Регулятор напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02J7/14 H03K17/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, в энергосистеме автомобиля . Известны регуляторы напряжения, содержащие измерительный элемент, /связанный с ним каскад, предварительного усиления и в лходной каскад, выполненный на параллел ьно соединенных транзисторах tl и , В таких устройствах предусэлотрены элементы обратной связи для выравнивания коллекторных токов транзистора выходного каскада. Известное устройство, содержащее дроссель с двумя.встречно включенными обмотками для выравнивания токов параллельно соединенных транзисторов предназначено лишь для цепей перемен ного тока fl . Другой известный регулятор напряжения более сложен и менее эффективен 2. Наиболее близким по техническому решению является регулятор напряжени также содержащий измерительный элемент, связанный с каскадом предварительного усиления, и выходной каскад выполненный на N параллельно включен ных транзисторах с выравнивающими резисторами, включенными в эмиттер- . ные цепи всех транзисторов З. Недостатком этого регулятора является невозможность; точного выравнивания коллекторных токов параллельно включенных транзисторов и, как следствие, нарушение энергобаланса электрической системы автомобиля. - , Это объясняется тем, что для достаточно полного выравнивания коллекторных токов параллельно включенных транэисторюв при всех возможных их сочетаниях по статической крутизне переходной характеристики величина сопротивлений обратной связи должна быть весьма большой. Это приводит к значительному повышению сопротивления Цепи возбуждения генератора, т.е. увеличение числа транзисторов в выходном каскаде не дает возможности во столько же раз увеличить ток возб уждения генератора и, в конечном итоге, его мощность. Кроме того, увеличение потерь мощности в регуляторе означает необходимость в более мощном теплоотводе, что выражается в ольшей по размерам, весу и себестоимости конструкции регулятора. Цель изобретения - повьапение точности регулирования за счет повышения

эффективности выравнивания коллекторных токов транзисторов выходного каскада регулятора напряжения.

Для достижения указанной цели между базой каждого из N транзисторов и эмиттерами остальных (N-1) транзисторов введены резисторы, а в базовые цепи каждого из транзисторов введены развязывающие элементы, например диоды.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема регулятора напряжения для электрической системы автомобиля.

Регулятор напряжения содержит измерительный элемент 1, связанный с каскадом 2 предварительного усиления и выходной каскад 3.

Клемма 4 подключается к одному полюсу автомобильного генератора, например плюсу, клемма 5 подключается ко второму полюсу генератора, в данном случае минусу; клемма 6 соединяется с выводом шунтовой обмотч возбуждения автомобильного генератора.

Вы содной каскад 3 содержит два параллельно включенные транзистора 7 и 8, выравнивающие- резисторы 9 и 10, включенные в эмиттерные цепи транзисторов 7 и 8 соответственно, При этом между базой транзистора 7 и эмиттером транзистора 8 включен резистор 11, а резистор 12 включен между базой транзистора 8 и эмиттером транзистора 7.

Номиналы резисторрв 11 и 12 равны. Базы транзисторов 7 и В соединены с выходом -каскада 2 предварителного усиления через развязывающие элементы (диоды 13 и 14 соответственно) . Коллекторы транзисторов 7 и 8 соединены между собой и с клеммой 6.

Регулятор напряжения работает следующим образом.

Когда на клеммы 4 и 6 подается напряжение ниже напряжения регулирования, то через каскад 2 предварителного усиления и диодь 13 и 14 на баз транзисторов 7 и 8 подается ток смещения, э результате чего транзисторы 7 и 8 открываются и пропускают ток обмотки возбуждения генератора от клеммы 6 через выравнивающие резисторы 9 и 10 к клемме 5.

, При этом на резисторах 9 и 10 возникают падения-напряжения, которые через резисторы 11 и 12 передаются на базы транзисторов 7 и 8, еще больше открывая последние и увеличивай ток возбуждения генератора.

В том случае, если через один из транзисторов, например транзистор 7, пойдет ток больший, чем ток через транзистор 8, то падение напряжения

на резисторе 9 будет больше падения напряжения на резисторе 10. В результате напряжение смещения на базе транзистора 8 увеличивается, он открывается еще больше и пропускает через себя больший ток, а ток через транзистор 7 уменьшается, и величина его становится очень близкой к величине тока, проходящего через транзистор 8.

При достижении генератором опре0деленного -напряжения измерительный элемент 1 выдает сигнал, каскад 2 предварительного усиления усиливает этот сигнал, который поступает на базы транзисторов 7 и 8 выходного

5 каскада 3. Транзисторы 7 и 8 закрываются и прерывают ток в цепи возбуждения автомобильного генератора. Диоды 13 и 14 служат для развязки базовых цепей транзисторов 7 и 8.

При последующем падении напряже0ния схема переходит в первоначальное состояние, и ее работа повторяется.

Предлагаемый регулятор напряжения может применяться и в усилителях

5 переменного, и в усилителях постоянного тока, так как все его элементы активны и одинаково эффективно действуют на переменном и-постоянном токах.

0

Регулятор напряжения надежен в работе и может найти широкое применение в мощных стабилизаторах тока и регуляторах.

35

Формула изобретения

Регулятор напряжения, содержащий измерительный орган, каскад предва0рительного усиления и выходной каскад, выполненный на N параллельно включенных транзисторах, выравнивающие сопротивления, включенные в эмиттерные цепи всех N транзисторов, отличающий с я тем, что, с

5 целью повышения точности.регулирования за счет поввлшения эффективности выравнивания коллекторных токов транзисторов выходного каскада, между базой каждого из N транзисторов и

0 эмиттерами остальных (N-1). транзисторов введены резисторы, а в базовые цепи каждого из транзисторов введены развязывающие вентильные элементы.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 283324, кл. Н 03 К 17/00, 1968.

2.Патент США № 3675114, кл. .323-9, опублик. 1971.

3.Патент Великобритании К 892843,

0 кл. 38 4Р (прототип). + J3

-J., -огШ