RU6096U1 - Регулятор напряжения генератора - Google Patents

Abstract

1. Регулятор напряжения генератора, содержащий силовой транзисторный ключ, включенный между первым выводом питания и выходным выводом устройства, связанным с вторым выводом питания через обратно включенный первый диод, промежуточный транзистор, подключенный коллектор-эмиттерным переходом параллельно управляющему входу силового транзисторного ключа, эмиттером - к первому выводу питания, коллектором через первый резистор, связанный с вторым выводом питания, входной транзистор с проводимостью, обратной проводимости промежуточного транзистора, подключенный эмиттером через опорный элемент к второму выводу питания, базой - к точке соединения второго резистора и третьего резистора, подключенного другим выводом к первому выводу питания, конденсатор, подключенный одним выводом через четвертый резистор к коллектору входного транзистора, другим выводом - к выходному выводу устройства, пятый резистор, подключенный одним выводом к базе промежуточного транзистора, другим выводом связанный с коллектором входного транзистора, отличающийся тем, что в него дополнительно ввдены первый и второй управляющие выводы устройства и шестой и седьмой резисторы, причем шестой резистор подключен между вторым выводом питания и точкой соединения первого управляющего вывода устройства с другим выводом второго резистора, а седьмой резистор подключен между эмиттером входного транзистора и вторым управляющим выводом устройства.2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что точка соединения конденсатора и четвертого резистора связана с первым выводом питания через обратно включенный второй диод.3. Регулятор по п.1, отличающийся тем, ч

Description

РЕГУЛЯТОР ЕАПРН1ШШ ГЕНЕРАТОРА

Полезная модель относится к области элeктpoтexIiшш, а mviGHHo к устройствам, работающим Б комплекте с генератором тока, и предназначенным для поддержания постоянства напряжения Б сети электропитания автомобилей, тракторов и других автономных объектов.

Известны устройства для регулирования напряжения генератора, содержащие транзисторный измерительный орган, промежуточный транзистор, силовой транзисторный ключ, цепь обратной связи PI3 последовательно соединённых резистора и конденсатора /1.2/.

Наиболее близким техническим рещением, выбранныгл в качестве прототипа, является регулятор напряжения / 2 /, содержащий силовой транзисторный ключ включённый между шшусовым выводом питания и выходным выводом регулятора связанным с плюсовым выводом питания черва обратно включённый гасящий диод, промежуточный транзистор, лодалючённый эмиттер-коллекторным переходом параллельно управлящбмдг входу силового транзисторного ключа, эмиттером - к минусовому выводу питания, коллектором через первый резистор - к плюсовому выводу питания, ЕХОДЫОЙ транзистор с проводимостью, обратной проводетюсти промежуточного транзистора, подключённый коллектором через второй резистор к базе промежуточного транзистора, базой связанный со средним выводом резистивного делителя напряжения, крайние выводы которого подсоединены к плюсовому и минусовому выводам питания, ЭАШттером через опорный элемент к плюсовому выводу питания, цепь обратной связи из последовательно соединённых резистора и конденсатора, подключённую одним выводом к выходнол у выводу регулятора, другим выводом - к коллектору входного транзистора.

Известный регулятор напряжения имеет недостаток, состоящМ в следующем.

При его использовании на автомобилях, у которых регулятор напряжения установлен в моторном отсеке, а аккумуляторная батарея расположена снаружи объекта, затруднительно обеспечить оптшу1альный режигл зарядки аккумуляторной батареи из-за существенных отль1чий температур окружащей среды для регулятора напряжения и аккумуляторной батареи. Напршлер, при температуре окружшадей среды минус в месте установки аккутугуляторной батареи в то же самое время температура окружащей срвды в месте установки регулятора напряжения при работающем двигателе может достигать значений плюс и более.

Отличие в тегшературах окружащей среды для регулятора напряжения и аккутлуляторнозй батареи, например, в SOC и более при использовании известного схемотехнического решения регулятора напряйсения не позволяет, обеспечить однозначную футтциональную зависшлость между уровнем регулируемого напряжения Е борт.м

-Уп /

- 3 -

сети и тбылературой электролита аккуи уляторной батареи, что сзщеотвенно сншкает ресурс аккумуляторной батареи.

Заявляемая полезная модель направлена на улучшение потребительских СЕоЁстЕ регулятора напряжения и расширение области его применения.

Указанный технический результат достигается тем, что Б регулятор напря}кения, содержащий силовой транзисторный ключ, включённый между пepвыIv1 выводом питания и выходным БЫЕОДОМ устройства связанны со вторым выводом питания через обратновключёНлЧый первый диод, промежуточный транзистор, подключённый коллектор-элшттерным переходом параллельно управляющег гу входу силового транзисторного ключа, эмиттером - к первому вьшоду питания, коллектором связанный со вторым выводом питания через первый резистор, входной транзистор с проводшюстыо, обратной проЕодцПЛОсти промежуто шого трак ЗРЮ тора, подключённый эмиттером через опорный элемент ко второму выводу питания, базой - к точке соедщнения второго резистора и третьего резистора, подключённого выводом к первому Еьшоду питания, конденсатор, подключённый одышл ЕЫЕОДОМ через четвёртый резистор к коллектору входного транзистора, другим выводом - к выходному выводу устройства, пятый резистор, подключённый ОДН1Ш выводом к базе промежуточного транзистора, друпш выводом связанный с коллектором входного транзистора , введены первый и второй управляющие выводы устройства и шестой и седьмой резисторы, шестой резистор подключён между вторыь- выводом питания и соединения первого упраалящего вывода устройства с друГИ1Л выводом второго резистора, а седьмой резистор по;дслючён между элшттером входного транзистора и вторым управляющи, выводов устройстЕа.

На фиг.I представлена схема регулятора напрялсения.

В состав регулятора напряжения входят следзшщие элбг,1снты. Силовой транзисторный ключ I, включённый мегчЦ}- перЕьп. ЕЫЕОДОМ 2.. питания и выходнил вьшодом 3 устройства, связаш-ibnvi со вторыгл вьшодом 4 питания черев обратно включённый первый диод 5. Проме куточный транзистор 6, подключённый коллектор-эшатторньш переходом параллельно управляющему входу силового транзисторного ключа I, эмиттером - к первому выводу 2 питания, коллектором связанный со вторым выводом 4 питания через первый резистор 7. входной транзистор 8 с проводимостью, обратной проводшаости промежуточного транзрютора 6, подключённый эмиттером через опорный элемент 9 ко второму вьшоду 4 питания, базой - к точке соединения втррого резистора 10 и третьего резистора II, подключённого другим выводом к первому выводу 2 питания. Конденсатор 12 цепи гибкой обратной связи, полдлючённый одним выводом через четвёртый резистор 13 к кол тектору входного. транзистора 8, другшл выводом - к выходному выводу 3 устройства. Пятый резистор 14, пода льзчённый выводом к базе промежуточного транзистора 6, други л вьшодом - к коллектору входного транзистора 8, Первый 15 и второй 16 управляющие выводы устройства, шестой 17 и седылой 18 резисторы, шестой резистор 17 подалючён вторыгл вьшодом 4 питания и точкой соед1П1ения первого управляющего вывода 15 устройства с дэупш выводом второго резистора 10, Седьмой резистор 18 по,цкл1очён мб;вду эму1ттером входного транзистора 8 и нторьш управ-ляющш выводом 16 устройства, jлиoд 19, подключённый через ограничительны резистор между первым выводом 2 питания и точкой соединения конденсатора 12 с четвёртым резистором 13,

Устройство работает следующим образом.

/i/// /

- 4 -

Для обеспечения возможности Быполнешш предаисакных функций к упраБляюнЦШ Быводдагл 15,16 устройства подалючают внешний датчик теьшературы, например, терморезистор с отрицательным теьшературньш коэа.фициентом сопротивления.

При остановленном даигателе напряжение между Бьшодаш 2,4 питания меньше ноьшнального уровня, в результате чего коллекторньо ток входного транзистора 8 мал и недостаточен для открывания промежуточного транзистора 6.При этом силовой транзисторный ключ I открыт и в цепи обмотки возбзгзвдения генератора протекает ток, ограничиваемый только её активныГД сопротивлением.

При запуске двигателя и увеличении частоты Еращенпя генератора напряжение между выводами 2,4 питания повыпшется и при его значении, несколько превышающем нoмшiaльныii уровень, коллекторный ток входного транзистора 8 резко возрастает, промелс точный транзистор 6 открывается, а силовой транзисторный ключ I закрывается. Ток Б цепи обмотки возбуждения генератора, зат/ ыкаясь через первый 5, уменьшается, что вызьшает т/ еньшсние напряжения гле}1{ду вьшоданш 2,4 питания регулятора.

При достижении напряжением питания оначения. несколько глоньшего номинального уровня, коллекторный ток входного транзистора 8 резко утленьшается, промежуточный транзистор G закрывается, а силовой транзисторный ключ I открывается. Капршсение iviesyiy БЫБОдагли 2,4 питания вновь возрастает и далее процесс регз лирования протекает аналогично вышеописанному, в результате чего выходное напршсение генератора, а соответственно и напрях-сение в бортсети поддерживается на номинальном уровне.

При переключениях силового транзисторного клрэча I из открытого состояния в закрытое и наоборот форсирование и устойчивость процесса переключений обеспечивается цепью полохштельной обратной

fX// y/

- 5 связи ИЗ последовательно соединённых конденсатора 12 и четвёртого резистора 13.

Для обеспечения защиты силового транзисторного ключа I от перегрузок по мощности при заьшкании обмотки ьозбуддения генератора точка соединения конденсатора 12 и четвёртого резистора 13 связана с первым выводом 2 питания через обратно включённый второй диод 19 и ограничительный резистор,

Управление значением номинального уровня регул1-1руемого напряжения бортеети в зависимости от температуры окрркащей среды аккуИгуляторной батареи осуществляется.за счёт изызнения сопрот11вления внешнего датчика теьшературы, устанавливаемого, напрршер, в аккутлуллторную батарею, расположенную с/чарухш автомобиля.

При исплвзовании датчика те шературы с отррщательншл температурньш коэгМжодентом сопротивления увеличение тег.шерат фы электролита аккутлуляторной батареи вызывает угленьюение сопротивления цепи, включённой между точкой соединения второго резистора 10 с шестшл резистором 17 и эмиттером входного транзистора 8 и содер;хащеЁ последовательно включённые датчик температуры электролита и ограничительный резистор 18, Благодаря этому, потенциал базы входного транзистора 8 становится более отрицательным по отношенрш к его эмиттеру и в результате ВХОДНОЕ транзис-тор 8 открывается при меньших значениях регулируемого напряжения Учитывая, что при этом увеличивается относительное врегля закрытого состоя1щя силового транзисторного ключа I, ношшальныЁ уровень регул 1руемого напряжения понижается.

При уТДеньшении температуры электролита ак1{у1;1уляторной батареи сопротивление цепи, включённой между точкой соединения второго резистора 10 с шестым резистором 17 и эишттером входного

транзистора 8, уБбличивается. Благодаря этому, потбнщ1ал базы БХОДН01Ю транзистора 8 становится более полош1телы-1ыгл по отношению к его эмиттеру и в результате входной транзистор 8 открывается при (Золыпих значениях регулируемого напряжения. Учитывая, что при этом увеличивается относительное врег.ш открытого состояния силового транзисторного ключа I, номинальный уровень регултф руедюго напряжения повышается.

Требуемая линейность завистюсти значений номинального уровня регулируемого напряжения от температуры электролита аккут удяторной батареи обеспечивается соотношениями значениягж сопротивлений второго 10, шестого 17 и седьмого 18 резисторов.

Схема регулятора напряжения, изображённая па фиг.2. по принципу действия аналогична вышеописанной и отличается от последней тем, что с целью ограничения верхнего значения регул11руемого напряжения при обрыве цепи датчика температзфы электролита в неё введён резистивный делитель напряжения 20, включённый ме;хду первы1л 2 и вторыгл 4 выводами питания, средний отвод которого связан с базой входного транзистора 8 через разделительный третий диод 21. Кроме этого, для снижения влияния помех на точность регулирования пятый резистор 14 включён медцу базой промеSJT очного транзистораб и точкой соединения четвёртого резистора 13 с конденсатором 12.

Таким образом, введение в состав регулятора напря/хения первого и второго управлявдих выводов, шестого и седьмого резисторов, а также подключение шестого резистора ме;эду вторыг/. выводом питант-ш и точкой соединения -первого управллщего выврда устройства с другрвл выводом второго резистора, подключение седьмого резистора мелзду Эмиттером входного транзистора и вторыт: управляшцигл вьюодом устройства выгодно отличает заявляемое устройство от .

7 -

Ббсткого, так нак позволяет существенно потребительские свойства регулятора за счёт обеспечения однозначной функциональной зависимости между уровнем регулируе юго напряясения Е бортсети и телшературой окружающей среды аккуГ.туляторной батареи и расширить область его применения.

Лабораторные и эксплуатационные испытания, проведённые КЗП Ai.iO оРШ, показали конкурентноспособность заявдшемого регулятора напряжения, обеспечивающего увеличение срока аккут-луляторной батареи.

источники информации:

1.Электрооборудование автомобилей; Справочшж, шсква. Транспорт , I9S3r, стр.52, рис.3.12.

2.Свидетельство на полезную модель RM ШВ&.

кл. 6 Н 02 Р 9/30. 1996г.

Claims (3)

1. Регулятор напряжения генератора, содержащий силовой транзисторный ключ, включенный между первым выводом питания и выходным выводом устройства, связанным с вторым выводом питания через обратно включенный первый диод, промежуточный транзистор, подключенный коллектор-эмиттерным переходом параллельно управляющему входу силового транзисторного ключа, эмиттером - к первому выводу питания, коллектором через первый резистор, связанный с вторым выводом питания, входной транзистор с проводимостью, обратной проводимости промежуточного транзистора, подключенный эмиттером через опорный элемент к второму выводу питания, базой - к точке соединения второго резистора и третьего резистора, подключенного другим выводом к первому выводу питания, конденсатор, подключенный одним выводом через четвертый резистор к коллектору входного транзистора, другим выводом - к выходному выводу устройства, пятый резистор, подключенный одним выводом к базе промежуточного транзистора, другим выводом связанный с коллектором входного транзистора, отличающийся тем, что в него дополнительно ввдены первый и второй управляющие выводы устройства и шестой и седьмой резисторы, причем шестой резистор подключен между вторым выводом питания и точкой соединения первого управляющего вывода устройства с другим выводом второго резистора, а седьмой резистор подключен между эмиттером входного транзистора и вторым управляющим выводом устройства.

2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что точка соединения конденсатора и четвертого резистора связана с первым выводом питания через обратно включенный второй диод.

3. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что между первым и вторым выводами питания включен делитель напряжения, связанный средним отводом с базой входного транзистора через прямо последовательно включенный с база-эмиттерным переходом входного танзистора третий диод.