Регулятор постоянного тока Советский патент 1993 года по МПК G05F1/56 

Описание патента на изобретение SU1817075A1

+ U

Ё

Похожие патенты SU1817075A1

название год авторы номер документа
Электронный коммутатор 1990
  • Негода Анатолий Данилович
SU1781448A1
ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР 1992
  • Негода Анатолий Данилович
RU2047783C1
Электронная система зажигания 1981
  • Негода Анатолий Данилович
SU992791A1
РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 1990
  • Негода Анатолий Данилович
RU2020720C1
ОКТАН-КОРРЕКТОР 1991
  • Негода Анатолий Данилович
RU2044154C1
ФАЗОСДВИГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ 1991
  • Негода Анатолий Данилович
RU2024170C1
ОКТАН-КОРРЕКТОР 1990
  • Негода Анатолий Данилович
RU2030617C1
Электронная система зажигания 1986
  • Негода Анатолий Данилович
SU1509559A1
РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД 1990
  • Негода Анатолий Данилович
RU2020716C1
Выходной усилитель строчной развертки 1987
  • Малявин Андрей Леонидович
  • Жернов Анатолий Петрович
  • Артемкина Вера Михайловна
SU1480149A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 817 075 A1

Реферат патента 1993 года Регулятор постоянного тока

Область использования: в системе электронного зажигания автомобильного двигателя. Сущность изобретения: устр-во содержит регулирующий и два усилительных транзистора 1, 8. 11, измерительный резистор 3, включенный между эмиттером транзистора 1 и общей шиной, задатчик тока на операционном усилителе 19. первом делителе напряжения на резисторах 21, 22 и втором делителе напряжения на резисторах 25, 26, и выводы для подключения индуктивной нагрузки. В устр-во введены формирователь установившегося значения напряжения на индуктивной нагрузке (резисторы 27, 28, стабилитрон 29), конденсатор 30 и четыре диода 31-34. Это позволяет регулировать ток через индукционную катушку без колебательности, т.е. стабильность выходного тока повышается. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения SU 1 817 075 A1

00

§

XI

ел

Изобретение относится к теории автоматического регулирования, в частности, к регуляторам тока через индукционную катушку, например в системе электронного зажигания для автомобильного двигателя В АЗ-2108 и ВАЗ-2109.

Цель изобретения - повышение стабильности постоянного тока через индукционную катушку.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема предлагаемого регулятора, а на фиг. 2 - временные диаграммы тока через индуктивность в существующем и в предлагаемом регуляторах.

Регулятор постоянного тока через индукционную катушку включает в себя тран- зисторный усилитель, собранный на силовом транзисторе 1, в коллекторную цепь которого включена индукционная катушка 2. В эмиттерную цепь транзистора 1 включен измерительный резистор 3. Коллектор транзистора 1 через последовательно включенные резисторы 4 и 5, а так же через конденсатор 6 соединен с общим проводом схемы. Общая точка резисторов А и 5 через стабилитрон 7 соединена с базой транзистора 1, которая так же соединена с эмиттером транзистора 8, у которого коллектор через резистор 9 подключен к шине источника питания, а его база через резистор 10 подключена так же к источнику питания и через транзистор 11 - к общему проводу схемы. Между базой и эмиттером транзистора 1 включен резистор 12. База транзистора 11 соответственно через резисторы 13, 14 и 15 соединена с выходами соответствующих трех каналов схемы логики 16, вход которой соединен с прерывателем 17. База транзистора 11 через резистор 18 подключена к выходу микросхемы дифференциального усилителя 19. Инверсный вход микросхемы 19 через первый резистор 20 подключен к общей точке второго 21 и третьего 22 резисторов, включенных параллельно стабидитрону 23, который через резистор 24 соединен с шиной источника питания. Общая точка стабилитрона 23 и резисторов 21 и 24 через резистор 25 подключена к иеинверсному входу усилителя 19, который так же через резистор 26 соединен с измерительным резистором 3. Формирователь сигнала установившегося напряжения на индукционной катушке2 выполнен на последовательно соединенных резисторах 27 и 28 выводы которых подключены к шинам источника питания, а их общая точка через стабилитрон 29 соединена с коллектором транзистора 1, а также через дифференцирующий конденсатор 30 и соответственно через диоды 31, 32, 33 и 34 подключен к инверсному входу усилителя 19, к стабилитрону 23, к общей точке резисторов 20, 21, 22 и к общему проводу схемы.

Регулятор постоянного тока через индукционную катушку работает следующим образом. Схема логики 16, управляемая преобразователем 17 через три своих канала, оканчивающихся резисторами 13, 14 и

15, управляет транзисторным усилителем, собранным на транзисторах 1,8 и 11, имеющим четное число усилителей напряжения; При совпадении нулевых уровней напряжения на входе резисторов 13, 14, 15 схемы

логики 16, а так же на входе резистора 18 транзистор 11 закрыт, а транзисторы 8 и 1 открыты до насыщения. При этом к первичной обмотке индукционной катушки (трансформатора искрообразования) приложено

напряжение питания, а через первичную обмотку индукционной катушки, через транзистор 1 и через резистор 3 протекаетлинейно нарастающий ток, вызывающий на резисторе 3 линейно нарастающее напряжение, которое через резистивный делитель напряжения, выполненный на резисторах 26 и 25 подается на неинверсный второй вход дифференциального усилителя 19. Инверсный первый вход усилителя 19 через

резистор 20 подключен к выходу резистив- ного делителя напряжения, собранного на резисторах 21 и 22, подключенных параллельно стабилитрону 23. Резисторы 21 и 22 являются задатчиком установившегося тока

через транзистор 1. После сравнения напряжения на неинверсном входе усилителя 19 с напряжением на инверсном входе (с выходным напряжением задатчика 21, 22) напряжение на выходе усилителя 19 начинает.

расти, вследствие чего транзистор 11 начинает приоткрываться, а транзисторы 8 и 1 - призакрываться. Таким образом ток через транзистор 1 стремится выровняться с заданным, однако из-за наличия индуктивности в индукционной катушке 2, а также в связи с большим коэффициентом усиления усилителя 19 ток катушки имеет некоторую колебательность, что является недостатком системы авторегулирования. Колебания системы происходят с частотой среза САР. Эти колебания тока через транзистор 1 вызывают колебания напряжения на индукционной катушке, определяемые выражением:

U2 2-R2 + L2 у,

Для устранения колебательности тока используется корректирующая схема, собран ная на резисторах 27, 28, на стабилитроне 29, на конденсаторе 30 и на диодах 31-34.

Резисторы 27 и 28 выбираются из условия обеспечения равенства напряжения на резисторе 27 установившемуся напряжению на индукционной катушке 2. Напряжение пробоя стабилитрона 29 выбирается примерно равным максимальному напряжению источника питания. Корректирующая схема работает следующим образом. При полностью открытом транзисторе 1 напряжение на его коллекторе примерно равно 1,5 В и через этот транзистор идет линейно нарастающий ток. При этом стабилитон 29 заперт, а напряжение на резисторе 27 равно установившемуся значению напряжения на первичной обмотке индукционной катушки 2 и равно 3-4 В. После достижения тока через транзистор 1 заданного тока напряжение на инверсном входе усилителя 19 выравнивается с напряжением на неинверсном входе, а напряжения на выходе усилителя 19, на входе транзисторов 11, 8 и 1 скачком устанавливаются соответствующими установившемуся заданному току через транзистор 1. Напряжение на общей точке резисторов 27 и 28 остается неизменным. Если бы не было конденсатора 30, то, как указывалось выше, в системе авторегулирования тока появилась бы колебательность тока, что, в свою очередь, вызвало бы соответствующую колебательность напряжения на коллекторе транзистора 1. Положительные полуволны этого напряжения через стабилитрон 29 передаются на конденсатор 30 (при его наличии), а через него и через диод 31 - на инверсный вход усилителя 19, вызывая на его выходе отрицательный перепад напряжения, которым через транзисторы 11 и 8 транзистор 1 приоткрывается, уменьшая появившуюся ранее положительную полуволну. По окончании положительной полуволны на коллекторе транзистора 1 конденсатор 30 через резисторы 27 и 28, через диод 33 и через резисторы.21 и 22 разряжается до исходного состояния. При отрицательной полуволне напряжение на коллекторе транзистора 1 эта полуволна на вход конденсатора 30 не проходит, а управление усилителя осуществляется через резистор 26.

Величина резистора 20 должна удовлетворять условию:

R20(20-100)L

Величина резисторов 27 и 28 должна удовлетворять условию:

Ra Ras R20

R27 + R28 3 - 5

Постоянная времени Сзо. R20 должна удовлетворять условию:

C30-R20 (2-5)

5 где Шср - частота среза САР (частота автоколебаний САР при исключении из схемы конденсатора 30). При уменьшении положительной полуволны напряжения на коллекторе транзистора 1 конденсатор 30

0 перезаряжается через диод 33 и через резисторы 21 и 22. В системе зажигания автомобиля ВАЗ-2108 схема логики 16 выдает импульсы с крутыми фронтами на резисторы 13 и 14, на резистор же 15 подается

5 импульс с пологим фронтом, так что при подаче положительного сигнала или на резистор 13 или на резистор 14 транзистор 11 скачком открывается, запирая транзисторы 8 и 1. Благодаря этому напряжению на пер0 вичной обмотке индукционной катушки 2 быстро растет до напряжения пробоя в цепи вторичной обмотки индукционной катушки (до пробоя топливно-воздушного зазора в запальной свече). Во время формирования

5 переднего фронта искрообразования конденсатор 30 заряжается через стабилитрон

29 и через диод 32. При этом напряжение на инверсном входе усилителя 19 выравнивается с напряжением на стабилитроне 23, а

0 на выходе усилителя 19 устанавливается нулевое напряжение не влияющее на транзистор 11, который в этот момент времени открыт до насыщения током или через резистор 13, или через резистор 14. В момент

5 времени формирования заднего фронта импульса искрообразования конденсаторы 6 и

30 разряжаются, Причем конденсатор 30 сначала разряжается через стабилитрон 29 и через диод 34, а затем через резисторы 27, 0 28 и через диод 34, Конец разряда конденсатора 30 осуществляется через резисторы 27, 28 через диод 33 и через резисторы 21 и 22. Вместо стабилитроне 29 мог бы быть включен диод, но при этом несколько зэмед- 5 ленным был бы разряд конденсатора 30, что нежелательно. Канал схемы логики 16, на выходе которого включен резистор 15 служит для безискрового управления транзистором 1 при чрезмерно низких оборотах 0 двигателя, когда по каналу резистора 15 транзистор 11 отпирается, а транзисторы 8 и 1 запираются.

На фиг. 1 показаны временные диаграммы следующих сигналов: 5 а) на выходе прерывателя 17. в) на входе резистора 13. с) на входе резистора 14. д) на резисторе 3 в прототипе. е) на резисторе 3 в предлагаемом регуляторе.

f) на коллекторе силового транзистора 1 предлагаемого регулятора.

Из сравнения кривых d и I видно, что в предлагаемом регуляторе регулирование тока через индукционную катушку происходит без колебательности, что улучшает к.п.д. преобразования электрической энергии в энергию искрового разряда.

Принцип регулирования тока через индукционную катушку при формировании на ее первичной обмотке положительной полуволны аналогичен регулированию, выполненному по заявке № 4836173/24 (63442). При положительной полуволне, как и в указанном прототипе, осуществляется замедленное нарастание положительной полуволны и ускоренное ее приближение к сигналу формирователя установившегося значения тока через индукционную катушку.

Формула изобретения

1. Регулятор постоянного тока, содержащий силовой транзистор, коллектор которого соединен с одним из выводов для подключения индуктивной нагрузки, а эмиттер через измерительный резистор - с общей шиной, два усилительных транзистора, первый из которых соединен эмиттером с общей шиной, коллектором через первый резистор - с питающей шиной, а второй - эмиттером соединен с базой силового транзистора, коллектором через второй резистор - с питающей шиной, а базой - с коллектором первого усилительного транзистора, задатчик тока, выполненный на операционном усилителе и первом рези- стивном делителе напряжения, крайними выводами включенном между полюсами источника стабилизированного напряжения, а средним выводом через третий резистор соединенном с первым входом операционного усилителя, причем выход задатчика тока, в качестве которого использован выход операционного усилителя, через четвертый резистор соединен с базой первого

усилительного транзистора, кроме того, в состав задатчика тока входит второй рези- стивный делитель напряжения, крайними выводами включенный между выходным полюсом источника стабилизированного

напряжения и эмиттером силового транзистора, а средним выводом соединенный со вторым входом операционного усилителя, и второй вывод для подключения индуктивной нагрузки, соединенный с питающей

шиной, отл ичающийсятем.что,с целью повышения стабильности выходного тока, в него введены формирователь установившегося значения напряжения на индуктивной нагрузке и четыре диода, при этом выход

формирователя установившегося значений напряжения на индуктивной нагрузке через полупроводниковый элемент подключён к коллектору силового транзистора, а через введенные конденсатор и четыре диода соответственно - к первому входу операционного усилителя, выходному полюсу источника стабилизированного напряжения, среднему выводу первого резистивного делителя напряжения и к общей шине.

2. Регулятор поп. 1, отл ича ю щи йся тем, что формирователь установившегося значения напряжения на индуктивной нагрузке выполнен в виде третьего резистивного делителя напряжения, крайними

выводами включенного между питающей и общей шинами, а его средний вывод использован в качестве выхода формирователя.

3. Регулятор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве упомянутого полупроводникового элемента использован стабилитрон.

Фиг. г

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1993 года SU1817075A1

Управляемый стабилизатор тока,пРЕдНАзНАчЕННый для пиТАНия OT иС-ТОчНиКА ВХОдНОгО НАпРяжЕНия C НулЕ-ВОй ТОчКОй 1978
  • Науменко Владимир Николаевич
  • Малов Владимир Семенович
  • Готовцев Анатолий Васильевич
SU802948A1
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
Приспособление для изготовления в грунте бетонных свай с употреблением обсадных труб 1915
  • Пантелеев А.И.
SU1981A1
Контрольное приспособление к автоматам для продажи различных предметов 1925
  • Зиновьев В.А.
SU2108A1
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1
Кузнечная нефтяная печь с форсункой 1917
  • Антонов В.Е.
SU1987A1
Видоизменение прибора с двумя приемами для рассматривания проекционные увеличенных и удаленных от зрителя стереограмм 1919
  • Кауфман А.К.
SU28A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

SU 1 817 075 A1

Авторы

Негода Анатолий Данилович

Даты

1993-05-23Публикация

1990-12-10Подача