Регулятор напряжения

 

«1 752732

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено120778 (21) 2645421/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 300780. Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 300780 р )М. К,.3

Н 02 P 9/30

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК621. 313. 12. . 025. 07 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Т. И. Акимова, В. М. Акимов, P. A. Бот, A. И. Бучин, В. Н. Кондратьев и В. Г. Мнев (71) Заявитель

Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования H автоприборов (54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для регулирования напряжения электрических машин, преимущест,венно для генераторных установок транспортных средств.

Известны .схемы регуляторов напряжения, имеющие защиту выходного транзистора от короткого заьжкания в цепи обмотки возбуждения генератора.

Защита осуществляется с помощью устройства, содержащего диоды и резисторы, один иэ которых включается в цепь обмотки возбуждения генератора. сигнал защиты является функцией тока 15 короткого замыкания 1) . При такой схеме возможны ложные срабатывания в нормальных, неаварийных режимах, особенно при минусовых температурах, когда ток возбуждения повышается изэа снижения активного сопротивления обмотки возбуждения. Кроме того, наличие дополнительного сопротивления в цепи обмотки возбуждения ухудшает самовоэбуждение автотракторного генератора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является регулятор напряжения, содержащий вход- ЗО ной транзистор, база которого через ст абилитрон соединена с входным делителем напряжения, выходной транзистор, коллектор которого подключен к обмотке возбуждения генератора и транзистор защиты от короткого замыкания

123 .

Недостатком данной схемы является наличие повторного включения, (дре-i без ra 1 при корот ком з амык анки в. цепи обмотки возбуждения, что существенно снижает четкость защиты регулятора и, соответст венно, надежность генераторной установки.

Повторное включение защиты (дребезг ) происходит из-за того, что входная цепь транзистора защиты при включении входного транзистора регулятора шунтируется его переходом эмиттер-коллектор. При этом транзистор защиты отключается, затем снова включается и т.д. При такой нечеткой работе защита выходного транзистора регулятора малоэффективна.

Цель. изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный промежуточный транзистор защиты

752732

35 и резистивный делитель напряжения, причем коллектор основного транзистора защиты соединвн с коллектором входного транзистора, база соединена с одним плечом реэистивного делителя, второе плечо которого подключено к 5 коллектору выходного транзистора, к средней точке которого присоединен коллектор промежуточного транзистора, база промежуточного транзистора соединена с базой входного транзистора, 1р а эммитеры всех указанных транзисторов соединены между собой.

На чертеже представлена принципиальная регулятора.

Генератор имеет статорную обмотку 1 5 силовой выпрямитель 2, к выходу которого подключен вход регулятора напряжения, и обмотку 3 возбуждения, являющуюся нагрузкой выходного транзистора регулятора.

Регулятор напряжения содержит выходной транзистор 4, регулирующий ток в обмотке возбуждения, резистор 5 и диоды б,в цепи базы выходного транзистора, резистор 7, исключающий режим обрыва базы выходного транзисто- 25 ра, входной транзистор 8, управляющий выходным транзистором 4, измерительную цепь;состоящую из стабилитрона 9,дросселя 10 и резисторов 1.1,12 и

13, резистор 14 обратной связи, гасящий диод 15, включенный параллельно обмотке 3 возбуждения, устройство защиты, сбдержащее транзистор 16 защиты, эмиттер-коллектор которого включен параллельно эмиттеру-коллектору входного транзистора 8, резисторы 17 и 18, промежуточный транзистор 19 защиты, управляющий транзистором 16, резистор 20, ограничивающий базовый ток транзистора 19, конденсатор 21, служащий для предовращения ложных срабатываний защиты при кратковременных всплесках напряжения (например, при отключении аккумуляторной батареи).

Регулятор напряжения работает следующим образом. 45

До момента достижения генератором заданного уровня напряжения падение напряжения на резисторе 12 входного делителя (10,11 и 12) недостаточно для прохождения через стабилитрон 9 5р тока, необходймого для отпирания входного транзистора 8. Выходной транзистор 4 открыт током база-эмиттер, протекающим через резистор 5 и диоды 6. Выходной транзистор 4 находится в состоянии насыщения, сопротивле.ние его перехода эмиттер-коллектор мало.При этом ток возбуждения гене6атора протекает по цепиуплюс"генератора, обмотка 3 возбуждения переход коллектор- эмиттер выходного транзистора 40

4, общий минус (масса ) генератора.

Ток воэбуждения.увеличивается до тех пор, пока напряжение генератора не достигнет заданного уровня, при котором ток через стабилитрон 9 стано- 45 вится достаточным для отпирания эхо ного транзистора;8,Открытый переход коллектор-эмиттер входного транзистора 8 шунтирует входную цепь выходного транзистора;4 ° При этом выходной транзистор 4 запирается. Ток обмотки

3 возбуждения не прерывается,а благодаря наличию гасящего диода 15 постепенно уменьшается до тех пор,пока напряжение генератора не достигнет уровня, при котором входной транзистор 8 отключается. Далее процесс повторяется.

Поддержание напряжения генератора на заданном уровне происходит эа счет изменения величины тока возбуж- дения путем изменения соотношения времени открытого и закрытого сосТояния выходного транзистора 4, чередующихся со значительной частотой.

Резистор 13 обеспечивает устойчивый режим работы стабилитрона 9 измерительной цепи регулятора.

Резистор 14 является резистором поЛожительной обратной связи. Он определяет четкость фронтов выходного транзистора 4 при переключении из одного состояния в другое, а также требуемую частоту переключения.

Транзисторы 16 и 19 осуществляют защиту выходного транзистора 4 от короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения.

Транзистор защиты 16 включается только в том случае, когда напряжение на переходе эмиттер-база транзистора 16 защиты достаточно для его, включения, когда промежуточный транзистор 19 не включен.

При нормальной работе схемы оба эти условия одновременно не соблюдаются. Если открыт выходной транзистор 4,а входной транзистор 8 закрыт, то напряжение не переходе эмиттер-коллектор выходного транзистора 4 недостаточно для включения транзистора 19 защиты. Если же выходной транзистор

4 закрыт, а входной транзистор 8 открыт, то входная цепь транзистора 16 защиты шунтируется переходом эмиттерколлектор промежуточного транзистора

19.

При коротком замыкании обмотки Э возбуждения к цепи эмиттер-коллектор выходного транзистора 4 приложено псЬтное напряжение сети, следовательно, это же напряжение будет приложено к базовой цепи транзистора 16 защиты.

Кроме того, в этом аварийном режиме входной транзистор 8 заперт, так как стабилитрон 9 не пропускает достаточный для его включения ток базы. При этом заперт и промежуточный транзистор 19 (протекание тока короткого замыкания через выходной транзистор 4 возможно лишь при запертом входном транзисторе 8 регулятора).

752732

При коротком замыкании обмотки 3 возбуждения транзистор 16 защиты отпирается, шунтируя входную цепь выходного транзистора 4, отключая его и осуществляя таким образом его защиту от короткого замыкания в цепи 5 обмотки 3 возбуждения.

Защита выходного транзистора 4 от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения не имеет повторных включе- )Q ний (дребезга ) . Включение транзистора 16 защиты, шунтирующего входную цепь выходного транзистора 4, происходит очень четко.

В отличии от известного устройства входная цепь транзистора 16 защиты при включении входного транзистора 8 регулятора шунтируется переходом змиттер-коллекторне входного транзистора 8 регулятора, а промежуточного транзистора 19 защиты, который включается только при запирании входного транзистора 9 регулятора. Такое включение транзисторов 16 и 19 защиты полностью исключает дребезг при отключении выходного транзистора

4 регулятора в случае короткого эаьыкания в цепи обмотки возбуждения генератора, поскольку в этом аварийном режиме входной транзистор 8 регулятора находится в отключенном состо- З6 янин.

Технико-экономическая эффективност предлагаемого устройства состоит в повышении надежности работы защиты, что увели вает срок службы регулято ра и всей генераторной установки..

Формула изобретения

Регулятор напряжения, содержащий входной транзистор, база котОрого через стабилитрон соединена с входным делителем напряжения, выходной транзистор, коллектор которого подключен к обмотке возбуждения генератора и транзистор защиты, о т л и ч а юшийся тем„ что, с целью повышения надежности, введены дополнительный промежуточный транзистор защиты и резистивный делитель напряжения, причем коллектор основного транзистора защиты соединен с коллектором вход" ного транзистора, база соединена с ьдним плечом резистивного делителя, второе плечо которого 1подключено к коллектору выходного транзистора, к средней точке которого присоединен коллектор промежуточного транзистора, база промежуточного транзистора соединена с базой входного транзистора, а эмиттеры всех указанных транэистоpos соединены между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент ФРГ 9 1337058, кл. В,62 D 1974 °

2. Патент ФРГ Р 1337056, кл. В 62 D 1974.

752732

Составитель A. Лебедев

Техред,Н,Граб

Редактор E. Дорошенко.

Корректор М. лароши

Эаказ 47б1/17 Тираж 783

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4