RU2149497C1 - Power generator voltage regulator - Google Patents
Power generator voltage regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2149497C1 RU2149497C1 RU99101197A RU99101197A RU2149497C1 RU 2149497 C1 RU2149497 C1 RU 2149497C1 RU 99101197 A RU99101197 A RU 99101197A RU 99101197 A RU99101197 A RU 99101197A RU 2149497 C1 RU2149497 C1 RU 2149497C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- output
- transistor
- polarity
- output terminal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения транспортных средств, может быть использовано в системах регулирования напряжения генераторов переменного и постоянного токов и предназначается для изготовления в микроэлектронном исполнении. The invention relates to electrical engineering, in particular to power supply systems of vehicles, can be used in voltage control systems of alternating and direct current generators and is intended for manufacture in microelectronic performance.
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). Known generator voltage regulators containing a measuring body, transistor elements for regulating and controlling current in the excitation winding circuit of a generator (see ed. St. USSR N 855858, class H 02
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 для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а эмиттеры соединены с коллектором третьего транзистора, подключенного эмиттером через первый токоограничительный резистор, а базой - через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, первый резистивный делитель напряжения, крайние выводы которого подсоединены между выводами для подключения выходных выводов первой и второй полярностей генераторного источника питания, а средний вывод соединен с базой второго транзистора, второй токоограничительный резистор, подключенный между выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания и базой первого транзистора, силовой транзисторный ключ, первый силовой вывод которого соединен с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, второй - 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, а управляющий переход зашунтирован резистором, четвертый транзистор, коллектор которого подключен к базе силового транзисторного ключа и через токозадающий резистор - к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, эмиттер - к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а база - к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения, первый крайний вывод которого соединен с коллектором второго транзистора, а второй - с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, причем 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). The closest in terms of features of them is the voltage regulator of the generator power supply, containing the first and second transistors, the collectors of which, respectively, through the first and second collector resistors are connected to the output for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power source, and the emitters are connected to the collector of the third transistor, connected by the emitter through the first current-limiting resistor, and the base through the first source of the reference voltage, made in the form of a frost element to a terminal for connecting the output terminal of the second polarity of the generator power supply, a second voltage reference made in the form of a zener diode connected between the bases of the first and third transistors, the first resistive voltage divider, the extreme terminals of which are connected between the terminals for connecting the output terminals of the first and the second polarity of the generator power source, and the middle terminal is connected to the base of the second transistor, the second current-limiting resistor connected between the output for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power source and the base of the first transistor, a power transistor switch, the first power terminal of which is connected to the output terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power source, the second with the output for connecting to the excitation winding of the generator power source and the output for connecting the output terminal of the second polarity of the generator power supply through the back-on blanking diode, and the control transition is shunted an resistor, a fourth transistor, the collector of which is connected to the base of the power transistor switch and through a current-sensing resistor to the output terminal for connecting the output terminal of the second polarity of the generator power supply, the emitter to the output terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power source, and the base to the middle the output of the second resistive voltage divider, the first extreme terminal of which is connected to the collector of the second transistor, and the second with the output for connecting the output terminal of the first field NOSTA generator power source, wherein between the bases of the first and second transistors and parallel to the control inputs of the transistors included filtering capacitors (see. author St. USSR N 1663741, class H 02
Недостатком данного регулятора, а также приведенных выше известных устройств, является то, что рассеивание мощности в нем происходит на одном силовом транзисторном ключе, что повышает вероятность отказа его из-за перегрева, что особенно сказывается при малой частоте вращения ротора, так как при этом требуется повышенная величина силы тока в обмотке возбуждения генератора, которая уменьшается с увеличением частоты вращения ротора. The disadvantage of this controller, as well as the above-mentioned known devices, is that the power dissipation in it occurs on one power transistor key, which increases the likelihood of failure due to overheating, which is especially true for a low rotor speed, since this requires increased magnitude of the current in the excitation winding of the generator, which decreases with increasing rotor speed.
Кроме того, частота переключений выходного регулирующего элемента силового транзисторного ключа, включенного в цепь обмотки возбуждения генератора, недостаточно высока во всем диапазоне регулирования, что приводит к значительному размаху пульсаций выходного напряжения, которое вызывает нежелательные мерцания света ламп и качания стрелок измерительных приборов. In addition, the switching frequency of the output control element of the power transistor switch included in the excitation winding circuit of the generator is not high enough over the entire control range, which leads to a significant range of output voltage ripples, which causes undesirable flickering of the lamp light and the sway of the hands of measuring instruments.
Задачей изобретения является повышение надежности устройства путем уменьшения рассеивания мощности на одном силовом транзисторном ключе за счет равномерного распределения ее на нескольких силовых транзисторных ключах, при этом учитывается особенность прототипа, а именно наряду со снижением потребления питания измерительным и промежуточным каскадами обеспечивается надежное самовозбуждение генераторного источника питания в режиме малого выходного напряжения и работы без аккумуляторной батареи и малом выходном напряжении и снижение размаха пульсаций выходного напряжения путем повышения частоты переключений выходного регулирующего элемента, т.е. силовых транзисторных ключей, включенных в цепь обмотки возбуждения генератора, во всем диапазоне регулирования выходного напряжения. The objective of the invention is to increase the reliability of the device by reducing power dissipation on one power transistor key due to its uniform distribution on several power transistor switches, taking into account the peculiarity of the prototype, namely, along with reducing power consumption by measuring and intermediate stages, reliable self-excitation of the generator power source in low output voltage mode and operation without battery and low output voltage and reduced the range of output voltage ripples by increasing the switching frequency of the output control element, i.e. power transistor switches included in the excitation circuit of the generator in the entire range of regulation of the output voltage.
Указанная задача решается тем, что в регулятор напряжения генераторного источника питания, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соответственно подключены: первого транзистора - через первый коллекторный резистор к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания и второго - к первому выводу второго коллекторного резистора, а эмиттеры - к коллектору третьего транзистора, подключенного эмиттером через первый токоограничительный резистор, а базой - через первый источник опорного напряжения, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, второй источник опорного напряжения, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого и третьего транзисторов, первый резистивный делитель напряжения, первый крайний вывод которого подсоединен к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, а средний вывод соединен с базой второго транзистора, второй токоограничительный резистор, подключенный первым выводом к базе первого транзистора, первый силовой транзисторный ключ, первый силовой вывод которого соединен с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, второй - 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, а управляющий вывод - с первым выводом токозадающего резистора, причем управляющий переход силового транзисторного ключа зашунтирован резистором, четвертый транзистор, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а база - к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения, первый крайний вывод которого соединен с коллектором второго транзистора, а второй - с выводом для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, а между базами первого и второго транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы, согласно изобретению в него введены пятый транзистор, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектор - ко второму выводу второго токоограничительного резистора, а база подсоединена ко второму крайнему выводу первого резисторного делителя напряжения и через шунтирующий резистор к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, шестой транзистор, эмиттер которого подключен к выводу для подключения выходного вывода первой полярности генераторного источника питания, коллектор - к базе пятого транзистора, а база подсоединена ко второму выводу второго коллекторного резистора, (n-1) силовых транзисторных ключей (n = 2, 3...), силовые выводы которых соответственно соединены с соответствующими силовыми выводами первого силового транзисторного ключа, а управляющие переходы зашунтированы резисторами, n транзисторных ключей с двумя входами, первые силовые выводы которых подключены к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, вторые - соответственно первого силового транзисторного ключа ко второму выводу первого токозадающего резистора, а остальных через соответствующие токозадающие резисторы - к управляющим выводам соответствующих силовых транзисторных ключей, первые входы управления - к соответствующим выходам распределителя импульсов, а вторые входы разрешения по выходу - к коллектору четвертого транзистора и через обратно включенный диод к выводу для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, причем вывод питания распределителя импульсов соединен с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания, а общий вывод - с выводом для подключения выходного вывода второй полярности генераторного источника питания. This problem is solved in that in the voltage regulator of the generator power supply, containing the first and second transistors, the collectors of which are respectively connected: the first transistor through the first collector resistor to the output for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power source and the second to the first output of the second collector resistor, and emitters to the collector of the third transistor connected by the emitter through the first current-limiting resistor, and the base through the first source voltage, made in the form of a nonlinear element, to the output for connecting the output terminal of the second polarity of the generator power supply, a second voltage reference made in the form of a zener diode connected between the bases of the first and third transistors, the first resistive voltage divider, the first extreme terminal of which is connected to the output for connecting the output terminal of the second polarity of the generator power source, and the middle output is connected to the base of the second transistor, the second current-limiting p a resistor connected by the first terminal to the base of the first transistor, the first power transistor switch, the first power terminal of which is connected to the terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power supply, the second - with the terminal for connecting to the excitation winding of the generator power source and with the terminal for connecting the output the output of the second polarity of the generator power supply through the back-on quenching diode, and the control output with the first output of the current-setting resistor, and the control the junction of the power transistor switch is shunted by a resistor, the fourth transistor, the emitter of which is connected to the output terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power supply, and the base to the middle terminal of the second resistive voltage divider, the first extreme terminal of which is connected to the collector of the second transistor, and the second to output for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power source, and between the bases of the first and second transistors and parallel to the control inputs of these filtering capacitors are included in the transistors, according to the invention, a fifth transistor is inserted into it, the emitter of which is connected to the output terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power supply, the collector to the second terminal of the second current-limiting resistor, and the base is connected to the second extreme terminal of the first resistor voltage divider a shunt resistor to the terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power supply, the sixth transistor, the emitter of which connected to the output terminal for connecting the output terminal of the first polarity of the generator power supply, the collector to the base of the fifth transistor, and the base connected to the second terminal of the second collector resistor, (n-1) power transistor switches (n = 2, 3 ...), the power terminals of which are respectively connected to the corresponding power terminals of the first power transistor switch, and the control transitions are shunted by resistors, n transistor switches with two inputs, the first power terminals of which are connected to the terminal for connection the output terminal of the second polarity of the generator power supply, the second, respectively, of the first power transistor switch to the second output of the first current-setting resistor, and the rest through the corresponding current-setting resistors to the control terminals of the corresponding power transistor switches, the first control inputs to the corresponding outputs of the pulse distributor, and the second inputs output permissions - to the collector of the fourth transistor and through the back-connected diode to the output for connecting the output terminal w swarm polarity power generator, wherein the pulse distributor coupled to the supply terminal for connecting the output terminal of the second output polarity of the generator power and the total output - with output for connecting the output terminal of a second polarity power supply generator.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена функциональная схема регулятора напряжения (РН) генераторного источника питания (ТИП); на фиг. 2 и 3 функциональная схема РН ГИП с двумя силовыми транзисторными ключами и временная диаграмма его работы. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 is a functional diagram of a voltage regulator (PH) of a generator power supply (TYPE); in FIG. 2 and 3, the functional diagram of the ISU PH with two power transistor switches and a time diagram of its operation.
РН ГИП, приведенный на фиг. 1, содержит первый 1 и второй 2 транзисторы, коллекторы которых: соответственно первого 1 через первый коллекторный резистор 3 соединен с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП и второго 2 - с первым выводом второго коллекторного резистора 5, а эмиттеры подсоединены к коллектору третьего транзистора 6, подключенного эмиттером через первый токоограничительный резистор 7, а базой - через первый источник опорного напряжения 8, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, второй источник опорного напряжения 10, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого 1 и третьего 6 транзисторов, первый резистивный делитель напряжения 11, 12, первый крайний вывод которого подсоединен к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а средний вывод соединен с базой второго транзистора 2, второй токоограничительный резистор 13, подключенный первым выводом к базе первого транзистора 1, четвертый транзистор 14, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а база подсоединена к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения 15, 16, первый крайний вывод которого соединен с коллектором второго транзистора 2, а второй - с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а между базами первого 1 и второго 2 транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы 17, 18 и 19, пятый транзистор 20, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор - к второму выводу второго токоограничительного резистора 13, а база подсоединена ко второму крайнему выводу первого резисторного делителя напряжения 11, 12 и через шунтирующий резистор 21 к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, шестой транзистор 22, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор - к базе пятого транзистора 20, а база подсоединена ко второму выводу второго коллекторного резистора 5, n силовых транзисторных ключей 23.1...23.n (n = 2, 3...), первые силовые выводы которых соединены с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, вторые - с выводом 24 для подключения к обмотке возбуждения ГИП и с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП через обратно включенный гасящий диод 25, а управляющие переходы зашунтированы резисторами 26.1...26.n, n транзисторных ключей 27.1...27.n с двумя входами, первые силовые выводы которых подключены к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, вторые соответственно через соответствующие токозадающие резисторы 28.1...28.n - к управляющим выводам соответствующих силовых транзисторных ключей 23.1...23.n, первые входы управления - к соответствующим выходам распределителя импульсов 29, а вторые входы разрешения по выходу - к коллектору четвертого транзистора 14 и через обратно включенный диод 30 к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, причем вывод питания распределителя импульсов 29 соединен с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а общий вывод - с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП. The ISU PH shown in FIG. 1, contains the first 1 and second 2 transistors, the collectors of which: respectively, of the first 1 through the
Рассмотрим работу предлагаемого устройства с двумя силовыми транзисторными, т.е. при n = 2, функциональная схема которого представлена на фиг. 2, а временная диаграмма его работы - на фиг. 3. Consider the operation of the proposed device with two power transistor, i.e. with n = 2, the functional diagram of which is presented in FIG. 2, and a timing diagram of its operation is shown in FIG. 3.
РН ГИП, приведенный на фиг. 2, содержит первый 1 и второй 2 транзисторы, коллекторы которых соответственно первого 1 через первый коллекторный резистор 3 соединен с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП и второго 2 - с первым выводом второго коллекторного резистора 5, а эмиттеры подсоединены к коллектору третьего транзистора 6, подключенного эмиттером через первый токоограничительный резистор 7, а базой - через первый источник опорного напряжения 8, выполненный в виде нелинейного элемента, к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, второй источник опорного напряжения 10, выполненный в виде стабилитрона, включенный между базами первого 1 и третьего 6 транзисторов, первый резистивный делитель напряжения 11, 12, первый крайний вывод которого подсоединен к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а средний вывод соединен с базой второго транзистора 2, второй токоограничительный резистор 13, подключенный первым выводом к базе первого транзистора 1, четвертый транзистор 14, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а база подсоединена к среднему выводу второго резистивного делителя напряжения 15, 16, первый крайний вывод которого соединен с коллектором второго транзистора 2, а второй - с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, а между базами первого 1 и второго 2 транзисторов и параллельно управляющим входам этих транзисторов включены фильтрующие конденсаторы 17, 18 и 19, пятый транзистор 20, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор - ко второму выводу второго токоограничительного резистора 13, а база подсоединена ко второму крайнему выводу первого резисторного делителя напряжения 11, 12 и через шунтирующий резистор 21 к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, шестой транзистор 22, эмиттер которого подключен к выводу 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, коллектор - к базе пятого транзистора 20, а база подсоединена ко второму выводу второго коллекторного резистора 5, два силовых транзисторных ключа 23.1 и 23.2, первые силовые выводы которых соединены с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП, вторые - с выводом 24 для подключения к обмотке возбуждения ГИП и с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП через обратно включенный гасящий диод 25, а управляющие переходы зашунтированы резисторами 26.1 и 26.2, два транзисторных ключа 27.1 и 27.2 с двумя входами, первые силовые выводы которых подключены к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, вторые соответственно через соответствующие токозадающие резисторы 28.1 и 28.2 - к управляющим выводам соответствующих силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2, первые входы управления - к соответствующим выходам распределителя импульсов 29, а вторые входы разрешения по выходу - к коллектору четвертого транзистора 14 и через обратно включенный диод 30 к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, причем вывод питания распределителя импульсов 29 соединен с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, а общий вывод - с выводом 4 для подключения выходного вывода первой полярности ГИП. В качестве распределителя импульсов 19 принят мультивибратор, выполненный на двух переключающихся транзисторах 31 и 32, коллекторы которых через соответствующие коллекторные резисторы 33 и 34 подключены к выводу питания мультивибратора, соединенному с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, базы - к средним выводам первой 35, 36 и второй 37, 38 RC-цепочек, соединенных резисторными выводами с выводом питания мультивибратора и емкостными соответственно - с коллекторами других переключающихся транзисторов 32 и 31, а эмиттеры - к общему выводу мультивибратора, соединенному с выводом 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, причем коллекторы переключающихся транзисторов 31 и 32 являются соответствующими выходами мультивибратора, т. е. предложенного распределителя импульсов 29. Транзисторные ключи 27.1 и 27.2 выполнены на коммутирующих транзисторах 39.1 и 39.2, эмиттеры которых являются первыми силовыми выводами транзисторных ключей 27.1 и 27.2 и подключены к выводу 9 для подключения выходного вывода второй полярности ГИП, коллекторы, являющиеся вторыми силовыми выводами транзисторных ключей 27.1 и 27.2, - соответственно к управляющим выводам соответствующих силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2 через соответствующие токозадающие резисторы 28.1 и 28.2, а базы соответственно через соответствующие базовые резисторы 40.1 и 40.2 - к первым входам управления транзисторных ключей 27.1 и 27.2, соединенным с соответствующими выходами мультивибратора, причем вторые входы разрешения по выходу транзисторных ключей 27.1 и 27.2 через вторые базовые резисторы 41.1 и 41.2 к базам управляющих транзисторов 42.1 и 42.2, подключенных соответственно эмиттерами к эмиттерам, а коллекторами к базам соответствующих коммутирующих транзисторов 39.1 и 39.2
Одновременно в схему введены генератор переменного тока с обмоткой якоря 43, силовые выводы которой подключены к входу выпрямителя 44, выполненного с двумя группами диодов 45, 46. К выходу выпрямителя 44 подключены аккумуляторная батарея 47 и потребители напряжения 48, а между выводами 9 и 24 включена обмотка 49 возбуждения ГИП. Введенные элементы не входят в предмет изобретения, а предназначены для пояснения работы предлагаемого устройства.The ISU PH shown in FIG. 2, contains the first 1 and second 2 transistors, the collectors of which, respectively, of the first 1 through the
At the same time, an alternating current generator with an armature winding 43 was introduced into the circuit, the power leads of which are connected to the input of the
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...0,5 от уставки второго источника опорного напряжения. The sum of the voltage settings of the first and second sources of the reference voltage should be 0.4. ..0.7 of the nominal voltage of the ISU, and the setting of the first source of reference voltage should be equal to 0.3 ... 0.5 from the setting of the second source of reference voltage.
ГИП с предложенным РН работает следующим образом. The ISU with the proposed pH works as follows.
При вращении генератора переменного тока на выходе его обмотки якоря 43 возникает переменное напряжение, преобразуемое в постоянное напряжение выпрямителем 44 и подаваемое на аккумуляторную батарею 47 и потребители 48. Выходное напряжение ГИП поддерживается постоянным изменением величины тока возбуждения ГИП, протекающего через обмотку 49 возбуждения ГИП, посредством РН ГИП. When the alternator rotates at the output of its armature winding 43, an alternating voltage arises, which is converted into direct voltage by the
В процессе работы РН ГИП дифференциальный усилитель, выполненный на первом 1 и втором 2 транзисторах, осуществляет сравнение напряжения уставки - напряжения первого и второго источников опорного напряжения 8, 10, подаваемого на базу первого транзистора 1 с сигналом, пропорциональным выходному напряжению ГИП, снимаемым с резистора 11 и подаваемым на базу второго транзистора 2. In the process of operation of the ISU PH, the differential amplifier, made on the first 1 and second 2 transistors, compares the set voltage - the voltage of the first and second sources of the
В режиме нормальной работы РН ГИП при выходном напряжении ГИП, меньшем напряжения уставки РН, напряжение на эмиттер-базовом переходе второго транзистора 2 меньше, чем напряжение на эмиттер-базовом переходе первого транзистора 1. Первый транзистор 1 открыт, а второй транзистор 2 закрыт. При этом цепь управления четвертого транзистора 14 разомкнута и последний находится в состоянии отсечки. In the normal operation mode of the ISU LV, when the ISU output voltage is lower than the LV setpoint voltage, the voltage at the emitter-base junction of the
Мультивибратор, выполненный на двух переключающихся транзисторах 31 и 32, генерирует импульсные сигналы (фиг. 3а и 3б), которые через базовые резисторы 40.1 и 40.2 подаются на базы коммутирующих транзисторов 39.1 и 39.2 (фиг. 3в и 3г), предназначенных для управления работой силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2. В режиме нормальной работы РН ГИП, когда четвертый транзистор 14 находится в состоянии отсечки (фиг. 3д), импульсные сигналы включают поочередно коммутирующие транзисторы 39.1 и 39.2, которые в свою очередь силовые транзисторные ключи 23.1 и 23.2, поддерживая этим непрерывное протекание тока через обмотку возбуждения ГИП (фиг. 3е). Непрерывности протекания тока способствует инерционность работы силовых транзисторных ключей 23.1, 23.2 в импульсном режиме, так как время выключения транзисторов в несколько раз превышает время включения. Это приводит к перекрытию импульсных выходных токов, что обеспечивает "мягкое" включение силовых транзисторных ключей 23.1, 23.2, 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. 3д), пока четвертый транзистор 14 закрыт. С ростом напряжения на выходе ГИП, когда это напряжение превышает напряжение уставки РН, соотношение напряжений на базо-эмиттерных переходах первого 1 и второго 2 транзисторов меняется на обратное. При этом первый транзистор 1 закрывается, а второй транзистор 2 открывается и возникший ток управления через резистор 15 поступает в базу четвертого транзистора 14 и открывает его, который одновременно включает управляющие транзисторы 42.1 и 42.2, шунтируя этим управляющие переходы коммутирующих транзисторов 39.1 и 39.2, запирая их, при этом размыкая цепи управления силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2, выключая их с момента времени t1 до момента времени t2 (фиг. 3е). Ток в цепи обмотки 49 возбуждения ГИП, замыкаясь через шунтирующий гасящий диод 42, уменьшается, что вызывает уменьшение выходного напряжения ГИП. Одновременно в момент времени t1 ток управления поступает через транзистор 5 в базу шестого транзистора 22, который открывается и шунтирует управляющий переход пятого транзистора 20, запирая его. Запирание последнего приводит к закрыванию соответственно первого и второго источников опорного напряжения 8, 10 и одновременно первого, второго и третьего транзисторов 1, 2 и 6. При этом ток управления прекращается и четвертый 14 и шестой 22 транзисторы запираются с момента времени t2 до момента времени t3 (фиг. 3д). Пятый транзистор 20 открывается и вышеописанные процессы продолжаются до тех пор, пока напряжение на базо-эмиттерном переходе второго транзистора 2 становится меньше напряжения уставки РН и соотношение напряжений на базо-эмиттерных переходах первого 1 и второго 2 транзисторов меняется на обратное, т. е. в первоначальное состояние. Процесс повторяется периодически в результате чего выходное напряжение ГИП поддерживается на номинальном уровне. Введение пятого и шестого транзисторов 20 и 22 обеспечивает ускоренный переход РН в рабочем режиме от закрытого состояния в открытое, что способствует повышению частоты переключений выходного регулирующего элемента (силовых транзисторных ключей), включенного в цепь обмотки возбуждения ГИП, а использование двух поочередно работающих силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2 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. A multivibrator made on two switching transistors 31 and 32 generates pulse signals (Figs. 3a and 3b), which are fed through the base resistors 40.1 and 40.2 to the bases of the switching transistors 39.1 and 39.2 (Figs. 3c and 3d), designed to control the operation of power transistor switches 23.1 and 23.2. In the normal operation mode of the ISU PH, when the
Посредством первого источника опорного напряжения 8 на токозадающем резисторе 7, поддерживается постоянное напряжение, а следовательно, поддерживается постоянный ток через третий транзистор 6, что обеспечивает быстрое изменение потенциала эмиттеров первого 1 и второго 2 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. By means of the first source of the reference voltage 8 on the current-
При работе регулятора в режиме начального возбуждения при отсутствии аккумуляторной батареи 47 и малом выходном напряжении ГИП ток базы третьего транзистора 6 отсутствует, так как напряжение ГИП недостаточно для протекания тока через второй источник опорного напряжения 10. В этом режиме третий транзистор 6 закрыт и дифференциальный усилитель не потребляет тока. Потребление РН в этом случае практически складывается из тока силовых транзисторных ключей 23.1, 23.2 и делителя напряжения на резисторах 11, 12. Ток потребления мал по величине, что облегчает начальное возбуждение ГИП при отсутствии аккумуляторной батареи. When the controller operates in the initial excitation mode in the absence of a
Начальное самовозбуждение ГИП в указанном режиме обеспечивается протеканием тока от ГИП через выпрямитель 44, обмотку возбуждения и открытые силовые транзисторные ключи 23.1 и 23.2 при минимальном напряжении ГИП, достаточном для открытия диодов выпрямителя 44. Открытие силовых транзисторных ключей 23.1 и 23.2 осуществляется базовыми токами, проходящими через открытые коммутирующие транзисторы 39.1, 39.2 и резисторы 28.1, 28.2. 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 23.1 и 23.2 и этим поддерживают непрерывное протекание тока через обмотку 49 возбуждения ГИП. Такое построение схемы РН позволяет наряду со снижением потребления питания измерительным и промежуточным каскадами обеспечить надежное самовозбуждение ГИП в режиме работы без аккумуляторной батареи. The initial self-excitation of the ISU in this mode is ensured by the flow of current from the ISU through the
Использование предлагаемого изобретения дает возможность создавать высоконадежные РН ГИП, которые легко реализуются в микроэлектронном исполнении. The use of the present invention makes it possible to create highly reliable pH ISU, which are easily implemented in microelectronic performance.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99101197A RU2149497C1 (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Power generator voltage regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99101197A RU2149497C1 (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Power generator voltage regulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2149497C1 true RU2149497C1 (en) | 2000-05-20 |
Family
ID=20214922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99101197A RU2149497C1 (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Power generator voltage regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2149497C1 (en) |
-
1999
- 1999-01-18 RU RU99101197A patent/RU2149497C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0267283A1 (en) | Brushless dc motor | |
US7019474B2 (en) | Constant current regulator using IGBT's with simplified timing | |
US7449841B2 (en) | Charge limited high voltage switch circuits | |
US20070127276A1 (en) | Power supply and display | |
US10383185B2 (en) | Motor vehicle illumination device | |
JPH10184973A (en) | Solenoid valve driving device | |
JPH0553086B2 (en) | ||
US4661882A (en) | Power supply/sink for use with switched inductive loads | |
US4683438A (en) | Circuit for connecting a load to the high side of a DC power supply | |
US3958131A (en) | Solid state power control apparatus | |
DE59602580D1 (en) | Circuit arrangement for limiting switching overvoltages on power semiconductor switches | |
US5519307A (en) | DC/DC converter for outputting multiple signals | |
RU2149497C1 (en) | Power generator voltage regulator | |
US5541487A (en) | Driving circuit for stepping motor | |
CA1216324A (en) | Series transistor chopper | |
US6465996B2 (en) | Constant voltage circuit with a substitute circuit in case of input voltage lowering | |
JPS613215A (en) | Integrable load voltage sampling circuit for effective value load average voltage controller | |
RU2104611C1 (en) | Voltage regulator of generator power supply | |
US3939396A (en) | Shunt A.C. voltage regulator with modified full-wave bridge | |
KR101233354B1 (en) | Semiconductor Switch | |
RU2120178C1 (en) | Voltage regulator of generator power supply | |
SU1663741A1 (en) | Voltage regulator for power supply generator | |
WO1990005412A1 (en) | Darlington connected switch having base drive with active turn-off | |
US7099162B2 (en) | Pulse-width-modulated signal to direct-current voltage converting unit | |
US7173398B2 (en) | System for controlling a vehicular generator |