РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1970 года по МПК H02P9/26 G05F1/56 

Известные регуляторы напряжения для генераторов постоянного Н переменного тока, -содержащие силовой транзистор в качестве регулирующего органа, измерительный элемент, выполненный в виде делителя напряжения, стабилитрона и транзистора, транзисторный усилитель, сложны и малонадежны в эксплуатации.

С целью улзчщения качества регулирования и повьпнения надежности в схему предложенного генератора включен вспомогательный транзистор, эмиттер которого соединен непосредственно с эмиттером силового транзистора, коллектор через сопротивления и эмиттерный переход транзисторного усилителя - с базой силового транзистора, а база всномогательного транзистора нодключена через соединенные последовательно емкость, защунтированную сопротивлением, и диод к коллектору силового транзистора.

Па чертеже представлена принципиальная электрическая схема регулятора.

Между клеммами «плюс и «минус подается выходное напряжение генератора. Обмотка возбуждения генератора подключается к клеммам Ш и минус. Регулирующим элементом является мощный триод Ti. Пепь обмотки возбзждения замыкается через диод Д, защунтированный для улучщения самовозбуждения генератора сопротивлением Ri и эмиттерно-коллекторным переходом триода Т. Триод Г) работает в импульсном (ключевом) режиме. Активное запирание триода Tj обеспечивается смещепием потенциалов эмиттера и базы на диоде Дь Папряжение смещения подается на базу через цепочку R,, Д. Пепь базы триода Tj замыкается через эмиттерноколлекторный переход триода Го и сопротивление Кз- Соотпоигеппе величин сопротивленнй обмотки возбуждения и базового сопротивления обеспечивает насыщеппе триода Т по коллекторному току. Трподы 7| и Гя работают в режиме переключений в противофазе. Ток эмнттера триода Т обеспечивает напряжение смещения на диоде Дг при запертом триоде Т. Триод Ту слулсит для усиления сигнала управления триодом Г|. Пепь базы триода TZ замыкается через сопротивлепие . Соотнощепие сопротивлений з, R.t обеспечивает насыщение триода 72 но коллекторному току. В исходном состоянии (при отсутствии коллекторного тока триода Тл) триоды Т и TI открыты и в ни.х имеет место насыщение по коллекторпому току. Па обмотку возбуждения подается ток. Триод Тз закрыт, так как падение напряжения на диоде Д от тока эмиттера триода Г, будучи прилолсено через ценочку Rry, С-, к переходу эмиттер - база, создает запирающий ток базы. В режиме насыщения радение напрялсения на эмнттерноколлекторном переходе триода TI меньше потенциального барьера диода Д, в связи с чем открывающий ток базы триода Гз не иметь места.

Измерительное устройство состоит из делителя напряжения на активных сопротивлениях 6, 7, и стабилитрона Сг.

Когда постоянная составляющая выпрямленного напряжения возрастает выше номинального напряжения, происходит пробой стабилитрона Ст1. Во избежание влияния переменной составляющей выпрямленного напряжения и случайных ликов напряжения на срабатывание Стабилитрона делитель напряжения совмещен с фильтрующим устройством на емкостях С2 и Cs.

При срабатывании стабилитрона Cri открывается триод Ti, возрастает падение напряжения на сопротивлении R и уменьщаются токи базы триодов Г2 и Т. Возрастает падение напряжения на эмиттерно-коллекторном переходе триода TI. В момент, когда падение напряжения на триоде Ti превзойдет по величине противо-э.д.с. диода Дз, начинает заряжаться конденсатор Ci и появляется отпирающий ток базы триода Тз. Появляется коллекторный ток триода Гз, возрастает падение напряжения на сопротивлении и триоды TI и TS переходят в состояние «Закрыт. Описанный процесс происходит практически мгновенно за время, сравнимое с постоянной времени триодов.

Таким образом обеспечивается практически прямой обратный фронт импульса коллекторного тока через триоды TI и Т. Диод Д служит для гашения энергии поля обмотки возбуждения и предохраняет триод TI от перенапряжения в момент разрыва коллекторного тока. Такой процесс происходит не только в случае пробоя стабилитрона, но и при повыщении падения напряжения на эмиттерноколлекторном переходе триода Т вследствие перегрузки, в частности при коротком замыкания в цепи обмотки возбуждения,т. е. триод Гз выполняет две функции: обеспечивает работу триодов TI к TZ в режиме переключений и одновременно является бесконтактным реле защиты регулирующего триода TI от перегрузки.

После запирания эмиттерно-коллекторного перехода триода Т на емкости Ci устанавливается напряжение немного меньше номинального. В промежуток времени, пока ток заряда емкости Ci, проходящий через переход эмиттер - база триода Гз, обеспечивает насыщение триода Гз по коллекторному току, триоды TI и TZ закрыты, и ток на обмотку возбуждения не поступает. Этот интервал времени определяется величиной емкости, которая подбирается таким образом, чтобы пауза между импульсами тока возбуждения была оптимальной € точки зрения теплового режима триода и регулировочной характеристики системы. Пауза должна быть не меньще, чем продолжительность импульса стабилитрона, которая определяется постоянной времени обмотки возбул дения.

Как только ток заряда емкости Cj становится меньше тока, обеспечивающего насыщение триода Гз по коллекторному току, возрастает падение напрялсения на эмиттерно-коллекторном переходе триода Гз и уменьщается падение напряжения на сопротивлении , открываются триоды TI и TZ, а триод Гз переходит в состояние «Закрыт. Активное запирание триода Гз, помимо смещения на диоде Д, форсируется в первый момент напряжением на емкости Ci. Величина сопротивления R

подбирается таким образом, чтобы постоянная времени разряда емкости Ci на это сопротивление была не больше, чем минимальная по условиям регулирования щирина импульса тока коллектора триода Г1, чтобы перед очередным «опрокидыванием схема пришла в исходное состояние. Применение триода Гз, работающего в противофазе с регулирующим триодом, обеспечивает ключевой режим работы силовых триодов и осуществляет автоматическую защиту регулирующего триода от перегрузки. Сигналом для срабатывания триода Гз и «опрокидывания схемы является повышение падения напряжения на регулирующем триоде выше определенного, заданного выбором диода Дз с определенным потенциальным барьером. Время возврата схемы в исходное состояние определяется параметрами емкости Ci и сопротивления RS.

Предмет изобретения

Регулятор напряжения для генераторов постоянного и переменного тока, содержащий силовой транзистор в качестве регулирующего органа, измерительный элемент, выполненный в виде делителя напряжения, стабилитрона и транзистора, транзисторный усилитель, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и повышения надежности, в схему регулятора включен вспомогательный транзистор, эмиттер которого соединен непосредственно с эмиттером силового транзистора, коллектор через сопротивления и эмиттерный переход транзисторного усилителя - с базой силового транзистора, а база вспомогательного транзистора подключена через соединенные последовательно емкость, защунтированную сопротивлением, и диод к коллектору силового транзистора.

ЧН

2

Г ЧН

с,

5Л;

Uif