SU999133A1 - Устройство дл защиты регул тора напр жени от перенапр жений - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано, например, в системах электропитани  транспортных средств в качестве устройства регулировани  напр жени  дл  генератора переменного тока с электромагнитным возбуждением, а также дл  защиты мощных стабилизаторов напр жени ..

Известно устройство защиты от ; перенапр жений дл  регул тора напр жени  генератора с электромагнитным ;воэбуждением автотракторного типа, содержащее выходной составной транзистор в качестве регулирующего элемента , входной транзистор, по цепи управлени  соединенный с цепочкой обратной св зи, и элементы зсшшты от перенапр жений и фильтрации пульсаций напр жени , выполненные в виде цепочки, состо щей из последовательно соединенных конденсатора и резистора , причем конденсатор соединен :с коллектором выходного составного транзистора, резистор соединен с коллектором входного транзистора, а общий вывод конденсатора и резистора соединен непосредственно с базой выходного составного транзистора ГООднако эффективность такого устройства защиты от перенапр жений весьма мала, так как в нем обеспечиваетс  только защита выходного.составного транзистора, тогда как входна  часть схемы регул тора н бортова  сеть не з,ащищены от воздейстйй  импульсов перенапр жений, что может привести к выходу из стро  как эле10 ментов регул тора, так и оборудовани  бортовой сети.

Известно также устройство защиты от перенапр жений, выполненное на мощном стабилитроне, ,напр жение -ста15 билизации которого составл ет 28-32В, максимсшьна  мс цность пор дка 100 Вт, что  вл етс  достаточным дл  эффективного гашени  импульсов перенапр жений с различной формой и длитель20 ностью f 2}.

Однако при использовании с генераторами переменного тока, имеющими различные выходные напр жени , эффективность защиты регул тора от

25 импульсов перенапр жений резко снижаетс , так как стабилитрон должен иметь пробивное напр жение, соответствующее максимальному значению выходного напр жени . Эффективность

Щ зсШ1иты снижаетс  при работе с генератором , имеющим выходное напр жение соответствующее нижней границе допустимого диапазона рабочих напр жений , за счет увеличени  разницы между напр жением пробо  стабилитрона (напр жением защиты) и рабочим напр жением регул тора. Кроме того, технологи  изготовлени  мощных стабилитронов отличаетс  исключительной сложностью, а процент выхода годных стабилитронов очень мал. Надежность защиты от перенапр жений снижаетс  с увеличением мплнтуды фронта импульса и его длительности, При существующей технологии изготовлени  полупроводниковых приборов больша  площадь р-п-переходов мощных стабилитронов определ ет соответствующую неравномерность геометрии их микроструктуры, что обусловливает наличие некоторого количества участков в области р-п-переходов с более низкими и более высокими уровн ми пробивного напр жени  по сравнению с номинальным. При большой мощности импульсов перенапр жений возникают локальные микропробойные участки с недопустимо большой мощ- : ностью рассе ни  в их област х,что приводит к увеличению сквозного тока , перегрузке генератора и разр ду аккумул тора. Недопустимость быстрой перестройки напр жени  стабилизации мощных стабилитронов преп тствует унификации регул торов напр жени  и порождает высокую номенклатуру изготовлени  однотипных изделий , что приводит к перегрузке и неэкономичному использованию производственных мощностей, а также увеличению себестоимости изделий.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  защиты от .перенапр жений, содержащее резистивный делитель напр жени , крайние выводы которого служат дл  соединени  с шинами посто нного тока, стабилитрон и первый транзистор, коллектор которого св зан с плюсовым выводом резистивного делител  напр жени 

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность защиты от импульсов перенапр жений, имен цих отрицательную пол рность, а также низкое быстродействие, что ограничивает функциональные возможности.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что дополнительно введены второй и третий транзисторы и цепь из последовательно соединенных диодов, анОд одного из которых подключен к аноду стабилитрона и базе первого транзистора, катод стабилитрона соединен со средней точкой резистивного

делител  напр жений, коллектор первого транзистора объединен с коллекторами второго и третьего транзисторов , а эмиттер подключен к эмиттеру и базам второго и третьего транзисторов , при этом эмиттер третьего транзистора соединен с катодом последнего диода и минусовым выводом резистивного делител  напр жени .

На чертеже приведена принципиальна  схема устройства защиты регул тора напр жени  от перенапр жений и показано его соединение с генераторной установкой с выходом посто нного тока.

, Устройство 1 защиты от перенапр жений содержит резистивный делитель напр жени  с переменным коэффициентом делени , выполненный на резисторах 2 и 3 и соединенный крайними выводами с шинамц посто нного тока, а средней точкой - с катодом стабилитрона 4, анод которого подключен к аноду первого из последовательно соединенных диодов 5 и 6 и к базе первого транзистора 7. Транзистор 7 соединен коллектором с коллекторами транзисторов 8 и 9 и с плюсовым выводом делител  напр жений, а эмиттером - с эмиттером и базой транзистора 8 и базой транзистора 9, эмиттер которого подключен к-катоду диода 6, подключенному к минусовому выводу делител  напр жени . Регул тор 10 напр жени  своим выходом подключен к обмотке 11 возбуждени  генератора 12.

Устройство работает следующим образом.

Claims (3)

1. Если напр жение бортовой сети имеет номинальное значение, то напр жение , снимаемое со средней точки делител , выполненного на резисторах .2 и 3, недостаточно дл  пробо  стабилитрона 4. Ток через стабилитрон 4 отсутствует, и транзисторы 7 и 9 будут заперты. При возникновении импульса перенапр жени  потенциал средней точки делител  на резисторах 2 и 3 повышаетс , стабилитрон 4 пробиваетс , ток, текущий в. базу транзистора 7, усиливаетс  и открывает транзистор 9.Отпертый транзистор 9 переходом коллектор - эмиттер шунти-. рует потенциальный выход генератора напр жени , предотвраща  дальнейшее повышение потенциала на нем. Напр жение бортовой сети во врем  действи  импульса перенапр жени  будет определ тьс  величиной пробивного напр жени  стабилитрона 4 и коэффициентом делени  делител  на резис- торах 2 и 3. Рассасьшающие диоды 5 и б служат дл  ускорени  запирани  транзисторов 7 и 9 после окончани  5 воздействи  импульса перенапр жени . Транзистор служит дл  предотвращенй импульсов перенапр жени  отрицатель ной пол рности. При возникновении импульсов перенапр жени  отрицатель ной пол рности переход база - коллектор транзистора 8 смещаетс  в пр мом направлении, и напр жение прйклгшываетс  к обратно смещенному переходу база - эмиттер транзистора 9, который пробиваетс  при определенном напр жении. Цепочка, состо ща  из пр мо смещенного перехода база - коллектор транзистора 8 и обратно смещенного, перехода база .эмиттер транзистора-9, ограничивает величину отрицательного импульса перенапр жени . Преимущественное использование активных элементов в устройстве защиты обусловливает технологичность регул тора и минимальную площадь кристалла, причем значительно снижаетс  величина температурных гради ентов, улучшаютс  тепловые и надежностные характеристики. Ввиду отсут стви  технологически несовместимых элементов его легко реализовать по интегральной технологии. Высокие технические и надежностные характеристики позвол ют расширить функциональные возможности устройства из-за возможности защиты от импульсов пере напр жений разной пол рности, значительно снизить нЪменклатуру и себестоимость вьшускаемых однотипных изделий . Формула изобретени  Устройство дл  защиты регул тора напр жени  от перенапр жений, содер- жащее резистивный делитель напр жени , крайние выводы которого служат дл  соединени  с шинами посто нного тока, стабилитрон и первый транзистор , коллектор которого св зан с плюсовым выводом резистивного делител  напр жени , отличающеес  тем, что, с целью расишрени  функциональных возможностей, дополнительно введены, второй и третий транзисторы и цепь из последовательно сое(диненных диодов, анод одного из которых подаслючен к аноду стабилитрона и базе-первого транзистора , катод стабилитрона соединен со средней точкой резистивного делител  напр жений, коллектор первого транзистора объединен с коллекторами второго и третьего транзисторов, а эмиттер подключен к эмиттеру и базам второго и третьего транзисторов, при этом эмиттер третьего транзистора соединен с катодом другого диода введенной цепи и минусовым выводом резистивного делител  напр же- , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , кл. Н 02 .Р 9/30,14.08.79.
2. 2.Патент Англии 1449834, кл. 632, 1976.
3. 3.Патент Англии 1343714, кл. Н 02 Н, 1974.

   10

   П J