одновременной подаче синхронизирующих импульсов на базы переключающихся транзисторов 30 и 31, первый 30 из них закрывается, а второй 31 соответственно открывается, тем самым опрокидывая второй мультивибратор. Таким образом, на выходах второго мультивибратора имеются импульсные сигналы (фиг.4г,д), которые через коллекторные резистивные делители 32, 33 и 34, 35 управляют работой транзисторных ключей 44 47, причем при отсутствии импульсного сигнала они открыты, а при наличии закрыты. Токозадающие транзисторы 24 и 25 формируют импульсные сигналы управления (фиг.4е,ж) из импульсов, генерируемых первым мультивибратором (фиг.4а,б). Эти импульсные сигналы управления поступают на первые силовые выводы транзисторных ключей 44 47, от состояния которых зависит дальнейшее прохождение их на выводы управления силовых транзисторных ключей 4, 52 54. Первый импульсный сигнал управления (фиг.4е) пройдет через транзисторный ключ 44, так как на его выводе управления присутствует отпирающий сигнал (фиг. 4г), соответственно на его выходе появляется сигнал управления (фиг.4з), предназначенный для открывания первого силового транзисторного ключа 4. Второй импульсный сигнал управления (фиг.4ж) пройдет через транзисторный ключ 45, так как на его выводе управления присутствует отпирающий сигнал (фиг.4д) и соответственно на его выходе появляется сигнал управления (фиг.4и), предназначенный для открывания второго силового транзисторного ключа 52. Третий импульсный сигнал управления (фиг.4е) пройдет через транзисторный ключ 46, так как на его выводе управления присутствует отпирающий сигнал (фиг.4д) и соответственно на его выходе появляется сигнал управления (фиг.4к), предназначенный для открывания третьего силового транзисторного ключа 53. Четвертый импульсный сигнал управления (фиг. 4ж) пройдет через транзисторный ключ 47, так как на его выводе управления присутствует отпирающий сигнал (фиг.4г) и соответственно на его выходе появляется сигнал управления (фиг.4л), предназначенный для открывания четвертого силового транзисторного ключа 54. Эти импульсы управления (фиг.4з,и,к, л) через соответствующие резистивные делители 48 51 поступают на выводы управления соответствующих силовых транзисторных ключей 4, 52 54, поочередно открывает их, поддерживая этим постоянное включение выходного вывода 5 регулятора к второму выводу 3 питания. Такая работа возможна, если токозадающие транзисторы 24 и 25 открыты, а при этом управляющие ключи 55 и 56 закрыты. При этом на их входах должен присутствовать запирающий сигнал, поступающий с коллектора промежуточного транзистора 7 (фиг.4м). Это обеспечивает непрерывное поступление тока в обмотку возбуждения генератора (фиг.4н). Непрерывности протекания тока способствует инерционность работы силовых транзисторов в импульсном режиме, так как время выключения транзисторов несколько раз превышает время включения. Это приводит к перекрытию импульсных выходных токов на выходном выводе 5 регулятора, что обеспечивает "мягкое" включение силовых транзисторных ключей 4, 52 54, т.е. открывание каждого из них происходит в моменты времени, когда предыдущий продолжает еще оставаться в открытом состоянии. Поэтому потерь по фронтам не происходит и дополнительного нагревания силовых транзисторных ключей не наблюдается. Таким образом, регулятор работает до момента времени t₁ (фиг.4м), пока промежуточный транзистор 7 закрыт.Therefore, the oscillation period of the second multivibrator is two times longer than the first (Fig. 4a, b, d, e). The synchronization of the locking clock is as follows. If, for example, the switching transistor 30 is in the open state and the switching transistor 31 is in the closed state, then in this case, a voltage blocking this diode 41 is supplied to the diode 41 through the resistor 43, and a blocking voltage is not supplied to the diode 40 through the resistor 42, therefore while supplying synchronizing pulses to the base of switching transistors 30 and 31, the first 30 of them closes, and the second 31, respectively, opens, thereby overturning the second multivibrator. Thus, at the outputs of the second multivibrator there are pulse signals (Fig. 4d, d), which through the collector resistive dividers 32, 33 and 34, 35 control the operation of transistor switches 44 47, and in the absence of a pulse signal they are open, and if they are closed. Current-setting transistors 24 and 25 generate pulse control signals (Fig. 4e, g) from pulses generated by the first multivibrator (Fig. 4a, b). These pulse control signals are supplied to the first power terminals of the transistor switches 44 47, the state of which determines their further passage to the control terminals of the power transistor switches 4, 52 54. The first pulse control signal (Fig. 4f) passes through the transistor switch 44, since a control signal is present at its control output (Fig. 4d), respectively, at its output a control signal appears (Fig. 4h), designed to open the first power transistor switch 4. Second pulse control signal (Fig. 4g) ) passes through the transistor switch 45, since a control signal is present on its control output (Fig. 4d) and, accordingly, a control signal (Fig. 4i) appears, intended to open the second power transistor switch 52. The third pulse control signal (Fig. .4e) it will pass through the transistor switch 46, since a control signal is present at its control terminal (Fig. 4d) and, accordingly, a control signal (see Fig. 4k) designed to open the third power transistor switch 5 appears on its output 3. The fourth pulse control signal (FIG. 4g) will pass through the transistor switch 47, since a control signal is present on its control output (Fig. 4d) and, accordingly, a control signal (Fig. 4l) appears to open the fourth power transistor switch 54. These control pulses (Fig. .4z, and, k, l) through the corresponding resistive dividers 48 51 they go to the control terminals of the corresponding power transistor switches 4, 52 54, and open them one by one, maintaining the constant connection of the output terminal 5 of the controller to the second power output 3 . Such operation is possible if the current-carrying transistors 24 and 25 are open, while the control keys 55 and 56 are closed. At the same time, a locking signal coming from the collector of the intermediate transistor 7 (Fig. 4m) should be present at their inputs. This provides a continuous supply of current to the excitation winding of the generator (Fig.4n). The continuity of the current flow contributes to the inertia of the power transistors in the pulsed mode, since the turn-off time of the transistors is several times longer than the turn-on time. This leads to the overlapping of the pulse output currents at the output terminal 5 of the controller, which provides a "soft" inclusion of power transistor switches 4, 52 54, i.e. the opening of each of them occurs at times when the previous one continues to remain open. Therefore, losses on the fronts do not occur and additional heating of the power transistor switches is not observed. Thus, the controller operates until time t ₁ (Fig.4m), while the intermediate transistor 7 is closed.

При запуске двигателя и увеличении частоты вращения генератора напряжение между выводами 2 и 3 питания регулятора повышается и при его значении, несколько превышающем номинальный уровень, выходной ток измерительного органа 1 резко увеличивается, промежуточный транзистор 7 открывается в момент времени t₁ (фиг. 4м) и одновременно открываются транзисторные ключи 55 и 56 и запирают по базоэмиттерным переходам токозадающие транзисторы 24 и 25. Последние запираются и формирования импульсных сигналов управления не происходит. При этом силовые транзисторные ключи 4 и 52 54 закрываются и ток через них не проходит с момента времени t₁ (фиг. 4н). Ток в цепи обмотки возбуждения генератора, замыкаясь через шунтирующий диод 6, уменьшается, что вызывает уменьшение напряжения регулятора. При достижении напряжением питания значения, несколько меньшего номинального уровня, выходной ток измерительного органа 1 резко уменьшается, промежуточный транзистор 7 закрывается в момент времени t₂ (фиг. 4м) и через силовые транзисторные ключи снова начинает протекать ток (фиг.4н). Напряжение между выводами питания 2 и 3 регулятора начинает вновь возрастать и далее процесс регулирования протекает аналогично вышеописанному, в результате чего выходное напряжение генератора поддерживается на номинальной уровне. Использование четырех поочередно работающих силовых транзисторных ключей 4, 52 54 в определенных интервалах времени, которые задаются временными параметрами мультивибратора, выполненного на переключающихся транзисторах 18 и 19, позволяет равномерно поровну распределить рассеиваемую мощность на них, что повышает надежность устройства. Кроме того, использование мультивибратора и формирователей импульсных сигналов управления, работающих с насыщающимися транзисторами, т.е. в жестком режиме, исключает самовозбуждение каскадов, что также повышает надежность предлагаемого устройства.When the engine starts and the generator speed increases, the voltage between the terminals 2 and 3 of the power supply of the controller rises and when it is slightly higher than the nominal level, the output current of the measuring organ 1 sharply increases, the intermediate transistor 7 opens at time t ₁ (Fig. 4m) and at the same time, the transistor switches 55 and 56 are opened and the current-setting transistors 24 and 25 are locked at the base-emitter junctions. The latter are locked and pulse control signals are not generated. In this case, the power transistor switches 4 and 52 54 are closed and the current does not pass through them from time t ₁ (Fig. 4n). The current in the excitation winding circuit of the generator, closing through the shunt diode 6, decreases, which causes a decrease in the voltage of the regulator. When the supply voltage reaches a value slightly lower than the nominal level, the output current of the measuring body 1 decreases sharply, the intermediate transistor 7 closes at time t ₂ (Fig. 4m) and the current begins to flow through the power transistor switches (Fig. 4n). The voltage between the power terminals 2 and 3 of the controller begins to increase again and then the control process proceeds similarly to the above, as a result of which the output voltage of the generator is maintained at a nominal level. The use of four alternately working power transistor switches 4, 52 54 in certain time intervals, which are set by the time parameters of a multivibrator made on switching transistors 18 and 19, allows you to evenly distribute the dissipated power on them, which increases the reliability of the device. In addition, the use of a multivibrator and pulse shapers of control signals operating with saturable transistors, i.e. in hard mode, eliminates the self-excitation of cascades, which also increases the reliability of the proposed device.

Управление индикатором зарядки аккумуляторной батареи состоит в следующем. При остановленном генераторе, когда силовые транзисторные ключи 4, 52 54 находятся в открытом состоянии, транзистор 9 сигнализации открыт, потенциал на индикаторном выводе 10 регулятора низкий, и под воздействием приложенного напряжения индикатор находится в состоянии "разрядка" (светодиод излучает свет). The control of the battery charge indicator is as follows. When the generator is stopped, when the power transistor switches 4, 52 54 are in the open state, the alarm transistor 9 is open, the potential at the indicator terminal 10 of the controller is low, and under the influence of the applied voltage, the indicator is in the "discharge" state (the LED emits light).

При запуске двигателя и увеличении частоты вращения генератора после запирания силовых транзисторных ключей 4, 52 54 прекращается протекание тока в цепи эмиттера транзистора 9 сигнализации и напряжение между обкладками конденсатора 15 сигнализации повышается до уровня напряжения питания регулятора. Ток в цепи индикатора зарядки аккумуляторной батареи при этом прерывается и индикатор устанавливается в состояние "зарядка" (светодиод света не излучает). When the engine starts and the generator speed increases after locking the power transistor switches 4, 52 54, the current flow in the emitter circuit of the signal transistor 9 stops and the voltage between the plates of the signal capacitor 15 rises to the level of the regulator supply voltage. The current in the circuit of the battery charging indicator is interrupted and the indicator is set to the “charging” state (the light-emitting diode does not emit).

После открывания силовых транзисторных ключей 4, 52 54 в процессе регулирования транзистор 9 остается закрытым, так как к его базоэмиттерному переходу прикладывается запирающее напряжение конденсатора 15 сигнализации. При этом диод 14 оказывается под обратным напряжением и тока не проводит, в связи с чем конденсатор 15 сигнализации может разряжаться только через резистивные делители 12, 13 напряжения и открытые силовые транзисторные ключи 4, 52 54. After opening the power transistor switches 4, 52 54 during the regulation process, the transistor 9 remains closed, since the locking voltage of the signaling capacitor 15 is applied to its base-emitter junction. In this case, the diode 14 is under reverse voltage and does not conduct current, and therefore the signaling capacitor 15 can be discharged only through resistive voltage dividers 12, 13 and open power transistor switches 4, 52 54.

Постоянная времени цепи разряда конденсатора 15 сигнализации выбрана такой, что на ограниченном отрезке времени открытого состояния силовых транзисторных ключей 4, 52 54 транзистор 9 сигнализации сохраняет закрытое состояние. После закрывания транзисторных ключей 4, 52 54 в процессе регулирования напряжения бортовой сети исключается возможность открывания транзистора 9 сигнализации, а конденсатор 15 сигнализации быстро заряжается через обмотку возбуждения генератора, зарядоограничительный резистор 16 и диод 14. Далее процессы в схеме сигнализации повторяются, в результате чего с момента выхода регулируемого напряжения на номинальный уровень транзистор 9 сигнализации не открывается, а индикатор находится в состоянии "зарядка". Если по каким-либо причинам, например, вследствие проскальзывания приводного ремня генератора, увеличения переходных сопротивлений в цепях питания регулятора, снижения оборотов холостого хода двигателя качество электроэнергии в бортовой сети и соответственно условия зарядки аккумуляторной батареи существенно ухудшаются из-за снижения частоты автоколебаний в системе электроснабжения, например, до 15 Гц и менее, индикатор зарядки аккумуляторной батареи переходит в режим "мигания" с упомянутой частотой автоколебаний, указывая на отклонения от нормы в системе электроснабжения. The time constant of the discharge circuit of the signaling capacitor 15 is selected such that for a limited period of time the open state of the power transistor switches 4, 52 54, the signaling transistor 9 maintains a closed state. After closing the transistor switches 4, 52 54 in the process of regulating the voltage of the on-board network, the signaling transistor 9 cannot be opened, and the signaling capacitor 15 is quickly charged through the generator excitation coil, charge-limiting resistor 16 and diode 14. Further, the processes in the signaling circuit are repeated, resulting in the moment the controlled voltage reaches the nominal level, the alarm transistor 9 does not open, and the indicator is in the "charging" state. If for some reason, for example, due to slipping of the alternator drive belt, an increase in the transient resistances in the power supply circuits of the regulator, a decrease in the engine idle speed, the quality of electric power in the on-board network and, accordingly, the battery charging conditions significantly deteriorate due to a decrease in the frequency of self-oscillations in the power supply system , for example, up to 15 Hz or less, the battery charge indicator goes into "blink" mode with the said self-oscillation frequency, indicating a deviation from the norm in the power supply system.

Возникновение режима периодического переключения индикатора обусловлено тем, что при низкой частоте автоколебаний и соответственно низкой частоте переключения регулятора время открытого состояния силовых транзисторных ключей 4, 52.54 превышает время удержания транзистора 9 сигнализации в закрытом состоянии с помощью цепочки 12, 13 и 15. В результате периодического открывания транзистора 9 сигнализации также периодически изменяет состояния индикатор зарядки аккумуляторной батареи. The occurrence of the regime of periodic switching of the indicator is due to the fact that, at a low frequency of self-oscillations and, accordingly, a low switching frequency of the regulator, the open time of the power transistor switches 4, 52.54 exceeds the holding time of the alarm transistor 9 in the closed state using chains 12, 13 and 15. As a result of periodic opening The alarm transistor 9 also periodically changes the state of the battery charge indicator.

Обусловлено это следующим. При возникновении импульса перенапряжения выходной ток измерительного органа 1 резко возрастает, промежуточный транзистор 7 открывается, а силовые транзисторные ключи 4, 52 54 закрываются. В обмотке возбуждения генератора возникает ЭДС- самоиндукции, и к переходам коллектор-эмиттер транзистора сигнализации 9 через резистор 11 и индикатор зарядки аккумуляторной батареи прикладывается инверсное напряжение, ограничиваемое гасящим диодом 6 до одного Вольта. Данное значение инверсного напряжения является абсолютно безопасным для транзистора 9 сигнализации, что исключает возможность пробоя его переходов коллектор-эмиттер. Кроме того, исключены и пробои переходов коллектор-база и база-эмиттер, так как сопротивление базового резистора 13 несоизмеримо больше сопротивления коллекторной и эмиттерной нагрузки транзистора 9 сигнализации и ограничивает мощность на указанных p-n-переходах до безопасных значений. This is due to the following. When an overvoltage pulse occurs, the output current of the measuring body 1 increases sharply, the intermediate transistor 7 opens, and the power transistor switches 4, 52 54 are closed. EMF self-induction occurs in the excitation winding of the generator, and an inverse voltage is applied to the collector-emitter junctions of the alarm transistor 9 through the resistor 11 and the battery charging indicator, limited by the quenching diode 6 to one Volt. This value of the inverse voltage is absolutely safe for the alarm transistor 9, which eliminates the possibility of breakdown of its collector-emitter junctions. In addition, breakdowns of the collector-base and base-emitter junctions are excluded, since the resistance of the base resistor 13 is incommensurably greater than the collector and emitter load resistance of the signaling transistor 9 and limits the power at the indicated pn junctions to safe values.

Таким образом, использование предлагаемых регуляторов напряжения генератора позволяет повысить надежность в связи с уменьшением мощности рассеивания на силовом транзисторном ключе путем распределения ее на нескольких силовых транзисторных ключах. Так, в первом предлагаемом регуляторе рассеиваемая мощность равномерно распределяется между двумя силовыми транзисторными ключами, а во втором между четырьмя. Кроме того, в предлагаемых устройствах исключается самовозбуждение каскадов, так как все формирователи управляющих импульсных сигналов работают в жестких режимах с насыщающимися транзисторами, что также повышает надежность регулятора. Thus, the use of the proposed generator voltage regulators can improve reliability due to a decrease in the dissipation power on the power transistor key by distributing it on several power transistor switches. So, in the first proposed regulator, the dissipated power is evenly distributed between the two power transistor switches, and in the second between four. In addition, the proposed devices exclude self-excitation of cascades, since all the drivers of the control pulse signals operate in hard modes with saturable transistors, which also increases the reliability of the controller.

Использование изобретения дает возможность создавать высоконадежные регуляторы напряжения генератора, а введенные в схему элементы легко реализуются в микроэлектронном исполнении. Using the invention makes it possible to create highly reliable voltage regulators of the generator, and the elements introduced into the circuit are easily implemented in microelectronic design.

Claims

1. The voltage regulator of the generator, containing a measuring body connected between the first and second power leads intended for connection to the output terminals of the generator, a first power transistor switch connected between the second power lead and the output terminal of the regulator associated with the first power lead through the back-off blanking a diode, an intermediate transistor connected by a base to the output of the measuring body, an emitter to the second power output, a collector through the first resistor to the first power output, tra alarm resistor, connected by a collector to the regulator output, intended to be connected to the battery charging indicator, an emitter to the output of the regulator through a second resistor, base to the middle output of the resistive voltage divider, connected by the first extreme output to the second power output through a directly connected diode and to the output the regulator output through an alarm capacitor and a charge limiting resistor, and the second end pin to the first power output, the first limiting resistor p connected to the collector of the intermediate transistor by the first output, characterized in that a multivibrator is inserted in it, made on two switching transistors, the collectors of which are connected to the first power output via the corresponding collector resistors and parallel connected shunt resistors and base-emitter junctions of the corresponding current-setting transistors, base to the middle terminals of the corresponding RC circuits connected by resistor leads to the first power output and capacitive to respectively to to the collectors of other switching transistors, and the emitters to the second power output, two transistor switches, the power circuits of which are connected in parallel to the base-emitter junctions of the current-setting transistors, and the control terminals are respectively connected to the second terminal of the first limiting resistor and the second to the intermediate transistor collector through the second limiting resistor the second power transistor switch connected by power circuits parallel to the power circuits of the first power transistor switch, two For further resistive voltage divider, the first extreme conclusions which are connected to the second terminal of the power supply, the collectors corresponding to the second voltage driving the transistors, and the intermediate tap to the respective control terminals of power semiconductor switches.

2. The voltage regulator of the generator, containing a measuring body, connected between the first and second power leads intended for connection to the output terminals of the generator, a power transistor switch, connected between the second power lead and the output terminal of the regulator, connected with the first power output through the back-on blanking diode , an intermediate transistor connected by a base to the output of the measuring body, an emitter to a second power output, a collector through a first resistor to a first power output, a transistor alarm, connected by the collector to the regulator output, intended for connection to the battery charging indicator, the emitter to the output of the regulator through the second resistor, base to the middle output of the resistive voltage divider, connected by the first extreme output to the second power output through the directly connected diode and to the output output regulator through an alarm capacitor and a charge limiting resistor, and a second terminal to the first power output, the first limiting resistor, sub made by the first output to the collector of the intermediate transistor, characterized in that two multivibrators are introduced into it, the first of which is made on switching transistors of the first pair, the collectors of which are connected to the collector resistors and parallel-connected shunt resistors and base-emitter junctions of the corresponding current-setting transistors the first power output, the base to the middle terminals of the corresponding RC circuits of the first pair, the resistor terminals of which are connected to the first power output capacitance, respectively, with collectors of other switching transistors of the first pair, and emitters to the second power output, the second multivibrator is made on switching transistors of the second pair, whose collectors are connected to the first power output through the collector resistive voltage dividers, the base to the middle terminals of the corresponding RC circuits the second pair, the resistor terminals of which are connected to the first power output, and capacitive, respectively, with the collectors of other switching transistors of the second pair, and uh itters to the second power output, a synchronizing element consisting of two diodes and two differentiating RC circuits, the capacitive terminals of which are connected to the collector of one of the switching transistors of the first pair, the middle outputs through the back-connected diodes to the bases, and the resistive leads to the collectors of the corresponding switching transistors the second pair, four transistor switches, the first power terminals of which are pairwise combined, respectively, the first with the third and second with the fourth and are respectively connected to the collector amps of lead-in transistors, control leads, respectively, of the first and second to the middle terminal of the first collector resistive divider, and the third and fourth to the middle terminal of the second collector resistive voltage divider, four additional resistor voltage dividers, the first extreme conclusions of which are connected to the second power output, the second extreme conclusions to the second power terminals of the respective transistor switches, three additional power transistor switches connected by parallel power circuits on the power circuits of the first power transistor switch, the middle terminals of the additional resistive voltage dividers are connected to the control terminals of the corresponding power transistor switches, two control switches, the power terminals of which are connected in parallel with the base-emitter current-carrying transistors, and the control terminals, respectively, the first control switch is connected to the second terminal of the first limiting resistor, and the second with the collector of the intermediate transistor through the second limiting resistor.