РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ Советский патент 1970 года по МПК H02P9/30 

В изВбстлых :регулято,рах «адряжения аля генераторов, содержащих силовой транзистор в цепи еоЗбуждевия |Ге1Нврато,ра, И31ме|рительнын 0|рга« IB виде делителя «атряжения, стабилитрона и уп|ра|Вляюш,вго тра-нзистора, и |де)пь обратной С1ВЯЗИ между коллекторной цепью ,го Т1ранзистора и цепью стабилитрона изме1рительпого ор.гаща, недостаточно быстро форсируются фрОНты пе реключений схемы, а происходит значительное увеличение мощности рассеивания в силовом транзисторе в случае низкого коэффициента усиления схемы, что существенно уменьшает температурный (ПОТОЛОК регулятора.

В предложенном регуляторе эти недостаткп устраняются за счет того, что указанная цепь обратной овязи содержит лолупроводниковьи элемент с нелинейной вольта1мперной характеристикой и элементы с линейной характеристикой.

На чертеже |Предста:Влена принципиальная электрическая схема регулятора. Основными эломентами регулятора являются следующие.

Измерительный орган, состоящий из дслИтеля .напряжения на сопротивлениях Ri, R2 и дросселе Др, который служит фильтром для сглаживания пульсаций напряжения; источника эталойного напряжения - стабилитрона Дь управляющего npaiHsncTopa TI.

Регулирующий орган, состоящий из силового транзистора Га, промежуток эмиттер-коллектор которого включен последовательно в цель возбулчдения генератора.

Сопротивления з, , обеспечивающие заданный режим работы транзисторов схемьк

Сопротивление совместно с диодом Д-2, обеспечивающие активное запирание силового транзистора Го в состоянии отсечки.

Диод Дз, снижающий перенапряжение на .коллекторе транзистора Го при переключениях схемы.

Полупроводниковый диод Д сов;местно с нагрузоч1пым сопротивлением Re, включенным последовательно -с диодом, и сопротивлением RT, включенным параллельно диоду, образуют день обратной связи но напряжению, .которая эффективно обеопеч ивает р елейность работы схемы.

В качестве нелинейного элемента цепи обратной связи могут быть использованы другие полупроводниковые элементы, обладающие .нелинейной вольтамперНой характеристикой, например стабилнт1рои.

ПриЕцио работы регулятора состоит щ Следующем.

При увеличении оборотов генератора напряжение на его зажи;мах растет, так как силовой Т1ранзистор открыт и по его депи эмиттер-коллектор и диоду Дг .проходит то.к об мотки возбуждения генератора. В это время стабилитрон Д} И управляющий траизистор Tl закрыты. При ащределенных оборотах иапряжение .гене|ратора дости гает такой величины, при которой его часть, приложенная IK стабилитрону, отказывается достаточной для тробоя стабилитрона Дь три этом открывается управляющий т раНЗИСтор Т и через его про,межутО|К эмитте|р-коллектор на базу тра.нзистора Га подается положитель-ный иютемциал по отношению ,к эмиттеру, траизистор Га закрывается, ток в обмотке возбуждения и .соответственно «апряжение генератора уменьшаются до тех нор, пока управляющий траизистор ие закроется, а силовой откроется. При этом в обмотку возбуждения генератора с-нова пойдет ток, и яаиряжение генератора начнет вновь возрастать. Далее процесс повторяется. Регулирование происходит за счет изменения соотношения времени открытого и за1 1рытаго состояния силового транзистора в зависимости от нагрузки и скорости вращения ротора генератора. Роль цеиИ одратной связи при работе регулятора состоит в следую щам: нели1нейный элемент обратной связи диод Д включен в цепь таким образОМ, что при отК|рыто,м транзисторе Гг он |3акрыт, и так как величина сопротивления Re невелика, то сопротивление обрагной связи определяется сопротивлением RT, шунтирующим диод, которое достаточно велико. При этом напряжение на концах цепи обратной связи близко к напряжению питания схемы, а ток це1пи обратной связи, пропорциональный напряжению на концах цепи, наоравлен от коллектора силового т|ранзИ|Стора TZ к дросселю. Папряжение в делителе пере,распределяется в сторону уменьшения его на стабилитроне. При STOiM ра бочая точка стабилитрона смещается в .сторону .меньших токов, благодаря чему фиксируется за.крытое состояние управляющего транизстора Г и открытое состояние си.тового транзистора Га. При заKjpbiTo.M транзисторе Т.2 полярно.сть напряжения, прикладывае(мого к цепи обратной связи, меняется, а .величина его уменьшается в несколько раз. При этО|М диод Д открыт, а сопротивление цепи обратной связи резко уменьшается, так как нагрузочное соп.роти.влание , ограничивающее ток через диод и определяющее глуби.ну обратной связи в прямом включении диода, невелико. Оно задает ток об|рат1ной .связи при смене полярности напряжения, благодаря чему (стабилизируется насыщение управляю)щего транзистора 1И частота работы схемы. При этом ток в цепи обратной связи идет в направлении « коллектору силового транзистора, нагружая стабилитрон и одвИ|Гая его рабочую точку в сторону больших токое, чем при высокоамной линейной обратной связи, обеспечивая тем самьим определеиную степень насыщения управляющего транзистора Г1. Следовательно, несмотря на снижение напряжения при запирании силово-го транзистора, управляю1ший гранзистор остается открытььм и насыщенным в течение большего времени, чем при линейной обратной связи, благодаря чему обеспечивается надежное запирание силового транзистора и снижается тепловая мощность, рассеиваемая в нем, что особенно суш.естБенно рри низком коэффициенте усиления управляющего транзистора и работе генераторной установки на большую на прузку. Другое преимущество схемы с нелинейной 0|братной связью сказывается при фар мировании переднего, наиболее затяжаюго фронта. При отпирании силового транзистора, в отличие от линейной обратной связи, сопротивление |Цепи нелинейной связи рез;ко меняется уже при небольшом повышении потепциала на коллекторе силового тра1нзистора, так как нелинейный элемент-диод, в соответствии с вольт ампер ной характеристикой, закрывается в прямом направлении. При этом его ток и соответстванно базовый ток управляющего транзистора резко уменьшаются, благодаря чему форсируется переключение схемы и снижается тенловая мощность, рассеиваемая в момент прохождения фронта. Таким образом. нелинейная обратная связь по напряжению значительно улучшает релейность работы схемы, благодаря чему суш,ественно повышается надежность регулятора при повышенных тем|пе(ратурах окружающей среды. Предмет изобретения Ре(гулято|р напряжения для генечраторов, содержащий силовой транзистор в цепи возбуждения /генератора, И31мерительный орган .в виде делителя напряжения, стабилитрона и управляющего транзистора, и цепь обратной связи, включенной . коллекто.р|лой цепью силового транзистора и цепью стабилитрона из.мерительного органа, отличающийся тем, что, .с целью улучшения качества регулирования и снижения тепловой мощности, рассеиваемои в силовом транзисторе, указанная цепь обратной .связи содержит полупроводниковый элемент с нелинейной вольта,мперной характеристикой и эламентЕ) с линейной характеристикой.

I

;j