ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ 


RU (11) 2207703 (13) C2

(51) 7 H02P9/30 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2001111438/09 
(22) Дата подачи заявки: 2001.04.25 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.04.25 
(45) Опубликовано: 2003.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2136105 С1, 27.08.1999. RU 2115220 С1, 10.07.1998. WO 09953606 А, 29.03.2000. 
(71) Заявитель(и): Военный автомобильный институт 
(72) Автор(ы): Гармаш Ю.В.; Титов Е.И.; Лебедев С.А. 
(73) Патентообладатель(и): Военный автомобильный институт 
Адрес для переписки: 390014, г.Рязань, Военный автомобильный институт, НИО, Г.Н.Буробиной 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ 

Устройство относится к автомобильной электронике и может быть использовано в генераторных установках транспортных средств. Технический результат - продление срока службы аккумуляторных батарей. Технический результат достигается тем, что регулятор напряжения для синхронного генератора, содержащий измерительное звено, источник опорного напряжения, подключенные между плюсовым и минусовым проводами регулятора, схему сравнения, входы которой подсоединены к выходам источника опорного напряжения и измерительного звена, датчик частоты искрообразования, частотный компаратор, причем выход датчика частоты искрообразования связан со входом частотного компаратора, схему И, с первым входом которой связан выход частотного компаратора, а со вторым входом - выход схемы сравнения, управляемый мультивибратор, силовой транзистор, катушку индуктивности, диод и конденсатор, причем вход управляемого мультивибратора связан с выходом схемы И, а его выход - с базой силового транзистора, эмиттер силового транзистора соединен с плюсовым проводом регулятора, а коллектор - с катодом диода и катушкой индуктивности, анод диода связан с конденсатором и клеммой "Ш", вторые выводы катушки индуктивности и конденсатора подключены к минусовому проводу, регулятор конструктивно выполнен в виде двух блоков, первый из которых состоит из источника опорного напряжения, выполненного по схеме "источника с шириной запретной зоны", и расположен между стенкой аккумулятора и общим корпусом аккумуляторной батареи, источник опорного напряжения имеет четвертый вывод, второй конструктивный блок содержит все остальные элементы регулятора и расположен в подкапотном пространстве автомобиля, кроме того, в схему регулятора дополнительно введен компаратор напряжения, а схема снабжена третьим входом, четвертый выход источника опорного напряжения связан с компаратором напряжения, выход которого соединен с входом схемы И. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство относится к автомобильной электронике и может быть использовано в генераторных установках транспортных средств.

Известны регуляторы напряжения (Данов Б.А., Рогачев В.Д. Электронные приборы автомобилей -М. : Транспорт, 1996, с.7-13), состоящие из источника опорного напряжения, схемы сравнения и силового ключа. Однако эти устройства не обеспечивают высокой точности регулирования напряжения бортовой сети автомобиля, а учет температурной зависимости ЭДС аккумуляторной батареи в лучшем случае проводится дискретно с помощью сезонного переключателя (регулятор РР 132), что приводит к ускоренному выходу аккумуляторных батарей из строя из-за пере- или недозаряда батарей при изменении температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный регулятор напряжения (патент РФ, RU 2136105, МПК 6 Н 02 Р 9/30, 1999г.), содержащий измерительное звено, источник опорного напряжения, подключенные между плюсовым и минусовым проводами регулятора, схему сравнения, входы которой подсоединены к выходам источника опорного напряжения и измерительного звена, датчик частоты искрообразования, частотный компаратор, причем выход датчика частоты искрообразования связан со входом частотного компаратора, схему И, с первым входом которой связан выход частотного компаратора, а со вторым входом выход схемы сравнения управляемый мультивибратор, силовой транзистор, катушку индуктивности, диод и конденсатор, причем вход управляемого мультивибратора связан с выходом схемы И, а его выход с базой силового транзистора, эмиттер силового транзистора соединен с плюсовым проводом регулятора, а коллектор с катодом диода и катушкой индуктивности, анод диода связан с конденсатором и клеммой "Ш", вторые выводы катушки индуктивности и конденсатора подключены к минусовому проводу.

Недостатками данного устройства являются отсутствие учета температурной зависимости ЭДС полностью заряженной аккумуляторной батареи, что приводит к недо- или перезаряду аккумуляторной батареи, кроме того, в устройстве не производится отключение заряда при температурах свыше 40oС, все эти причины ведут к снижению срока службы аккумуляторных батарей, находящихся на автомобиле, из-за осыпания активной массы (Боровских Ю.И., Старостин А.К., Чижков Ю. П. Стартерные аккумуляторные батареи. - М.: Фонд "За экономическую грамотность", 1997, с.42-47).

Техническая задача направлена на продление срока службы аккумуляторных батарей.

Технический результат достигается тем, что регулятор напряжения для синхронного генератора, содержащий измерительное звено, источник опорного напряжения, подключенные между плюсовым и минусовым проводами регулятора, схему сравнения, входы которой подсоединены к выходам источника опорного напряжения и измерительного звена, датчик частоты искрообразования, частотный компаратор, причем выход датчика частоты искрообразования связан со входом частотного компаратора, схему И, с первым входом которой связан выход частотного компаратора, а со вторым входом выход схемы сравнения, управляемый мультивибратор, силовой транзистор, катушку индуктивности, диод и конденсатор, причем вход управляемого мультивибратора связан с выходом схемы И, а его выход с базой силового транзистора, эмиттер силового транзистора соединен с плюсовым проводом регулятора, а коллектор с катодом диода и катушкой индуктивности, анод диода связан с конденсатором и клеммой "Ш", вторые выводы катушки индуктивности и конденсатора подключены к минусовому проводу, регулятор конструктивно выполнен в виде двух блоков, первый из которых состоит из источника опорного напряжения, выполненного по схеме "источника с шириной запретной зоны", и расположен между стенкой аккумулятора и общим корпусом аккумуляторной батареи, источник опорного напряжения имеет четвертый вывод, второй конструктивный блок содержит все остальные элементы регулятора и расположен в подкапотном пространстве автомобиля, кроме того, в схему регулятора дополнительно введен компаратор напряжения, а схема И снабжена третьим входом, четвертый выход источника опорного напряжения связан с компаратором напряжения, выход которого соединен с входом схемы И.

Сравнение нового устройства с прототипом позволяет выявить новые элементы: компаратор напряжения, трехвходовой элемент И, источник опорного напряжения с четырьмя выводами; новые связи между ранее применявшимися и вновь введенными элементами, кроме того, регулятор выполнен в виде двух блоков.

Сравнение предложенного технического решения с известными техническими решениями позволяет сделать вывод о появлении новых качеств заявленного решения: учет зависимости полностью заряженной аккумуляторной батареи от температуры, автоматическое отключение заряда при превышении температуры электролита 45oС, отключение обмотки возбуждения синхронного генератора на время пуска двигателя внутреннего сгорания, высокая точность регулирования. Это позволяет сделать вывод о повышении срока службы аккумуляторной батареи из-за отсутствия быстрого осыпания активной массы.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 показана принципиальная схема источника 6 опорного напряжения, на фиг.3 показан вариант установки источника 6 опорного напряжения. Регулятор напряжения состоит из измерительного звена 1, источника 6 опорного напряжения, схемы 2 сравнения, датчика 5 частоты искрообразования, частотного компаратора 7, мультивибратора 4, схемы 3 И, силового транзистора 8, катушки 9 индуктивности, диода 10, накопительного конденсатора 11, компаратора 12, причем измерительное звено 1 и источник 6 опорного напряжения подключены между плюсовым и минусовым проводами регулятора, эмиттер силового транзистора 8 соединен с плюсовым проводом, входы схемы 2 сравнения соединены с выходами источника 6 опорного напряжения и измерительного звена 1, выход датчика 5 частоты искрообразования связан с выходом частотного компаратора 7, четвертый вывод источника 6 опорного напряжения соединен с входом компаратора 12, выходы схемы 2 сравнения, частотного компаратора 7 и компаратора 12 связаны с входами схемы 3 И, выход которой соединен с входом управления мультивибратора 4, выход которого связан с базой силового транзистора 8, коллектор которого соединен с катодом диода 10 и катушкой 9 индуктивности, анод катода 10 связан с накопительным конденсатором 11 и клеммой "Ш" регулятора, вторые выводы катушки 9 индуктивности и накопительного конденсатора 11 соединены с минусовым входом регулятора.

Работает устройство следующим образом:

Известно (Хорович П. , Хикк У. Искусство схемотехники. Т1. -М.: "Мир", 1983, с. 319-321), что если установить в узле "а" (фиг.2) напряжение, равное ширине запрещенной зоны полупроводника, то выходное опорное напряжение источника оказывается практически не зависящим от температуры. Регулирование этого напряжения в узле "а" в небольших пределах около "напряжения ширины запрещенной зоны" позволяет регулировать температурный коэффициент напряжения (ТКН) источника опорного напряжения 6 в небольших пределах около нулевого значения. ТКН должен быть установлен около -4mV/R на аккумулятор, входящий в состав аккумуляторной батареи. Регулировка осуществляется подбором сопротивления R3 (фиг.2). Напряжение на сопротивлении R4 линейно зависит от температуры и изменения компаратора 12 напряжения (фиг.1), позволяет отключать обмотку возбуждения, т.е. заряд аккумуляторной батареи, при температуре электролита выше 45oС.

Источник 6 опорного напряжения расположен между стенкой аккумулятора и общим корпусом аккумуляторной батареи (фиг.3) (блок 1 регулятора) с целью получения температуры транзисторов VT1 и VT2 в составе микросборки, практически близкой к температуре электролита аккумулятора (ТУ 16-98 ИЛАЕ 563414.018ТУ Батарея аккумуляторная свинцовая стартерная 6ТСТС-140А).

Все остальные элементы схемы регулятора расположены в блоке 2 и находятся в общем корпусе регулятора в подкапотном пространстве автомобиля.

В остальном работа регулятора напряжения не отличается от описанной в прототипе. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Регулятор напряжения для синхронного генератора, содержащий измерительное звено, источник опорного напряжения, подключенные между плюсовым и минусовым проводами регулятора, схему сравнения, входы которой подсоединены к выходам источника опорного напряжения и измерительного звена, датчик частоты искрообразования, частотный компаратор, причем выход датчика частоты искрообразования связан со входом частотного компаратора, схему И, с первым входом которой связан выход частотного компаратора, а со вторым входом - выход схемы сравнения, управляемый мультивибратором силовой транзистор, катушку индуктивности, диод и конденсатор, причем вход управляемого мультивибратора связан с выходом схемы И, а его выход - с базой силового транзистора, эмиттер силового транзистора соединен с плюсовым проводом регулятора, а коллектор - с катодом диода и катушкой индуктивности, анод диода связан с конденсатором и клеммой "Ш", вторые выводы катушки индуктивности и конденсатора подключены к минусовому проводу, отличающийся тем, что регулятор выполнен в виде двух блоков, первый из которых состоит из источника опорного напряжения, выполненного по схеме "источника с шириной запрещенной зоны", и расположен между стенкой аккумулятора и общим корпусом аккумуляторной батареи, источник опорного напряжения имеет четвертый вывод, второй блок содержит все остальные элементы регулятора и расположен в подкапотном пространстве автомобиля, кроме того, в схему регулятора дополнительно введен компаратор напряжения, а схема И снабжена третьим входом, четвертый выход источника опорного напряжения связан с компаратором напряжения, выход которого соединен с третьим входом схемы И.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru