SU1037412A1 - Устройство дл регулировани напр жени электрического генератора - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автотракторному электрооборудованию, в частности к устройствам, работающим в комплекте с генераторами тока и предназначенным дл  поддержани  посто нства напр жени  в схеме электрооборудовани  автомобил  или трактора.

Известны устройства дл  регулировани  напр жени  электрического генератора , содержащие измерительный ор гаН; транзисторные элементы регулировани , управлени  и защиты от короткого замыкани , обмотки возбуждени  генератора tij и С 2.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее силовой транзистор , коллектор которого соединен с обмоткой возбуждени  генератора, блокированной диодом, измерительный транзистор, шунтирующий цепь базы силового транзистора, измерительный орган f цепь .обратной св зи из последовательно соединенных диода и конденсатора , транзистор защиты, база которого через первый резистор соединена с общей точкой диода и конденсатора цепи обратной св зи, а коллектор соединен с вторым резистором ZJ.

Облада  высоким КПД и улучшенными характеристиками, известна схема обладает следующими недостатками.

Включение транзистора защиты переходами коллектор - эмиттер между базой измерительного и коллектором силового транзисторов накладывает повышенное требование к величине предельно-допустимого напр жени  коллектор-эмиттер транзистора защиты, величина которого должна быть не мекее предельно допустимого коллек торного напр жени  силового транзистора . Объ сн етс  это следующим. При работе схемы в аварийном режиме без аккумул торной батареи при сбросе нагрузки (например, выключении фар) напр жение генератора резко увелиМиваетс , а затем по закону близкому к экспоненциальному, медленно в течение 100-300 мс, спадает до номинального уровн . При этом амплитудно значение напр жени  на шинах питани  может достигать 60-100 В. На интервале времени действи  переднего фронта импульса перенапр жени  транзистор защиты открыт током зар да конденсатора и поэтому все напр жение прикладываетс  к ограничительному резистору, а падение напр жени  на переходах коллектор-эмиттер транзистора защиты мало. На интервале времени действи  заднего фронта импульса перенапр жени , когда измерительный транзистор еще открыт током стабилитрона, а силовой соответственно закрыт, ток базового конденсатора транзистора защиты измен ет сво направление на обратное и запирает тем самым транзистор защиты. При этом к переходам коллектор - эмиттер транзистора защиты прикладываетс  амплитудное значение импульса перенапр жени . Поэтому, во избежание пробо  переходов коллектор-эмиттер транзистора защиты, его предельно допустимое коллекторное напр к ение должно быть не менее предельно допустимого коллекторного напр жени  силового транзистора. Данное обсто тельство существенно снижает надежность и технологичность устройства при его реализации в интегральном исполнении.

Цель изобретени  - повышение надежности и технологичности регул тора .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство введены дополнительный транзистор и третий резистор, при этом силовой транзистор и измерительный транзистор имеют один тип проводимости, а транзистор защиты и дополнительный транзистор - другой тип проводимости, эмиттер транзистора защиты и свободный вывод диода цепи обратной св зи соединены с коллектором силового транзистора, свободный вывод второго резистора соединен с коллектором дополнительного транзистора и третьим резистором, свободный вывод третьего резистора .соединен с базой измерительного транзистора и свободным выводом конденсатора цепи обратной св зи, база дополнительного транзистора соединена с выходом измерительного органа, а эмиттер - со свободным выводом обмотки возбуждени  генератора.

На фиг, 1 изображена схема предлагаемого .регул тора напр жени ; на фиг. 2 - схема регул тора напр жени  дл  систем электропитани , в -которых обмотка возбуждени  генератора соединена с плюсовой шиной пшани . В состав регул тора вход т следую щие элементы. Измерительный орган, содержащий измерительный резистив , ный делитель напр жени  на резисто pax 1-3 плечо на резисторах 1 и 2 которого зашунтировано конденсатором Ц фильтра. Стабилитрон 5 (пороговый элемент), включенный между выходом резистивного делител  и базой дополнительного транзистора 6, коллектор которого подключен к общей точке резистором 7 и 8, включенных между коллектором транзистора 9 защиты и базовым резистором 10 измерительного транзистора 11. Силовой транзистор 12, база которого подключена к коллектору измерительного транзистора 11, а коллектор - к обмотке 13 возбуждени  генератора 1 4, заблокированной диодом 15 к катоду которо го подключен эмиттер- транзистора 9 защиты. К базе транзистора 9 защиты через резистор 16 подключена точка соединени  диода 17, формируемого вместе с конденсатором 18 цепь обратной св зи и подключенного анодом к коллектору силового транзистора 12, и конденсатора 18, другой вывод которого подключен к базе измеритель ного транзистора 11. Коллектор сило вого транзистора 12 соединен с измерительным органом через резистор - 19. Шины питани  регул тора подключены к параллельно соединенным выпр  мителю 20, аккумул торной батареи 21 и нагрузке 22. Устройство работает следующим образом . При подключении аккумул торной батареи 21 к шинам питани  регул тора транзисторы 6 и 11 закрыты, так как закрыт стабилитрон 5, а силов ой транзистор 12 устанавливаетс  ч откоытое состо ние. Поскольку разност потенциалов на- обкладках конденсат ра 18 и в этом случае близка к нулю тока в цепи конденсатора нет и соот ветственно нет тока в цепи базы транзистора 9 защиты, что обусловливает его закрытое состо ние. При увеличении оборотов генерато ра напр жени  на шинах питани  начи нает расти и, наконец, достигает значени , при котором пробиваетс  стабилитрон 5 и открываетс  транзистор 6, коллекторный ток которого открывает измерительный транзистор 11. Силовой транзистор 12 из-за шунтирующего воздействи  транзистора 11 закрываетс . Между эмиттером измерительного транзистора 11 и эмиттером транзистора 9 защиты возникает разность по-, тенциалов, котора  вызывает протекание тока в цепи: базовый резистор 10 - конденсатор 18 - резистор 16 база - эмиттер транзистора Э. Транзистор 9 открываетс  и в цепи базы транзистора 11 и резисторов 7 и 8 протекает ток, форсирующий процесс Г1ереключени  схемы.По мере уменьшени  тока в цепи: обмотка возбуждени  13 блокирующий диод 15 выходное напр жение генератора 1 понижаетс  и соответственно понижаетс  напр жение на шинах питани  устройства . При достижении регулируемым напр жением величины несколько меньшей заданного номинального уровн  ток в цепи стабилитрона 5 резко уменьшаетс , что вызывает запирание транзисторов 6 и 11 и отпирание силового транзистора 12. В этом случае конденсатор 18 разр жаетс  по цепи: базовый резистор 10 - переходы эмиттер - Коллектор транзистора 12 - диод 17, а транзистор 9 закрываетс . Поскольку величина базового резистора 10 мала и учитыва , что к базе транзистора 11 прикладываетс  запирающее напр жение конденсатора 18, процесс переключени  схемы регул тора , сопровождающийс  разр дом конденсатора 18, протекает очень быстро. Далее процесс регулировани  протекает аналогично вышеописанному, поддержива  величину регулируемого напр жени  на номинальном уровне. В режиме короткого замыкани  об- мотки возбуждени  из-за понижени  уровн  регулируемого напр жени  транзистор 6 находитс  в закрытом,состо нии , а транзисторы 9, 11 и 12 образуют схему релаксационного генератора , работающего в автоколебательном режиме. Процесс возникновени  автоколебаний состоит в следующем. При открытом силовом транзисторе 12 и замкнутой обмотке возбуждени  в первоначальный момент времени ток в цепи транзистора 12 ограничиваетс , индуктивным сопротивлением соединительных проводов. В дальнейшем транзистор 12 переходит в линейный режим работы, при котором напр же} 1

мие на его переходах коллектор-эмиттер начинает возрастать, а в цепи: базовый резистор 10 - конденсатор 18 - резистор 16 - база - эмиттер транзистора 9 возникает ток, открыт веющий транзистор 9. Вслв ;ствие этого база транзистора 11 Мерез резисторы 7 и в и переходы коллектор эмиттер транзистора 9 оказываетс  подсоединенной к минусовой шине питани  и транзистор 11 открываетс , закрыва  транзистор 12. В таком состо нии схема находитс  в течение времени , обусловлеиногб в основном вели чиной посто нной времени конденсатора 18 и резистора 16. При завершени процесса зар да конденсатора 18 транзисторы 9 и 11 закрываютс , а транзистор 12 открываетс . При этом конденсатор быстро разр жаетс  через базовый резистор 10, транзистор 12 и диод 17. Далее процесс протекает аналогично вышеописанному, в результате чего в схеме возникают устойчивые автоколебани . 8 рассмотренном автоколебательном режиме через силовой транзистор 12 протекают импульсный ток, среднее значение которого (при выборе величины резистора 16 значительно больше величины базового резистора 10} пренебрежимо мало. После устранени  короткого замыкани  обмотки возбуждени  устройство включаетс  в работу автоматически.

При работе устройства в аварийном режиме с отключенной аккумул торной батареей возникающие при сбросах нагрузки импульсы перенапр жени  удер37 12«

живают транзисторы 6 и 11 в откры . том состо нии, а транзистор 12 - в закрытом. При этом (из-за того, что транзистор 6 открыт, а транзистор 5 12 закрыт) напр жение между коллектором и эмиттером транзистора 9 блиэко к нулю в течение всего времени существовани  импульса перенапр жени ,

Данное обсто тельство позвол ет значительно снизить требовани  к величине предельно допустимого коллекторного напр жени  транзистора 9 защиты.

Введение / - полнительного транзистора 6 позвол ет схватить схему отрицательной обратной св зью. В предлагаемом устройстве указанна  св зь реализована путем включени  между коллектором силового транзистора 12 |И дополнительным отводом входного делител  интегрирующей цепочки 19 и Ц. Это позвол ет повысить частоту переключений схемы регул тора и существенно уменьшить ошибку регулировани  по скорости и нагрузке при работе как с подключенной, так и с отключенной аккумул торной батареей.

Принцип действи  предлагаемого устройства (фиг. 2) аналогичен принципу действи  вышеописанного регул тора .

Таким образом, предложенное устройство в отличие от известного позвол ет существенно повысить надежность и технологичность регул тора.

Л5

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащее силовой транзис- » тор, коллектор которого соединен с обмоткой возбуждения генератора, блокированной диодом, измерительный транзистор, шунтирующий цепь базы си1}9вого транзистора, измерительный орган, цепь обратной связи из последовательно соединенных диода и конденсатора, транзистор защиты, база которого через. первый резистор соеди нена с общей точкой диода и коиден- , сатора цепи обратной связи, а коллек-.· тор соединен с вторым резистором, . отличающееся тем, что, ' с целью повышения надежности и технологичности, в него введены дополнительный транзистор и третий резистор, при этом силовой транзистор и измерительный транзистор имеют один тип проводимости, а транзистор защиты и дополнительный транзистор - другой тип проводимости, эмиттер транзистора защиты и свободный вывод диода цепи обратной связу соединены с коллектором силового транзистора, свободный вывод второго резистора соединен с коллектором дополнитель- .

   ного транзистора и третьим резистором, свободный вывод третьего резистора соединен с базой измерительного транзистора и свободным выводом конденсатора цепи обратной связи,, база дополнительного транзистора соединена с выходом измерительного органа,а эмиттер - со свободным выводом обмотки возбуждения генератора.

   О