РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ


RU (11) 2149497 (13) C1

(51) 7 H02P9/30 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 99101197/09 
(22) Дата подачи заявки: 1999.01.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.01.18 
(45) Опубликовано: 2000.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1663741 A1, 15.07.1991. SU 1669074 A1, 07.08.1991. SU 1037412 A, 23.08.1983. SU 928598 A, 15.05.1982. US 3602796 A, 31.08.1971. US 4250444 A, 10.02.1981. 
(71) Заявитель(и): Галактионов Лев Григорьевич; Мутылин Сергей Иванович; Шафиркин Вячеслав Валерьевич; Салов Александр Сергеевич; Галактионова Тамара Ивановна 
(72) Автор(ы): Галактионов Л.Г.; Мутылин С.И.; Шафиркин В.В.; Салов А.С.; Галактионова Т.И. 
(73) Патентообладатель(и): Галактионов Лев Григорьевич; Мутылин Сергей Иванович; Шафиркин Вячеслав Валерьевич; Салов Александр Сергеевич; Галактионова Тамара Ивановна 
Адрес для переписки: 125499, Москва, Кронштадтский бул. 26, кв.20, Галактионову Л.Г. 

(54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ 

Изобретение относится к регуляторам напряжения генераторных источников питания для автотракторных генераторов переменного тока и может быть использовано в системах регулирования напряжения генераторов переменного и постоянного токов. Техническим результатом является повышение надежности устройства путем уменьшения рассеивания мощности на одном силовом транзисторном ключе за счет равномерного распределения ее на нескольких силовых транзисторных ключах и снижение размаха пульсаций выходного напряжения путем повышения частоты переключений выходного регулирующего элемента во всем диапазоне регулирования выходного напряжения. В устройство вводятся (n-1) силовых транзисторных ключей 23.2...23.n и столько же токозадающих резисторов 28.2...28. n, где n=2,3...n, n транзисторных ключей 27.1...27.n с двумя входами и распределитель импульсов 29. Последний вырабатывает управляющие импульсы, которые через транзисторные ключи 27.1...27.n поочередно включают силовые транзисторные ключи 23.1...23.n. Кроме того, введенные в устройство пятый 20 и шестой 22 транзисторы обеспечивают ускоренный переход в рабочем режиме от закрытого состояния в открытое, что способствует повышению частоты переключений выходного регулирующего элемента (силовых транзисторных ключей 23.1... 23.n), включенного в цепь обмотки возбуждения генератора, снижая этим размах пульсаций выходного напряжения. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения транспортных средств, может быть использовано в системах регулирования напряжения генераторов переменного и постоянного токов и предназначается для изготовления в микроэлектронном исполнении.

Известны регуляторы напряжения генератора, содержащие измерительный орган, транзисторные элементы регулирования и управления тока в цепи обмотки возбуждения генератора (см. авт. св. СССР N 855858, кл. H 02 P 9/30, 1979 г и авт. св. СССР N 1663741, кл. H 02 P 9/30, 1991 г).

Наиболее близким по совокупности признаков из них является регулятор напряжения генераторного источника питания, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соответственно через первый и второй коллекторные резисторы соединены с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а эмиттеры соединены с коллектором третьего транзистора, подключенного эмиттером через первый токоограничительный резистор, а базой - через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, первый резистивный делитель напряжения, крайние выводы которого подсоединены между выводами для подключения выходных выводов первой и второй полярностей генераторного источника питания, а средний вывод соединен с базой второго транзистора, второй токоограничительный резистор, подключенный между выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания и базой первого транзистора, силовой транзисторный ключ, первый силовой вывод которого соединен с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, второй - с выводом для подключения к обмотке возбуждения генераторного источника питания и с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания через обратно включенный гасящий диод, а управляющий переход зашунтирован резистором, четвертый транзистор, коллектор которого подключен к базе силового транзисторного ключа и через токозадающий резистор - к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, эмиттер - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а база - к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения, первый крайний вывод которого соединен с коллектором второго транзистора, а второй - с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, причем между базами первого и второго транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы (см. авт. св. СССР N 1663741, кл. H 02 P 9/30, 1991 г фиг. 2).

Недостатком данного регулятора, а также приведенных выше известных устройств, является то, что рассеивание мощности в нем происходит на одном силовом транзисторном ключе, что повышает вероятность отказа его из-за перегрева, что особенно сказывается при малой частоте вращения ротора, так как при этом требуется повышенная величина силы тока в обмотке возбуждения генератора, которая уменьшается с увеличением частоты вращения ротора.

Кроме того, частота переключений выходного регулирующего элемента силового транзисторного ключа, включенного в цепь обмотки возбуждения генератора, недостаточно высока во всем диапазоне регулирования, что приводит к значительному размаху пульсаций выходного напряжения, которое вызывает нежелательные мерцания света ламп и качания стрелок измерительных приборов.

Задачей изобретения является повышение надежности устройства путем уменьшения рассеивания мощности на одном силовом транзисторном ключе за счет равномерного распределения ее на нескольких силовых транзисторных ключах, при этом учитывается особенность прототипа, а именно наряду со снижением потребления питания измерительным и промежуточным каскадами обеспечивается надежное самовозбуждение генераторного источника питания в режиме малого выходного напряжения и работы без аккумуляторной батареи и малом выходном напряжении и снижение размаха пульсаций выходного напряжения путем повышения частоты переключений выходного регулирующего элемента, т.е. силовых транзисторных ключей, включенных в цепь обмотки возбуждения генератора, во всем диапазоне регулирования выходного напряжения.

Указанная задача решается тем, что в регулятор напряжения генераторного источника питания, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соответственно подключены: первого транзистора - через первый коллекторный резистор к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания и второго - к первому выводу второго коллекторного резистора, а эмиттеры - к коллектору третьего транзистора, подключенного эмиттером через первый токоограничительный резистор, а базой - через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, первый резистивный делитель напряжения, первый крайний вывод которого подсоединен к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, а средний вывод соединен с базой второго транзистора, второй токоограничительный резистор, подключенный первым выводом к базе первого транзистора, первый силовой транзисторный ключ, первый силовой вывод которого соединен с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, второй - с выводом для подключения к обмотке возбуждения генераторного источника питания и с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания через обратно включенный гасящий диод, а управляющий вывод - с первым выводом токозадающего резистора, причем управляющий переход силового транзисторного ключа зашунтирован резистором, четвертый транзистор, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а база - к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения, первый крайний вывод которого соединен с коллектором второго транзистора, а второй - с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а между базами первого и второго транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы, согласно изобретению в него введены пятый транзистор, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектор - ко второму выводу второго токоограничительного резистора, а база подсоединена ко второму крайнему выводу первого резисторного делителя напряжения и через шунтирующий резистор к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, шестой транзистор, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектор - к базе пятого транзистора, а база подсоединена ко второму выводу второго коллекторного резистора, (n-1) силовых транзисторных ключей (n = 2, 3...), силовые выводы которых соответственно соединены с соответствующими силовыми выводами первого силового транзисторного ключа, а управляющие переходы зашунтированы резисторами, n транзисторных ключей с двумя входами, первые силовые выводы которых подключены к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, вторые - соответственно первого силового транзисторного ключа ко второму выводу первого токозадающего резистора, а остальных через соответствующие токозадающие резисторы - к управляющим выводам соответствующих силовых транзисторных ключей, первые входы управления - к соответствующим выходам распределителя импульсов, а вторые входы разрешения по выходу - к коллектору четвертого транзистора и через обратно включенный диод к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, причем вывод питания распределителя импульсов соединен с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, а общий вывод - с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена функциональная схема регулятора напряжения (РН) генераторного источника питания (ТИП); на фиг. 2 и 3 функциональная схема РН ГИП с двумя силовыми транзисторными ключами и временная диаграмма его работы.

РН ГИП, приведенный на фиг. 1, содержит первый 1 и второй 2 транзисторы, коллекторы которых: соответственно первого 1 через первый коллекторный резистор 3 соединен с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП и второго 2 - с первым выводом второго коллекторного резистора 5, а эмиттеры подсоединены к коллектору третьего транзистора 6, подключенного эмиттером через первый токоограничительный резистор 7, а базой - через первый источник опорного напряжения 8, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, второй источник опорного напряжения 10, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого 1 и третьего 6 транзисторов, первый резистивный делитель напряжения 11, 12, первый крайний вывод которого подсоединен к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а средний вывод соединен с базой второго транзистора 2, второй токоограничительный резистор 13, подключенный первым выводом к базе первого транзистора 1, четвертый транзистор 14, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а база подсоединена к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения 15, 16, первый крайний вывод которого соединен с коллектором второго транзистора 2, а второй - с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а между базами первого 1 и второго 2 транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы 17, 18 и 19, пятый транзистор 20, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор - к второму выводу второго токоограничительного резистора 13, а база подсоединена ко второму крайнему выводу первого резисторного делителя напряжения 11, 12 и через шунтирующий резистор 21 к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, шестой транзистор 22, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор - к базе пятого транзистора 20, а база подсоединена ко второму выводу второго коллекторного резистора 5, n силовых транзисторных ключей 23.1...23.n (n = 2, 3...), первые силовые выводы которых соединены с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, вторые - с выводом 24 для подключения к обмотке возбуждения ГИП и с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП через обратно включенный гасящий диод 25, а управляющие переходы зашунтированы резисторами 26.1...26.n, n транзисторных ключей 27.1...27.n с двумя входами, первые силовые выводы которых подключены к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, вторые соответственно через соответствующие токозадающие резисторы 28.1...28.n - к управляющим выводам соответствующих силовых транзисторных ключей 23.1...23.n, первые входы управления - к соответствующим выходам распределителя импульсов 29, а вторые входы разрешения по выходу - к коллектору четвертого транзистора 14 и через обратно включенный диод 30 к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, причем вывод питания распределителя импульсов 29 соединен с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а общий вывод - с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства с двумя силовыми транзисторными, т.е. при n = 2, функциональная схема которого представлена на фиг. 2, а временная диаграмма его работы - на фиг. 3.

РН ГИП, приведенный на фиг. 2, содержит первый 1 и второй 2 транзисторы, коллекторы которых соответственно первого 1 через первый коллекторный резистор 3 соединен с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП и второго 2 - с первым выводом второго коллекторного резистора 5, а эмиттеры подсоединены к коллектору третьего транзистора 6, подключенного эмиттером через первый токоограничительный резистор 7, а базой - через первый источник опорного напряжения 8, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, второй источник опорного напряжения 10, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого 1 и третьего 6 транзисторов, первый резистивный делитель напряжения 11, 12, первый крайний вывод которого подсоединен к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а средний вывод соединен с базой второго транзистора 2, второй токоограничительный резистор 13, подключенный первым выводом к базе первого транзистора 1, четвертый транзистор 14, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а база подсоединена к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения 15, 16, первый крайний вывод которого соединен с коллектором второго транзистора 2, а второй - с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а между базами первого 1 и второго 2 транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы 17, 18 и 19, пятый транзистор 20, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор - ко второму выводу второго токоограничительного резистора 13, а база подсоединена ко второму крайнему выводу первого резисторного делителя напряжения 11, 12 и через шунтирующий резистор 21 к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, шестой транзистор 22, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор - к базе пятого транзистора 20, а база подсоединена ко второму выводу второго коллекторного резистора 5, два силовых транзисторных ключа 23.1 и 23.2, первые силовые выводы которых соединены с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, вторые - с выводом 24 для подключения к обмотке возбуждения ГИП и с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП через обратно включенный гасящий диод 25, а управляющие переходы зашунтированы резисторами 26.1 и 26.2, два транзисторных ключа 27.1 и 27.2 с двумя входами, первые силовые выводы которых подключены к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, вторые соответственно через соответствующие токозадающие резисторы 28.1 и 28.2 - к управляющим выводам соответствующих силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2, первые входы управления - к соответствующим выходам распределителя импульсов 29, а вторые входы разрешения по выходу - к коллектору четвертого транзистора 14 и через обратно включенный диод 30 к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, причем вывод питания распределителя импульсов 29 соединен с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а общий вывод - с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП. В качестве распределителя импульсов 19 принят мультивибратор, выполненный на двух переключающихся транзисторах 31 и 32, коллекторы которых через соответствующие коллекторные резисторы 33 и 34 подключены к выводу питания мультивибратора, соединенному с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, базы - к средним выводам первой 35, 36 и второй 37, 38 RC-цепочек, соединенных резисторными выводами с выводом питания мультивибратора и емкостными соответственно - с коллекторами других переключающихся транзисторов 32 и 31, а эмиттеры - к общему выводу мультивибратора, соединенному с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, причем коллекторы переключающихся транзисторов 31 и 32 являются соответствующими выходами мультивибратора, т. е. предложенного распределителя импульсов 29. Транзисторные ключи 27.1 и 27.2 выполнены на коммутирующих транзисторах 39.1 и 39.2, эмиттеры которых являются первыми силовыми выводами транзисторных ключей 27.1 и 27.2 и подключены к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, коллекторы, являющиеся вторыми силовыми выводами транзисторных ключей 27.1 и 27.2, - соответственно к управляющим выводам соответствующих силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2 через соответствующие токозадающие резисторы 28.1 и 28.2, а базы соответственно через соответствующие базовые резисторы 40.1 и 40.2 - к первым входам управления транзисторных ключей 27.1 и 27.2, соединенным с соответствующими выходами мультивибратора, причем вторые входы разрешения по выходу транзисторных ключей 27.1 и 27.2 через вторые базовые резисторы 41.1 и 41.2 к базам управляющих транзисторов 42.1 и 42.2, подключенных соответственно эмиттерами к эмиттерам, а коллекторами к базам соответствующих коммутирующих транзисторов 39.1 и 39.2

Одновременно в схему введены генератор переменного тока с обмоткой якоря 43, силовые выводы которой подключены к входу выпрямителя 44, выполненного с двумя группами диодов 45, 46. К выходу выпрямителя 44 подключены аккумуляторная батарея 47 и потребители напряжения 48, а между выводами 9 и 24 включена обмотка 49 возбуждения ГИП. Введенные элементы не входят в предмет изобретения, а предназначены для пояснения работы предлагаемого устройства.

Сумма напряжений уставок первого и второго источников опорного напряжения должна составлять 0,4. ..0,7 от номинального напряжения ГИП, а уставка первого источника опорного напряжения должна быть равна 0,3...0,5 от уставки второго источника опорного напряжения.

ГИП с предложенным РН работает следующим образом.

При вращении генератора переменного тока на выходе его обмотки якоря 43 возникает переменное напряжение, преобразуемое в постоянное напряжение выпрямителем 44 и подаваемое на аккумуляторную батарею 47 и потребители 48. Выходное напряжение ГИП поддерживается постоянным изменением величины тока возбуждения ГИП, протекающего через обмотку 49 возбуждения ГИП, посредством РН ГИП.

В процессе работы РН ГИП дифференциальный усилитель, выполненный на первом 1 и втором 2 транзисторах, осуществляет сравнение напряжения уставки - напряжения первого и второго источников опорного напряжения 8, 10, подаваемого на базу первого транзистора 1 с сигналом, пропорциональным выходному напряжению ГИП, снимаемым с резистора 11 и подаваемым на базу второго транзистора 2.

В режиме нормальной работы РН ГИП при выходном напряжении ГИП, меньшем напряжения уставки РН, напряжение на эмиттер-базовом переходе второго транзистора 2 меньше, чем напряжение на эмиттер-базовом переходе первого транзистора 1. Первый транзистор 1 открыт, а второй транзистор 2 закрыт. При этом цепь управления четвертого транзистора 14 разомкнута и последний находится в состоянии отсечки.

Мультивибратор, выполненный на двух переключающихся транзисторах 31 и 32, генерирует импульсные сигналы (фиг. 3а и 3б), которые через базовые резисторы 40.1 и 40.2 подаются на базы коммутирующих транзисторов 39.1 и 39.2 (фиг. 3в и 3г), предназначенных для управления работой силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2. В режиме нормальной работы РН ГИП, когда четвертый транзистор 14 находится в состоянии отсечки (фиг. 3д), импульсные сигналы включают поочередно коммутирующие транзисторы 39.1 и 39.2, которые в свою очередь силовые транзисторные ключи 23.1 и 23.2, поддерживая этим непрерывное протекание тока через обмотку возбуждения ГИП (фиг. 3е). Непрерывности протекания тока способствует инерционность работы силовых транзисторных ключей 23.1, 23.2 в импульсном режиме, так как время выключения транзисторов в несколько раз превышает время включения. Это приводит к перекрытию импульсных выходных токов, что обеспечивает "мягкое" включение силовых транзисторных ключей 23.1, 23.2, т. е. открывание каждого из них происходит в моменты времени, когда предыдущий продолжает еще оставаться в открытом состоянии. Поэтому потерь по фронтам не происходит и дополнительного нагревания силовых транзисторных ключей 31, 32 не наблюдается. Таким образом, РН ГИП работает до момента времени t1 (фиг. 3д), пока четвертый транзистор 14 закрыт. С ростом напряжения на выходе ГИП, когда это напряжение превышает напряжение уставки РН, соотношение напряжений на базо-эмиттерных переходах первого 1 и второго 2 транзисторов меняется на обратное. При этом первый транзистор 1 закрывается, а второй транзистор 2 открывается и возникший ток управления через резистор 15 поступает в базу четвертого транзистора 14 и открывает его, который одновременно включает управляющие транзисторы 42.1 и 42.2, шунтируя этим управляющие переходы коммутирующих транзисторов 39.1 и 39.2, запирая их, при этом размыкая цепи управления силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2, выключая их с момента времени t1 до момента времени t2 (фиг. 3е). Ток в цепи обмотки 49 возбуждения ГИП, замыкаясь через шунтирующий гасящий диод 42, уменьшается, что вызывает уменьшение выходного напряжения ГИП. Одновременно в момент времени t1 ток управления поступает через транзистор 5 в базу шестого транзистора 22, который открывается и шунтирует управляющий переход пятого транзистора 20, запирая его. Запирание последнего приводит к закрыванию соответственно первого и второго источников опорного напряжения 8, 10 и одновременно первого, второго и третьего транзисторов 1, 2 и 6. При этом ток управления прекращается и четвертый 14 и шестой 22 транзисторы запираются с момента времени t2 до момента времени t3 (фиг. 3д). Пятый транзистор 20 открывается и вышеописанные процессы продолжаются до тех пор, пока напряжение на базо-эмиттерном переходе второго транзистора 2 становится меньше напряжения уставки РН и соотношение напряжений на базо-эмиттерных переходах первого 1 и второго 2 транзисторов меняется на обратное, т. е. в первоначальное состояние. Процесс повторяется периодически в результате чего выходное напряжение ГИП поддерживается на номинальном уровне. Введение пятого и шестого транзисторов 20 и 22 обеспечивает ускоренный переход РН в рабочем режиме от закрытого состояния в открытое, что способствует повышению частоты переключений выходного регулирующего элемента (силовых транзисторных ключей), включенного в цепь обмотки возбуждения ГИП, а использование двух поочередно работающих силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2 в определенных интервалах времени, которые задаются временными параметрами мультивибратора, выполненного на переключающихся транзисторах 31 и 32, позволяет равномерно поровну распределить рассеиваемую мощность на них и этим повысить надежность устройства.

Посредством первого источника опорного напряжения 8 на токозадающем резисторе 7, поддерживается постоянное напряжение, а следовательно, поддерживается постоянный ток через третий транзистор 6, что обеспечивает быстрое изменение потенциала эмиттеров первого 1 и второго 2 транзисторов, что способствует ускорению перехода РН из одного состояния в другое. Таким образом, уменьшаются динамические потери в РН, уменьшается масса и габариты радиаторов, уменьшается перегрев РН, что обеспечивает высокую надежность его работы.

При работе регулятора в режиме начального возбуждения при отсутствии аккумуляторной батареи 47 и малом выходном напряжении ГИП ток базы третьего транзистора 6 отсутствует, так как напряжение ГИП недостаточно для протекания тока через второй источник опорного напряжения 10. В этом режиме третий транзистор 6 закрыт и дифференциальный усилитель не потребляет тока. Потребление РН в этом случае практически складывается из тока силовых транзисторных ключей 23.1, 23.2 и делителя напряжения на резисторах 11, 12. Ток потребления мал по величине, что облегчает начальное возбуждение ГИП при отсутствии аккумуляторной батареи.

Начальное самовозбуждение ГИП в указанном режиме обеспечивается протеканием тока от ГИП через выпрямитель 44, обмотку возбуждения и открытые силовые транзисторные ключи 23.1 и 23.2 при минимальном напряжении ГИП, достаточном для открытия диодов выпрямителя 44. Открытие силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2 осуществляется базовыми токами, проходящими через открытые коммутирующие транзисторы 39.1, 39.2 и резисторы 28.1, 28.2. При выходном напряжении ГИП, равном порядка 0,6 В, мультивибратор, выполненный на переключающих транзисторах 31 и 32, начинает генерировать импульсные сигналы, которые поочередно включают силовые транзисторные ключи 23.1 и 23.2 и этим поддерживают непрерывное протекание тока через обмотку 49 возбуждения ГИП. Такое построение схемы РН позволяет наряду со снижением потребления питания измерительным и промежуточным каскадами обеспечить надежное самовозбуждение ГИП в режиме работы без аккумуляторной батареи.

Использование предлагаемого изобретения дает возможность создавать высоконадежные РН ГИП, которые легко реализуются в микроэлектронном исполнении. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Регулятор напряжения генераторного источника питания, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соответственно подключены: первого транзистора через первый коллекторный резистор к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания и второго - к первому выводу второго коллекторного резистора, а эмиттеры - к коллектору третьего транзистора, подключенного эмиттером через первый токоограничительный резистор, а базой через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, первый резистивный делитель напряжения, первый крайний вывод которого подсоединен к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, а средний вывод соединен с базой второго транзистора, второй токоограничительный резистор, подключенный первым выводом к базе первого транзистора, первый силовой транзисторный ключ, первый силовой вывод которого соединен с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, второй - с выводом для подключения к обмотке возбуждения генераторного источника питания и с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания через обратно включенный гасящий диод, а управляющий вывод - с первым выводом первого токозадающего резистора, причем управляющий переход силового транзисторного ключа зашунтирован резистором, четвертый транзистор, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а база подсоединена к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения, первый крайний вывод которого соединен с коллектором второго транзистора, а второй - с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а между базами первого и второго транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы, отличающийся тем, что в него введены пятый транзистор, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектор - ко второму выводу второго токоограничительного резистора, а база подсоединена ко второму крайнему выводу первого резисторного делителя напряжения и через шунтирующий резистор к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, шестой транзистор, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектор - к базе пятого транзистора, а база подсоединена ко второму выводу второго коллекторного резистора, (n - 1) силовых транзисторных ключей (n = 2, 3 ...), силовые выводы которых соответственно соединены с соответствующими силовыми выводами первого силового транзисторного ключа, а управляющие переходы зашунтированы резисторами, n транзисторных ключей с двумя входами, первые силовые выводы которых подключены к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, вторые - соответственно первого силового транзисторного ключа ко второму выводу первого токозадающего резистора, а остальных через соответствующие токозадающие резисторы - к управляющим выводам соответствующих силовых транзисторов, первые входы управления соответственно - к соответствующим выходам распределителя импульсов, а вторые входы разрешения по выходу - к коллектору четвертого транзистора и через обратно включенный диод к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, причем вывод питания распределителя импульсов соединен с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, а общий вывод - с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания.




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