Полупроводниковый регулятор напряжения для электрического генератора постоянного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСААКИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11 5еаооа (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04 05.75 (21) 2129996/24-07 (51) М. Кл.е

Н 02 P 9/30 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,02.78, Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описанияОЧ,ОЗЛИВ.

Государственный номитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.12..024.07(088 8) (72) Авторы изобретения

М. Д. Борисюк, В. М, Сергеев и И. А. Тимофеев (71) Заявитель (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам регулирования и стабилизации напряжения в системе генератор-аккумуляторная батарея, преимущественно транспортных средств.

Известен полупроводниковый регулятор напряжения для генераторов постоянного тока с обмоткой возбуждения, шунтированной диодом, содержащий измерительное устройство. регулирующий и переключающий элементы на транзисторах (1). 10

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является полупроводниковый регулятор напряжения для электрического генератора постоянного тока, содержащий силовой ключ с цепью управления, выход которого служит для подключения к цепи обмотки возбуждения электрического генератора, измерительный делитель напряжения и источник эталонного напряжения, входы которых подключены к выходному выводу, служащему для подключения к выходу электрического генератора, сравнивающий блок, входные выводы которого подключены к средней точке измерительного делителя напряжения и выходу источника эталонного напряжения, и корректирующую цепь с конденсатором, одна обкладка которого г5 подключена к одному из плеч измерительного делителя напряжения, а другая служит для подключения к указанному выходному выходу, и резистором (2) .

Однако в известных устройствах для точной компенсации статической ошибки необходимо для каждого типа генератора индивидуально подбирать величину сопротивления резистора корректирующей цепи, так как величина тока возбуждения различна для разных типов генераторов, а наличие мощных резисторов и диодов в составе регулятора является дополнительным барьером на пути микроминиатюризации и повышения КПД устройства. Кроме того, в случае выполнения коммутирующего и силового транзисторов комплементарными (транзисторы разных проводимостей), возникают определенные трудности в построении автогенератора, управляющего коммутирующим тпан зистором, так как для управления требуется импульс, превышающий по уровню напряжения генератора. Поэтому обычные схемы автогенераторов для управления коммутирующим транзистором весьма сложны.

Целью изобретения является унификация регулятора для работы с генераторами с различной величиной тока возбуждения и повышение КПД.

592002

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковом регуляторе напряжения для электрического генератора, постоянного тока, содержащем силовой ключ с цепью управления, выход которого служит для подключения к цепи обмотки возбуждения электрического генератора, измерительный делитель напряжения и источник эталонного напряжения, входы которых подключены к выходному выводу, служащему для подключения к выходу электрического генератора, сравнивающий блок, входные выводы которого подключены к средней точке измерительного делителя напряжения и выходу источника эталонного напряжения, и корректирующую цепь с конденсатором, одна обкладка которого подключена к одному из плеч измерительного делителя напряжения, а другая служит для подключения к указанному выходному выходу, и резистором, новым является то, что регулятор снабжен коммутирующим транзистором, база которого, соединена с выходом сравнивающего блока, коллектор через резистор корректирующей цепи — с указанным выходным выводом, общая точка коллектора коммутирующего транзистора и резистора корректи.рующей цепи через дополнительно введенный резистор соединена с первой обкладкой конденсатора корректирующей цепи, а эмиттер коммутирующего транзистора соединен с цепью управления силового ключа, причем между коллектором коммутирующего транзистора и средней точкой измерительного делителя напряжения включ.н дополнительно введенный конденсатор.

На чертеже представлена принципиальная

;-лектрическая схема полупроводникового регулятора напряжения для электрического генератора постоянного тока.

Регулятор содержит источник эталонного напряжения на стабилитроне 1 и резисторе 2, измерительный делитель напряжения на резисторах 3, 4, входы которых подключены к выходному выводу, сравнивающий блок на транзисторе ", диоде 6 и резисторах 7, 8, входные выводы которого подключены к средней точке измерительного делителя напряжения и выходу источника эталонного напряжения, конденсатор 9 корректирующей цепи, дополнительно введенные резистор 10 и конденсатор 11, резистор 12 корректирующей цепи, коммутирующий транзистор 13, база которого соединена с выходом сравнивающего блока, коллектор через резистор 12 корректирующей цепи с выходным выводом, а эмиттер коммутирующего транзистора 13 соединен с цепью управления, состоящей из конденсатора 14, стабилитрона 15, реле самовозбуждения 16 с нормально-замкнутым контактом 17, силового ключа 18, диод 19, шунтирующий обмотку возбуждения 20 электрического генератора 21.

Устройство работает следующим образом.

Самовозбуждение генератора происходит через силовой ключ 18, который благодаря контактам

17 реле 16 находится в режиме насыщения.

В момент срабатывания реле 16 несмотря на размыкание контактов 17 ток базы силового ключа сохраняется благодаря конденсатору 14.

Рост напряжения не прекратится и после заряда конденсатора, поскольку пробьется стабилитрон 15. По достижении напряжения на генераторе до требуемой величины вступает в работу регулятор с широтно-импульсным преобразованием сигнала ошибки в величину тока возбуждения. Сигнал ошибки, выделяясь на источнике эталонного напряжения, поступает на входы сравнивающего блока, т. е. на эмиттер транзистора 5 и катод диода 6. Если напряжение генератора V, еще не достигло номинального значения V„„„, то потенциал на катоде диода

6 выше, чем на эмиттере транзистора 5, При этом диод 6 закрыт, транзистор 5 открыт, транзистор 13 закрыт (параметры стабилитрона

18 выбраны так, что потенциал эмиттера транзистора 13 выше потенциала эмиттера транзистора 5), силовой ключ 18 открыт, и через него протекает ток возбуждения. Напряжение генератора растет и, когда станет Vv ) V„„„, транзистор 5 закрывается, транзистор 13 открывается и закрывает силовой ключ 18 потенциалом конденсатора.

Каскады на транзисторах 5 и 13 представляют собой усилитель с релейной характеристикой, и будучи охвачены гибкой обратной связью через резистор 12 и конденсатор 11, образуют широтно-импульный модулятор. Широтно-импульсный режим у такого модулятора наблюдается в узкой зоне изменения входного напряжения, а за этой зоной модулятор работает в релейном режиме.

Формула изобретения

Полупроводниковый регулятор напряжения для электрического генератора постоянного тока, содержащий силовой ключ с цепью управления, выход которого служит для подключения к цепи обмотки возбуждения электрического генератора, измерительный делитель напряжения и источник эталонного напряжения, входы которых подключены к выходному выводу, служащему для подключения к выходу электрического генератора, сравнивающий блок, входные выводы которого подключены к средней точке измерительного делителя напряжения и выходу источника эталонного напряжения, и корректирующую цепь с конденсатором, одна обкладка которого подключена к одному из плеч измерительного делителя напряжения, а другая служит для подключения к указанному выходному выводу, и резистором, отличающийся тем, что, с целью унификации регулятора для работы с генераторами с различной величиной тока возбуждения и повышения КПД, регулятор снабжен коммутирующим транзистором, база которого соединена с выходом сравнивающего блока, коллектор через резистор корректирующей цепи — с указанным выходным выводом, общая точка коллектора коммутирующего транзисторЯ и резистора корректирующей цепи через дополнительно введенный резистор соединена с первой обкладкой конденсатора корректирующей цепи, а эмиттер коммутирующего транзистора соединен с цепью управления силового ключа, причем между коллектором коммутирующего транзистора и средней точкой измерительного

592002

Составитель С. Горбачева

Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж ЮЙ Подписное

Редактор И. Тимофеева

Заказ 608/50

ЦНИИПИ Государственного комитега Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

I l >035..Чосква, Ж-35, Раушская наб. Л. 4,8

Филиал Ill ill «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4 делителя напряжения включен дополнительно введенный конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 329645, кл. Н 02 Р 9/30, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 470052, кл. Н 02 Р 9/30, 1972.