RU2104611C1

RU2104611C1 - Voltage regulator of generator power supply

Info

Publication number: RU2104611C1
Application number: RU96119204A
Authority: RU
Inventors: Лев Григорьевич Галактионов; Сергей Иванович Мутылин; Вячеслав Валерьевич Шафиркин; Александр Сергеевич Салов; Григорий Львович Галактионов; Михаил Львович Галактионов
Original assignee: Лев Григорьевич Галактионов; Сергей Иванович Мутылин; Вячеслав Валерьевич Шафиркин; Александр Сергеевич Салов; Григорий Львович Галактионов; Михаил Львович Галактионов
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-02-10

Abstract

FIELD: power supplied for automotive ac generators. SUBSTANCE: voltage regulator is provided with two switching transistors 31, 32, fourth collector resistor 33, two RC circuits 34, 35 and 36, 37, and shunt resistor 41; all these newly inserted parts, together with third collector resistor 25 and second shunt resistor 30, form multivibrator generating control pulse signals. The latter are control led by first transistor switch 20 and by newly introduced second power transistor switch 39. So, power dissipation in proposed regulator is uniform and takes place on two power transistor switches 20, 39 which, consequently, reduces failure probability caused by overheating of each of them. In addition, reliable self-excitation of generator power supply is ensured at low output voltage when operating without storage battery at low output voltage. EFFECT: improved reliability of voltage regulator; reduced power requirement of measuring and auxiliary stages. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения транспортных средств, и может быть использовано в системах регулирования напряжения генераторов переменного и постоянного токов. The invention relates to electrical engineering, in particular to power supply systems of vehicles, and can be used in voltage control systems for alternating and direct current generators.

Известны регуляторы напряжения генератора, содержащие измерительный орган, транзисторные элементы регулирования и управления тока в цепи обмотки возбуждения генератора [1]. 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].

Наиболее близким по совокупности признаков из них является регулятор напряжения генераторного источника питания, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соответственно через первый и второй коллекторные резисторы соединены с выводом регулятора напряжения для подключения вывода первой полярности генераторного источника питания, а эмиттеры соединены с коллектором третьего транзистора, подключенного эмиттером через токозадающий резистор, а базой - через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу регулятора напряжения для подключения вывода второй полярности генераторного источника питания, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, делитель напряжения, крайние выводы которого подсоединены между выводами регулятора напряжения для подключения выводов первой и второй полярности генераторного источника питания, а средний вывод связан с базой второго транзистора, первый токоограничительный резистор, подключенный между выводом регулятора напряжения для подключения к выводу первой полярности генераторного источника питания и базой первого транзистора, силовой транзисторный ключ, один из силовых выводов которого связан с выводом регулятора напряжения для подключения к выводу одной из полярностей генераторного источника питания, а другой - с выводом регулятора напряжения для подключения к обмотке возбуждения генераторного источника питания и с выводом регулятора напряжения для подключения вывода второй полярности генераторного источника питания через обратно включенный гасящий диод, четвертый транзистор, коллектор которого подключен к базе силового транзисторного ключа и через второй токоограничительный резистор - к выводу регулятора напряжения для подключения вывода второй полярности генераторного источника питания, эмиттером - к выводу регулятора напряжения для подключения вывода первой полярности генераторного источника питания, а базой - к коллектору второго транзистора через третий токоограничительный резистор, параллельно базо-эмиттерным переходам четвертого транзистора и силового транзисторного ключа подключены шунтирующие резисторы, а между базами первого и второго транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы [2]. The closest in the set of characteristics of them is the voltage regulator of the generator power supply, containing the first and second transistors, the collectors of which, respectively, through the first and second collector resistors are connected to the output of the voltage regulator to connect the output of the first polarity of the generator power source, and the emitters are connected to the collector of the third transistor connected by the emitter through a current-setting resistor, and the base through the first source of the reference voltage, made in the form of non-linear a different element to the output of the voltage regulator for connecting the output of the second polarity of the generator power source, the second reference voltage source, made in the form of a zener diode, connected between the bases of the first and third transistors, a voltage divider, the extreme ends of which are connected between the terminals of the voltage regulator to connect the terminals of the first and the second polarity of the generator power supply, and the middle terminal is connected to the base of the second transistor, the first current-limiting resistor connected between the output of the voltage regulator for connecting to the output of the first polarity of the generator power supply and the base of the first transistor, a power transistor switch, one of the power outputs of which is connected to the output of the voltage regulator to connect to the output of one of the polarities of the generator power supply, and the other to the output of the voltage regulator for connection to the excitation winding of the generator power source and with the output of the voltage regulator to connect the output of the second polarity of the generator power supply cut back on the quenching diode, the fourth transistor, the collector of which is connected to the base of the power transistor switch and through the second current-limiting resistor to the output of the voltage regulator to connect the output of the second polarity of the generator power supply, the emitter to the output of the voltage regulator to connect the output of the first polarity of the generator power source and the base to the collector of the second transistor through the third current-limiting resistor, parallel to the base-emitter junctions of the fourth trans ora power transistor switch and shunt connected resistors, and between the bases of the first and second transistors and parallel to the control inputs of the transistors included filtering capacitors [2].

Недостатком данного регулятора, а также приведенных выше известных устройств, является то, что рассеивание мощности в нем происходит на одном силовом транзисторном ключе, что повышает вероятность отказа его из-за перегрева, что особенно сказывается при малой частоте вращения ротора, так как при этом требуется повышенная величина силы тока в обмотке возбуждения генератора, которая уменьшается с увеличением частоты вращения ротора. The disadvantage of this controller, as well as the above-mentioned known devices, is that the power dissipation in it occurs on one power transistor key, which increases the likelihood of failure due to overheating, which is especially true for a low rotor speed, since this requires increased magnitude of the current in the excitation winding of the generator, which decreases with increasing rotor speed.

Задачей изобретения является повышение надежности устройства путем уменьшения рассеивания мощности на одном силовом транзисторном ключе за счет равномерного распределения ее на двух силовых транзисторных ключах, при этом учитывается особенность прототипа, а именно наряду со снижением потребления питания измерительным и промежуточным каскадами обеспечивается надежное самовозбуждение генераторного источника питания в режиме малого выходного напряжения и работы без аккумуляторной батареи и малом выходном напряжении. The objective of the invention is to increase the reliability of the device by reducing power dissipation on one power transistor key due to its uniform distribution on two power transistor switches, taking into account the peculiarity of the prototype, namely, along with reducing power consumption by measuring and intermediate stages, reliable self-excitation of the generator power source is ensured in low output voltage mode and operation without battery and low output voltage.

Указанная задача решается тем, что в регулятор напряжения генераторного источника питания, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соответственно подключены: первого транзистора через первый коллекторный резистор к выводу регулятора напряжения для подключения вывода первой полярности генераторного источника питания и второго - к первому выводу второго коллекторного резистора, а эмиттеры - к коллектору третьего транзистора, подключенного эмиттером через токозадающий резистор, а базой - через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу регулятора напряжения для подключения вывода второй полярности генераторного источника питания, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, делитель напряжения, крайние выводы которого подсоединены между выводами регулятора напряжения для подключения выводов первой и второй полярности генераторного источника питания, а средний вывод связан с базой второго транзистора, первый токоограничительный резистор, подключенный между выводом регулятора напряжения для подключения к выводу первой полярности генераторного источника питания и базой первого транзистора, первый силовой транзисторный ключ, один из силовых выводов которого связан с выводом регулятора напряжения для подключения вывода первой полярности генераторного источника питания, а другой - с выводом регулятора напряжения для подключения к обмотке возбуждения генераторного источника питания и с выводом регулятора напряжения для подключения вывода второй полярности генераторного источника питания через обратно включенный гасящий диод, четвертый транзистор, коллектор которого подключен к базе первого силового транзисторного ключа и к первому выводу третьего коллекторного резистора, эмиттером - к выводу регулятора напряжения для подключения вывода первой полярности генераторного источника питания, а базой - к коллектору второго транзистора через второй токоограничительный резистор, причем параллельно базо-эмиттерным переходам четвертого транзистора и силового транзисторного ключа подключены соответственно первый и второй шунтирующие резисторы, а между базами первого и второго транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы, согласно изобретению в него введены два переключающихся транзистора, коллекторы которых соответственно подключены: первого переключающего транзистора к второму выводу третьего коллекторного резистора и второго - к первому выводу четвертого коллекторного резистора, базы - к средним выводам соответствующих RC-цепочек, подключенных резисторными выводами к выводу регулятора напряжения для подключения вывода первой полярности генераторного источника питания и емкостными соответственно - к коллекторам других переключающихся транзисторов, а эмиттеры - к выводу регулятора напряжения для подключения вывода второй полярности генераторного источника питания, второй силовой транзисторный ключ, силовые выводы которого соединены с соответствующими силовыми выводами первого силового транзисторного ключа, пятый транзистор, коллектор которого подключен к базе второго силового транзисторного ключа и к второму выводу четвертого коллекторного резистора, эмиттером - к выводу регулятора напряжения для подключения вывода первой полярности генераторного источника питания, а базой - к второму выводу второго коллекторного резистора, причем параллельно базо-эмиттерным переходам пятого транзистора и второго силового транзисторного ключа подключены соответственно третий и четвертый шунтирующие резисторы. This problem is solved in that in the voltage regulator of the generator power supply, containing the first and second transistors, the collectors of which are respectively connected: the first transistor through the first collector resistor to the output of the voltage regulator to connect the output of the first polarity of the generator power source and the second to the first output of the second collector resistor, and emitters - to the collector of the third transistor, connected by the emitter through a current-setting resistor, and the base - through the first source of reference o voltage, made in the form of a nonlinear element, to the output of the voltage regulator to connect the output of the second polarity of the generator power source, the second reference voltage source, made in the form of a zener diode, connected between the bases of the first and third transistors, a voltage divider, the extreme ends of which are connected between the terminals of the regulator voltage for connecting the terminals of the first and second polarity of the generator power source, and the middle terminal is connected to the base of the second transistor, the first current boundary an output resistor connected between the output of the voltage regulator to connect to the output of the first polarity of the generator power source and the base of the first transistor, the first power transistor switch, one of the power outputs of which is connected to the output of the voltage regulator to connect the output of the first polarity of the generator power source, and the other to the output of the voltage regulator to connect to the excitation winding of the generator power source and the output of the voltage regulator to connect the output of the second polar the generator power source through a reverse-connected quenching diode, a fourth transistor, the collector of which is connected to the base of the first power transistor switch and to the first output of the third collector resistor, by the emitter to the output of the voltage regulator to connect the output of the first polarity of the generator power source, and the base to the collector the second transistor through the second current-limiting resistor, and parallel to the base-emitter junctions of the fourth transistor and the power transistor switch the first and second shunt resistors, respectively, and filter capacitors are included between the bases of the first and second transistors and parallel to the control inputs of these transistors, according to the invention two switching transistors are introduced into it, the collectors of which are respectively connected: the first switching transistor to the second terminal of the third collector resistor and the second - to the first terminal of the fourth collector resistor, the base - to the middle terminals of the corresponding RC circuits connected by resistor water to the output of the voltage regulator to connect the output of the first polarity of the generator power supply and capacitive, respectively, to the collectors of other switching transistors, and emitters to the output of the voltage regulator to connect the output of the second polarity of the generator power supply, the second power transistor switch, the power terminals of which are connected to the corresponding power leads of the first power transistor switch, the fifth transistor, the collector of which is connected to the base of the second power transistor key to the second output of the fourth collector resistor, the emitter to the output of the voltage regulator to connect the output of the first polarity of the generator power supply, and the base to the second output of the second collector resistor, and parallel to the base-emitter junctions of the fifth transistor and the second power transistor key are connected respectively third and fourth shunt resistors.

На фиг. 1 представлена функциональная схема регулятора напряжения (РН) генераторного источника питания (ГИП); на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. In FIG. 1 is a functional diagram of a voltage regulator (LV) of a generator power supply (ISU); in FIG. 2 is a timing diagram of its operation.

ГИП включает в себя генератор переменного тока с обмоткой якоря 1, силовые выводы которой подключены к входу выпрямителя 2, выполненного двумя группами диодов 3, 4. К выходу выпрямителя 2 подключены аккумуляторная батарея 5, потребители напряжения 6 и выводы 7, 8 для подключения к выводам первой и второй полярностей ГИП. The ISU includes an alternator with an armature winding 1, the power leads of which are connected to the input of the rectifier 2, made by two groups of diodes 3, 4. A battery 5, voltage consumers 6, and terminals 7, 8 are connected to the output of the rectifier 2 to connect to the terminals first and second polarities of the ISU.

РН ГИП содержит первый 9 и второй 10 транзисторы, коллекторы которых соответственно первого 9 через первый коллекторный резистор 11 соединен с выводом 7 для подключения вывода первой полярности ГИП и второго 10 - с первым выводом второго коллекторного резистора 12, а эмиттеры - через стабилизатор тока 13 с выводом 8 для подключения вывода второй полярности ГИП. База первого транзистора 9 подключена к первому выводу второго источника 14 опорного напряжения, выполненного в виде стабилитрона, и к первому выводу первого токоограничительного резистора 15. The ISU PH contains the first 9 and second 10 transistors, the collectors of which, respectively, of the first 9 through the first collector resistor 11 are connected to terminal 7 for connecting the output of the first ISU polarity and second 10 to the first output of the second collector resistor 12, and emitters through a current regulator 13 s pin 8 for connecting the pin of the second polarity of the ISU. The base of the first transistor 9 is connected to the first output of the second reference voltage source 14, made in the form of a zener diode, and to the first output of the first current-limiting resistor 15.

РН ГИП включает также делитель напряжения на резисторах 16, 17, крайние выводы которого подключены между выводами 7, 8 РН для подключения к выводам ГИП, а средний связан с базой второго транзистора 10. Четвертый транзистор 18 подключен эмиттером к выводу 7 РН для подключения к выводу первой полярности ГИП, базой связан с коллектором второго транзистора 10 через второй токоограничительный резистор 19, а коллектором - с базой первого силового транзисторного ключа 20, силовые выводы которого предназначены для связи через обмотку возбуждения 21 ГИП с источником питания указанной обмотки возбуждения. The ISU PH also includes a voltage divider across the resistors 16, 17, the extreme terminals of which are connected between the terminals 7, 8 of the PH to connect to the terminals of the ISU, and the middle one is connected to the base of the second transistor 10. The fourth transistor 18 is connected by an emitter to the terminal 7 of the PH for connecting to the terminal of the first polarity of the ISU, the base is connected to the collector of the second transistor 10 through the second current-limiting resistor 19, and the collector is connected to the base of the first power transistor switch 20, the power terminals of which are designed for communication through the excitation winding 21 of the ISU with a power supply source of the specified field winding.

Первый источник опорного напряжения 22 выполнен в виде нелинейного элемента и подключен первым выводом к выводу 8 РН для подключения к выводу второй полярности ГИП, а вторым выводом - к второму выводу второго источника опорного напряжения 14 так, что полярности второго вывода второго источника опорного напряжения 14 и второго вывода первого источника опорного напряжения 22 противоположны по знаку. The first reference voltage source 22 is made in the form of a nonlinear element and is connected by the first output to the PH terminal 8 for connecting to the terminal of the second GUI polarity, and by the second terminal to the second terminal of the second reference voltage source 14 so that the polarity of the second terminal of the second reference voltage source 14 and the second output of the first reference voltage source 22 are opposite in sign.

Стабилизатор тока 13 выполнен в виде токозадающего резистора 23 и третьего транзистора 24, причем третий транзистор 24 подключен коллектором к эмиттерам транзисторов 9, 10, эмиттером через токозадающий резистор 23 - к выводу 8 РН для подключения второй полярности ГИП, а базой - к второму выводу второго источника 14 опорного напряжения. The current stabilizer 13 is made in the form of a lead-in resistor 23 and a third transistor 24, and the third transistor 24 is connected by a collector to the emitters of transistors 9, 10, the emitter through a lead-in resistor 23 to terminal 8 of the PH to connect the second polarity of the ISU, and the base to the second terminal of the second source 14 of the reference voltage.

Второй вывод первого токоограничительного резистора 15 подключен к выводу 7 РН для подключения к выводу первой полярности ГИП. Эмиттер четвертого транзистора 18 связан с эмиттером первого силового транзисторного ключа 20, база которого подключена к первому выводу третьего коллекторного резистора 25. The second terminal of the first current-limiting resistor 15 is connected to terminal 7 of the PH for connecting to the terminal of the first polarity of the ISU. The emitter of the fourth transistor 18 is connected to the emitter of the first power transistor switch 20, the base of which is connected to the first output of the third collector resistor 25.

Между базами первого 9 и второго 10 транзисторов параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы 26, 27, 28. Параллельно базо-эмиттерным переходам четвертого транзистора 18 и первого силового транзисторного ключа 20 подключены шунтирующие резисторы 29, 30. Between the bases of the first 9 and second 10 transistors, filter capacitors 26, 27, 28 are connected in parallel with the control inputs of these transistors. Shunt resistors 29, 30 are connected in parallel with the base-emitter junctions of the fourth transistor 18 and the first power transistor switch 20.

Одновременно в РН ГИП входят два переключающихся транзистора 31, 32, четвертый коллекторный резистор 33, две RC-цепочки 34, 35 и 36, 37, пятый транзистор 38, второй силовой транзисторный ключ 39 и шунтирующие резисторы 40 и 41. At the same time, the ISU PH includes two switching transistors 31, 32, a fourth collector resistor 33, two RC circuits 34, 35 and 36, 37, a fifth transistor 38, a second power transistor switch 39, and shunt resistors 40 and 41.

Эмиттеры переключающихся транзисторов 31, 32 подключены к выводу 8 РН для подключения второй полярности ГИП, базы - к средним выводам соответственно первой 34, 35 и второй 36, 37 RC-цепочек, подключенных резисторными выводами к выводу 7 РН для подключения вывода первой полярности ГИП и емкостными соответственно - к коллекторам других переключающихся транзисторов 32, 31, а коллекторы соответственно - первого переключающего транзистора 31 к второму выводу третьего коллекторного резистора 25 и второго 32 - к первому выводу четвертого коллекторного резистора 33, второй вывод которого соединен с коллектором пятого транзистора 38 и с базой второго силового транзисторного ключа 39, силовые выводы которого соединены с соответствующими силовыми выводами первого силового транзисторного ключа 20. Эмиттер пятого транзистора 38 подключен к выводу 7 РН для подключения вывода первой полярности ГИП, а база - к второму выводу второго коллекторного резистора 12. The emitters of switching transistors 31, 32 are connected to terminal 8 of the PH for connecting the second polarity of the GUI, the base to the middle terminals of the first 34, 35 and second 36, 37 RC circuits, respectively, connected by resistor leads to terminal 7 of the PH for connecting the terminal of the first polarity of the GUI and capacitive, respectively, to the collectors of other switching transistors 32, 31, and the collectors, respectively, of the first switching transistor 31 to the second output of the third collector resistor 25 and the second 32 to the first output of the fourth collector resistor RA 33, the second terminal of which is connected to the collector of the fifth transistor 38 and to the base of the second power transistor switch 39, the power terminals of which are connected to the corresponding power terminals of the first power transistor switch 20. The emitter of the fifth transistor 38 is connected to terminal 7 of the PH to connect the lead of the first polarity of the ISU , and the base - to the second output of the second collector resistor 12.

Параллельно базо-эмиттерным переходам пятого транзистора 38 и второго силового транзисторного ключа 39 подключены соответственно третий и четвертый шунтирующие резисторы 40, 41, а обмотка 21 возбуждения ГИП зашунтирована гасящим диодом 42. Parallel to the base-emitter junctions of the fifth transistor 38 and the second power transistor switch 39, the third and fourth shunt resistors 40, 41 are connected, respectively, and the GUI excitation winding 21 is shunted by the quenching diode 42.

Сумма напряжений установок первого и второго источников опорного напряжения должна составлять 0,4...0,7 от номинального напряжения ГИП, а уставка первого источника опорного напряжения должна быть равна 0,3...1,5 от уставки второго источника опорного напряжения. The sum of the voltage of the installations of the first and second sources of reference voltage should be 0.4 ... 0.7 of the nominal voltage of the ISU, and the setting of the first source of reference voltage should be 0.3 ... 1.5 of the setting of the second source of reference voltage.

ГИП с предложенным РН работает следующим образом. The ISU with the proposed pH works as follows.

При вращении генератора переменного тока на выходе его обмотки якоря 1 возникает переменное напряжение, преобразуемое в постоянное напряжение выпрямителем 2 и подаваемое на аккумуляторную батарею 5 и потребители 6. When the alternator rotates at the output of its armature winding 1, an alternating voltage arises, converted to direct voltage by the rectifier 2 and supplied to the battery 5 and consumers 6.

Выходное напряжение ГИП поддерживается постоянным изменением величины тока возбуждения ГИП посредством РН ГИП. The output voltage of the ISU is supported by a constant change in the value of the excitation current of the ISU by means of the ISU PH.

В процессе работы РН ГИП дифференциальный усилитель, выполненный на первом 9 и втором 10 транзисторах, осуществляется сравнение напряжения уставки - напряжения первого и второго источников опорного напряжения 14, 22, подаваемого на базу первого транзистора 9, с сигналом, пропорциональным выходному напряжению ГИП, снимаемым с резистора 17 и подаваемым на базу второго транзистора 10. In the process of operation of the ISU PH, the differential amplifier made on the first 9 and second 10 transistors compares the set voltage — the voltages of the first and second sources of the reference voltage 14, 22 supplied to the base of the first transistor 9 with a signal proportional to the output voltage of the ISU taken from resistor 17 and supplied to the base of the second transistor 10.

В режиме нормальной работы РН ГИП при выходном напряжении ГИП, меньшем напряжения уставки РН, напряжение на эмиттер-базовом переходе второго транзистора 10 меньше, чем напряжение на эмиттер-базовом переходе первого транзистора 10. Первый транзистор 9 открыт, а второй транзистор 10 закрыт. Цепь управления четвертого 18 и пятого 38 транзисторов разомкнута и последние находятся в состоянии отсечки. In the normal mode of operation of the ISU LV, when the ISU output voltage is lower than the LV setpoint voltage, the voltage at the emitter-base junction of the second transistor 10 is less than the voltage at the emitter-base junction of the first transistor 10. The first transistor 9 is open and the second transistor 10 is closed. The control circuit of the fourth 18 and fifth 38 transistors is open and the latter are in a cut-off state.

Мультивибратор, выполненный на двух переключающихся транзисторах 31, 32, коллекторы которых соответственно через коллекторные резисторы 25, 33 и шунтирующие резисторы 33, 30, параллельно соединенные с базо-эмиттерными переходами силовых транзисторных ключей 20, 39, подключены к выводу 7 РН для подключения вывода первой полярности ГИП, базы - к средним выводам первой 34, 35 и второй 36, 37 RC-цепочек, подключенных резисторными выводами к выводу 7 РН для подключения вывода первой полярности ГИП и емкостными соответственно - к коллекторам переключающихся транзисторов 32, 31, а эмиттеры - к выводу 8 РН для подключения вывода второй полярности ГИП, генерирует импульсные сигналы (фиг. 2,а,б), которые через коллекторные резисторы 25, 33 подаются на базы силовых транзисторных ключей 20 и 39 (фиг. 2,в,г) для управления их работой. В режиме нормальной работы РН ГИП, когда четвертый 18 и пятый 38 транзисторы находятся в состоянии отсечки (фиг. 2,д), импульсные сигналы включают поочередные силовые транзисторные ключи 20 и 39, поддерживая этим непрерывное протекание тока через обмотку возбуждения ГИП (фиг. 2, е). Непрерывности протекания тока способствует инерционность работы силовых транзисторных ключей 31, 32 в импульсном режиме, так как время выключения транзисторов в несколько раз превышает время включения. Это приводит к перекрытию импульсных выходных токов, что обеспечивает "мягкое" включение силовых транзисторных ключей 31, 32, 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 31, 32 не наблюдается. Таким образом, РН ГИП работает до момента времени t1 (фиг. 2,д), пока четвертый 18 и пятый 38 транзисторы закрыты. С ростом напряжения на выходе ГИП, когда это напряжение достигает напряжения уставки РН, соотношение напряжений на базо-эмиттерных переходах первого 9 и второго 10 транзисторов меняется на обратное. При этом первый транзистор 9 закрывается, а второй транзистор 10 открывается и возникший ток управления через резисторы 12, 19 поступает в базы четвертого 18 и пятого 38 транзисторов и открывает их, шунтируя этим управляющие переходы силовых транзисторных ключей 20 и 39, запирая последние в момент времени t1 (фиг. 2,е). Ток в цепи обмотки 21 возбуждения ГИП, замыкаясь через шунтирующий гасящий диод 42, уменьшается, что вызывает уменьшение выходного напряжения ГИП, которое в момент времени t2 (фиг. 2,д) становится меньше напряжение уставки РН и соотношение напряжений на базо-эмиттерных переходах первого 9 и второго 10 транзисторов меняется на обратное, т.е. первоначальное состояние. Процесс повторяется периодически, в результате чего выходное напряжение ГИП поддерживается на номинальном уровне. Использование двух поочередно работающих силовых транзисторных ключей 20 и 39 в определенных интервалах времени, которые задаются временными параметрами мультивибратора, выполненного на переключающихся транзисторах 31 и 32, позволяет равномерно поровну распределить рассеиваемую мощность на них и этим повысить надежность устройства. A multivibrator made on two switching transistors 31, 32, the collectors of which are respectively through collector resistors 25, 33 and shunt resistors 33, 30, connected in parallel with the base-emitter junctions of the power transistor switches 20, 39, are connected to terminal 7 of the PH to connect the output of the first ISU polarity, the base - to the middle terminals of the first 34, 35 and second 36, 37 RC circuits connected by resistor leads to terminal 7 of the LV for connecting the ISU first polarity terminal and capacitive, respectively - to collectors of switching t ansistors 32, 31, and emitters to terminal 8 of the PH for connecting the GUI second polarity terminal generates pulse signals (Fig. 2, a, b), which are fed through the collector resistors 25, 33 to the bases of the power transistor switches 20 and 39 (Fig. . 2, c, d) to control their work. In the normal mode of operation of the ISU PH, when the fourth 18 and fifth 38 transistors are in the cutoff state (Fig. 2, e), the pulse signals turn on the alternate power transistor switches 20 and 39, thereby maintaining a continuous current flow through the ISU excitation winding (Fig. 2 , e). The continuity of the current flow contributes to the inertia of the power transistor switches 31, 32 in a pulsed mode, since the turn-off time of transistors is several times longer than the turn-on time. This leads to the overlapping of the pulse output currents, which provides a "soft" inclusion of power transistor switches 31, 32, i.e. the opening of each of them occurs at times when the previous one continues to remain open. Therefore, loss of fronts does not occur and additional heating of the power transistor switches 31, 32 is not observed. Thus, the ISU PH operates until the time t1 (Fig. 2, d), while the fourth 18 and fifth 38 transistors are closed. With increasing voltage at the output of the ISU, when this voltage reaches the voltage of the LV set point, the ratio of voltages at the base-emitter junctions of the first 9 and second 10 transistors changes to the opposite. In this case, the first transistor 9 is closed, and the second transistor 10 is opened and the control current that has arisen through the resistors 12, 19 enters the bases of the fourth 18 and fifth 38 transistors and opens them, thereby shunting the control transitions of the power transistor switches 20 and 39, locking the latter at the time t1 (Fig. 2, f). The current in the loop of the ISU excitation winding 21, closing through the shunt quenching diode 42, decreases, which causes a decrease in the output voltage of the ISU, which at time t2 (Fig. 2, d) becomes lower than the voltage of the pH setting and the voltage ratio at the base-emitter junctions of the first 9 and 10 second transistors is reversed, i.e. initial condition. The process is repeated periodically, as a result of which the output voltage of the ISU is maintained at a nominal level. The use of two alternately working power transistor switches 20 and 39 at specific time intervals, which are set by the time parameters of a multivibrator made on switching transistors 31 and 32, allows you to evenly distribute the dissipated power on them and thereby increase the reliability of the device.

Посредством первого источника опорного напряжения 22 на токозадающем резисторе 23 поддерживается постоянное напряжение, а следовательно, поддерживается постоянный ток через стабилизатор тока 13. Стабилизатор тока 13 обеспечивает быстрое изменение потенциала эмиттеров первого 9 и второго 10 транзисторов, что способствует ускорению перехода РН из одного состояния в другое. Таким образом, уменьшаются динамические потери в РН, уменьшается масса и габариты радиаторов, уменьшается перегрев РН, что обеспечивает высокую надежность его работы. Through the first source of the reference voltage 22, a constant voltage is maintained at the current-setting resistor 23, and therefore, a constant current is maintained through the current stabilizer 13. The current stabilizer 13 provides a quick change in the potential of the emitters of the first 9 and second 10 transistors, which helps to accelerate the transition of the pH from one state to another . Thus, the dynamic losses in the launch vehicle are reduced, the mass and dimensions of the radiators are reduced, the overheating of the launch vehicle is reduced, which ensures high reliability of its operation.

При работе регулятора в режиме начального возбуждения при отсутствии аккумуляторной батареи 5 и малом выходном напряжении ГИП тока базы третьего транзистора 23 отсутствует, так как напряжение ГИП недостаточно для протекания тока через второй источник опорного напряжения 14. В этом режиме третий транзистор 23 закрыт и дифференциальный усилитель не потребляет тока. Потребление РН в этом случае складывается из тока силовых транзисторных ключей 20, 39 и делителя напряжения на резисторах 16, 17. Ток потребления мал по величине, что облегчает начальное возбуждение ГИП при отсутствии аккумуляторной батареи. When the controller is in the initial excitation mode in the absence of a battery 5 and a small output voltage of the ISU, the current base of the third transistor 23 is absent, since the ISU voltage is insufficient for the current to flow through the second reference voltage source 14. In this mode, the third transistor 23 is closed and the differential amplifier is not consumes current. The PH consumption in this case is the sum of the current of the power transistor switches 20, 39 and the voltage divider on the resistors 16, 17. The consumption current is small in magnitude, which facilitates the initial excitation of the ISU in the absence of a battery.

Начальное самовозбуждение ГИП в указанном режиме обеспечивается протеканием тока от ГИП через выпрямитель 2, обмотку возбуждения 21 и открытые силовые транзисторные ключи 20 и 38 при минимальном напряжении ГИП, достаточном для открытия диодов выпрямителя 2. Открытие силовых транзисторных ключей 20 и 39 осуществляется базовыми токами, проходящими через открытые переключающие транзисторы 31, 32 и резисторы 25, 33. При выходном напряжении ГИП, равном порядка 0,6 В, мультивибратор, выполненный на переключающих транзисторах 31 и 32, начинает генерировать импульсные сигналы, которые поочередно включают силовые транзисторные ключи 20, 39 и этим поддерживают непрерывное протекание тока через обмотку возбуждения 21. Такое построение схемы РН позволяет наряду с снижением потребления питания измерительным и промежуточным каскадами обеспечить надежное самовозбуждение ГИП в режиме работы без аккумуляторной батареи. The initial self-excitation of the ISU in this mode is ensured by the flow of current from the ISU through the rectifier 2, the field winding 21 and the open power transistor switches 20 and 38 with a minimum voltage of the ISU sufficient to open the rectifier diodes 2. The opening of the power transistor switches 20 and 39 is carried out by the base currents passing through the open switching transistors 31, 32 and resistors 25, 33. With the output voltage of the ISU equal to about 0.6 V, a multivibrator made on the switching transistors 31 and 32 starts to generate pulse signals that alternately turn on the power transistor switches 20, 39 and thereby support the continuous flow of current through the field winding 21. Such a construction of the LV circuit allows, along with reducing power consumption by measuring and intermediate stages, to ensure reliable self-excitation of the ISU in operation without a battery.

Использование предлагаемого изобретения дает возможность создавать высоконадежные РН ГИП, которые легко реализуются в микроэлектронном исполнении. The use of the present invention makes it possible to create highly reliable pH ISU, which are easily implemented in microelectronic performance.

Claims

The voltage regulator of the generator power supply containing the first and second transistors, the collector of the first of which is connected to the output terminal of the first polarity of the generator power supply through the first collector resistor, and the collector of the second transistor is connected to the first output of the second collector resistor, emitters of the first and second transistors connected to the collector of the third transistor, connected by the emitter through a current-setting resistor, and the base through the first reference voltage source voltage, made in the form of a nonlinear element, to the output for connecting the output terminal of the second polarity of the generator power source, in addition, the second reference voltage source, made in the form of a zener diode, connected between the bases of the first and third transistors, a voltage divider, the extreme terminals of which are connected between the corresponding conclusions for connecting the output terminals of the first and second polarities of the generator power source, the middle terminal of the voltage divider is connected to the base of the second transistor, the first current-limiting resistor connected between the terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power supply and the base of the first transistor, the first power transistor switch, one of the power terminals of which is connected to the terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power source, and the other with the terminal for connection to the excitation winding of the generator power source and a terminal for connecting the output terminal of the second polarity of the generator power source through a reverse damping diode, a fourth transistor, the collector of which is connected to the base of the first power transistor switch and the first output of the third collector resistor, the emitter of the fourth transistor is connected to the output to connect the output terminal of the first polarity of the generator power source, and the base of the fourth transistor is connected to the collector of the second transistor through the second current-limiting resistor, and parallel to the base-emitter junctions of the fourth transistor and the power transistor switch n respectively, the first and second shunt resistors are connected, and between the bases of the first and second transistors, the first, second and third filtering capacitors are connected in parallel with the control inputs of each transistor, characterized in that two switching transistors are introduced, the collector of the first of which is connected to the second output of the third collector resistor, and the collector of the second to the first output of the fourth collector resistor, the base of the switching transistors connected to the middle terminals respectively RC circuits connected by resistor leads to the output for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power supply, the capacitive output of each RC circuit is connected to the collector of a switching transistor, the base of which is connected to the middle terminal of another RC circuit, the emitters of switching transistors are connected to the output for connecting the output terminal of the second polarity of the generator power source, in addition, the second power transistor switch, the power terminals of which are connected to the corresponding power terminals of the first power transistor switch, the fifth transistor, the collector of which is connected to the base of the second power transistor switch and the second terminal of the fourth collector resistor, the emitter to the terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power source, and the base to the second terminal of the second collector resistor, parallel to the base-emitter junctions of the fifth transistor and the second power transistor switch are connected, respectively, the third and fourth shunt resistors .