Регулятор напряжения

 

Регулятор напряжения предназначен для зарядки аккумуляторных батарей и питания других потребителей от генераторных установок посредством воздействия на ток возбуждения генераторов переменного тока автомобилей. Сущность изобретения: предлагаемый импульсный регулятор напряжения имеет защиту исполнительного транзистора от превышения силы тока в обмотке возбуждения генератора, в том числе при к.з. в цепи нагрузки. Регулятор может быть выполнен на любое напряжение регулирования-от 6 до 30 В. 1 ил.

Изобретение относится к электронным приборам автомобилей, используемым в качестве электронных регуляторов напряжения для зарядки аккумуляторных батарей и питания других потребителей от генераторных установок посредством воздействия на ток возбуждения генераторов переменного тока.

Известно реле напряжения, используемое в системе электроснабжения автомобиля, конструкция которого включает в себя измерительное устройство, усилительный и исполнительный элементы [1].

В известном регуляторе напряжения РР 356 в качестве измерительного устройства используют цепь, содержащую стабилитрон, усилительный и исполнительный транзисторы, дроссель, диоды и резисторы, причем нагрузкой исполнительного транзистора является обмотка возбуждения генератора переменного тока [2].

Указанный регулятор напряжения обладает тем недостатком, что его схема не имеет защиты исполнительного транзистора от превышения силы тока возбуждения, в том числе при КЗ в цепи нагрузки.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Для достижения цели в регуляторе напряжения при протекании нормированного предельного тока через исполнительный транзистор и низкоомный резистор в цепи база - эмиттер транзистора схемы защиты последний открывается, сигнал с его коллектора воздействует на базу одного из транзисторов мультивибратора, при этом другой транзистор мультивибратора, нагруженный исполнительным транзистором, закрывается, что и вызывает прекращение протекания тока в нагрузке на определенное время. Процесс проверки схемой защиты состояния нагрузки циклически повторяется до устранения аварийной ситуации.

Принципиальная электрическая схема регулятора напряжения представлена на чертеже. Она включает генератор 1 мультивибраторного типа, генератор 2 стабильного тока, исполнительный транзистор 3 p-n-p-типа по схеме Шиклаи, схему защиты, содержащую транзистор 4 и низкоомный резистор 5, источник 6 опорного напряжения, делитель 7 напряжения с резистором 8 обратной связи, транзистор 9 с нагрузочным резистором 10, шунтирующий транзистор 11, обмотку 12 возбуждения генератора переменного тока.

Питание генератора 1 мультивибраторного типа осуществляется через генератор 2 стабильного тока, который подключен к общей точке схемы (клемме "минус" генераторной установки и обмотки возбуждения генератора переменного тока автомобиля). Правое (по схеме на чертеже) плечо генератора 1 нагружено исполнительным транзистором 3, между эмиттером которого и общей точкой схемы включена обмотка 12 возбуждения. Коллектор транзистора 4 схемы защиты подключен к базе транзистора ненагруженного плеча схемы генератора 1. Между базой и эмиттером транзистора 4 включен низкоомный резистор 5, при этом дополнительно эмиттер транзистора 4 подключен к клемме "плюс" генераторной установки автомобиля, а питание схемы регулятора напряжения осуществляется через низкоомный резистор 5. Выход источника 6 опорного напряжения подан на резисторы базовых цепей генератора 1 и эмиттер транзистора 9, база которого, в свою очередь, подключена к выходу делителя 7 напряжения, включенного между клеммами "плюс" и через резистор 8 "минус" генераторной установки. Сигнал рассогласования подают на базу транзистора 11, шунтирующего вход генератора 2 стабильного тока, и на резистор 8 обратной связи в составе делителя 7, подключенный к общей точке схемы.

Схема регулятора напряжения функционирует следующим образом.

При напряжении аккумуляторной батареи ниже заданного уровня отсутствует сигнал рассогласования с транзистора 9, закрыт также шунтирующий транзистор 11. Нормально функционируют генератор 2 стабильного тока и генератор 1. Через исполнительный транзистор 3 и обмотку 12 возбуждения генератора переменного тока автомобиля протекает ток, величина которого ограничивается с помощью резистора 5 схемы защиты, при этом осуществляются заряд аккумуляторной батареи и питание потребителей от генераторной установки. Как только выпрямленное напряжение достигает заданного уровня, скачком открывается транзистор 9 за счет воздействия сигнала рассогласования по цепи обратной связи с резистором 8 на уровень выходного сигнала делителя 7. Одновременно сигналом рассогласования открывается транзистор 11, шунтирующий вход генератора 2 стабильного тока, при этом последний не выдает ток в генератор 1, что вызывает прекращение его релаксаций, выходной транзистор 3 закрывается и ток через обмотку 12 возбуждения прекращается. За счет потребления энергии потребителями начинается разряд аккумуляторной батареи до уровня, заданного напряжением гистерезиса схемы с помощью резистора 8, после чего возобновляется функционирование генератора 1 ранее описанным образом.

Технико-экономическая эффективность от внедрения изобретения на Челябинском часовом заводе ожидается за счет унификации схемы с ранее разработанным реле поворота.

Формула изобретения

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий измерительное устройство, усилительный элемент, исполнительный элемент на базе транзистора, а также цепь обратной связи для ускорения переходных процессов, отличающийся тем, что, с целью защиты транзистора исполнительного элемента от повышенного тока возбуждения, в том числе при коротком замыкании в цепи нагрузки, регулятор снабжен транзисторной схемой защиты, усилительный элемент выполнен в виде генератора мультивибраторного типа, в качестве нагрузки которого включен транзистор исполнительного элемента, питание мультивибратора по базовым цепям осуществляют от источника опорного напряжения, по эмиттерным цепям - от генератора стабильного тока, связанного с общей точкой схемы, к входным клеммам питания регулятор подключен через низкоомный резистор, зашунтированный база-эмиттерным переходом транзистора схемы защиты, при этом эмиттер этого транзистора подключен к положительной входной клемме, а коллектор соединен с базой ненагруженного плеча мультивибратора усилительного элемента, измерительное устройство выполнено на базе транзистора, эмиттер которого подключен к источнику опорного напряжения, база - к делителю входного питающего напряжения регулятора, а в качестве нагрузки этого транзистора использован другой транзистор, коллекторно-эмиттерная цепь которого шунтирует цепь базы транзистора генератора стабильного тока на общую точку схемы, а также низкоомный резистор обратной связи делителя входного напряжения регулятора, подсоединенный к общей точке схемы.

РИСУНКИ

Рисунок 1