DE3309447A1

DE3309447A1 - Steuereinrichtung zur steuerung des ausgangssignals eines generators

Info

Publication number: DE3309447A1
Application number: DE19833309447
Authority: DE
Inventors: Mitsuharu Nishioku Hyogo Morishita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1983-03-16
Publication date: 1983-09-22
Also published as: DE3309447C2; JPH0468879B2; US4435676A; JPS58159700A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Ausgangssignals von einem Generator, insbesondere eine Einrichtung zur Steuerung eines gleichgerichteten Ausgangssignals von einem Wechselspannungsgenerator in Abhängigkeit von der Temperatur.

Kraftfahrzeuge weisen beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, einen von der Verbrennungskraftmaschine getriebenen Wechselspannungsgenerator und eine Batterie auf, die mit dem gleichgerichtetn Ausgangssignal vom Wechselspannungsgenerator geladen wird. Zur Steuerung des gleichgerichteten Ausgangssignals auf einen vorgegebenen Wert ist ein Spannungsregler in dem Wechselspannungsgenerator oder an seinem Gehäuse vorgesehen und besitzt ein Paar von Ausgangstransistoren, die in Darlington-Schaltung geschaltet sind. Diese Ausgangstransistoren in Darlington-Schaltung sind an einem Ende über eine am Wechselspannungsgenerator angeordnete Feldspule an einen Teil des gleichgerichteten Ausgangs und am anderen Ende an Erde angeschlossen, wobei ein Steuertransistor an eine Basisschaltung der Ausgangstransistoren angeschlossen und eine Ze-ner-Diode an den Steuertransistor angeschlossen ist. Die Ze-ner-Diode hat man bislang sowohl an einen ersten Verbindungspunkt eines Paares von Widerständen, die eine erste Spannungsteilerschaltung parallel zu dem einen Teil des gleichgerichteten Ausganges bilden, als auch an einen zweiten Verbindungspunkt eines Widerstandes und eines thermisch empfindlichen Schaltelementes, die eine zweite Spannungsteilerschaltung parallel zu dem einen Teil des gleichgerichteten Ausgangs bilden, über jeweilige Dioden angeschlossen,

welche eine ODER-Schaltung bilden. Das thermisch empfind liche Schaltelement ist an Erde angeschlossen und spricht auf eine vorgegebene Temperatur an, um seinen Widerstand in positiver Richtung abrupt zu erhöhen. 5

Wenn das gleichgerichtete Ausgangssignal zunimmt und auf ein Potential mit vorgegebenem Wert am ersten Verbindungspunkt ansteigt, wird die Ze .nerdiode eingeschaltet, um die Ausgangstransistoren durch das Einschalten des Steuertransistors abzuschalten, was zu einer Unterbrechung eines durch die Feldspule fließenden Feldstromes führt. Somit nimmt das gleichgerichtete Ausgangssignal vom Wechselspannungsgenerator ab, um das Potential am ersten Verbindungspunkt so zu verringern, daß es niedriger ist als der vorgegebene Wert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ze-nerdiode abgeschaltet, um die Ausgangstransistoren einzuschalten. Der oben beschriebene Vorgang wird wiederholt, um das gleichgerichtete Ausgangssignal vom Wechselspannungsgenerator auf dem vorgegebenen Wert festzuhalten.

Auch die Umgebungstemperatur des Wechselspannungsgenerators kann aus einigen Gründen plötzlich ansteigen. Wenn der Wechselspannungsgenerator unter hoher elektrischer Belastung betrieben wird, so hat die Umgebungstemperatur die Tendenz, einen hohen Wert zu erreichen, bei dem und oberhalb von dem der Wechselspannungsgenerator durch die von ihm selbst erzeugte Hitze thermisch zerstört wird oder zumindest eine extreme Verringerung seiner Lebensdauer erfährt. Dem wird mit einer entsprechenden Zunahme der Temperatur des thermisch empfindlichen Schaltelementes begegnet. Somit wird das thermisch empfindliche Schaltelement den dafür vorgegebenen Temperaturwert überschreiten, so daß sein Widerstandswert in positiver Richtung abrupt zunehmen wird, was zu einer Erhöhung des Potentials am zweiten Verbindungspunkt führt. Dies hat zur Folge, daß die Ze-nerdiode über die an den Verbindungs-

punkt angeschlossene Diode eingeschaltet wird, und zwar unabhängig vom Potential am ersten Verbinduogspunkt. Somit fließt in der oben beschriebenen Weise kein Feldstrom durch die Feldspule. Der Wechselspannungsgenerator erzeugt kein Ausgangssignal und somit keine Wärme. Dementsprechend nimmt die Umgebungstemperatur abrupt ab, bis das Potential am zweiten Verbindungspunkt abnimmt, und zwar, weil die Temperatur des thermisch empfindlichen Schaltelementes niedriger ist als eine vorgegebene Temperatur und vom Betrieb unabhängig wird. Danach setzen die Ze-nerdiode und der Steuertransistor ihren Betrieb unter der Steuerung des Potentials am ersten Verbindungspunkt fort.

Beim herkömmlichen Spannungsregler der oben beschriebenen Art ist das Potential am ersten Verbindungspunkt über die ODER-Schaltung mit dem am zweiten Verbindungspunkt verbunden. Somit hat eine von der Ze-nerdiode vorgegebene Referenzspannung einen Spannungsabfall in Durchlaßrichtung an der serienmäßig eingesetzten Diode in der ODER-Schaltung zur Folge. Dementsprechend sollte bei einem herkömmlichen Spannungsregler, der keinen Temperaturgradienten erfordert, der Einfluß eines negativen Temperaturkoeffizienten eines Spannungsabfalls in Durchlaßrichtung bei einem Temperaturanstieg vermieden werden. Der negative Temperaturkoeffizient beträgt etwa 2 mV/°C.

Infolgedessen war es bislang erforderlich, eine zusätzliehe Diode zu verwenden, um eine Spannung aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten des Spannungsabfalls in Durchlaßrichtung an der Diode in der ODER-Schaltung zu kompensieren.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Ausgangssignals eines Generators anzugeben, die in verringertem Maße einem Temperatureinfluß unterliegt.

Gemäß der Erfindung wird eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Ausgangssignals eines Generators angegeben , die folgende Baugruppen aufweist: einen Wechselspannungsgenerator mit einer Feldspule, einem an den Wechselspannungsgenerator angeschlossenen Vollweggleichrichter und mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Ausgangsanschluß, eine Feldstrom-Steuerschaltung zur Steuerung eines durch die Feldspule fließenden Feldstromes, um das Ausgangssignal vom Wechselspannungsgenerator auf einem vorgegebenen Wert zu halten, eine zwischen den zweiten und den dritten Ausgangsanschluß des Vollweggleichrichters geschaltete Spannungsabtastschaltung, um ein gleichgerichtetes Ausgangsssignal zwischen den zweiten und dritten Ausgangsanschlüssen abzutasten und ein erstes Steuersignal entsprechend dem abgetasteten gleichgerichteten Ausgangssignal an die Feldstrom-Steuerschaltung anzulegen, und eine Temperaturabtastschaltung, die zwischen die zweiten und dritten Ausgangsanschlüsse des Vollweggleichrichters geschaltet ist, um die Umgebungstemperatur für den Wechselspannungsgenerator abzutasten. Die Temperaturabtastschaltung oder Temperaturmeßschaltung spricht dabei auf die Umgebungstemperatur an, die einen vorgegebenen Wert überschreitet, um ein zweites Steuersignal zur Unterbrechung des FeIdstromes an die Feldstrom-Steuerschaltung in paralleler Schaltungsanordnung zur Spannungsabtastschaltung anzulegen. Die Feldstrom-Steuerschaltung besitzt dabei einen Eingangsanschluß, der nur an die Spannungsmeßschaltung angeschlossen ist, und die Temperaturmeßschaltung ist an <31^e Spannungsmeßschaltung angeschlossen, so daß die Temperaturmeßschaltung auf die Umgebungstemperatur anspricht, die einen dafür vorgegebenen Wert überschreitet, um dafür zu sorgen, daß die Spannungsmeßschaltung das zweite Steuersignal an die Feldstrom-Steuerschaltung anlegt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung besitzt die Feldstrom-Steuerschaltung ein Paar von

—β-

ι Ausgangstransistoren in Darlington-Schaltung, die über die Feldspule parallel zu den zweiten und dritten Ausgangsanschlüssen des Vollweggleichrichters geschaltet sind, einen an eine Basisschaltung für das Paar von Ausgangstransistoren angeschlossenen Steuertransistor und eine erste Ze-nerdiode, die an den Basisanschluß des Steuertransistors angeschlossen ist. Die Spannungsabtastschaltung oder Spannungsmeßschaltung besteht aus einem Paar von in Reihe geschalteten Widerständen, die an einem Ende an den zweiten Ausgangsanschluß des Vollweggleichrichters und am anderen Ende über einen Transistor in Emitterschaltung an den dritten Ausgangsanschluß des Vollweggleichrichters angeschlossen sind. Die Temperaturabtastschaltung oder Temperaturmeßschaltung besteht aus einem Widerstand, der an den zweiten Ausgangsanschluß des Vollweggleichrichters angeschlossen ist, und einem thermisch empfindlichen Schaltelement, das in Reihenschaltung an das eine Ende des zuletzt genannten Widerstandes und am anderen Ende an den dritten Ausgangsanschluß angeschlossen ist, wobei das thermisch empfindliche Schaltelement auf eine vorgegebene Temperatur anspricht, so daß sein Widerstand in positiver Richtung abrupt zunimmt. Die erste Ze-nerdiode ist direkt mit einem Verbindungspunkt der in Reihe geschalteten Widerstände der Spannungsmeßschaltung verbunden, und der Transistor in Emitterschaltung besitzt einen Basisanschluß, der an eine zweite Ze-nerdiode angeschlossen ist, die anschließend mit einem Verbindungspunkt des Widerstandes mit des thermisch empfindliehen Schaltelementes der Temperaturmeßschaltung verbunden ist.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung zur Steuerung

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des Ausgangssignals eines Generators.

In der Zeichnung ist im einzelnen eine Ausführungsform einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Ausgangssignals eines Generators dargestellt, wobei die Anordnung einen Wechselspannungsgenerator, der allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist und eine dreiphasige Ankerspule 101 in Sternschaltung sowie eine Feldspule 102 besitzt, und einen Drei-Phasen-Vollweggleichrichter aufweist, der allgemein mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet ist und zur Vollweggleichrichtung eines Wechselspannungsausgangssignals vom Wechselspannungsgenerator 100 dient. Der Wechselspannungsgenerator 100 ist in ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug eingebaut und von einer ebenfalls nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine angetrieben, die ebenfalls in das Kraftfahrzeug eingebaut ist. Der dreiphasige Vollweggleichrichter 200 besitzt einen ersten gleichgerichteten Ausgangsanschluß 201, einen zweiten gleichgerichteten Ausgangsan-Schluß 202 und einen mit Erde verbundene^ dritten gleichgerichteten Ausgangsanschluß 203. Ferner ist ein Halbleiter-Spannungsregler, der allgemein mit dem Bezugszeichen 300 bezeichnet ist, parallel zum zweiten bzw. dritten Ausgangsanschluß 202 bzw. 203 des dreiphasigen Vollweggleichrichters 200 geschaltet, und eine Batterie 400 ist parallel zu den ersten und dritten Ausgangsanschlüssen 201 bzw. 203 geschaltet, wobei die negative Seite der Batterie 400 mit Erde verbunden ist. Außerdem erkennt man einen Schlüsselschalter 500, der normalerweise in seiner offenen Stellung ist, und eine Ladeanzeigelampe 600, die in Reihenschaltung parallel zur positiven Seite der Batterie 400 und des zweiten gleichgerichteten Ausgangsschluß 202 des dreiphasigen Vollweggleichrichters 200 geschaltet sind,

Der Spannungsregler 300 ist innerhalb des Wechselspannungsgenerators 100 oder an einem nicht dargestellten Gehäuse für diesen angeordnet, um die Ausgangsspannung

-ιοί vom Wechselspannungsgenerator 100 dadurch zu steuern, daß ein Strom durch die Feldspule 102 gesteuert wird. Der Spannungsregler 300 besitzt eine Spannungstöße absorbierende Diode 301 und ein Paar von npn-Transistoren 302 und 303 in Darlington-Schaltung, wobei der Emitteranschluß des Transistors 302 an den dritten gleichgerichteten Ausgangsanschluß 203 oder Erde angeschlossen ist, während die Kollektoranschlüsse der Transis-toren 302 und 303 miteinander verbunden und einerseits über die Diode 301 mit dem zweiten gleichgerichteten Ausgangsanschluß 202 und andererseits über die Feldspule 102 mit demselben Ausgangsanschluß 202 verbunden sind. Der Transistor 303 besitzt einen Basisanschluß, der über einen eine Basisschaltung bildenden Basiswiderstand 304 an den zweiten gleichgerichteten Ausgangsanschluß 202 des Vollweggleichrichters 200 angeschlossen ist, und einen Anfangserregerwiderstand 305, der außerdem mit dem Verbindungspunkt des Schlüsselschalters 500 und der Ladeanzeigelampe 600 verbunden ist. Die Transistoren 302 und 303 bilden Ausgangstransistoren zum Anlegen eines Feld- oder Erregerstromes an die Feldspule 102 des Wechselspannungsgenerators 100 und zura Unterbrechen dieses Stromes.

Der Basisanschluß des Transistors 303 ist außerdem mit dem Kollektoranschluß eines npn-Steuertransistors 306 verbunden, dessen Emitteranschluß mit dem des Transistors 302, dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des Transistors 303 und dessen Basisanschluß mit dem Anodenanschluß einer ersten Ze-nerdiode 307 zur Einstellung einer Referenzspannung verbunden sind. Der Steuertransistor 306 steuert den EIN/AUS-Betrieb der Ausgangstransistoren 302 und 303. Das Paar von Ausgangstransistoren 302 und 303, der Steuertransistor 306 und

Q5 die Ze-nerdiode 307 bilden eine Feldstrom-Steuerschaltung.

Bei einem herkömmlichen Spannungsregler mit den oben

-πι beschriebenen Bauelementen war ein Paar von Widerständen in Reihenschaltung zwischen die zweiten und dritten Ausgangsanschlüsse 202 und 203 des Vollweggleichrichters 200 geschaltet, um eine erste Spannungsteilerschaltung als Spannungsmeßschaltung zu bilden, und außerdem war ein thermisch empfindliches Schaltelement an den zweiten gleichgerichteten Ausgangsanschluß 202 angeschlossen, um eine zweite Spannungsteilerschaltung oder eine Temperaturmeßschaltung zu bilden, wobei ein Widerstand sowohl an das thermisch empfindliche Schaltelement als auch an den dritten gleichgerichteten Ausgangsanschluß 203 bzw. Erde angeschlossen ist. Das thermisch empfindliche Schaltelement spricht auf eine vorgegebene Temperatur an, so daß sein Widerstand in positiver Richtung abrupt ansteigt. Außerdem war die Ze~nerdiode sowohl mit einem ersten Verbindungspunkt der in Reihe geschalteten Widerstände der Spannungsmeßschaltung als auch mit einem zweiten Verbindungspunkt des thermisch empfindlichen Schaltelementes und des passenden Widerstandes der Temperaturmeßschaltung über jeweilige Dioden verbunden, die eine ODER-Schaltung bilden.

Beim Starten der nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine wird der Schlüsselschalter 500 geschlossen, so daß die Batterie 500 den Transistoren 302 und 303 öinen Basisstrom liefert, und zwar über den jetzt geschlossenen Schlüsselschalter 500, die Ladeanzeigelampe 600 und den Basiswiderstand 304, um die Transistoren 302 und einzuschalten. Somit fließt ein Strom von der Batterie 400 durch einen Stromweg, der den jetzt geschlossenen Schlüsselschalter 500, eine Parallelschaltung aus der Ladeanzeigelampe 600 und dem Anfangserregerwiderstand 305, die Feldspule 102 und die jetzt eingeschalteten Transistoren 302 und 303 umfaßt, um eine magnetomotorisehe Feldkraft von der Spule 102 zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Verbindungspunkte der beiden Spannungsteilerschaltungen auf niedrigen Potentialen, und somit werden die Zenerdiode 307 und der Steuertran-

sistor 305 in ihren AUS- oder nicht leitenden Zuständen gelassen. Auch die Ladeanzeigelampe 600 ist erregt und zeigt an, daß die Batterie 400 nicht geladen wird.

Unter diesen Umständen wird die Verbrennungskraftmaschine gestartet/ um den Wechselspannungsgenerator zu treiben. Somit induziert der Wechselspannungsgenerator 100 ein Wechselspannungs-Ausgangssignal an der Ankerspule 101 in Abhängigkeit von seiner Rotationsgeschwindigkeit. Dieses Wechselspannungs-Augangssignal wird einer Vollweggleichrichtung durch den Vollweggleichrichter 200 unterworfen, der seinerseits positive Spannungen an den ersten und zweiten gleichgerichteten Ausgangsanschlüssen 201 und 202 sowie eine negative Spannung am dritten gleichgerichteten Ausgangsanschluß 203 erzeugt.

Wenn die positive Spannung am zweiten Ausgangsanschluß 202 einen vorgegebenen Wert überschreitet, hat ein erster Verbindungspunkt der in Reihe geschaltenen Widerstände der Spannungsmeßschaltung ein elektrisches Potential, das einen vorgegebenen Wert überschreitet, so daß die Ze-nerdiode 307 leitet. Das Leiten der Ze-nerdiode 307 bewirkt, daß der Steuertransistor 306 eingeschaltet wird, um dadurch die Transistoren 302 und 303 abzuschalten, was zu einer Verringerung des durch die Feldspule 102 fließenden Feldstromes führt. Somit nimmt die in der Ankerspule 101 des Wechselspannungsgenerators 100 induzierte Ausgangsspannung ab, bis sie niedriger wird als der vorgegebene Wert, wie es oben beschrieben worden ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die Ze-nerdiode 307 und somit der Steuertransistor 306 abgeschaltet, um die Transistoren 302 und 303 einzuschalten. Somit steigt der Feldstrom wieder an, wobei die Ausgangsspannung vom Wecheslspannungsgenerator 100 erhöht wird.

Der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich, um die Äusgangsspannung vom Wechselspannungsgenerator 100 auf den vorgegebenen Wert zu steuern. Andererseits nimmt das Potential beim zweiten gleichgerichteten Ausgangsanschluß 202 zu, bis seine Spannung im wesentlichen gleich der Spannung an der Batterie 400 ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ladeanzeigelampe 600 abgeschaltet, um anzuzeigen, daß sich die Batterie 400 in ihrem Ladezustand befindet.

Die Umgebungstemperatur für den Wechselspannungsgenerator 100 kann aus irgendeinem Grunde plötzlich ansteigen, z.B. dadurch, daß die Verbrennungskraftmaschine plötzlich in den Leerlaufbetrieb übergeht, nachdem sie vorher unter hoher Last gearbeitet hat. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Wechselspannungsgenerator eine nicht dargestellte hohe elektrische Last besitzt, dann hat die Umgebungstemperatur die Tendenz, auf einen hohen Wert anzusteigen, bei dem und oberhalb von dem der Wechselspannungsgenerator durch die vom Wechselspannungsgenerator selbst erzeugte Hitze thermisch zerstört wird oder eine extreme Verringerung seiner Lebensdauer erfährt. Dem wird mit einem relativen Ansteigen der Temperatur des Spannungsreglers 300 begegnet, der innerhalb des Wechselspannungsgenerators 100 oder am Gehäuse des Wechselspannungsgenerators 100 in der oben beschriebenen Weise angeordnet ist. Somit überschreitet das thermisch empfindliche Schaltelement die vorgegebene Temperatur, so daß sein Widerstandswert in positiver Richtung abrupt ansteigt, was zu einer Potentialerhöhung am zweiten Verbindungspunkt des thermisch empfindlichen Schaltelementes und des passenden Widerstandes der Temperaturmeßschaltung führt. Dies hat zur Folge, daß die Ze-nerdiode 307 über die an diesen Verbindungspunkt angeschlossene Diode eingeschaltet wird, und zwar unabhängig vom Potential am ersten Verbindungspunkt in der Spannungsmeßschaltung. Somit wird der Steuertransistor 306 eingeschaltet, um die Transistoren 302 und 303 abzuschalten.

was zu einer Unterbrechung des Feldstromes führt. Somit hört der Wechselspannungsgenerator 100 auf, elektrische Leistung zu erzeugen und unterbricht somit die Selbsterzeugung von Hitze aufgrund eines hindurchfließenden Ausgangsstromes. Diese Selbsterzeugung von Hitze bildet den größten Teil der Selbsterzeugung von Hitze durch den Wechselspannungsgenerator. Somit nimmt die angestiegene Temperatur des Wechselspannungsgenerators 100 abrupt ab, so daß sie niedriger wird als die vorgegebene Temperatur, die für das thermisch empfindliche Schaltelement eingestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt verringert dieses Element wieder plötzlich seinen Widerstand, so daß das Potential am zweiten Verbindungspunkt von ihm und dem passenden Widerstand abnimmt, bis das Potential unabhängig vom Betrieb ist. Danach setzen die Ze-nerdiode 307 und der Steuertransistor 306 ihren Betrieb unter der Steuerung des Potentials am ersten Verbindungspunkt der Spannungsmeßschaltung fort.

Beim herkömmlichen Spannungsregler der oben beschriebenen Art ist der erste Verbindungspunkt der Spannungsmeßschaltung mit dem zweiten Verbindungspunkt der Temperaturmeßschaltung durch die ODER-Schaltung verbunden, die von dem Paar von Dioden gebildet wird. Somit besaß der herkömmliche Spannungsregler die oben angegebenen Nachteile.

Gemäß der Erfindung wird nun eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Ausgangssignals eines Generators angegeben, die einem verringerten Einfluß der Temperatur dadurch unterliegt, daß eine Spannungsmeßschaltung und eine Temperaturmeßschaltung so ausgebildet sind, daß keine reihenmäßige Schaltung eines Paares von Dioden, die eine ODER-Schaltung bilden, mit der Ze-nerdiode zur Einstellung der Referenzspannung verbunden ist.

Gemäß der Erfindung ist die Ze-nerdiode 307 direkt mit einem ersten Verbindungspunkt eines Paares von in Reihe geschalteten Widerständen 308 und 309 verbunden, die

eine Spannungsmeßschaltung bilden, welche ihrerseits parallel zum zweiten gleichgerichteten Ausgangsanschluß

202 und zum dritten gleichgerichteten Ausgangsanschluß

203 geschaltet ist, und zwar über einen npn-Transistor 310 in Emitterschaltung, der in der dargestellten Weise als Spannungsabfalltransistor dient. Das bedeutet, der Widerstand 309 ist mit dem Kollektoranschluß des npn-Transistors 310 verbunden, dessen Emitteranschluß mit Erde verbunden ist. Der Transistor 310 weist einen Basisanschluß auf, der mit dem Anodenanschluß einer zweiten Ze-nerdiode 311 verbunden ist, die ihrerseits mit ihrem Kathodenanschluß mit dem zweiten Verbindungspunkt des thermisch empfindlichen Schaltelementes 312 und des daran in Reihenschaltung angeschlossenen Widerstandes 313 verbunden ist; diese bilden eine Temperaturabtastschaltung oder Temperaturmeßschaltung, die ihrerseits parallel zu den zweiten und dritten gleichgerichteten Ausgangsanschlüssen 202 bzw. 203 des Vollweggleichrichters 200 geschaltet ist. Es darf darauf hingewiesen werden, daß das thermisch empfindliche Schaltelement 312, das sich vorher auf der Erdseite befand, jetzt mit dem zweiten gleichgerichtetn Ausgangsanschluß 202 des Vollweggleichrichters 200 verbunden ist, wobei das Paar von Dioden weggelassen ist, das die erste Ze-nerdiode 307 mit den Verbindungspunkten der Spannungs- und Temperaturmeßschaltung en verbindet.

Nimmt man an, daß die dargestellte Anordnung sich auf einer niedrigeren Temperatur als der vorgegebenen Temperatur befindet, die für das thermisch empfindliche Schaltelement 312 eingestellt ist, so befindet sich der zweite Verbindungspunkt dieses thermisch empfindlichen Schaltelementes 312 und des passenden Widerstandes 313 der Temperaturmeßschaltung stets auf hohem Potential, so daß die zweite Ze-nerdiode 311 und der Tansistor in leitendem Zustand gehalten werden. Somit sind die Widerstände 308 und 309 der Spannungsmeßschaltung über den jetzt leitenden Widerstand 310 mit Erde

verbunden. Unter diesen Umständen mißt die Spannungsmeßschaltung die Ausgangsspannung vom Wechselspannungsgenerator 100, mit dem Ergebnis, daß die Ausgangsspannung vom Weches!spannungsgenerator 100 durch die erste Ze-nerdiode 307, den Steuertransistor 306 und die Transistoren 303 und 302 gesteuert werden, und zwar in der oben beschriebenen Weise entsprechend dem Potential am ersten Verbindungspunkt.

Es wird nun angenommen, daß die Umgebungstemperatur für den Wechselspannungsgenerator 100 aus irgendwelchen Gründen plötzlich ansteigt. Unter den angenommenen Bedingungen überschreitet das thermisch empfindliche Schaltelement 312 die dafür eingestellte vorgegebene Temperatur, so daß sein Widerstand plötzlich ansteigt.

Somit nimmt das Potential des zweiten Verbindungspunktes des thermisch empfindlichen Schaltelementes 312 und des Widerstandes 313 ab, bis die zweite Ze-nerdiode 311 und der Transistor 310 abgeschaltet werden. Somit werden die in Reihe geschalteten Widerstände 308 und 309 gegenüber Erde getrennt, was zu einer Erhöhung des Potentials am ersten Verbindungspunkt der Widerstände 308 und 309 führt. Infolgedessen werden die erste Ze-nerdiode 307 und der Steuertransistor 306 eingeschaltet, um die Transistoren 303 und 302 abzuschalten. Dies bewirkt die Unterbrechung des Feldstromes, der durch die Feldspule 102 fließt, so daß der Wechselspannungsgenerator 100 aufhört, elektrische Leistung zu erzeugen. Somit hört der Wechselspannungsgenerator 100 auf, selbst aufgrund des durch ihn hindurchfließenden Ausgangsstromes Hitze zu erzeugen, was zu einer abrupten Abnahme der angestiegenen Temperatur und somit der Temperatur des thermisch empfindlichen Schaltelementes 312 führt. Wenn die Temperatur des thermisch empfindlichen Schaltelementes 312 so abnimmt, daß sie niedriger ist, als der vorgegebene Wert, so steigt das Potential am zweiten Verbindungspunkt des Schaltelementes 312 und des passenden Widerstandes 313 an, so daß die zweite Ze-nerdiode 311 und der Tran-

sistor 310 eingeschaltet werden. Somit werden die in Reihe geschalteten Widerstände 308 und 309 über den jetzt leitenden Transistor 310 wieder mit Erde verbunden, um auszulösen, daß die erste Ze-nerdiode 307 und der Steuertransistor 306 unter der Steuerung des Potentials am ersten Verbindungspunkt der die Spannungsmeßschaltung bildenden Widerstände 308 und 309 betrieben werden. Somit wird die Ausgangsspannung vom Wechselspannungsgenerator 100 in der oben beschriebenen Weise gesteuert.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich, daß gemäß der Erfindung ein Spannungsabfalltransistor in Reihenschaltung an einen Widerstand auf der Referenz-Spannungsseite an-geschlossen ist, die eine Spannungsmeßschaltung bildet, um eine Ausgangsspannung von einem Wechselspannungsgenerator zu messen oder abzutasten, und eine Ze-nerdiode ist in Reihenschaltung in eine Basisschaltung dieses Transistors eingesetzt und außerdem mit dem Verbindungspunkt des thermisch empfindlichen Schalters und eines Widerstandes verbunden, die in Reihenschaltung parallel zu einer elektrischen Gleichspannungsquelle geschaltet sind. Somit kann die resultierende Temperaturmeßschaltung den Betrieb der Spannungsmeßschaltung so steuern, daß diese mit Erde verbunden oder von Erde getrennt wird. Außerdem ist es nicht erforderlich, eine an einer ersten Ze-nerdiode entwickelte Referenzspannung in Reihenspannung mit einem Spannungsabfall in Durchlaßrichtung über jeder Diode eines

SO Paares von Dioden zu verbinden, welche ein ODER-Gatter bilden, wie es bislang nötig war. Dementsprechend kann gemäß der Erfindung ein Ladegenerator mit Begrenzung gegenüber hohen Temperaturen geschaffen werden, der keinen Temperaturgradienten besitzt.

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Leerse

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Claims

Patentansprüche

10

/ 1. Steuereinrichtung zur Steuerung des Ausgangssignals eines Wechselspannungsgenerators, gekennzeichnet durch einen Wechselspannungsgenerator (1OO), der eine Feldspule (102), einen an den Wechselspannungsgenerator (1OO) angeschlossenen Vollweggleichrichter (200) mit einem ersten (201), einem zweiten (202) und einem dritten Äusgangsanschluß (203) besitzt, eine Feldstrom-Steuerschaltung (302, 303, 306, 307) zur Steuerung eines Feldstromes durch die Feldspule (102) des Uechselspannungsgenerators (100), um das Ausgangssignal vom Wechselspannungsgenerator (100) auf einem vorgegebenen Wert zu halten,

eine Spannungsmeßschaltung (308, 309), die zwischen den zweiten (202) und den dritten Ausgangsanschluß (203) des Vollweggleichrichters (200) geschaltet ist, um das gleichgerichtete Ausgangssignal zwischen dem zweiten (202) und dem dritten Ausgangsanschluß (203) abzutasten und ein erstes Steuersignal an die Feldstrom-Steuerschaltung (302, 303, 306, 307) entsprechend dem abgetasteten gleichgerichteten Ausgangssignal anzulegen, und

eine Temperaturmeßschaltung (312, 313), die zwischen den zweiten (202) und den dritten Ausgangsanschluß (203) des Vollwegleichrichters (200) geschaltet ist, um eine Umgebungstemperatur des Wechselspannungsgenerators (100) abzutasten,

wobei die Temperaturmeßschaltung (312, 313) auf die einen vorgegebenen Wert überschreitende Umgebungstemperatur anspricht, um ein zweites Steuersignal zur Unterbrechung des Feldstromes an die Feldstrom-Steuerschaltung (302, 3o3, 306, 307) in paralleler Schaltungsanordung zur Spannungsmeßschaltung (308, 309) anzulegen,

wobei die Feldstrom-Steuerschaltung (302, 303, 306, 307) einen Eingangsanschluß aufweist, der nur an die Spannungsumschaltung (308, 309) angeschlossen ist, und die Temperaturmeßschaltung (312, 313) mit der Spannungsmeßschaltung (308, 309) verbunden ist, so daß die Temperaturmeßschaltung (312, 313) auf die den dafür vorgegebenen Wert überschreitende Umgebungstemperatur anspricht, um dafür zu sorgen, daß die Spannungsmeßschaltung (308, 309) ein zweites Steuersignal an die Feststrom-Steuerschaltung (302, 303, 306, 307) anlegt.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstrom-Steuerschaltung (302, 303, 306, 307) ein Paar von Ausgangstransistoren (302, 303) in Darlington-Schaltung, die parallel zum zweiten (202) und über die Feldspule (102) zum dritten Aus-

gangsanschluß (203) des Vollweggleichrichters (200) geschaltet sind, einen Steuertransistor (306), der an die Basisschaltung für das Paar von Ausgangstransistoren (302, 303) angeschlossen ist, und eine erste Ze—nerdiode (307) aufweist, die an den Basisanschluß des Steuertransistors (306) angeschlossen ist, daß die Spannungsmeßschaltung (308,309) aus einem Paar von in Reihe geschalteten Widerständen (308, 309) besteht und an einem Ende

an den zweiten Ausgangsanschluß

(202) des Vollweggleichrichters (200) und am anderen Ende über einen Transistor (310) in Emitterschaltung an den dritten Ausgangsanschluß (203)angeschlossen ist,

und daß die Temperaturmeßschaltung (313, 313) aus einem Widerstand (313) , der mit dem dritten Ausgangsanschluß (203) des Vollweggleichrichters (200) verbunden ist, und einem thermisch empfindlichen Schaltelement (312) besteht, das in Reihenschaltung an einem Ende mit dem Widerstand (313) und am anderen Ende mit dem zweiten Ausgangsanschluß (202) verbunden ist, wobei das thermisch empfindliche Schaltelement (312) auf eine vorgegebene Temperatur anspricht, so daß sein Widerstand in positiver Richtung abrupt ansteigt, und daß die erste Ze-nerdiode (307) direkt mit einem Verbindungspunkt der in Reihe geschalteten Widerstände (308, 309) der Spannungsmeßschaltung (303, 309) verbunden ist, und daß der Transistor (310) in Emitterschaltung einen Basisanschluß besitzt, der mit einer zweiten Ze-nerdiode (311) verbunden ist, die anschließend mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes (313) und dem thermisch empfindlichen Schaltelement (312) der Temperaturmeßschaltung (312, 313) verbunden ist.