Регулятор напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040480 (21) 2904575/24-07 (51) bA КЛ с присоединением заявки ¹

Н 02 P 9/30

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231281. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23.12. 81 (53) УДК 621.314 57 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.И.Агафонов, В.М.Акимов и В.Н.Кондратьев (71) Заявитель

Калужский завод автомотоэлектрооборудования им. 60-летия Октября (54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам регуляторов напряжений, и может быть использовано для регулирования на" пряжения автотракторных генераторов с электромагнитным возбуждением.

Известны регуляторы напряжения, имеющие устройства, обеспечивающие повышенную устойчивость схемы регу. лятора к возникновению в системе электропитания колебаний низкой частоты (1).

Низкая частота колебаний, приводящая к большим пульсациям регулируемого напряжения, особенно проявляется в регуляторах напряжения с малой собственной рассеиваемой мощностью, рассчитанных на большие токи возбуждения вследствие появления паразитных положительных обратных связей по соединительным проводам из-за большой кратности тока возбуждения и тока, собственно потребляемого регулятором.

Повышение частоты переключения схемы в указанном регуляторе напряжения дос-.игается за счет введения отрицательной обратной связи, состоящей из нескольких резисторов и конденсатора.

Недостатками указанной схемы является то, что некоторые из указанных резисторов включены в цепь обмотки возбуждения, что ухудшает самовозбуждение генератора, а также низкая . технологичность конструкции ввиду малого сопротивления и большой мощности этих резисторов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор напряжения, в котором отрицательная обра.. рая связь, повышающая частоту переключения схемы и повышающая ее устойчивость к низкочастотным колебаниям, выполнена эа счет введения конденсатора, нескольких резисторов и дополнительного транзистора, который работает в противофазе с выходным транзистором (2).

При этом закрытие выходного и открытие в связи с этим дополнительного транзистора приводит к дополнительному уменьшению входного сигнала входного транзистора, что ускоряет закрытие последнего. При открытии выходного транзистора протекают обратные процессы, ускоряющие открытие входного транзистора. В результате повышается частота переключения.

892643

Однако получение необходимого эффекта связано с введением в известную схему большого количества дополнительных элементов, что понижает ее надежность и увеличивает габариты регулятора.

Цель изобретения — упрощение и улучшение массо-габаритных характеристик устройства.

Поставленная цель достигает я . тем, что в регуляторе напряжения, содержащем регулируемый транзисторный элемент, включенный последовательно с обмоткой .возбуждения гене-. ратора зашунтированной диодом, входной делитель напряжения с двумя от- !5 водами, к одному из которых подключен стабилитрон, другим электродом соединенный с базой входного транзистора, коллектор которого связан с управляющим входом регулирующего р() элемента, цепь отрицательной обратной связи, один из выводов которой подключен к другому отводу входного дФ. теля напряжения, второй вывод упомянутой цепи обратной связи подключен к коллектору входного транзистора.

Кроме того, в качестве элемента указанной цепи обратной связи использован полупроводниковый диод.

Причем в качестве элемента указанной цепи обратной связи использован резистор.

На фиг. 1 — 4 показаны варианты принципиальной электрической схемы регулятора напряжения в зависимости от варианта включения обмотки возбуждения генератора.

Регулятор 1 напряжения включается на генератор, который имеет статор 2 с выпрямителем и обмотку 3 QQ возбуждения, которая является нагрузкой регулятора напряжения.

Регулятор напряжения содержит регулирующий транзистор 4, резистор 5 и диод б в цепи базы регулирующего транзистора, входной транзистор 7, стабилитрон 8, входной делитель на резисторах 9 — 11, гасящий диод 12, включенный параллельно обмотке возбуждения, конденсаторы

13 и 14 обратных связей, диод или резистор цепи отрицательной обратной связи 15, вывод 16 для подсоединения обмотки возбуждения и вывод

17 для соединения с плоским генератором.

Стабилитрон 8 включен между выводом делителя напряжения и базой входного транзистора 7, коллектор которого через диод б связан с управляющим входом регулирующего транзистора 4. Цепь отрицательной обратной связи 15 подключена одним выводом.к коллектору входного транэисторь, а другим - ко второму отводу упомянутого входного делителя. у

Регулятор напряжения работает следующим образом.

До момента достижения генератором заданного уровня напряжения и падения напряжения на резисторах

9 — 11 входного делителя недостаточно для прохождения через стабилитрон 8 тока, необходимого для открытия входного транзистора 7. Регулирующий транзистор 4 открыт током базы, протекающим через резистор

5 и диод 6. Транзистор 4 открыт, сопротивление его перехода эмиттерколлектор мало и по обмотке возбуждения генератора 3 протекает ток.

Ток возбуждения увеличивается до тех пор, пока напряжение генератора не достигает заданного уровня, при котором ток через стабилитрон 8 становится достаточным для отпирания входного транзистора 7.

Открытый переход коллектор-эмиттер входного транзистора 7 шунтирует входную цепь регулирующего транзистора 4. При этом транзистор 4 запирается. Ток обмотки 3 возбуждения не прерывается, а благодаря наличию гасящего диода 12 постепенно уменьшается до тех пор, пока напряжение генератора не достигнет уровня, при котором входной транзистор 7 закрывается. Далее процесс повторяется.

Поддержание напряжения генератора на заданном уровне происходит за счет изменения величины тока возбуждения путем изменения соотношения времени открытого и закрытого состояния регулирующего транзистора 4.

Конденсаторы 12 и 13 обеспечивают четкость переключения транзисторов схемы из одного состояния в другое.

Для увеличения минимальной частоты переключения схемы из одного состояния в другое введена цепь отрицательной обратной связи 15, состоящая из диода или резистора. Действие указанной цепи одинаково во всех приведенных схемах.

Рассмотрим подробно принцип действия этой цепи на фиг. 1.

При закрытом входном транзисторе 7 потенциалы в схеме распределены таким образом, что ток через диод цепи обратной связи 15 не протекает.

При открывании входного транзистора

7 потенциал его коллектора понижается и через диод цепи обратной связи

15 начинает протекать ток, В результате этого резистор 11 шунтируется и напряжение на нижнем плече 10 и 11 входного делителя напряжения 9 — 11 дополнительно понижается, что ускоряет закрытие входного транзистора 7

При закрытии входного транзистора 7 прекращается протекание тока через диод цепи обратной связи 15 за счет увеличения потенциала коллектора входного транзистора 7, шунтирование резистора 11 устраняется, допялни892643. тельно возрастает напряжение на резисторах 10 и 11 входного делителя напряжения 9, 10, 11, что ускоряет открытие входного транзистора 7 и т.д.

Отличие принципа действия схемы, приведенной на фиг. 2, состоит в том, что при закрытом входном транзисторе 7 ток, протекая по цепи плюс генератора, резисторы 5, 11 и резистор 15 цепи обратной связи, создает на последнем дополнительное падение напряжения, еще более усиливающее действие обратной связи.

Изобретение позволяет при упрощении схемы устройства и уменьшении

его габаритов при соотношении резисторов 9 и 10 приблизительно 3:1 получить изменение уровня регулйруемого напряжения при любых возможных сочетаниях оборотов и нагрузок генератора — 0,22 В, и диапазон частот 150-350 Гц — при использовании в качестве цепи обратной связи диода, и 0,28 В и 200-600 Гц — при использовании резистора.

Формула изобретения

1. Регулятор напряжения для автотракторных генераторов, содержащий регулирующий транзисторный элемент, включенный последовательно с обмоткой возбуждения генератора, эашунтированной диодом, входной делитель напряжения с двумя отводами, к одному из которых подключен стабилитрон, другим электродом соединенный с базой входного транзистора, коллектор которого связан с управляющим входом регулирующего элемента, цепь отрицательной обратной связи, один иэ выводов которой подключен. к другому отводу указанного входного делителя напряжения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения и улучшения массо-габаритных характеристик, второй вывод упомянуl5 той цепи отрицательной обратной связи подключен к коллектору входного транзистора.

2. Регулятор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качестЩ ве элемента указанной цепи обратной связи использован полупроводниковый диод.

3. Регулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве элемента указанной цепи обратной связи использован резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3193755, кл, 32228, 1976.

2. Патент США Р 4129819, кл. 32228, 1978.

892643

Составитель И.Никитин

Редактор В.Лазаренко ТехРЕд 3.Фанта Корректор С.Шекмар

Заказ 11277/82 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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