DE1763120A1 - Spannungsregler - Google Patents
SpannungsreglerInfo
- Publication number
- DE1763120A1 DE1763120A1 DE19681763120 DE1763120A DE1763120A1 DE 1763120 A1 DE1763120 A1 DE 1763120A1 DE 19681763120 DE19681763120 DE 19681763120 DE 1763120 A DE1763120 A DE 1763120A DE 1763120 A1 DE1763120 A1 DE 1763120A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- value
- voltage regulator
- regulator according
- transistor
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00308—Overvoltage protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Description
R. 9118
2.4.1968 Ohr/Sz
2.4.1968 Ohr/Sz
Anlage zur
Patentanmeldung
Patentanmeldung
Die Erfindung bezieht sich, auf einen Spannungsregler zum Regeln der
Aus gangs spannung eines mit einer Erregerwicklung versehenen Generators, insbesondere einer Drehstrom-Lichtmaschine, mit einem steuerbaren
Halbleiter zum Steuern des Erregerstroms und betrifft eine
Vorrichtung, die bei einem Ansteigen der zu regelnden Spannung über
einen zugelassenen Höchstwert, beispielsweise infolge von Schaden
in der Spannungsregleranordnung, den Erregerstrom abschaltet.
Die bekannten Anordnungen von Spannungsreglern halten die Ausgangsspannung
der Lichtmaschine auf einem vorgegebenen mittleren Wert. Kleine Abweichungen zu höheren oder niedrigeren Spannungswerten ergeben
sich laufend durch das Spiel des Reglers, der beim Ansteigen
der zu regelnden Lichtmaschinen-Ausgangsspannung über einen oberen
Grenzwert die Stromzufuhr zur Erregerwicklung unterbricht und sie beim Absinken der Spannung unter einen unteren Grenzwert wieder
109839/04 35 " 2 "
Robert Bosch GmbH R. 9118 Ghr/Sz
Stuttgart
herstellt (Zweipunktregler). Unterbricht die Regleranordnung infolge
eines Fehlers den Erregerstrom nicht, wenn die Lichtmaschinen-Ausgangsspannung
den oberen Grenzwert ereicht hat, dann steigt diese Spannung entsprechend der Läuferdrehzahl weiter an, und zwar bis
zu unzulässig hohen Werten. Diese Gefahr besteht vor allem bei
Reglern, die zum Steuern des Erregersttfoms einen steuerbaren Halbleiter
verwenden, beispieJs weise einen Transistor, da hier immer
mit einem gewissen Anteil von fehlerhaften Halbleitern gerechnet werden mußj diese werden dabei durch das Durchlegiereri ihrer Emitter-Kollektor-Strecken
ständig leitend.
Steigt die Lichtmaschinen-Ausgangsspannung über einen zulässigen Höchstwert, dann besteht die Gefahr, daß die Fäden der Fahrzeuglampen
durchbrennen, daß die Fahrzeugbatterie überladen wird und daß die Batterieflüssigkeit verdampft. Die Folgeschäden nach einem
Defekt im Spannungsregler können also erheblich sein.
Bekannt ist eine Anordnung, die zum Vermeiden solcher Schäden im
Gefahrenfall den Erregerstrom beispielsweise mit Hilfe eines Überspannungsrelais
abschaltet; diese mechanische Anordnung selbst ist Jedoch störanfällig und für viele Anwendungsfälle zu teuer. Eine
weitere schon bekannte Schaltungsanordnung mit einem Thyristor, der die Lichtmaschinen-Ausgangsspannung im Gefahrenfall kurzschließt
und damit auch den Erregerstrom zum Versiegen bringt, erfordert
mehrere einzelne: Schaltelemente.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die mit
geringem Aufwand und mit einem selbst nicht störanfälligen Schaltmittel den Erregerstrom abschaltet, sobald die Lichtmaschinen-Ausgangsspannung
über einen zugelassenen Höchstwert ansteigt.
Eine einfache und wirkungsvolle Lösung dieser Aufgabe wird bei einem
Spannungsregler nach der Erfindung dadurch erreicht, daß an die den Erregerstrom bewirkende Spannung ein spannungsabhängiges Schaltelement
angeschlossen ist, das bei der gewünschten Ausgangsspannung
109839/0435 -S-
Robert Bosch GmbH R. 9118 Chr/Sz .
Stuttgart
einen hohen Innenwiderstand aufweint und das beim Ansteigen dieser
Spannung über einen zugelassenen Höchstwert seinen Widerstand in Richtung auf einen kleinen Wert bleibend verändert. Die gewünschte
Wirkung läßt sich besonders vorteilhaft erzielen, wenn in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung das Schaltelement ein Halbleiterelement,
insbesondere eine Halbleiterdiode mit Durchbruchseharakteristik ist,
das beim Ansteigen der genannten Spannung über einen zugelassenen
Höchstwert die Spannungsquelle im wesentlichen kurzschließt.
Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel.
Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung.
Eine mit 10 bezeichnete Drehstrom-Lichtmaschine hat drei Wechsel-'
Stromwicklungen 11, 12, 13 und eine Erregerwicklung 14, die in bekannter
Weise relativ zu den Wechselstromwicklungen 11, 12, 15 bewegt wird und dabei in diesen drei um 120° gegeneinander versetzte
Wechselspannungen erzeugt.
über drei Gleichrichter 15 stehen die Wechselstromwicklungen 11 bis
13 mit einer gemeinsamen, an Masse angeschlossenen Minusleitung 17
und über drei Gleichrichter 16 mit einer ersten Plusleitung 18 in Verbindung. Die Gleichrichter 15 und 16 sind also, wie ersichtlich,
als Dreiphasen-Brückengleichrichter geschaltet. - Zwischen den Leitungen 17 und 18 liegt eine Sammlerbatterie 19.
Eine zweite Plusleitung 22 ist gleichfalls über drei Gleichrichter
an die Wechselstromwicklungen 11 bis 13 angeschlossen. Die Gleichrichter
23 bilden zusammen mit den drei Gleichrichtern 15 einen zweiten
Brückengleichrichter, so daß zwischen den Leitungen 18 und 17 etwa
die gleiche Spannung liegt wie zwischen den Leitungen 22 und 17·
10 9 8 3 9/0435
Robert Bosch GmbH R. 91I8 Chr/Sz
■Stuttgart
Zwischen den Leitungen 22 und I7 ist ein als Zenerdiode bekanntes
Halbleiterelement 21 mit Durchbruchscharakteristik angeschlossen, und zwar mit der Kathode an der zweiten Plusleitung 22.
Ein Widerstand 24· ist mit seinem einen Anschluß an die Leitung 22
und mit seinem anderen Anschluß über einen Verbindungspunkt 25 an
einen Widerstand 26 angeschlossen, der seinerseits über einen als Abgriff 27 dienenden Verbindungspunkt und einen Widerstand 28 mit
Masse verbunden ist. Die Widerstände 24·, 26, 28 bilden also zusammen
einen Spannungsteiler, der an.die zu regelnde Ausgangsspannung der
Lichtmaschine 10 angeschlossen ist. - Zwischen dem Verbindungspunkt
und Masse liegt ein Glättungskondensator 29, der kurzzeitige Spannungsschwankungen
zwischen den Leitungen 17 und 22 glättet.
Die Kathode einer als nichtlineares Glied dienenden Zenerdiode 52
ist an den Abgriff 27 angeschlossen. Die Anode der Zenerdiode 32 ist
mit der Basis eines als Steuertransistor dienenden npn-Transistors
verbunden, dessen Emitter, ebenso wie der Emitter eines zweiten npn-Transistors 34-, direkt mit Masse verbunden ist. Ein Widerstand 35
liegt zwischen der Basis des Transistors 33 und Masse.
Der Kollektor des Transistors 33 ist einerseits direkt mit der Basis
des Transistors 34· und andererseits über einen Widerstand 36 mit der
Leitung 22 verbunden. Der Kollektor des Transistors 34- ist mit dem
einen Anschluß der Erregerwicklung 14 sowie über einen Widerstand mit dem Abgriff 27 verbunden. Der andere Anschluß der Erregerwicklung
14 ist, ebenso wie die Kathode einer ihr parallelgeschalteten Diode 38, an die Leitung 22 angeschlossen.
Die durch eine strichpunktierte Linie 39 umrahmten Bauteile 32 bis
37 bilden zusammen eine Verstärkereinheit, die nur aus Widerständen und Transistoren aufgebaut ist und deshalb leicht als integrierte
Schaltung realisiert werden kann. 'v
■' · ., - 5 10983 9/OA35
Robert Bosch GmbH R. 9118 Chr/Sz
Stuttgart .
Zwischen der Leitung 22 und der Plusleitung 18 liegt die Serienschaltung einer Ladeanzeigelampe 40 und eines Zündschalters 41.
Die beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt: Wenn die Lichtmaschine
10 eine zu kleine Spannung abgibt, ist das Potential am Abgriff 27 so niedrig, daß die Zenerdiode 32 sperrt und der Transistor
33 keinen Basisstrom erhält, also nicht leitet. Sein Kollektor hat
dann positives Potential gegenüber der Leitung 17, so daß im Transistor
34 ein Basisstrom fließt und dieser Transistor leitend ist,
wodurch ein Strom durch die Erregerwicklung 14 fließt und sich die
Ausgangsspannung des Generators 10 erhöht.
Der Kollektor des Transistors 34 hat dabei etwa das Potential der
Minusleitung 17, so daß in diesem Fall der Widerstand 37 so.wirkt,
als wäre er zwischen den Abgriff 27 und Masse geschaltet. Er verringert
also die Spannung am Teilwiderstand 28 des Spannungsteilers 24, 26, 28. und hält dadurch den Steuertransistor 33 und die
Zenerdiode 32 fest gesperrt. Steigt die Ausgangsspannung der Lichtmaschine
10, so wird das Potential des Abgriffs 27 schließlich so positiv, daß die Zenerdiode 32 zu leiten beginnt und im Transistor
33 ein Basisstrom Oßßt, so daß dieser ebenfalls beginnt,
leitend zu werden. Dabei nimmt sein Kollektorstrom stark zu, wodurch der Basisstrom des Transistors 34 abnimmt. Hierbei wird das
Kollektorpotential des Transistors 34 positiver und erreicht etwa
das Potential der Leitung 22. Der Widerstand 37 wirkt also jetzt so, als wäre er zwischen dem Abgriff 27 und die Leitung 22 geschaltet,
erhöht also das Potential des Abgriffs 27 beispielsweise um 0,2 V. Die Zenerdiode 32 wird durch diese Potentialerhöhung
voll leitend. Hierdurch wird der Transistor 34 voll gesperrt.
Die Mitkopplung über den Widerstand 37 ermöglicht ein sehr rasches
Umschalten des Transistors 34 aus seinem ausgeschalteten in seinen
eingeschalteten Zustand und umgekehrt. Durch die vorteilhafte Anordnung de« Glättungskondensators 29 kann die Mitkopplung durch den
Widerstand 37 voll wirksam werden.
109839/0436
Hobort Bosch GmbH R. 9118 Chr/Sz
Stuttgart
Nach der Sperrung des Transistors 34 sinkt der Strom in der Erregerwicklung 14 - der in diesem Falle durch die Diode 38 weiterfließt -··
exponentiell ab, wodurch auch die Ausgangsspannimg der Lichtmaschine
von ihrem oberen Grenzwert wieder absinkt, und zwar so weit, bis die Zenerdiode 32 wieder sperrt. An diesem unteren Grenzwert der Ausgangsspannung
wird dann - wie schon geschildert - der Transistor wieder leitend, es fließt aufs neue ein Strom durch die Erregerwicklung
14, die Ausgangsspannung steigt wieder an, und das Regelspiel beginnt von vorn. Der Transistor 34 schaltet den. Strom durch die
^Erregerwicklung 14 jö nach der Belastung der Lichtmaschine etwa
zehn- bis hundertmal in der Sekunde ein und aus.
Sollte der Transistor 34 aus irgend einem Grund nicht mehr gesperrt
werden, sei es, daß der Strompfad vom Verbindungspunkt 27 zur Basis
des Transistors 33 beispielsweise durch einen Defekt an der Zenerdiode 32 unterbrochen ist oder daß der Transistor 34 selbst durchlegiert
hat, dann fließt dauernd ein Strom durch, die Erregerwicklung 14. Die Folge davon ist ein unerwünschtes Ansteigen der Ausgangsspannung
der Lichtmaschine 10.
Die Lichtmaschinen-Ausgangsspannung erreicht in. einem solchen Fall
zunächst einen Wert, bei dem die Stromspannungskennlinie der Zener-'
diode 21 einen deutlichen Knick aufweist, nämlich den Durchbruchs-Spannungswert.
Durch die Zenerdiode 21 fließt ein von der anliegenden Ausgangsspannung abhängiger Zenerstrom, der mit steigender Spannung
immer stärker wird. Infolge des ohmschen Widerstands der Zenerdiode steigt die Verlustleistung in diesem Element exponentiell an, so daß
ihre Kathoden-Anoden-Strecke alsbald durchlegiert und dadurch einen sehr geringen Durchlaßwiderstand erhält. Die Ausgangsspannung der
Lichtmaschine 10 bricht zusammen, der Strom durch die Erregerwicklung 14 nimmt ab, die Lichtmaschine entregt sich, also selbsttätig,
über die Ladekontrollampe 40 - die nun aufleuchtet - fließt ein
Strom von dem Pluspol 18 der Batterie 19 über die durchlegierte Zenerdiode 21 einerseits und die Erregerwicklung 14 sowie die Regleranordnung
andererseits zum Minuspol 17.
109839/0435
liobert Bosch GmbH R. 9118 Ohr/Sz
Stuttgart
Der geschilderte Schutzvorgang let nicht umkehrbar. Im Fall eines
Defekts muß also der gesamte Regler geprüft werden, ohne daß zunächst
durch unsachgemäßes Hantieren an der Schaltungsanordnung noch mehr Schaden angerichtet werden kann.
Die erfindungsgemäße Anordnung einer Zenerdiode an den Ausgangsklemmen einer Lichtmaschine parallel zu den Eingängen des zugehörigen
Spannungsreglers schafft eine Schutzvorrichtung, die mit geringem schaltungstechnischen Aufwand und auf sichere Weise den Erregerstrom
abschaltet, wenn infolge eines Defekts im Spannungsregler
die Lichtmaschinen-Ausgangsspannung unzuläss5,g hohe Werte erreicht.
Auf besonders einfache Art werden so die gefürchteten Folgeschäden
von Überspannungen im Bordnetz verhindert.
109839/0435
Claims (2)
- Robert Bosch GmbH R. 9118 Chr/SzStuttgartAnsprücherl J Spannungsregler zum Regeln der Ausgangsspannung eines mit einer Erregerwicklung versehenen Generators, insbesondere einer Drehstrom-Lichtmaschine, mit einem steuerbaren Halbleiter zum Steuern des Erregerstroms, dadurch gekennzeichnet, daß an die den Erregerstrom bewirkende Spannung ein spannungsabhängiges Schaltelement (23) angeschlossen ist, das bei der gewünschten Ausgangsspannung einen hohen Innenwiderstand aufweist und das beim Ansteigen dieser Spannung über einen zugelassenen Höchstwert seinen Widerstand in Richtung auf einen kleinen Wert bleibend verändert.
- 2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (21) ein Halbleiterelement ist.3· Spannungsregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (21) eine Halbleiterdiode mit Durchbruchscharakteristik ist.4·. Spannungsregler nach Anspruch $, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterdiode (21) einen Durchbruchsspannungswert aufweist, der wenig über einen oberen Grenzwert der genannten Spannung liegt, und thermisch nur so wenig belastbar ist, daß der nach nicht kurzfristigem Überschreiten des Durchbruchsspannungswertes um einen109839/0435Robert Bosch GmbH R. 9118 Chr/SzStuttgartvorgegebenen Betrag fließende Sperrstrom den ohmschen Widerstand der Diodenstrecke in Richtung auf einen kleinen Wert bleibend verändert.5- Spannungsregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (21) beim Ansteigen der genannten Spannung über einen zugelassenen Höchstwert die Spannungsquelle im wesentlichen kurzschließt.1 09839/ (H 35Leerseite
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681763120 DE1763120A1 (de) | 1968-04-05 | 1968-04-05 | Spannungsregler |
FR6909686A FR2005600A1 (de) | 1968-04-05 | 1969-03-31 | |
GB07255/69A GB1255069A (en) | 1968-04-05 | 1969-04-02 | Improvements in or relating to voltage regulators |
JP44024890A JPS5244003B1 (de) | 1968-04-05 | 1969-04-02 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681763120 DE1763120A1 (de) | 1968-04-05 | 1968-04-05 | Spannungsregler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1763120A1 true DE1763120A1 (de) | 1971-09-23 |
Family
ID=5697378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681763120 Pending DE1763120A1 (de) | 1968-04-05 | 1968-04-05 | Spannungsregler |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5244003B1 (de) |
DE (1) | DE1763120A1 (de) |
FR (1) | FR2005600A1 (de) |
GB (1) | GB1255069A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2841544A1 (de) * | 1978-09-23 | 1980-04-03 | Bosch Gmbh Robert | Diodenbaugruppe |
DE3119551A1 (de) * | 1981-05-16 | 1982-09-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | "stromerzeugungssystem" |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3036092A1 (de) * | 1980-09-25 | 1982-05-06 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Batterieladesystem |
DE3844442A1 (de) * | 1988-12-31 | 1990-07-05 | Bosch Gmbh Robert | Batterieladesystem mit fehleranzeige |
-
1968
- 1968-04-05 DE DE19681763120 patent/DE1763120A1/de active Pending
-
1969
- 1969-03-31 FR FR6909686A patent/FR2005600A1/fr not_active Withdrawn
- 1969-04-02 JP JP44024890A patent/JPS5244003B1/ja active Pending
- 1969-04-02 GB GB07255/69A patent/GB1255069A/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2841544A1 (de) * | 1978-09-23 | 1980-04-03 | Bosch Gmbh Robert | Diodenbaugruppe |
DE3119551A1 (de) * | 1981-05-16 | 1982-09-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | "stromerzeugungssystem" |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2005600A1 (de) | 1969-12-12 |
GB1255069A (en) | 1971-11-24 |
JPS5244003B1 (de) | 1977-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2638178C2 (de) | Schutzvorrichtung für integrierte Schaltungen gegen Überspannungen | |
DE2343912C3 (de) | Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug | |
DE1901075A1 (de) | Zweipoliges elektrisches Schaltelement | |
DE2329918A1 (de) | Zuendsystem fuer brennkraftmaschinen | |
DE1588056A1 (de) | Spannungsregler | |
DE2329920A1 (de) | Zuendsystem fuer brennkraftmaschinen | |
DE1763120A1 (de) | Spannungsregler | |
DE1815617A1 (de) | Zweipoliges elektrisches Schaltelement | |
DE1292722B (de) | Spannungsregler fuer einen Nebenschlussgenerator | |
DE1538357A1 (de) | UEberspannungsschutzeinrichtung fuer einen mit einem Halbleiter-Spannungsregler versehenen Generator | |
DE2736178C2 (de) | Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine | |
DE3418362C2 (de) | ||
DE2143961A1 (de) | Batterieladesystem | |
DE3903789C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Einschaltstrombegrenzung | |
DE1108304B (de) | Lichtanlage mit Transistorregler fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge | |
DE1926317A1 (de) | Spannungsregler fuer einen Permanentmagnetgenerator | |
DE1186548B (de) | Schutzeinrichtung fuer den Haupttransistor eines Spannungsreglers fuer mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare Stromerzeuger, insbesondere von Fahrzeugen | |
DE2638179A1 (de) | Schaltungsvorrichtung zur ableitung des abschaltstroms von induktiven verbrauchern | |
DE2100929A1 (de) | Steuerschaltung zur Versorgung eines induktiven Verbrauchers | |
DE3036092A1 (de) | Batterieladesystem | |
DE2009039A1 (de) | Schaltung mit Überstromschutz | |
DE1816332A1 (de) | Zweipoliges elektrisches Schaltelement | |
DE2450256C2 (de) | "Steuereinrichtung mit Überstromschutz für einen Gleichspannungsstabilisator" | |
DE2128847C3 (de) | Stromversorgungseinrichtung für Kraftfahrzeuge | |
DE1613993C (de) | Stromversorgungseinrichtung fur Fahr zeuge |