Регулятор напряжения вентильного генератора Советский патент 1986 года по МПК H02P9/30 

f

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения автомобилей и сельскохозяйственных машин и других автономных объектов, содержащих вентильный генератор и аккумуляторную батарею.

Цель изобретения - повышение надежности работы путем исключения высокочастотной генерации напряжения на выходном транзисторе, ведущей к его перегреву, а также защиты выходного транзистора от импульсных перенапряжений.

На чертеже представлена электрическая схема источника питания автомобилей и сельскохозяйственных мащин.

Предлагаемый регулятор содержит вентильный генератор 1, аккумуляторную батарею 2 и регулятор напряжения вентильного генератора, содержащий «плюсовую шину 3 регулятора, соединенную с «плюсовыми выводами вентильного генератора и аккумуляторной батареи, «минусовую шину 4 регулятора, подсоединенную к «минусовым выводам вентильного генератора и акХуму- ляторной батареи, выходной транзистор 5, включенный между «плюсовой 3 и «минусовой 4 шинами регулятора через параллельно соединенные обмотку возбуждения 6 вентильного генератора и гасящий диод 7, подключенный катодом к «плюсовой шине 3 регулятора, предвыходной транзистор 8 п-р-п-проводимости, соединенный базой с коллектором входного транзистора 9 п-р-п-проводимости, подсоединенного эмиттером к «минусовой шине 4 регулятора, базой 10 - к аноду измерительного стабилитрона 11, а коллектором через ограничительный резистор 12 - к «плюсовой шине регулятора, резисторный делитель напряжения на резисторах 13 и 14, подключенный крайними выводами между «плюсовой и «минусовой шинами регулятора, а средним - к катоду измерительного стабилитрона 11, транзистора 15 защиты п-р-п проводимости, соединенный коллектором с коллектором входного транзистора 9, а базой - через последовательно соединенные резистор 16 защиты и конденсатор 17 защиты к аноду гасящего диода 7, вентильный элемент 18, выполненный в виде стабилитрона, подключенный катодом к месту соединения резистора 16 защиты с конденсатором 17 защиты, фильтрующий конденсатор 19, включенный между базой и коллектором входного транзистора 9. Выходной транзистор 5 выполнен п-р-п-проводимости, подключен базой к эмиттеру предвыходного транзистора 8 и к аноду вентильного элемента 18, а транзистор защиты 15 эмиттером соединен с «минусовой шиной регулятора.

Регулятор напряжения вентильного генератора работает следующим образом.

При отсутствии короткого замыкания обмотки возбуждения вентильного генерато

257801

ра в промежутки времени, когда напряжение вентильного генератора меньше регулируемого уровня, выходной 5 и предвыходной 8 транзисторы открыты, а входной транзистор 9 и транзистор защиты 15 закрыты,

конденсатор 17 защиты разряжен. При по- выщении напряжения вентильного генератора до регулируемого уровня измерительный стабилитрон 11 пробивается, обеспечивая протекание тока базы входного транзисто10 ра 9. В этом случае входной транзистор 9 открывается, предвыходной 8 и выходной 5 транзисторы закрываются, ток возбуждения и напряжение вентильного генератора снижаются. При этом, измерительный стабилитрон 11 переходит в непроводящее

состояние, закрывая входной и открывая предвыходной и выходной транзисторы. Процесс открывания и закрывания выходного транзистора в этом режиме протекает непрерывно, а регулируемое напряжение под2Q держивается на заданном уровне.

При открытии выходного транзистора потенциал его коллектора повышается, конденсатор 17 защиты заряжается через резистор 16 защиты и управляющий переход транзистора 15 защиты, транзистор защиты

25 переходит в открытое состояние на время заряда конденсатора защиты. При открытии предвыходного и выходного транзисторов кондеасатор защиты разряжается через эмиттер-коллекторный переход предвыходного транзистора 8 и вентильный элемент

30 18. При отсутствии короткого замыкания обмотки возбуждения вентильного генератора работа транзистора защиты не сказывается на состоянии выходного транзистора и регулируемом напряжении.

В случае короткого замыкания обмотки

возбуждения 6 вентильного генератора напряжение на выходном транзисторе устанавливается равным напряжению аккумуляторной батареи 2 и начинается процесс заряда конденсатора 17 защиты. Транзистор

4Q 15 защиты при этом открывается, шунтируя управляющие переходы предвыходного и выходного транзисторов. При этом, предвыходной и выходной транзисторы закрываются. По окончанию процесса заряда конденсатора 17 защиты транзистор 15 защиты

45 закрывается, открывая предвыходной и выходной транзисторы. После открытия предвыходного транзистора происходит разряд конденсатора 17 защиты. Далее процесс заряда и разряда конденсатора защиты повторяется в течение всего времени ко50 роткого замыкания. Выходной транзистор 5 при этом находится в режиме переключений, а так как сопротивление цепи заряда конденсатора защиты больше сопротивления цепи его разряда, то процесс раз- , ряда проходит в несколько раз быстрее процесса заряда и выходной транзистор пропускает через себя ток короткого замыкания, имеющий малую скважность и среднее значение, меньшее допустимого по тепловому режиму.

Таким образом, обеспечивается защита выходного транзистора от токов короткого замыкания.

При отсутствии короткого замыкания обмотки возбуждения вентильного генератора фильтрующий конденсатор 19 работает как интегрирующая цепочка, исключающая высокочастотную генерацию напряжения на выходном транзисторе. Такая генерация может привести к перегреву и отказу выходного транзистора.

Кроме того, в регуляторе напряжения вентильного генератора осуществляется защита выходного транзистора от импульсных перенапряжений, возникающих, например, при отключении аккумуляторной батареи. В случае появления импульсных, перенапряжений при закрытом выходном транзисторе в моменты превыщения напряжением между «плюсовой и «минусовой шинами регулятора напряжения пробоя стабилитрона вентильного элемента 18 стабилитрон пробивается, пропуская через себя управляющий ток выходного транзистора. Выходной транзистор приоткрывается и перенапряжение на нем снижается. В нормальном режиме работы стабилитрон не влияет на работу регулятора напряжения автотракторного генератора, так как напряжение его пробоя выбирается в 2,5 раза более высоким чем регулируемый уровень напряжения.

Формула изобретения

1. Регулятор напряжения вентильного генератора, содержащий выходной транзистор, включенный между «плюсовой и «минусовой щинами регулятора через гасящий диод, анод и катод которого соединены с выводами, предназначенными для

подключения к обмотке возбуждения вентильного генератора, катод подключен к «плюсовой щине регулятора, предвыходной транзистор п-р-п-проводимости, соединенный базой с коллектором входного транзистора п-р-п-проводимости, подсоединенного эмиттером к «минусовой щине регулятора, базой - к аноду измерительного стабилитрона, а коллектором через ограничительный резистор - к «плюсовой

щине регулятора, резисторный делитель напряжения, подключенный крайними выводами между «плюсовой и «минусовой шинами регулятора, а средним - к катоду измерительного стабилитрона, транзистор защиты п-р-п-проводимости, соединенный коллектором с коллектором входного транзистора, а базой через последовательно соединеные резистор защиты и конденсатор защиты к аноду гасящего диода, вентильный элемент, подключенный катодом к месту соединения резистора защиты с конденсатором защиты, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы путем исключения высокочастотной генерации напряжения на выходном транзисторе, ведущей . к его перегреву, введен фильтрующий конденсатор, включенный между базой и коллектором входного транзистора, выходной транзистор выполнен п-р-п-проводимости, подключен базой к эмиттеру предвыходного транзистора и аноду вентильного элемента, эмиттером - к «минусовой

шине регулятора, коллектором - к коллектору предвыходного транзистора, а транзистор защиты эмиттером соединен с «минусовой щиной регулятора.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы путем защиты выходного транзистора от импульсных перенапряжений, вентильный элемент выполнен в виде стабилитрона.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в качестве регулятора напряжения автономных объектов, содержащих вентильный генератор и аккумуляторную батарею. Цель изобретения - повышение надежности работы. Устройство содержит вентильный генератор 1, аккумуляторную батарею 2 и регулятор напряжения вентильного генератора (РНВГ) включающего «плюсовую и «минусовую щи- ны 3, 4, выходной транзистор 5 п-р-п-типа, включенный между щинами 3, 4 через параллельно соединенные обмотку возбуждения 6 вентильного генератора 1 и гасящий диод 7, предвыходной транзистор 8 п-р-п-типа, измерительный стабилитрон 11, ограничительный резистор 12, делитель напряжения на резисторах 13, 14, транзистор 15 защиты п-р-п-проводимости, резистор 16 и конденсатор 17 защиты, вентильный элемент 18 в виде стабилитрона и фильтрующий конденсатор 19. Диод 7 подключен катодом к шине 3. Транзистор 8 соединен базой с коллектором транзистора 9, подключенного эмиттером к шине 4, базой 10 - к аноду стабилитрона 11, а коллектором через резистор 12 - к шине 3. Резисторы 13, 14 включены между щинами 3, 4, а общей точкой соединения подключены к катоду стабилитрона 11. Транзистор 15 коллектором соединен с коллектором транзистора 9, а базой через последовательно соединенные резистор 16 и конденсатор 17 - с анодом диода 7, Общая точка соединения резистора 16 и конденсатора 17 подключена к катоду стабилитрона 18. Конденсатор 19 включен между базой и коллектором транзистора 9. Указанное соединение элементов устройства и выполнение транзистора 9 п-р-п-типа проводимости обеспечивают исключение высокочастотной генерации напряжения на выходном транзисторе 5, ведущей к его перегреву, и защиту его от импульсных перенапряжений. I з.п.ф-лы, 1 ил. сС (Л ю СП 00