ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2292628 (13) C2

(51) МПК
H02P 9/30 (2006.01)
H02J 7/14 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005110537/09 
(22) Дата подачи заявки: 2005.04.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.04.11 
(45) Опубликовано: 2007.01.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2136105 C1, 27.08.1999. RU 21888497 С2, 27.08.2002. JP 2001154617 А1, 08.06.2001. US 3602796, 31.08.1971. US 3525924, 25.08.1970. 
(72) Автор(ы): Гармаш Юрий Владимирович (RU); Белов Андрей Борисович (RU); Михневич Лариса Ефимовна (RU); Голиков Андрей Николаевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Рязанский военный автомобильный институт им. ген армии В.П. Дубынина (RU) 
Адрес для переписки: 390014, г.Рязань, Рязанский военный автомобильный институт, НИО, А.Д. Герасимову 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности, к автомобильной технике. Технический результат заключается в реализации необходимой зависимости выходного напряжения генератора от степени заряженности аккумуляторной батареи, с целью продления срока ее службы. Результат достигается тем, что в регулятор напряжения, содержащий измерительное звено (ИЗ) (1), источник опорного напряжения (ИОН) (6), схему сравнения (СС) (2), входы которой подсоединены к выходам ИОН (6) и ИЗ (1), силовой транзистор (Т) (8), управляемый мультивибратор (М) (4), элемент И (3), выход которого соединен со входом управления М (4), выход которого соединен с базой Т (8), диод (10), катушку индуктивности (9) и конденсатор (11), частотный компаратор (ЧК) (7), датчик частоты искрообразования (5), выход которого подключен к входу ЧК (7), выход которого связан с первым входом схемы И (3), а выход СС (2) связан со вторым входом схемы И (3), дополнительно введены микрофон (12), расположенный в моноблоке аккумуляторной батареи, усилитель (13), полосовой фильтр (14), детектор (15) и компаратор (16), выход которого соединен с третьим входом схемы И (3). 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности, к автомобильной технике.

Известны регуляторы напряжения [Данов Б.А., Рогачев В.Д. Электронные приборы автомобилей. - М.: Транспорт, 1996, с.7-13, Патент РФ №2006176, МПК Н 02 Р 9/30, БИ №1, 1994., Патент РФ №2136105, МПК Н 02 Р 9/30, БИ №24, 1999], содержащие: измерительное звено, источник опорного напряжения, включенные между плюсовым и минусовым проводами регулятора, схему сравнения, входы которой подсоединены к выходам источника опорного напряжения и измерительного звена, силовой ключ, вход управления которого связан с выходом схемы сравнения, а силовые выводы ключа соединены последовательно с обмоткой возбуждения синхронного генератора и подключены между плюсовым и минусовым проводами регулятора.

Недостатками подобных устройств являются низкая точность поддержания напряжения синхронного генератора и отсутствие регулировки напряжения синхронного генератора при изменении температуры окружающей среды и степени разряженности аккумуляторной батареи.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный регулятор напряжения [Патент РФ №2188497, МПК Н 02 Р 9/30, Н 02 J 7/14, БИ №24, 2002], содержащий измерительное звено, источник опорного напряжения, первые выводы которых подключены к плюсовому, а вторые - к минусовому проводу регулятора, схему сравнения, входы которой подсоединены к выходам источника опорного напряжения и измерительного звена, силовой транзистор, эмиттер которого подключен к плюсовому проводу, управляемый мультивибратор, элемент И, выход которого соединен со входом управления мультивибратора, выход которого соединен с базой силового транзистора, диод, катушку индуктивности и конденсатор, причем коллектор силового транзистора подключен к катоду диода и катушке индуктивности, анод диода соединен с конденсатором и клеммой Ш синхронного генератора, вторые выводы катушки индуктивности и конденсатора подключены к минусовому проводу, частотный компаратор, датчик частоты искрообразования, причем его выход подключен к входу частотного компаратора, выход которого связан с первым входом схемы И, а выход схемы сравнения связан со вторым входом схемы И.

Недостатком такого регулятора напряжения является отсутствие зависимости выходного напряжения генератора от степени заряженности аккумуляторной батареи при эксплуатации ее в условиях низких температур.

Техническая задача направлена на реализацию необходимой зависимости выходного напряжения генератора от степени заряженности аккумуляторной батареи с целью продления срока ее службы при эксплуатации в условиях низких температур.

Технический результат достигается тем, что в регулятор напряжения, содержащий измерительное звено, источник опорного напряжения, первые выводы которых подключены к плюсовому, а вторые - к минусовому проводу регулятора, схему сравнения, входы которой подсоединены к выходам источника опорного напряжения и измерительного звена, силовой транзистор, эмиттер которого подключен к плюсовому проводу, управляемый мультивибратор, элемент И, выход которого соединен со входом управления мультивибратора, выход которого соединен с базой силового транзистора, диод, катушку индуктивности и конденсатор, причем коллектор силового транзистора подключен к катоду диода и катушке индуктивности, анод диода соединен с конденсатором и клеммой Ш синхронного генератора, вторые выводы катушки индуктивности и конденсатора подключены к минусовому проводу, частотный компаратор, датчик частоты искрообразования, причем его выход подключен к входу частотного компаратора, выход которого связан с первым входом схемы И, а выход схемы сравнения связан со вторым входом схемы И, дополнительно введены микрофон, расположенный в моноблоке аккумуляторной батареи, усилитель, полосовой фильтр, детектор и компаратор, причем выход микрофона через усилитель связан со входом полосового фильтра, выход которого соединен со входом детектора, выход детектора подключен ко входу компаратора, выход которого соединен с третьим входом схемы И.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в источник опорного напряжения регулятора дополнительно введены микрофон, расположенный в моноблоке аккумуляторной батареи, усилитель, полосовой фильтр, детектор и компаратор, а также наличие новых связей между вновь введенными и ранее применявшимися узлами системы.

Сопоставительный анализ заявляемой системы с имеющимися техническими решениями показывает, что заявляемая система обладает рядом существенных отличий: точной регулировкой напряжения на аккумуляторной батарее с учетом необходимой зависимости от степени заряженности аккумуляторной батареи, что необходимо для продления срока ее службы при заряде повышенным напряжением в условиях низких температур электролита.

На чертеже представлена электрическая функциональная схема предлагаемого устройства.

Регулятор напряжения для синхронного генератора содержит измерительное звено 1, источник опорного напряжения 6, первые выводы которых подключены к плюсовому, а вторые - к минусовому проводу регулятора, схему сравнения 2, входы которой подсоединены к выходам источника опорного напряжения 6 и измерительного звена 1, силовой транзистор 8, эмиттер которого подключен к плюсовому проводу, управляемый мультивибратор 4, элемент И 3, выход которого соединен с входом управления мультивибратора 4, выход которого соединен с базой силового транзистора 8, диод 10, катушку 9 индуктивности и конденсатор 11, причем коллектор силового транзистора 8 подключен к катоду диода 10 и катушке 9 индуктивности, анод диода 9 соединен с конденсатором 11 и клеммой Ш синхронного генератора, вторые выводы катушки 9 индуктивности и конденсатора 11 подключены к минусовому проводу, частотный компаратор 7, датчик 5 частоты искрообразования, причем его выход подключен к входу частотного компаратора 7, выход которого связан с первым входом схемы И 3, а выход схемы 2 сравнения связан со вторым входом схемы И 3, микрофон 12, расположенный в моноблоке аккумуляторной батареи, усилитель 13, полосовой фильтр 14, детектор 15 и компаратор 16, причем выход микрофона 12 через усилитель 13 связан со входом полосового фильтра 14, выход которого соединен со входом детектора 15, выход детектора 15 подключен ко входу компаратора 16, выход которого соединен с третьим входом схемы И З.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение бортовой сети делится измерительным звеном 1 и с помощью схемы сравнения 2 сравнивается с напряжением источника опорного напряжения 6. Если напряжение бортовой сети недостаточно, то на выходе схемы 2 сравнения появляется уровень логической единицы, который поступает на вход схемы И 3. Коэффициент деления измерительного звена 1 выбирается таким образом, чтобы им определялось максимально допустимое напряжение бортовой сети.

Если осуществляется пуск двигателя, то частота искрообразования невелика, и на выходе частотного компаратора 7 имеется уровень логического нуля. После пуска двигателя частота возрастает, и на выходе частотного компаратора 7 появляется уровень логической единицы. Напряжение с частотного компаратора 7 поступает на вход схемы И 3.

Известно [Бороновский Ю.И., Старостин А.К., Чижов Ю.П. Стартерные АКБ. - М. 1997, - с.124], что при увеличении степени разряженности аккумулятора значительно снижается его ЭДС. Это приводит к увеличению зарядного тока I з исходя из выражения [Бороновский Ю.И., Старостин А.К., Чижов Ю.П. Стартерные АКБ. - М. - 1997, - с.124]:



где UГЕН - напряжение генератора, поддерживаемое регулятором напряжения на автомобиле, В;

ЕАБ - ЭДС аккумулятора, В;

R ЗУ - сопротивление зарядной цепи, В.

Из всего вышесказанного следует, что в случае увеличения напряжения генератора (U ГЕН), при значительном снижении температуры электролита, произойдет увеличение зарядного тока. Вследствие этого возрастет интенсивность процесса электролиза воды. Связано это с тем, что с понижением температуры электролита аккумуляторы теряют способность «использовать» зарядный ток [Бороновский Ю.И., Старостин А.К., Чижов Ю.П. Стартерные АКБ. - М. 1997, - с.124].

Таким образом, необходимо предусмотреть регулировку напряжения регулятора с учетом интенсивности процесса электролиза воды.

В случаях, когда аккумуляторная батарея уже заряжена, наблюдается процесс разложения воды, входящей в состав электролита, на водород и кислород. Дальнейшее продолжение заряда в этом случае приводит только к снижению ее срока службы. Процесс разложения воды на водород и кислород сопровождается характерным шумом, который улавливается микрофоном 12, усиливается усилителем 13, фильтруется полосовым фильтром 14 и детектируется детектором 15. Постоянная составляющая напряжения на выходе детектора 15 определяется уровнем шума, возникающим при «кипении» электролита. Компаратор 16 сравнивает уровень шума с некоторым заранее установленным значением, при превышении которого с его выхода на третий вход схемы И 3 поступает уровень логического нуля.

Только в случае присутствия на всех трех входах схемы И 3 на ее выходе также появится сигнал логической единицы, разрешающий работу мультивибратора 4, импульсный сигнал которого периодически включает-выключает силовой ключ 8. При открытом ключе 8 катушка 9 индуктивности заряжается током, который при закрывании ключа 8, замыкается через конденсатор 11 и диод 10. На конденсаторе 10 появляется напряжение, которое и создает ток в цепи возбуждения синхронного автомобильного генератора.

Таким образом, аккумуляторная батарея все время находится на границе «кипения», что соответствует требованию ее максимальной степени заряженности и наибольшему сроку службы.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Регулятор напряжения для синхронного генератора, содержащий измерительное звено, источник опорного напряжения, первые выводы которых подключены к плюсовому, а вторые к минусовому проводу регулятора, схему сравнения, входы которой подсоединены к выходам источника опорного напряжения и измерительного звена, силовой транзистор, эмиттер которого подключен к плюсовому проводу, управляемый мультивибратор, элемент И, выход которого соединен со входом управления мультивибратора, выход которого соединен с базой силового транзистора, диод, катушку индуктивности и конденсатор, причем коллектор силового транзистора подключен к катоду диода и катушке индуктивности, анод диода соединен с конденсатором и клеммой Ш синхронного генератора, вторые выводы катушки индуктивности и конденсатора подключены к минусовому проводу, частотный компаратор, датчик частоты искрообразования, причем его выход подключен к входу частотного компаратора, выход которого связан с первым входом схемы И, а выход схемы сравнения связан со вторым входом схемы И, отличающийся тем, что в регулятор дополнительно введены микрофон, расположенный в моноблоке аккумуляторной батареи, усилитель, полосовой фильтр, детектор и компаратор, причем выход микрофона через усилитель связан со входом полосового фильтра, выход которого соединен со входом детектора, выход детектора подключен ко входу компаратора, 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