Транзисторный регулятор напряжения

Транзисторный регулятор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТРАНЗИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержеиций входной резне, тивный делитель напряжения, выводы которого предназначены для подключения к шинам энергосистемы, опорный элемент, узел сравнения, один из .входов которого соединен со средней точкой входного делителя, а другой 8ХОД - с выходом опорного элемента; выход узла сравнения соединен с входом усилителя мощности, выход которого предназначен для подключения к обмотке возбуждения генератора, цепь положительной обратной связи, подключенную между выходом и входом усилителя мощности, блок защиты выходного транзистора регулятора напряжения от короткого замыкания, выход тактового генератора импульсов которого связан с входом усилителя мощности, отливающийся тем, что, с целью повышения надежности, тактовый генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе, времязадающем конденсаторе и резисторе, причем один вывод времязадающего конденсатора соединен с входом усилителя мощности, (Л другой вывод связан с эмиттером однопереходного транзистора и через резистор - с выходом опорного элемента и ,. второй базой однопереходного транзидтора , первая база которого соединена 2 с плюсовой шиной питания энергосистеми . О РО эо со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) Н 02 Р 9 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3338426/24-07 (22 ) 23.. 09. 81 (46) 15.02.84 Бюл. 1) б (72) В.В.Ящернцин, А.П.Астахов и В.Б.Клейменов (71) Калужский завод автомотоэлектрооборудования им.бО-летия ОКтября (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)1 276220, кл. Н 02 Р 9/30, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 572889, кл. Н 02 Р 9/30, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР пс заявке Ф 3009689/24-07, кл. Н 02 Р, 9/30, 1980. (54)(57). ТРАНЗИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий входной резистивный делитель напряжения, выводы которого предназначены для подключения к шинам энергосистемы, опорный элемент, узел сравнения, один из ,входов которого соединен со средней точкой входного делителя, а другой вход - с выходом опорного элемента; выход узла сравнения соединен с входом усилителя мощности, выход которого предназначен для подключения к обмотке возбуждения генератора, цепь положительной обратной связи, подключенную между выходом и входом усилителя мощности, блок защиты выходного транзистора регулятора напряжения от короткого заьыкания, выход тактового генератора импульсов которого связан с входом усилителя мощности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, тактовый генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе, времязадающем .. конденсаторе и резисторе, причем один вывод времязадающего конденсатора Q соединен с входом усилителя мощности, другой вывод связан с эмиттером одно- / переходного транзистора и через резистор — с выходом опорного элемента и,. С„ второй базой однопереходного транзиСтора, первая база которого соединена Я с "плюсовой" шиной питания энергосистемь,.

1073873

40

Изобретение относится к электротехнике, а именно к регуляторам на- пряжения для генераторов с электромагнитным возбуждением, преимущественно для автотракторных систем электроснабжения.

Известны транзисторные регуляторы напряжения, выходной транзистор усилителя мощности которых имеет узел защиты от короткого замыкания обмотки возбуждения генератора на "минус" энергосистемы (1JBQ 3

Недостатком этих регуляторов является то, что для срабатываиия узла защиты необходимо предварительно включить выходной транзистор на закороченную обмотку возбуждения для определения ее состояния на время, определяемое необходимым уровнем настройки защиты. При,этом, в зависимости OT сочетания параметров элементов регулятора или узла защиты мгновенике значения тока и мощности могут превысить предельно допустимые значения, что снижает надежность как регулятора напряжения так и л всей энергосистевы.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является транзисторный регулятор напряжения, содержащий входной резистивйый делитель напряжения, выводы которого предназначены для подключения к шинам. питания энергосистемы, опорный элемент, узел сравнения, один из входов которого соединен со средней точкой входного делителя, а другой входе выходом опорного элемента, выход узла сравнения соединен с входом усилителя мощности, выход которого предназначен для подключения к обмотке возбуждения генератора, цепь положительной обратной связи, подключенную .между выходом и входом усилителя . Мощности, блок защиты выходного транзистора усилителя мощности от короткого замыкания обмотки возбуждения, выход тактового генератора импульсов которого связан с входом усилите. ля мощности Г3 .

Недостатками этого регулятора являются высокое напряжение включения силового транзисторного ключа, что ухудшает условия самовозбуждения генератора без аккумуляторной батареи и сужает функциональные возможности регулятора, коммутация силового транзисторного ключа при напряжениях больших, чем регулируемое, и неограниченное возрастание тока через транзисторный ключ при отключении клеммы "масса" от. регулятора, что уменьшает надежность регулятора.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в транзисторном регуляторе напряжения, содержащем входной резистивный делитель напряжения, выводы которого предназначены для подключения к шинам питания энергосистемы, опорный элемент, узел сравнения, один иэ входов которого соединен со средней точкой входного делителя, а другой вход — с выходом опорного элемента, выход узла сравнения.соединен с входам усилителя мощности, выход которого предназна30 чен для подключения к обмотке возбуждения генератора, цепь положительной обратной связи, подключенную между выходом и входом усилителя мощности, блок защиты выходного транзистора

15 регулятора напряжения от короткого замыкания обмотки возбуждения, выход тактового генератора импульсов которого связан со входом усилителя мощности, тактовый генератор импульсов

20 выполнен на однопереходном транзисторе или его аналоге на биполярных транзисторах, времязадающем конденсаторе и резисторе, причем один из выводов времязадающего конденсатора

25 соединен с входом усилителя мощности, другой вывод связан с эмиттером однонереходного транзистора и через резистор - с выходом опорного элемен. та и второй базой однопереходного транзистора, первая база которого соединена с "плюсовой" шиной питания энергосистемы.

На чертеже представлена структурная схема регулятора напряжения.

Транзисторный регулятор напряжения содержит входной резисторный делитель 1 напряжения, выводы которого соединены с шинами питания энергосистемы, а средняя точка подключена к одному из входов узла 2 сравнения (компаратора), второй вход которого соединен с выходом опорного (эталонного1 элемента 3. Выход узла

2 сравнения подключен к входу усилителя 4 мощности, выход 5 которого предназначен.для соединения с обмоткой возбуждения генератора. Цепь положительной обратной связи образована резистором б, подключенным между .коллектором транзистора 7 и базой транзистора 8 усилителя 4 мощности, что превращает его в триггер. Блок 9 защиты от короткого замыкания обмотки возбуждения. на "минус" энергосистемы выполнен на однопереходном тран. зисторе 10 и времязадающем конденсаторе 13. и резисторе 12. Один из выво. дов конденсатора 11 соединен с базой транзистора 8, а другой вывод — с эмиттером однопереходного транзистора 10. Эмиттер транзистора 10 через резистор 12 соединен с выходом опорного элемента 3 и своей же первой ба. зой. Вторая база транзистора 10 подключена к "плюсовой" шине питания энергосистемы. 1073873

Ф

Составитель A.Ëåáåäåâ

Редактор A.Õèì÷óê ТехредT.Ôàíòà Корректор .N.демчик

Заказ 376/53 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5.Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Регулятор работает следующим образом.

Генератор 9 тактовых импульсов формирует на базе входного транзисто-. ра 8 усилителя 4 мощности (триггере1 тактовые импульсы кратковременно открывающие выходной транзистор 7.

Скважность этих импульсов более 100.

При напряжении на выводах резистивного делителя напряжения меньше заданного, напряжение на выходе компаратора:.2 отсутствует. Транзистор

7 удерживается в открытом состоянии обратной связью через резистор 6 положительной обратной связи. Регулируемое напряжение при этом увеличивает- 15 ся. При.достижении заданного уровня регулируемого напряжения на выходе компаратора 2 появляется напряжение, открывающее транзистор 8 и закрывающее транзистор 7, и регулируемое напряжение уменьшается. Далее процесс повторяется.

При напряжении генератора и на входном делителе 1 напряжения значительно большем, чем регулируемое, ток через резистор 6 положительной обратной связи и через выходную цепь компаратора 2 сТановится значительно больше тока, создаваемого на входе усилителя 4 мощности тактовым генератором 9, и выходной транзистор 7 триггера 4 не включается. Этот режим работы регулятора возникает при отключении нагрузки от генератора, работающего без аккумуляторной батареи. .При самовозбуждении генератора беэ аккумуляторной батареи, по мере уве личения напряжения генератора, первым открывается выходной транзистор

7 триггера 4, так как напряжение генератора на входе триггера делится 40 на резисторе 6 положительной обратной связи и входном сопротивлении триггера. При этом обмотка возбуждения генератора подключается через выходной транзистор 7 триггера 4 к 45 плюсовой шине энергосистемы. При отключении клеммы "масса" от регулятора питание регулятора осуществляется через обмотку возбуждения и демпфируниций диод. Выходной транзистор

7 триггера 4 открывается и напряжение питания регулятора становится равным падению напряжения на выходном транзисторе 7 триггера. Ток через обмотку возбуждения увеличивается до тех пор, пока напряжение на выходном транзисторе 7 триггера не достигает величины, определяемой ре эистором 6 положительной обратной связи и входным сопротивлением триггера, после чего выходной транзистор

7 закрывается и напряжение питания регулятора увеличивается скачкообразно до величины, определяемой током обмотки возбуждения, которая раз. ряжается на внутренние цепи регулятора, это напряжение не опасно для регулятора и экспоненциально уменьша ется до значения регулируемого напря. жения. После этого тактовый генератор 9 включает выходной транзистор

7 триггера и ток в обмотке возбуждения возрастает.

Далее процесс повторяется.

При коротком замыкании вывода 5 на шину "минус" энергосистеьы открывается входной транзистор 8 триггера 4, а выходной транзистор 7 закрывается. При этом через выходной тран. зистор 7 триггера 4 импульсамю с большой скважностью и частотой тактового генератора протекает ток, среднее значение которого очень мало.

Таким образом подключение базы входного транзистора .8.триrrepa 4 к выходу компаратора 2 и к первому выводу времязадающего конденсатора 11 тактового генератора 9 непосредственно и через резистор положительной обратной связи 6, к выходному транзистору 8 триггера 4 позволяет повысить надежность устройства.

При работе регулятора с индукторным генератором беэ аккумуляторной батареи в бортовой сети имеют место пульсации большой амплитуды, которые значительно увеличивают частоту коммутации задающего генератора и при работе без нагрузки напряжение :.генератора при этом. увеличивается по отношению к регулируемому °

Подключение второго вывода времязадающего конденсатора 11 к эмитте- . ру;однопереходного транзистора 10 тактового генератора 9 непосредственно и через резистор 12 к опорному элементу 3 эталонного напряжения позволяет стабилизировать частоту следования импульсов тактового ге- . нератора 9.и,тем самым, увеличить стабильность регулируемого. напряжения.