DE2344447B2 - Stromversorgungseinrichtung, insbes. für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Wechselstromgenerator mit einer Feldwicklung und einem Zweiweggleichrichter, der ausgangsseitig mit einer positiven und einer negativen Stromleitung verbunden ist, zwischen denen die Batterie liegt, und einer oder mehreren zusätzlichen Dioden, die den Generatorausgang mit einer dritten Stromleitung verbinden, die bei Nennbetrieb des Generators im wesentlichen dasselbe Potential aufweist, wie die positive Stromleitung, mit einem im Schaltbetrieb arbeitenden Spannungsregler zum Steuern des Stromes in der Feldwicklung des Generators.

Eine solche Einrichtung ist bekannt durch die DE-AS 11 76 248.

Bei einer solchen bekannten Einrichtung ist jedoch nur eine Freilaufdiode parallel zur Feldwicklung geschaltet. Dies hat den Nachteil, daß einmal beim Unterbrechen des Feldstromes durch Abtrennen der Batterie das Magnetfeld in der Feldwicklung nicht unverzüglich zusammenbricht und so die bei der Unterbrechung des Feldstromes auftretenden Spannungsspitzen verhältnismäßig lange auf die Verbraucher einwirken und diese zerstören können. Zum anderen kann bei dieser bekannten Anlage beim Unterbrechen des Feldstromes durch die Regeleinrichtung die in der Feldwicklung gespeicherte Energie nicht zum Laden der Batterie benutzt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Strompfade mit Freilaufdioden parallel zur Feldwicklung vorzusehen, die sowohl z. B. beim Abtrennen der Batterie ein unverzügliches Zusammenbrechen des in der Feldwicklung gespeicherten Magnetfeldes und bei Unterbrechung des Feldstromes durch die Regeleinrichtung eine Nutzung der in der Feldwicklung gespeicherten Energie für das Aufladen der Batterie bewirkt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch s gelöst, daß der Spannungsregler als Stellglied zwei Schaltelemente aufweist, von denen jweils eines ein Ende der Feldwicklung mit der dritten und der negativen Stromleitung verbindet, daß die Freilaufdiode mit der Kathode an der Verbindungsleitung zwischen der Feldwicklung und dem ersten Schaltelement und mit der Anode an der negativen Stromleitung liegt, und daß eine zweite und dritte Diode vorgesehen ist, die jeweils mit ihrer Anode an der Verbindung zwischen der Feldwicklung und dem zweiten Schaltelement liegen, und die mit ihrer Kathode mit der dritten Stromleitung bzw. mit der positiven Stromleitung verbunden sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen in Fig. 1 und 2 zwei Schaltbilder der beiden Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt sind.

In F i g. 1 ist ein Dreiphasen-Wechselstromgenerator mit einem Ständer 11 vorgesehen, der einen Ausgang über Dioden 12, 13 zu einer positiven und einer negativen Stromleitung 14 bzw. 15 liefert, zwischen die eine Batterie 10 eines Kraftfahrzeuges geschaltet ist. Die Leitung 15 ist an Masse angelegt. Der Ständer 11 des Wechselstromgenerators liefert einen weiteren Ausgang durch drei zusätzliche Dioden 16 an eine dritte (positive) Stromleitung 17, die mit der Leitung 14 über eine Ladekontrollampe 18 und den Fahrzeug-Zündschalter 19 in Reihe verbunden ist. Der Zündschalter 19 verbindet die beiden Pole der Batterie 16 mit der Zündanlage 21 des Fahrzeuges.

Mit dem Pluspol der Batterie 10 ist eine Batteriemeßader 22 verbunden, die mit der Leitung 15 über einen Widerstand 23 und eine Zenerdiode 24 in Reihe verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 23 und der Zenerdiode 24 ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 25 verbunden, der zusammen mit einem weiteren n-p-n-Transistor 26 emitterseitig über einen gemeinsamen Widerstand 27 mit der Leitung 15 verbunden ist. Der Transistor 26 ist mit seinem Kollektor mit der Ader 22 und mit seiner Basis mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen 28,29 verbunden, die in Reihe zwischen die Ader 22 und die Leitung 15 geschaltet sind. Der Kollektor des Transistors 25 ist mit der Basis des Transistors 26 über einen Kondensator 31 und einen Widerstand 32 in Reihe verbunden, und er ist weiter über einen Widerstand 33 und einen Widerstand 34 in Reihe mit der dritten Stromleitung 17 verbunden. Die Verbindung zwischen den Widerständen 33 und 34 ist mit der Basis eines p-n-p-Transistors 35 verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand 36 mit der dritten Stromleitung 17 und dessen Kollektor mit der negativen Stromleitung 15 über drei Widerstände 37,38,39 in Reihe verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Widerständen 37, 38 ist über eine Diode 41 mit der Basis des Transistors 26 verbunden, während die Verbindung zwischen den Widerständen 38, 39 mit der Basis eines n-p-n-Transistors 44 verbunden ist, dessen Emitter mit der negativen Stromleitung 15 und dessen Kollektor mit dem Kollektor eines p-n-p-Transistors 46 durch die FeId-

hi wicklung45 des Wechselstromgenerators verbunden ist. Der Transistor 46 ist mit seinem Emitter mit der dritten Stromleitung 17 und mit seiner Basis mit dem Emitter des Transistors 35 verbunden. Der Kollektor des

Transistors 46 ist mit der negativen Stromleitung 15 durch eine Diode 47 verbunden, und der Kollektor des Transistors 44 ist über eine Diode 48 mit eier dritten Stromleitung 17 und über eine Diode 49 mit der Leitung 14 verbunden. Schließlich ist eine Zenerdiode 51 zwischen die Stromleitungen 17 und 15 geschaltet.

Bei geschlossenem Zündschalter 19 fließt S'.rom z-, der Zündanlage 21, und es fließt auch Strom durch die LadekontroÜKtnpe 18, den Widerstand 34, den Widerstand 33, den Transistor 25 und den Widerstand 27 zur Leitung 15. Der Transistor 25 wird durch Strom leitend gehalten, der von der Ader 22 durch den Widerstand 23 fließt. Ein Leiten des Transistors 25 schaltet die Transistoren 35, 46 und 44 ein, so daß Strom in der Feldwicklung 45 fließt Die Ladekontrollampe 18 brennt in diesem Stadium. Wenn der Wechselstromgenerator einen Ausgang erzeugt, wird die Spannung an der dritten Stromleitung 17 etwa gleich der Spannung an der positiven Stromleitung 14, so daß der Spannungsregler durch die Leitungen 17,15 gespeist wird, und die Kontrollampe 18 geht aus.

Mit größer werdender Batteriespannung leitet der Transistor 26 stärker, und damit leitet der Transistor 25 weniger. Wenn die Batteriespannung einen Sollwert erreicht, leitet der Transistor 26 ausreichend, um zu einer Sättigung des Transistors 25 zu führen, und danach schwingt das Transistorpaar 25, 26 auf Grund der Rückkopplung durch den Kondensator 31 und den Widerstand 32 mit einem Impulstastverhältnis, das vor der Batteriespannung bestimmt wird. Bei eingeschaltetem Transistor 25 sind die Transistoren 44 und 46 eingeschaltet, wie vorstehend erwähnt, bei eingeschaltetem Transistor 26 jedoch sind die Transistoren 44 und 46 ausgeschaltet. Der mittlere Stromfluß in der Feldwicklung 45 wird auf diese Weise geregelt, um die Batteriespannung im wesentlichen konstant zu halten.

Wenn sich die Transistoren 44, 46 ausschalten, fließt Strom vom unteren Ende der Feldwicklung 45 über die Diode 49, die Batterie 10 und die Diode 47 zur oberen Seite der Feldwicklung 45, um damit einen Stromfluß durch die Feldwicklung 45 und ein Laden der Batterie aufrechtzuerhalten.

Bei einem Defekt in dem System, der ein Ansteigen der Spannung zwischen den Leitungen 17, 15 bewirkt, bricht die Zenerdiode 51 durch und leitet. Der am wahrscheinlichsten vorkommende Defekt ist eine Trennung der Batterie 10, und bei getrennter Batterie 10 geht die in der Feldwicklung 45 gespeicherte Engergie über die Diode 48, die Zenerdiode 51 und die Diode 47 oder alternativ über die Verbraucher verloren, die an die Batterie 10 angeschlossen sind. In dem einen wie in dem anderen Fail wird durch die erhöhte Spannung, die in der Feldwicklung 45 vorhanden ist, das Zusammenbrechen der Erregung beschleunigt, um damit die Dauer des Überspannungszustandes zu verkürzen. Dieses Merkmal verhindert eine Beschädigung von Verbrauchern, die andernfalls auftreten kann, z. B. in Fällen, bei denen eine einfache Freilaufdiode an der Feldwicklung verwendet wird.

Die Diode 41 verhindert eine Beschädigung, wenn die Stromleitung 14 unterbrochen wird. Es versteht sich ferner, daß dann, wenn die Ader 22 unterbrochen oder getrennt wird, die Lichtmaschine zu arbeiten aufhört und die Ladekontrollampe 18 leuchtet in diesem Fall auf.

In dem in F i g. 2 gezeigten Schaltbild sind einige der

ίο Bauteile die gleichen wie in dem in Fig. 1 gezeigten Schaltbild, und sie sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Wie zu sehen ist, ist eine weitere Zenerdiode 50 zwischen die Leitungen 17, 15 in Reihe mit einem Widerstand 52 und einem Kondensator 53 geschaltet.

Die Verbindung zwischem dem Widerstand 52 und dem Kondensator 53 ist mit der Basis des Transistors 26 verbunden. Ferner ist der Kollektor des Transistors 26 mit der dritten Stromleitung 17 verbunden, und nicht mit der Ader 22, und die Widerstände 34 sind zur Ader 22 zurückgeführt, und nicht an die dritte Stromleitung 17. Die Widerstände 36, 37, 38 und 39 sind weggelassen, ebe^r.i0 die Diode 41. Der Emitter des Transistors 35 ist nicht mit der Basis des Transistors 46 verbunden, wie in Fig. 1, sondern ist mit der Ader 22 verbunden. Der Kollektor des Transistors 35 ist mit der negativen Stromleitung 15 über Widerstände 61, 62 in Reihe verbunden, und die Verbindung zwischen den Widerständen 61 und 62 ist mit der Basis 2 eines n-p-n-Transistors 63 verbunden, dessen Kollektor mit der dritten Stromleitung 17 über Widerstände 64, 65 in Reihe verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Widerständen 64,65 ist mit der Basis des Transistors 46 verbunden. Der Emitter des Transistors 63 ist über einen Widerstand 66 mit der negativen Stromleitung 15 und außerdem mit der Basis des Transistors 44 verbunden.

Die Grundfunktion der Schaltung ist die gleiche wie in F i g. 1. In F i g. 1 dient der Transistor 25 dann, wenn er leitet, zum Einschalten der Transistoren 35, 44 und 46 und entsprechend schaltet in Fig.2 der Transistor 25 den Transistor 35 ein, der den Transistor 63 einschaltet, welcher wiederum die Transistoren 44 und 46 einschaltet Wenn sich der Transistor 26 einschaltet und ausreichend leitet, schalten sich alle Transistoren 25,35, 63,44 und 46 aus.

Wenn die Ader 22 unterbrochen oder getrennt wird, wird die Zufuhr an Energie zum Transistor 63 unterbrochen, und damit kann die Feldwicklung nicht erregt werden, und der Feldstrom fällt auf Null ab.

Wenn die positive Stromleitung 14 unterbrochen oder

so getrennt wird, leitet die Zenerdiode 51, wie in Fig. 1, und in F i g. 2 schaltet die Zenerdiode 50 den Transistor 26 ein, so daß das den gleichen Effekt wie die Diode 41 in F i g. 1 hat. In beiden Ausführungsbeispielen muß die Zenerdiode 51 weniger Energie als in einer herkömmlichen Anordnung ableiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Wechselstromgenerator mit einer Feldwicklung und einem Zweiweggleichrichter, der ausgangsseitig mit einer positiven und einer negativen Stromleitung verbunden ist, zwischen denen die Batterie liegt, und einer oder mehreren zusätzlichen Dioden, die den Generatorausgang mit einer dritten Strom'eitung verbinden, die bei Nennbetrieb des Generators im wesentlichen dasselbe Potential aufweist, wie die positive Stromleitung, mit einem im Schaltbetrieb arbeitenden Spannungsregler zum Steuern des Stromes in der Feldwicklung des Generators und mit einer parallel zur Feldwicklung liegenden Freilaufdiode, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler als Stellglied zwei Schaltelemente (44, 46) aufweist, von denen jeweils eines ein Ende der Feldwicklung (45) mit der dritten und der negativen Stromleitung (17 bzw. 15) verbindet, daß die Freilaufdiode (47) mit der Kathode an der Verbindungsleitung zwischen der Feldwicklung (45) und dem ersten Schaltelement (46) und mit der Anode an der negativen Stromleitung (15) liegt, und daß eine zweite und dritte Diode (48,49) vorgesehen sind, die jweils mit ihrer Anode an der Verbindung zwischen der Feldwicklung und dem zweiten Schaltelement (44) liegen, und die mit ihrer Kathode mit der dritten Stromleitung (17) bzw. mit der positiven Stromleitung (14) verbunden sind.