РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ


RU (11) 2120178 (13) C1

(51) 6 H02P9/30 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 97113422/09 
(22) Дата подачи заявки: 1997.08.04 
(45) Опубликовано: 1998.10.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, 1663741 A1, 15.07.91 SU, 1836806 A3, 23.08.91 SU, 1244782 A1, 15.07.86 GB, 1174641 A, 17.12.69 
(71) Заявитель(и): Галактионов Лев Григорьевич; Мутылин Сергей Иванович; Шафиркин Вячеслав Валерьевич; Салов Александр Сергеевич; Галактионов Григорий Львович 
(72) Автор(ы): Галактионов Лев Григорьевич; Мутылин Сергей Иванович; Шафиркин Вячеслав Валерьевич; Салов Александр Сергеевич; Галактионов Григорий Львович 
(73) Патентообладатель(и): Галактионов Лев Григорьевич; Мутылин Сергей Иванович; Шафиркин Вячеслав Валерьевич; Салов Александр Сергеевич; Галактионов Григорий Львович 

(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 изобретения является повышение надежности путем обеспечения защиты силовых транзисторных ключей от короткого замыкания обмотки возбуждения генераторного источника питания. В устройство вводятся транзистор защиты, первый и второй управляющие транзисторы, управляющий транзисторный ключ и транзисторный ключ, которые совместно с первым, вторым и третьим транзисторами образуют схему релаксационного генератора, работающего в автоколебательном режиме в случае возникновения короткого замыкания обмотки возбуждения генераторного источника питания. В процессе автоколебательного режима через силовые транзисторные ключи протекают импульсные токи, среднее значение которых (при соответствующем выборе величин резистора защиты и резистора защитного резистивного делителя напряжения, определяющих постоянные времени заряда и разряда конденсатора, пренебрежимо мало. После устранения короткого замыкания обмотки возбуждения генераторного источника питания регулятор включается автоматически. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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

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 регулятора напряжения для подключения вывода первой полярности генераторного источника питания, а эмиттеры соединены с коллектором третьего транзистора, подключенного эмиттером через токозадающий резистор, а базой - через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу регулятора напряжения для подключения вывода второй полярности генераторного источника питания, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, делитель напряжения, крайние выводы которого подсоединены между выводами регулятора напряжения для подключения выводов первой и второй полярности генераторного источника питания, а средний вывод связан с базой второго транзистора, первый токоограничительный резистор, подключенный между выводом регулятора напряжения для подключения к выводу первой полярности генераторного источника питания и базой первого транзистора, силовой транзисторный ключ, один из силовых выводов которого связан с выводом регулятора напряжения для подключения к выводу одной из полярностей генераторного источника питания, а другой - с выводом регулятора напряжения для подключения к обмотке возбуждения генераторного источника питания и с выводом регулятора напряжения для подключения вывода второй полярности генераторного источника питания через обратно включенный гасящий диод, четвертый транзистор, коллектор которого подключен к базе силового транзисторного ключа и через второй токоограничительный резистор - к выводу регулятора напряжения для подключения вывода второй полярности генераторного источника питания, эмиттером - к выводу регулятора напряжения для подключения вывода первой полярности генераторного источника питания, а базой - к коллектору второго транзистора через третий токоограничительный резистор, параллельно базо-эмиттерным переходам четвертого транзистора и силового транзисторного ключа подключены шунтирующие резисторы, а 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 является то, что в нем отсутствует защита силовых транзисторных ключей от короткого замыкания обмотки возбуждения генераторного источника питания.

Задачей изобретения является повышение надежности путем обеспечения защиты силовых транзисторных ключей от короткого замыкания обмотки возбуждения генераторного источника питания.

Указанная задача решается тем, что в регулятор напряжения генераторного источника питания, содержащий первый и второй транзисторы, коллектор первого из которых через первый коллекторный резистор подсоединен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а коллектор второго транзистора подключен к первому выводу второго коллекторного резистора, эмиттеры первого и второго транзисторов подключены к коллектору третьего транзистора, подключенного эмиттером через токозадающий резистор, а базой - через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, кроме того, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, резистивный делитель напряжения, первый крайний вывод которого подключен к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, а средний - к базе второго транзистора, первый токоограничительный резистор, подключенный между выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания и базой первого транзистора, первый силовой транзисторный ключ, один из силовых выводов которого соединен с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а другой одновременно - 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, четвертый транзистор, коллектор которого подключен к базе первого силового транзисторного ключа и к первому выводу третьего коллекторного резистора, эмиттер - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а база четвертого транзистора подсоединена к коллектору второго транзистора через второй токоограничительный резистор, причем, параллельно базо-эмиттерным переходам четвертого транзистора и первого силового транзисторного ключа подключены соответственно первый и второй шунтирующие резисторы, а между базами первого и второго транзисторов и параллельно управляющим входам каждого из этих транзисторов включены соответственно первый, второй и третий фильтрующие конденсаторы, два переключающихся транзистора, коллектор первого из которых подключен ко второму выводу третьего коллекторного резистора, а коллектор второго - к первому выводу четвертого коллекторного резистора, базы переключающихся транзисторов подключены к средним выводам соответствующих RC - цепочек, подключенных резисторными выводами к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, емкостной вывод каждой из RC-цепочек соединен с коллектором другого переключающегося транзистора, а эмиттеры переключающихся транзисторов соединены с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, кроме того, второй силовой транзисторный ключ, силовые выводы которого соединены с соответствующими силовыми выводами первого силового транзисторного ключа, пятый транзистор, коллектор которого подключен к базе второго силового транзисторного ключа и ко второму выводу четвертого коллекторного резистора, эмиттер - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а база пятого транзистора ко второму выводу второго коллекторного резистора, причем, параллельно базо-эмиттерным переходам пятого транзистора и второго силового транзисторного ключа подключены соответственно третий и четвертый шунтирующие резисторы, согласно изобретению в него введены транзистор защиты, эмиттер которого подключен к выводу для подключения к обмотке возбуждения генераторного источника питания и через гасящий диод защиты с направлением проводимости, соответствующим направлению проводимости последовательно подключенного эмиттер-коллекторного перехода транзистора защиты, к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектор через последовательно соединенные резистор защиты и стабилитрон и параллельно соединенные первый защитный резистивный делитель напряжения и конденсатор защиты - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а база транзистора защиты подсоединена к среднему выводу второго защитного резистивного делителя напряжения, подключенного крайними выводами между эмиттером транзистора защиты и коллектором первого управляющего транзистора, эмиттер которого соединен с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а база первого управляющего транзистора соединена со вторым крайним выводом резистивного делителя напряжения и одновременно через пятый шунтирующий резистор - с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, второй управляющий транзистор, базой подключенный к среднему выводу первого защитного резисторного делителя напряжения, эмиттером - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а коллектором одновременно - через управляющий резистор к базе третьего транзистора и через управляющий резистивный делитель напряжения к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, к которому также подключен эмиттер управляющего транзисторного ключа, база которого соединена со средним выводом управляющего резисторного делителя напряжения, а коллектор управляющего транзисторного ключа через регулирующий резистор соединен с базой первого транзистора, транзисторный ключ защиты, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектор - к базе первого управляющего транзистора, а база транзисторного ключа защиты через базовый резистор подсоединена к коллектору второго транзистора.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 и 2 представлены функциональная схема регулятора напряжения (ГН) генераторного источника питания (ГИП) и временная диаграмма его работы.

ГИП включает в себя генератор переменного тока с обмоткой якоря 1, силовые выводы которой подключены к входу выпрямителя 2, выполненного двумя группами диодов 3, 4. К выходу выпрямителя 2 подключены аккумуляторная батарея 5, потребители напряжения 6 и выводы 7, 8 для подключения к выходным выводам первой и второй полярностей ГИП.

РН ГИП содержит первый 9 и второй 10 транзисторы, коллекторы которых соответственно первого 9 через первый коллекторный резистор 11 соединен с выводом 7 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП и второго 10 - с первым выводом второго коллекторного резистора 12, а эмиттеры - через стабилизатор тока 13 с выводом 8 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП. База первого транзистора 9 подключена к первому выводу второго источника 14 опорного напряжения, выполненного в виде стабилитрона, и к первому выводу первого токоограничительного резистора 15.

PH ГИП включает также резистивный делитель 16, 17, напряжения, первый крайний вывод которого подключен к выводу 8 PH для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а средний связан с базой второго транзистора 10. Четвертый транзистор 18 подключен эмиттером к выводу 7 PH для подключения к выходному выводу первой полярности ГИП, базой соединен с коллектором второго транзистора 10 через второй токоограничительный резистор 19, а коллектором - с базой первого силового транзисторного ключа 20, силовые выводы которого предназначены для связи через обмотку возбуждения 21 ГИП с источником питания указанной обмотки возбуждения.

Первый источник опорного напряжения 22 выполнен в виде нелинейного элемента и подключен первым выводом к выводу 8 PH для подключения к выходному выводу второй полярности ГИП, а вторым выводом - к второму выводу второго источника опорного напряжения 14 так, что полярности второго вывода второго источника опорного напряжения 14 и второго вывода первого источника опорного напряжения 22 противоположны по знаку.

Стабилизатор тока 13 выполнен в виде токозадающего резистора 23 и третьего транзистора 24, причем третий транзистор 24 подключен коллектором к эмиттерам транзисторов 9, 10, эмиттером через токозадающий резистор 23 - к выводу 8 PH для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а базой - к второму выводу второго источника 14 опорного напряжения.

Второй вывод первого токоограничительного резистора 15 подключен к выводу 7 РН для подключения к выходному выводу первой полярности ГИП. Эмиттер четвертого транзистора 18 связан с эмиттером первого силового транзисторного ключа 20, база которого подключена к первому выводу третьего коллекторного резистора 25.

Между базами первого 9 и второго 10 транзисторов параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы 26, 27, 28. Параллельно базо-эмиттерным переходам четвертого транзистора 18 и первого силового транзисторного ключа 20 подключены первый и второй шунтирующие резисторы 29, 30.

Одновременно в РН ГИП входят два переключающихся транзистора 31, 32, четвертый коллекторный резистор 33, две RC-цепочки 34, 35 и 36, 37, пятый транзистор 38, второй силовой транзисторный ключ 39 и третий и четвертый шунтирующие резисторы 40 и 41.

Эмиттеры переключающихся транзисторов 31,32 подключены к выводу 8 РН для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, базы - к средним выводам соответственно первой 34, 35 и второй 36, 37 RC - цепочек, подключенных резисторными выводами к выводу 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП и емкостными соответственно - к коллекторам других переключающихся транзисторов 32, 31, а коллекторы соответственно - первого переключающего транзистора 31 к второму выводу третьего коллекторного резистора 25 и второго 32 - к первому выводу четвертого коллекторного резистора 33, второй вывод которого соединен с коллектором пятого транзистора 38 и с базой второго силового транзисторного ключа 39, силовые выводы которого соединены с соответствующими силовыми выводами первого силового транзисторного ключа 20. Эмиттер пятого транзистора 38 подключен к выводу 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а база подсоединена к второму выводу второго коллекторного резистора 12.

Параллельно базо-эмиттерным переходам пятого транзистора 38 и второго силового транзисторного ключа 39 подключены соответственно третий и четвертый шунтирующие резисторы 40, 41, а обмотка 21 возбуждения ГИП зашунтирована гасящим диодом 42 в обратном включении.

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 ... 1,5 от уставки второго источника опорного напряжения.

Одновременно РН ГИП содержит транзистор 43 защиты, эмиттер которого через обмотку 21 возбуждения ГИП подключен к выводу 8 РН для подключения выходного вывода второй полярности ГИП и через гасящий диод 44 защиты с направлением проводимости, соответствующим направлению проводимости последовательно подключенного эмиттер-коллекторного перехода транзистора 43 защиты, - к выводу 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор через последовательно соединенные резистор 45 защиты и стабилитрон 46 и параллельно соединенные первый защитный резистивный делитель 47 и 48 напряжения и конденсатор 49 защиты - к выводу 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а база транзистора 43 защиты подсоединена к среднему выводу второго защитного резистивного делителя 50 и 51 напряжения, подключенного крайними выводами между эмиттером транзистора 43 защиты и коллектором первого управляющего транзистора 52, эмиттер которого соединен с выводом 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а база первого управляющего транзистора 52 соединена со вторым крайним выводом резистивного делителя 16, 17 напряжения и через пятый шунтирующий резистор 53 с выводом 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, второй управляющий транзистор 54, эмиттером подключенный к выводу 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, базой - к среднему выводу первого защитного резистивного делителя 47, 48 напряжения, а коллектором - через управляющий резистор 55 подключен к базе третьего транзистора 24 и одновременно через управляющий резистивный делитель 56,57 напряжения - к выводу 8 РН для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, к которому также подключен эмиттер управляющего транзисторного ключа 58, база которого соединена со средним выводом управляющего резисторного делителя 56, 57 напряжения, а коллектор управляющего транзисторного ключа 58 через регулирующий резистор 59 соединен с базой первого транзистора 9, транзисторный ключ 60 защиты, эмиттер которого подключен к выводу 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор - к базе управляющего транзистора 52 защиты, а база транзисторного ключа 60 защиты через базовый резистор 61 подсоединена к коллектору второго транзистора 10.

ГИП с предложенным РН работает следующим образом.

При вращении генератора переменного тока на выходе его обмотки якоря 1 возникает переменное напряжение, преобразуемое в постоянное напряжение выпрямителем 2 и подаваемое на аккумуляторную батарею 5 и потребители 6.

Выходное напряжение ГИП поддерживается постоянным изменением величины тока возбуждения ГИП посредством РН ГИП.

В процессе работы РН ГИП дифференциальный усилитель, выполненный на первом 9 и втором 10 транзисторах, осуществляет сравнение напряжения уставки - напряжения первого и второго источников опорного напряжения 14, 22, подаваемого на базу первого транзистора 9 с сигналом, пропорциональным выходному напряжению ГИП, снимаемым с резистора 17 и подаваемым на базу второго транзистора 10.

В режиме нормальной работы РН ГИП при выходном напряжении ГИП, меньшем напряжения уставки РН, напряжение на эмиттер-базовом переходе второго транзистора 10 меньше, чем напряжение на эмиттер-базовом переходе первого транзистора 10. Первый транзистор 9 открыт, а второй транзистор 10 закрыт. Цепь управления четвертого 18 и пятого 38 транзисторов разомкнута и последние находятся в состоянии отсечки.

Мультивибратор, выполненный на двух переключающихся транзисторах 31, 32, коллекторы которых соответственно через коллекторные резисторы 25, 33 и шунтирующие резисторы 33, 30, параллельно соединенные с базо-эмиттерными переходами силовых транзисторных ключей 20, 39, подключены к выводу 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, базы - к средним выводам первой 34, 35 и второй 36, 37 RC - цепочек, подключенных резисторными выводами к выводу 7 РН для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, и емкостными соответственно - к коллекторам переключающихся транзисторов 32, 31, а эмиттеры - к выводу 8 РН для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, генерирует импульсные сигналы (фиг. 2а и 2б), которые через коллекторные резисторы 25, 33 подаются на базы силовых транзисторных ключей 20 и 39 (фиг. 2в и 2г), для управления их работой. В режиме нормальной работы РН ГИП, когда четвертый 18 и пятый 38 транзисторы находятся в состоянии отсечки (фиг. 2д), импульсные сигналы включают поочередно силовые транзисторные ключи 20 и 39, поддерживая этим непрерывное протекание тока через обмотку возбуждения ГИП (фиг. 2е). Непрерывности протекания тока способствует инерционность работы силовых транзисторных ключей 31, 32 в импульсном режиме, так как время выключения транзисторов несколько раз превышает время включения. Это приводит к перекрытию импульсных выходных токов, что обеспечивает "мягкое" включение силовых транзисторных ключей 31, 32, 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. 2д), пока четвертый 18 и пятый 38 транзисторы закрыты. С ростом напряжения на выходе ГИП, когда это напряжение достигает напряжения уставки РН, соотношение напряжений на базо-эмиттерных переходах первого 9 и второго 10 транзисторов меняется на обратное. При этом первый транзистор 9 закрывается, а второй транзистор 10 открывается и возникший ток управления через резисторы 12, 19 поступает в базы четвертого 18 и пятого 38 транзисторов и открывает их, шунтируя этим управляющие переходы силовых транзисторных ключей 20 и 39, запирая последние в момент времени t1 (фиг. 2е). Ток в цепи обмотки 21 возбуждения ГИП, замыкаясь через шунтирующий гасящий диод 42, уменьшается, что вызывает уменьшение выходного напряжения ГИП, которое в момент времени t2 (фиг. 2д) становится меньше напряжение уставки РН и соотношение напряжений на базо-эмиттерных переходах первого 9 и второго 10 транзисторов меняется на обратное, т.е. в первоначальное состояние. Процесс повторяется периодически в результате чего выходное напряжение ГИП поддерживается на номинальном уровне. Использование двух поочередно работающих силовых транзисторных ключей 20 и 39 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 22 на токозадающем резисторе 23, поддерживается постоянное напряжение, а следовательно, поддерживается постоянный ток через стабилизатор тока 13. Стабилизатор тока 13 обеспечивает быстрое изменение потенциала эмиттеров первого 9 и второго 10 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 5 и малом выходном напряжении ГИП ток базы третьего транзистора 23 отсутствует, так как напряжение ГИП недостаточно для протекания тока через второй источник опорного напряжения 14. В этом режиме третий транзистор 23 закрыт и дифференциальный усилитель не потребляет тока. Потребление РН в этом случае складывается из тока силовых транзисторных ключей 20, 39 и делителя напряжения на резисторах 16, 17. 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 2, обмотку возбуждения 21 и открытые силовые транзисторные ключи 20 и 38 при минимальном напряжении ГИП достаточном для открытия диодов выпрямителя 2. Открытие силовых транзисторных ключей 20 и 39 осуществляется базовыми токами, проходящими через открытые переключающие транзисторы 31, 32 и резисторы 25, 33. 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 20, 39 и этим поддерживают непрерывное протекание тока через обмотку возбуждения 21. Такое построение схемы РН позволяет наряду со снижением потребления питания измерительным и промежуточным каскадами обеспечить надежное самовозбуждение ГИП в режиме работы без аккумуляторной батареи.

В режиме короткого замыкания обмотки возбуждения 21 ГИП уровень регулируемого напряжения на выводах 7, 8 для подключения к выходным выводам первой и второй полярностей ГИП понижен. Следовательно, в исходном состоянии второй, четвертый и пятый транзисторы 10, 18 и 38 закрыты, а силовые транзисторные ключи 20, 39 открыты. Первый, второй и третий транзисторы 9, 10 и 24, транзистор 43 защиты, первый управляющий транзистор 52, второй управляющий транзистор 54, управляющий транзисторный ключ 58 и транзисторный ключ 60 защиты образуют схему релаксационного генератора, работающего в автоколебательном режиме.

Процесс возникновения автоколебаний состоит в следующем.

При коротком замыкании обмотки возбуждения генераторного источника питания напряжение на коллекторах силовых транзисторных ключей 20, 39 возрастает. Открытый первый управляющий транзистор 52 поддерживает открытым транзистор 43 защиты. При открытом транзисторе 43 защиты и при возросшем напряжении на нем, возникшем от замыкания обмотки возбуждения генераторного источника питания, стабилитрон 46 пробивается и конденсатор 49 защиты быстро заряжается через элемент короткого замыкания обмотки возбуждения генераторного источника питания, открытый транзистор 43 защиты, резистор 45 защиты и открытый стабилитрон 46 с малой постоянной времени заряда. Напряжение с конденсатора 49 защиты через защитный резистивный делитель 47, 48 напряжения подается на базу второго управляющего транзистора 54 и открывает его, т.е. конденсатор 49 начинает разряжаться через резистор 47 и параллельно соединенные резистор 48 и базо-эмиттерный переход второго управляющего транзистора 54 с постоянной времени разряда значительно превышающей постоянную времени заряда его. Ток разряда конденсатора 49 вызывает открытие второго управляющего транзистора 54, который в свою очередь через управляющий резистор 55 поддерживает открытым третий транзистор 24 и через управляющий резисторный делитель 56, 57 напряжения открывает управляющий транзисторный ключ 58. Последний подключает регулирующий резистор 59 к выводу 8 РН для подключения выходного вывода второй полярности ГИП. Такое включение регулирующего резистора 59 запирает первый транзистор 9 и открывает второй транзистор 10. При этом возникший ток через резисторы 12, 19 поступает в базы четвертого 18 и пятого 38 транзисторов и открывает их, шунтируя этим управляющие переходы силовых транзисторных ключей 20 и 39, запирая последние и, таким образом, предохраняя их от выжигания. Одновременно открывается транзисторный ключ 60 защиты, который закрывает первый управляющий транзистор 52 защиты и транзистор 43 защиты. Начинается процесс разряда конденсатора 49. При завершении процесса разряда конденсатора 49 защиты второй управляющий транзистор 54 запирается, закрывается управляющий транзисторный ключ 58 и регулирующий резистор 59 отключается от вывода 8 РН для подключения выходного вывода второй полярности ГИП. Отключение регулирующего резистора 59 отпирает первый транзистор 9 и закрывает второй транзистор 10, который одновременно запирает транзисторный ключ 60 защиты. Запирание последнего приводит к открыванию первого управляющего транзистора 52 и транзистора 43 защиты и схема предлагаемого регулятора устанавливается в исходное состояние. Далее процесс протекает аналогично вышеописанному, в результате в схеме регулятора происходят устойчивые автоколебания. В рассмотренном автоколебательном режиме через силовые транзисторные ключи 20 и 39 протекают импульсные токи, среднее значение которых (при соответствующем выборе величин резистора 45 защиты и резистора 47 защитного резистивного делителя 47, 48 напряжения, определяющих постоянные времени заряда и разряда конденсатора 49) пренебрежимо мало. После устранения короткого замыкания обмотки возбуждения генератора регулятор включается автоматически. Таким образом, осуществляется защита силовых транзисторных ключей 20, 39 от короткого замыкания обмотки возбуждения генераторного источника питания.

Гасящий диод 44 защиты предохраняет транзистор 43 защиты и первый управляющий транзистор 52 от пробоя при возникновении обратных наведенных напряжений на индуктивном сопротивлении соединительных проводов.

Использование предлагаемого изобретения дает возможность создавать высоконадежные регуляторы напряжения генераторных источников питания, которые легко реализуются в микроэлектронном исполнении. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Регулятор напряжения генераторного источника питания, содержащий первый и второй транзисторы, коллектор первого из которых через первый коллекторный резистор подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а коллектор второго транзистора подключен к первому выводу второго коллекторного резистора, эмиттеры первого и второго транзисторов подключены к коллектору третьего транзистора, эмиттером подключенного через токозадающий резистор, а базой через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, - к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, кроме того, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, резисторный делитель напряжения, первым крайним выводом подключенный к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, а средним выводом - к базе второго транзистора, первый токоограничительный резистор, подключенный между выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания и базой первого транзистора, первый силовой транзисторный ключ, один из силовых выводов которого соединен с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а другой - 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, четвертый транзистор, коллектором подключенный к базе первого силового транзисторного ключа и к первому выводу третьего коллекторного резистора, эмиттером - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а базой - к коллектору второго транзистора через второй токоограничительный резистор, причем параллельно базо-эмиттерным переходам четвертого транзистора и первого силового транзисторного ключа подключены соответственно первый и второй шунтирующие резисторы, а между базами первого и второго транзисторов и параллельно управляющим входам каждого из этих транзисторов включены соответственно первый, второй и третий фильтрующие конденсаторы, два переключающихся транзистора, коллектор первого из которых подключен ко второму выводу третьего коллекторного резистора, а коллектор второго - к первому выводу четвертого коллекторного резистора, базы переключающихся транзисторов подключены к средним выводам соответствующих RC- цепочек, подключенных резисторными выводами к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, емкостной вывод каждой из RC-цепочек соединен с коллектором другого переключающегося транзистора, эмиттеры переключающихся транзисторов соединены с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, кроме того, второй силовой транзисторный ключ, силовые выводы которого соединены с соответствующими силовыми выводами первого силового транзисторного ключа, пятый транзистор, коллектором подключенный к базе второго силового транзисторного ключа и ко второму выводу четвертого коллекторного резистора, эмиттером - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а базой - ко второму выводу второго коллекторного резистора, причем параллельно базоэмиттерным переходам пятого транзистора и второго силового транзисторного ключа подключены соответственно третий и четвертый шунтирующие резисторы, отличающийся тем, что в него введены транзистор защиты, эмиттером подключенный к выводу для подключения к обмотке возбуждения генераторного источника питания и через гасящий диод защиты с направлением проводимости, соответствующим направлению проводимости последовательно подключенного эмиттер-коллекторного перехода транзистора защиты, - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектором через последовательно соединенные резистор защиты и стабилитрон и параллельно соединенные первый защитный резистивный делитель напряжения и конденсатор защиты - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а базой - к среднему выводу второго защитного резистивного делителя напряжения, подключенного крайними выводами между эмиттером транзистора защиты и коллектором первого управляющего транзистора, эмиттером соединенного с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а базой одновременно - со вторым крайним выводом резистивного делителя напряжения и через пятый шунтирующий резистор - с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, второй управляющий транзистор, базой подключенный к среднему выводу первого защитного резисторного делителя напряжения, эмиттером - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а коллектором одновременно через управляющий резистор - к базе третьего транзистора и через управляющий резистивный делитель напряжения - к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, к которому также подключен эмиттер управляющего транзисторного ключа, базой соединенного со средним выводом управляющего резисторного делителя напряжения, а коллектором через регулирующий резистор - с базой первого транзистора, транзисторный ключ защиты, эмиттером подключенный к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектором - к базе первого управляющего транзистора, а базой через базовый резистор - к коллектору второго транзистора.




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