Регулятор напряжения для генераторов

 

287I67

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтских

Социалистических

Рвспуйлик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 0 1.!Ч.1969 (№ 1316559Г24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 19.XI.1970. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 21.1.1971

K,ë. 21с, 64/50

МПК Н 02р 9/30

УДК 621.313.12.07(088.8) Комитвт по долам изо0рвтвний и открытий при Соввтв Министров

С0СР

Авторы изобретения

В. Н. Кондратьев, T. H. Тринитатова, С. А. Когииов и P. А. Вот

Калужский завод автотракторного и мотоциклетного электрооборудования

Заявитель

РЕГУЛЯТОР НАПРЯ)КЕН ИЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ

В известных регуляторах напряжения для .генераторов, содержащих силовой транзистор в цепи .возбуждения генератора, измерительный

olpfI Bн IB виде делителя на Пряжения, стабилитрона и управляющего транзистора, и це1пь об ратной овязи между коллекторной цепью силового транзистора и цепью стабилитрона изхте рительногo органон а,;недостаточно быстро форсируются фронты переключений схемы, а также п роисходит з начительное увеличение

MoiIIIности рассеивания в силовом транзисторе в случае низкого коэффициента усиления схемы, что существенно уменьшает температурный потолок регулятора.

В предложенном регуляторе этп недостатки устраняются за счет того, что указанная цепь об ратиной овяз и содержит полупроводниковый элемент с нелинейной вольта мперной характеристикой и элементы с линейной характеристикой.

На чертеже представлена при нци пиальная элект ри ческая схема, регулятора. Основными элементами регулятора являются следующие.

Измерительный орган, состоящий из делителя:на п ряжения на сопротивлениях RI, R u дросселе Др, который служит фильтоом для сглаживания пульсаций нацряжения; ис гочника эталонного напряжения — стабилитроНа Дт, у правляющего цранзистора Ть

Регулирующий орган, состоящий пз силового транзистора Т., промежуток эмиттер — коллектор;кото рого включен;последовательно в цель возбуждения, генератора.

5 Сопротивления R>, R4, обеспечивающие заданный, режим IDBooTbl транзисторов схемы.

Сап ротивление R,- со вместно с диодом Д, обеспечивающие активное запирание силового транзистора T в состоянии отсечки.

10 Диод Дз, снижающий,перена п ряжение на коллекторе транзистора Та при переключениях схемы.

Полупроводниковый диод Д совместно с напрузочным сопротивлением R<, включенным последовательно с диодом, и сопротивлением включенным iIIapaллельно диоду, образуют цепь ооратной связи по напряжению, кото рая эффективно обеспечивает релейность ,работы схемы.

20 В качестве нелиней ного элемента цепи об,рат ной связи могут быть использованы другие полупроводниковые элементы, обладающие .нелинейной вольтамперной характеристикой, птаприхтер стабилит рон.

25 Принцип работы регулятора состоит в следующем.

При увеличении оборотов генератора на,пряжение,на его зажимах,растет, так ка к сидо вой пранзисто р открыт и по его .цепи эмит30 тер — коллектор и диоду Дз .проходит ток об287I67

4 мотки возбуждения генератора. В это,время стаб|илитрон Д1 и управляющий транзистор Т, закрыты. При оп ределе|нных оборотах нап ряжение генератора достигает такой величины, :п ри которой его часть, приложенная:к стаоилитрону, оказывается,достато IIHQH для |пробоя стабилит рона Дь при это м открывается уп равляющий гранзистор Т1 и через его проме?куто к эмитте р — коллектор на базу транзистора Т, подается положительный нотенциал по отношению к эмиттеру, тра нзисто р Т, закрывается, ток в обмотке возбуждения и,соответственно нанряжение генератора уменьшаются до тех пор, пока уп равляю щий т ранзистор не закроется, а силовой откроется. При этом в обмотку возбуждения генератора cHQBB .пойдет ток, и нааряже ние генератора начнет вновь .возрастать. Далее процесс повторяется.

Регули рова ние происходит за счет изменения соотношения .времени открытого и закрытого состояния силовото транзистора в зависимости от нагрузки и скорости вра щения ротора генератора.

Роль цепи обрагной связи п ри lpaioore,регулятора состоит в следующем: нелинейный элемент об ратной связи диод Д4 выключен в цепь таким об разом, что при открытом транзисторе Т2 он закрыт, и так iKBK величи на сопротивления Rl; . невелика, то сопротивление обрагной связи определяется сопротивлением R>, шунти рующим диод,,которое достаточ но велико. При этом напряжение на концах цепи оо;ратной связи близко к:напряжению питания схемы, а ток цепи обратной связи, пропорциональный на п ряжению на концах цепи, направлен от коллектора силового гранзисто ра Тг к дросселю. Напряжение в делителе нерераспределяется в сторону уменьшения elI о:на стабилитроне. При этом рабочая точка стабиJIHTlpoHB омещается в сторону меньших токов, бла года ря чему фиксируется закрытое состояние управляющего транизстора TI и открытое состояние силового тра нзистора Т . При закрытом транзисторе Т., полярность напряжения,:п рикладываемого к цепи обратной связи, меняется, а величи на его уменьшается в несколько раз. П ри этом диод Д4 огкрыт, а сопротивление цепи обратной связи,резко уменьшается, так как нагрузочное сопротивле ние Rl;, о граничи вающее ток через диод и о|пределяющее глубину об ратной связи в прямом включении диода, невелико. Оно задает ток обрат ной связи при смене lIIQJI>I,pHocTH (На пря>кения, благодаря чему стабилизируется насьице ние управляющего транзистора и частота работы схемы. П ри этом ток .в цепи об5

55,рагной связи идет в направлении к коллектоspy силового транзистора, нанружая стабилитрон и сдвигая его рабочую точку в сто рону ббльших токо в, чем при высокоомной линейной обратной связи, обеспечивая тем самым определе н ную степень насыщения управляющего транзистора Т,. Следовательно, несмотря на снижение, напряжения при запи|рании силосного т ранзистора, управляющий гранзисто р остается открытым и насыщенным в течение большего времени, чем при линеиной обратной связи, благода ря чему обеспечивается надежное задирание силового транзистора и снижается тепловая мощность, рассеиваемая в нем, что особенно существенно при низком коэффициенте усиления управляю щего 11ранзисто ра и,работе генераторной установки на большую напрузку.

Другое преимущество схемы с нелинейной обратной связью сказываегся при формировании переднего, наиболее затяжного фронта.

При отпирании силового т ранзистора, в отличие от линейной об ратной связи, соп ротивление цепи нелиней ной связи, резко меняется уже,при небольшом повы шении потенциала на,коллекторе силового транзистора, так как нелинейный элемент-диод, в соответсTiBии с вольта мпе рной характеристикой, закрывается в .прямом направлении. При этом его ток и соответственно базовый ток управляющего транзистора резко уменьшаются, благодаря чему форсируется переключение схемы и снижается тепловая мощность, рассеиваемая в момент п рохождения ф ронта, Таким образом, нелинейная об ратная связь IIIQ напри?кению значительно улучшает релейность работы,схемы, благодаря чему существенно повышается надежность регулятора при повышенных темпе ратурах окружающей среды.

Предмет изобретения

Регулятор напряжения для генераторов, содер>кащий силовой транзистор в цепи .возбуждения iI eHe pa Toipa, измерительный орган в виде делителя на пряжения, стабилитрона и у1правляющего т ранзистора, и цепь ооратной связи, включенной между коллекториой цепью силового транзистора и цепью стабилитрона измерительного органа, отличающийся тем, что, с целью улу гшения качесгва регули,рования и сии>кения тепловой мощности, рассеиваемой в силовом т ранзисторе, указа иная цепь обратной связи содержит полупроводниковый элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой и элементы с линейной ха,р актер исти кой.

287167

Составитель В. Круглова

1 едактор К. Шанаурова Тсхрсд Л. Я. Левина Корректор Т. А. Джаманкулова

Заказ 3950!3 Тираж 480 Подписное

LIHHHHH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2