DE1131781B - Volltransistorisierter Spannungsregler fuer Generatoren niedriger Spannung - Google Patents

Volltransistorisierter Spannungsregler fuer Generatoren niedriger Spannung

Info

Publication number
DE1131781B
DE1131781B DEB60347A DEB0060347A DE1131781B DE 1131781 B DE1131781 B DE 1131781B DE B60347 A DEB60347 A DE B60347A DE B0060347 A DEB0060347 A DE B0060347A DE 1131781 B DE1131781 B DE 1131781B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
control transistor
base
transistor
voltage regulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB60347A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Juan Carlos Sopianac
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DEB60347A priority Critical patent/DE1131781B/de
Priority to CH1374461A priority patent/CH390360A/de
Priority to JP4267861A priority patent/JPS39005811B1/ja
Priority to GB42991/61A priority patent/GB1001451A/en
Publication of DE1131781B publication Critical patent/DE1131781B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16Regulation of the charging current or voltage by variation of field
    • H02J7/24Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02J7/243Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices with on/off action
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16Regulation of the charging current or voltage by variation of field

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Volltransistorisierter Spannungsregler für Generatoren niedriger Spannung Die Erfindung bezieht sich auf einen volltransistorisierten Spannungsregler für mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare, im Nebenschluß erregte Generatoren niederer Spannung, insbesondere für Fahrzeuglichtmaschinen, mit einem abwechselnd voll stromleitenden und gesperrten Leistungstransistor, der mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit der Erregerwicklung des Generators liegt und von einem Steuertransistor gesteuert wird, dessen Basis über eine Zenerdiode an einen über der zu regelnden Spannung liegenden Spannungsteiler angeschlossen ist und außerdem mit dem Kollektor des Leistungstransistors über eine Reaktanz in Verbindung steht.
  • Bei bekannten Reglern dieser Art ist es erforderlich, den Leistungstrasistor mit Hilfe des Steuertransistors so zu beeinflussen, daß er abwechslungsweise periodisch aus seinem voll stromleitenden Betriebszustand :in den Sperrzustand gelangt, wenn man mit kleinen Leistungstransistoren große Erregerleistungen beherrschen will. Um eine solche Arbeitsweise des Leistungstransistors sicherzustellen, sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen vom Kollektor des an die Erregerwicklung angeschlossenen Leistungstransistors zur Basis des Steuertransistors ein Widerstand geführt ist, der den bei ansteigender Lichtmaschinenspannung stromleitend werdenden und den Leistungstransistor zunehmend sperrenden Steuertransistor noch stärker stromleitend macht, als dies der jeweils vorherrschenden Sollwertüberschreitung entsprechen würde. Außerdem sind Regler der eingangs beschriebenen Art bekanntgeworden, bei denen eine kapazitive Rückführung in der Weise vorgenommen ist, daß zwischen dem Anschlußpunkt der Zenerdiode am Spannungsteiler und dem Kollektor des Leistungstransistors ein Kondensator liegt, der zusammen mit einem zweiten Kondensator, der zwischen dem Anschlußpunkt der Zenerdiode und dem Spannungsteiler und der Emitterelektrode des Steuertransistors lieb , einen kapazitiven Spannungsteiler bildet. Dieser zweite Kondensator muß jedoch im Hinblick auf den niederohmigen, über der zu regelnden Spannung liegenden Spannungsteiler etwa 100 uF groß gewählt werden. Er bringt eine erhebliche Verteuerung deswegen mit sich, weil er mit Rücksicht auf die beim Fahrzeugbetrieb auftretenden niedrigen Temperaturen kältefest sein muß.
  • Eine wesentliche Verbilligung und erhöhte Stabilisierung des Regelvorganges ergibt sich bei einem Regler der eingangs, beschriebenen Art, wenn die zwischen dem Leistungstransistor und dem Steuertransistor notwendige Reaktanz erfindungsgemäß unmittelbar zwischen Zenerdiode und Basis des Steuertransistors angeschlossen ist und aus einem Kondensator und einem mit diesem in Reihe geschalteten Widerstand besteht.
  • Dadurch ergibt sich vor allem eine wesentlich niedrigere Strombelastung der Zenerdiode, da sie nur in der kurzen Verzögerungszeit zwischen einer Sollwertüberschreitung und der dadurch veranlaßten Sperrung des Leistungstransistors einen nennenswerten Strom zu führen braucht. Es zeigt Fig. 1 eine Fahrzeuglichtmaschine mit einer Pufferbatterie und einem zur Regelung der Lichtmaschine dienenden Spannungsregler in schematischer Darstellung, Fig. 2 das elektrische Schaltbild der Lichtmaschine und des Spannungsreglers; in Fig. 3 ist das Schaltbild eines anderen Reglers dargestellt.
  • Die Lichtmaschine nach Fig. 1 und 2 enthält in ihrem Gehäuse 10 drei feststehende Wechselstromwicklungen 11, 12 und 13 sowie eine Feldwicklung 15, die auf der Ankerwelle 16 sitzt und über eine Riemenscheibe 17 von einem nicht dargestellten Kraftfahrzeugmotor gegenüber den Wechselstromwicklungen 11 bis 13 in umlaufende Bewegung versetzt wer-; den kann. Jede der Wechselstromwicklungen ist über einen von drei Gleichrichtern 18 mit der gemeinsamen Plusleitung 19 und über einen von drei weiteren Gleichrichtern 20 mit der gemeinsamen, an Masse angeschlossenen Minusleitung 21 verbunden. Ein ebenfalls im Lichtmaschinengehäuse 10 untergebrachter, für den Laststrom der Lichtmaschine bemessener Gleichrichter 25 sorgt dafür, daß der bei 26 angedeuteten Batterie und den an diese anschließbaren, in der Zeichnung nicht dargestellten Verbrauchern Strom zufließen kann, wenn die Lichtmaschine mit genügend hohen Drehzahlen und bei ausreichender Erregung angetrieben wird. Er verhindert jedoch, daß bei Stillstand der Lichtmaschine Strom aus der Batterie in die Lichtmaschine zurückfließen kann und von dort zu dem auf dem Lichtmaschinengehäuse sitzenden, im folgenden näher beschriebenen Spannungsregler 27 gelangt.
  • Der Regler enthält einen Leistungstransistor 30, der mit seinem Kollektor an ein Wicklungsende der andererseits an Masse angeschlossenen Feldwicklung 15 angeschlossen ist. Von der Plusleitung 19 zum Emitter des Leistungstransistors führt ein Gleichrichter 31, während die Basis des Leistungstransistors unmittelbar mit dem Kollektor des Steuertransistors 32 verbunden ist und außerdem über einen Widerstand 33 von etwa 20 Ohm an die Minusleitung 21 angeschlossen ist. über der zu regelnden Spannung zwischen der Plusleitung 19 und der Minusleitung 21 liegt ein einstellbares Potentiometer 34. Zwischen dem Abgriff 35 des Potentiometers und der Basis des Steuertransistors 32 ist eine als Sollwertgeber dienende Zenerdiode 36 vorgesehen, die in Sperrichtung beansprucht ist und erst dann stromleitend wird, wenn die zwischen dem Abgriff 35 und der Plusleitung 19 wirksame Spannung den Durchbruchswert der Zenerdiode von etwa 8 V überschreitet. Dieser Fall tritt dann ein, wenn die Ausgangsspannung der Lichtmaschine über ihren Sollwert von 14 V hinaus anzusteigen droht. Dann macht der über die Emitter-Basis-Strecke des Steuertransistors 32 fließende Strom der Zenerdiode 36 den Steuertransistor 32 stromleitend. Dessen Kollektorstrom erzeugt am Widerstand 33 einen solchen starken Spannungsabfall, daß der seither voll stromleitende Leistungstransistor 30 seinen über die Feldwicklung 15 gehenden Kollektorstrom nicht mehr in der seitherigen Höhe aufrechterhalten kann. Infolge der Induktivität der Feldwicklung 15 entsteht an dieser eine Gegenspannung, die über den mit seiner Zuleitungselektrode an die Minusleitung 21 angeschlossenen, vorzugsweise aus Germanium oder Silizium bestehenden Gleichrichter 37 einen Ausgleichsstrom J, hervorruft und dann das Potential am Kollektor des Leistungstransistors um etwa 0,5 V unter das Potential der Minusleitung 21 erniedrigt. Diese Erniedrigung wird dazu ausgenutzt, den Steuertransistor weit über das Maß hinaus stromleitend zu machen, das der am Abgriff 35 des Potentiometers 34 herrschenden Spannung und dem demzufolge über die Zenerdiode 36 fließenden Strom entspricht. Hierzu ist erfindungsgemäß zwischen dem Kollektor des Leistungstransistors 30 und dem Verbindungspunkt von Zenerdiode und Basis des Steuertransistors eine Reaktanz vorgesehen, die aus einem Widerstand 40 von etwa 5000 Ohm und einem mit diesem in Reihe geschalteten Kondensator von etwa 0,1 [,F besteht. Diese Reaktanz bildet zusammen mit einem von der Plusleitung 19 zur Basis des Steuertransistors 32 führenden Widerstand 42 einen Spannungsteiler, dessen Wirkung auf den Steuertransistor durch Einstellung der Größe des Widerstandes 42 leicht beeinflußt werden kann. Über die Reaktanz erhält der Steuertransistor einen durch das Auftreten des Ausgleichsstromes J" ausgelösten kapazitiven Ladestromstoß JL, der über die Emitter-Basis-Strecke des Steuertransistors 32 dem Kondensator 41 zufließt und den Steuertransistor noch stärker stromleitend macht. Dieser bringt den Leistungstransistor noch weiter in sein Sperrgebiet, wobei das eine erhebliche Verlustleistung ergebende Gebiet zwischen voller Stromleitung und Sperrung des Transistors 30 rasch durchlaufen wird. Infolge des fehlenden Kollektorstromes JL, klingt die Erregung in der Feldwicklung 15 der Lichtmaschine ab und bewirkt, daß ihre Ausgangsspannung zwischen den Leitungen 19 und 21 ebenfalls absinkt und dabei denjenigen Wert unterschreitet, bei dem die Zeigerdiode noch stromleitend gehalten werden kann. Die Größe der Widerstände 40 und 42 und die Kapazität des Kondensators 41 sind dabei so gewählt, daß zu diesem Zeitpunkt der Ladestrom zum Kondensator 41 bereits abgeklungen ist und die Zenerdiode 36 allein den Steuerstrom des Steuertransistors bestimmt. Sobald dieser infolge des Absinkens der Lichtmaschinenausgangsspannung kleiner wird, beginnt der Leistungstransistor wieder stromleitend zu werden, wobei sein Kollektorpotential nahe an das Potential der Plusleitung 19 heranrückt und bewirkt, daß der jetzt geladene Kondensator 41 die Basis des Steuertransistors gegen positive Potentialwerte hin verschiebt. Dadurch wird die eine zunehmende Sperrung des Steuertransistors 32 hervorrufende Wirkung des nachlassenden Steuerstromes in der Zenerdiode 36 unterstützt, und der Steuertransistors 32 wird stark gesperrt. Gleichzeitig geht der Leistungstransistor in seinen voll stromleitenden Betriebszustand über, der so lange anhält, bis die Lichtmaschinenausgangsspannung den vorgeschriebenen Sollwert wieder zu überschreiten beginnt und das eingangs beschriebene Spiel erneut einsetzt.
  • Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind diejenigen Schaltelemente, die gleich wirken wie diejenigen in der Regeleinrichtung nach Fig. 2, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Über die dort verwendeten Schaltelemente hinaus enthält die Regeleinrichtung nach Fig.3 einen über der Basis-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 32 liegenden Kondensator 45 von etwa 0,1 @J. Dieser bewirkt, daß die Spannung an der Basis des Steuertransistors zusätzlich geglättet und die Ansprechgenauigkeit des Steuertransistors beim Erreichen des Sollwertes der Ausgangsspannung erhöht wird.
  • Außerdem ist beim Regler nach Fig. 3 in die Verbindungsleitung vom Potentiometer 34 zur Plusleitung 19 ein Widerstand 46 eingeschaltet, der aus wenigen Windungen eines dünnen Kupferdrahtes besteht und die Aufgabe hat, den Temperaturgang der Zenerdiode 36 zu kompensieren. Hierdurch wird die Regelgenauigkeit weiterhin verbessert und gewährleistet, daß der Regler die Ausgangsspannung der Lichtmaschine in einem weiten Temperaturbereich konstant hält.
  • Bei beiden Ausführungsbeispielen ist außerdem eine Strombegrenzungseinrichtung vorgesehen, die dazu bestimmt ist, die Ausgangsspannung des Generators dann stark herabzusetzen, wenn, z. B. infolge eines Kurzschlusses in einem angeschlossenen Verbraucher, der Laststrom der Lichtmaschine einen vorgeschriebenen Höchstwert zu überschreiten droht. Hierzu ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in der Verbindungsleitung von der Wechselstromwicklung 11 zu den Gleichrichtern 18 und 20 die Primärwicklung 50 eines Stromwandlers eingeschaltet, der zwei miteinander verbundene, an die Plusleitung 19 angeschlossene Sekundärwicklungen 51 und 52 hat. Die Sekundärwicklungen sind hintereinandergeschaltet und durch einen einstellbaren Widerstand 53 überbrückt. Die in den Wicklungen 51, 52 induzierten Spannungen sind dem über die Primärwicklung 50 fließenden Teil des Laststromes proportional und werden durch zwei Gleichrichter 54 und 55 gleichgerichtet und dem Abgriff des Potentiometers 34 über eine Leitung 56 zugeführt. Sobald die zwischen der Plusleitung 19 und der Steuerleitung 56 wirksame Spannung den Wert der Durchbruchsspannung der Zenerdiode 36 überschreitet, wird diese unabhängig von der Größe der Ausgangsspannung des Generators stromleitend und bringt über den Steuertransistor 32 den Leistungstransistor 30 in seinen Sperrzustand.
  • Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Gleichrichter 54 und 55 über die Leitung 56 mit dem Abgriff 35 des Potentiometers 34 unmittelbar verbunden sind und die gleichgerichtete Spannung daher durch das Potentiometer 34 belastet wird, ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zwischen der mit der Zenerdiode 36 verbundenen Leitung 56 und dem Abgriff 35 des Potentiometers eine für den Basistrom des Transistors 32 durchlässige Germaniumdiode 58 vorgesehen. Durch diese Diode wird erreicht, daß die gleichgerichtete, dem Laststrom proportionale Spannung durch das Potentiometer nicht belastet wird und daher eine mit einem scharfen Knick einsetzende Herabsetzung der Generatorausgangsspannung ergibt, wenn der zulässige Höchstwert des Laststromes erreicht wird.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Volltransistorisierter Spannungsregler für mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare, im Nebenschluß erregte Generatoren niederer Spannung, insbesondere für Fahrzeuglichtmaschinen, mit einem abwechselnd voll stromleitenden und gesperrten Leistungstransistor, der mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit der Erregerwicklung des Generators liegt und von einem Steuertransistor gesteuert wird, dessen Basis über eine Zenerdiode an einen über der zu regelnden Spannung liegenden Spannungsteiler angeschlossen ist und außerdem mit dem Kollektor des Leistungstransistors über eine Reaktanz in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanz aus einem Kondensator (41) und einem mit diesem in Reihe geschalteten Widerstand (40) besteht.
  2. 2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (40) mindestens fünfmal, vorzugsweise etwa zwanzig- bis dreißigmal, jedoch nicht mehr als fünfzigmal größer als ein von der Basis zum Emitter des Steuertransistors führender Widerstand (42) ist.
  3. 3. Spannungsregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Kollektor-Strecke des Steuertransistors (32) durch einen Kondensator (45) überbrückt ist.
DEB60347A 1960-12-03 1960-12-03 Volltransistorisierter Spannungsregler fuer Generatoren niedriger Spannung Pending DE1131781B (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB60347A DE1131781B (de) 1960-12-03 1960-12-03 Volltransistorisierter Spannungsregler fuer Generatoren niedriger Spannung
CH1374461A CH390360A (de) 1960-12-03 1961-11-25 Volltransistorisierter Spannungsregler für einen Generator niedriger Spannung
JP4267861A JPS39005811B1 (de) 1960-12-03 1961-11-30
GB42991/61A GB1001451A (en) 1960-12-03 1961-12-01 Improvements in or relating to voltage regulating systems for low voltage generators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB60347A DE1131781B (de) 1960-12-03 1960-12-03 Volltransistorisierter Spannungsregler fuer Generatoren niedriger Spannung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1131781B true DE1131781B (de) 1962-06-20

Family

ID=48950452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEB60347A Pending DE1131781B (de) 1960-12-03 1960-12-03 Volltransistorisierter Spannungsregler fuer Generatoren niedriger Spannung

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS39005811B1 (de)
CH (1) CH390360A (de)
DE (1) DE1131781B (de)
GB (1) GB1001451A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3040350A1 (de) * 1980-10-25 1982-05-27 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Kapselung von anlagenteilen einer elektrischen mittelspannungsschalft- und verteileranlage sowei verfahren zur herstellung einer speziellen ausgestaltungsform der kapselung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3040350A1 (de) * 1980-10-25 1982-05-27 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Kapselung von anlagenteilen einer elektrischen mittelspannungsschalft- und verteileranlage sowei verfahren zur herstellung einer speziellen ausgestaltungsform der kapselung

Also Published As

Publication number Publication date
JPS39005811B1 (de) 1964-04-28
GB1001451A (en) 1965-08-18
CH390360A (de) 1965-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3635957C2 (de)
DE69206507T2 (de) Steuereinrichtung für einen Wechselstromgenerator eines Fahrzeuges.
DE3309447C2 (de)
DE1513420A1 (de) Spannungsreglerschaltung
EP0467085B1 (de) Treiberschaltung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor
DE2329920A1 (de) Zuendsystem fuer brennkraftmaschinen
DE1132224B (de) Spannungsregler fuer mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare Nebenschluss-generatoren niederer Spannung
DE1131781B (de) Volltransistorisierter Spannungsregler fuer Generatoren niedriger Spannung
DE3418362C2 (de)
DE1926317A1 (de) Spannungsregler fuer einen Permanentmagnetgenerator
DE1108304B (de) Lichtanlage mit Transistorregler fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge
DE1538322B2 (de) Transistor-spannungsregler
AT231574B (de) Voltransistorisierter Spannungsregler für Generatoren niedriger Spannung
DE1282772B (de) Regeleinrichtung fuer einen Mehrphasengenerator
DE2439459C3 (de) Stromversorgungseinrichtung
DE1938481B2 (de) Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug
DE1026850B (de) Einrichtung zur Verbindung von Stromkreisen unterschiedlicher Spannungen
CH379609A (de) Lichtanlage für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug
DE1146174B (de) Transistorregler fuer mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare Generatoren, insbesondere Fahrzeuglichtmaschinen
DE1214310B (de) Drehstromlichtmaschine fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge
AT231576B (de) Anordnung zur Regelung der Ankerspannung eines konstant erregten Gleichstrom-Nebenschlußkleinmotors mit Hilfe von Transistoren
DE2134696C2 (de) Zuendschaltungsanordnung fuer gesteuerte halbleiterventile in phasenanschnittssteuerung
AT219716B (de) Lichtanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge
DE1176247B (de) Regeleinrichtung fuer mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare Generatoren
AT231573B (de) Volltransistorisierter Spannungsregler für mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare im Nebenschluß erregte Generatoren niederiger Spannung