SU1198738A1 - Pulsed voltage regulator - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может найти широкое применение в тех областях промышленности, где работа генератора связана с широким диапазоном изменения скорости вращения якоря генератора при изменяемой нагрузке.The invention relates to the electrical industry and can be widely used in those industries where the generator is associated with a wide range of changes in the speed of rotation of the armature of the generator with variable load.

Цель изобретения - повышение КПД и упрощение конструкции.The purpose of the invention is to increase efficiency and simplify the design.

На чертеже представлена схема предлагаемого .устройства.The drawing shows the scheme of the proposed device.

Импульсный регулятор напряжения содержит электрическую машину 1, вращаемую с различной скоростью, модулятор ширины импульсов, выполненный на транзисторе 2, база которого соединена с делителем напряжения 3, а эмиттер с катодом опорного стабилитрона 4. Силовой транзистор 5 соединен с нагрузкой^-обмоткой возбуждения генератора 6, зашунтированной диодом 7, включенным в обратном направлении. Кроме того, устройство содержит второй делитель напряжения из резистора 8 и нелинейного элемента 9, транзистор противоположного типа проводимости 10, эмиттер которого подключен к средней точке дополнительного делителя напряжения, а база через последовательно соединенные резистор 11 и конденсатор 12 к обмотке возбуждения генератора. При этом точка соединения упомянутых резистора и конденсатора подключена через сопротивление 13 к.коллектору транзистора модулятора ширины импульсов, а резистор 14 служит для ограничения опорного тока, протекаемого через стабилитрон 4.Pulse voltage regulator contains an electric machine 1, rotated at different speeds, a pulse width modulator made on transistor 2, the base of which is connected to voltage divider 3, and the emitter with the cathode of the Zener diode 4. Power transistor 5 is connected to the load of the exciter winding 6 shunted by a diode 7 connected in the opposite direction. In addition, the device contains the second voltage divider from the resistor 8 and the nonlinear element 9, the transistor of the opposite conductivity type 10, the emitter of which is connected to the middle point of the additional voltage divider, and the base through the series-connected resistor 11 and capacitor 12 to the generator excitation winding. The connection point of the above-mentioned resistor and capacitor is connected through a resistance of 13 k. To the collector of the transistor of the pulse width modulator, and the resistor 14 serves to limit the reference current flowing through the zener diode 4.

Импульсный регулятор напряжения работает следующим образом.Pulse voltage regulator operates as follows.

При нормальной работе регулятора на обмотку возбуждения 6 поступают импульсы определенной скважности, поддерживая заданное напряжение на генераторе следующим образом.During normal operation of the regulator, the excitation winding 6 receives impulses of a specific duty cycle, maintaining the specified voltage on the generator as follows.

Допустим, транзисторы 5 и 10 открыты. В этом случае конденсатор 12 заряжается по цепи: плюс источника питания, эмиттер-коллектор транзистора 5, конденсатор 12, резистор 11, база-эмиттер транзистора 10, нелинейный элемент 9 и минус источника питания. При уменьшении тока заряда до величины, выводящей транзистор 10 из насыщения, он призак1198738 2Suppose transistors 5 and 10 are open. In this case, the capacitor 12 is charged along the circuit: plus the power source, the emitter-collector of the transistor 5, the capacitor 12, the resistor 11, the base-emitter of the transistor 10, the non-linear element 9 and the minus power source. When reducing the charge current to the value that brings the transistor 10 out of saturation, it is prizak1198738 2

рывается и ограничивает базовый ток транзистора 5, т.е. наступает лавинообразный процесс, в результате котррого транзисторы 10 и 5 за5 крываются (запасенная энергия в обмотке возбуждения 6 замыкается сама на себя через диод 7) и поддерживаются в этом состоянии до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 12, Ιθ прикладываемое к базе транзистора 10, не сравняется с напряжением его эмиттера, В этом случае транзистор 10 приоткрывается по цепи: плюс источника питания, резистор 14, ,5 эмиттер—коллектор транзистора 2, резисторы 13 и 11, база-эмиттер транзистора 10, нелинейный элемент 9 и минус источника питания. Приоткрывание транзистора 10 вызывает от20 крывание транзистора 6 и конденсатор 12 начинает заряжаться, вводя в насыщение транзистор 10, который полностью открывает транзистор 5, т.е. начинается лавинообразный про25 цесс и все повторяется, т.е. на обмотку возбуждения 6 поступают импульсы постоянной длительности и разной скважности, которая зависит от режима работы генератора 1, на₃₀ пример при уменьшении оборотов генератора (или большей нагрузке) в случае снижения напряжения питания транзистор'2 приоткрывается и время разряда конденсатора 12 уменьшается.rummaging and limits the base current of the transistor 5, i.e. an avalanche-like process occurs, as a result of which transistors 10 and 5 za5 are covered (the stored energy in the excitation winding 6 is closed by itself through diode 7) and maintained in this state until the voltage on the capacitor 12, Ιθ is applied to the base of transistor 10, not equal to the voltage of its emitter, In this case, the transistor 10 opens up the circuit: plus power supply, resistor 14,, 5 emitter-collector of transistor 2, resistors 13 and 11, base-emitter of transistor 10, non-linear element 9 and minus power supply. Opening the transistor 10 causes the transistor 6 to open, and the capacitor 12 starts charging, introducing the transistor 10 into saturation, which fully opens the transistor 5, i.e. an avalanche-like process begins and everything repeats, i.e. the excitation winding 6 receives pulses of constant duration and varying the duty ratio, which depends on the operating mode of the generator 1, for example _30, with a decrease in generator speed (or high load) when the power voltage reduction tranzistor'2 ajar and discharge time of the capacitor 12 decreases.

Так как время его заряда практически 35Since the time of its charge is almost 35

остается неизменным,то увеличивается частота переключения транзисторов 10 и 5, повьнпается среднее значение напряжения на обмотке возбуждения, тем самым поддерживая напряжение генератора в заданном интервале. Свечение нелинейного элемента 9 указывает на нормальную работу энергопитания.remains unchanged, then the switching frequency of the transistors 10 and 5 increases, the average value of the voltage across the field winding is increased, thereby maintaining the generator voltage in a given interval. The glow of the nonlinear element 9 indicates the normal operation of the power supply.

Ири дефектах предлагаемое устройство работает следующим образом.The defects of the proposed device works as follows.

Допустим, произошло короткое замыкание в обмотке возбуждения 6. В этом случае на коллекторе транзис50 тора 5 присутствуют минус источника питания и конденсатор 12 разрывает положительную обратную связь между кбллектором транзистора 5 и базой транзистора 10. В результате, че55 рез транзистор 10 течет ток, ограниченный величиной сопротивления резистора 13. Величина этого тока выбирается из условия сохранностиSuppose there is a short circuit in the excitation winding 6. In this case, the collector of transistor 5 contains a minus power source and the capacitor 12 breaks the positive feedback between the transistor 5 cylinder and the base of the transistor 10. As a result, the current bounded by 55 the resistance of the resistor 13. The magnitude of this current is selected from the condition of safety

11987381198738

транзистора 5 и несвечения нелинейного элемента 9.Отсутствие свечения нелинейного элемента 9 указывает на неисправную работу энергопитания. Допустим, произошло замыкание в , транзисторе 5. В этом случае напряжение на генераторе 1 возрастает, транзистор 2 полностью закрывается и закрывает транзистор 10, т.е. не· линейный элемент 9 отсутствием све· чения сигнализирует о неисправности энергопитания.the transistor 5 and the non-luminance of the nonlinear element 9. The absence of illumination of the nonlinear element 9 indicates a malfunctioning power supply. Suppose there is a short circuit in, the transistor 5. In this case, the voltage on the generator 1 increases, the transistor 2 closes completely and closes the transistor 10, i.e. non-linear element 9 by the absence of luminescence signals a power failure.

66

Claims (1)

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ для питания индуктивной нагрузки, содержащий модулятор ширины импульсов, выполненный в виде транзистора, база которого соединена со средним выводом резисторного делителя напряжения, включенного параллельно входным выводам, а эмиттер - с катодом опорного стабилитрона, анод которого соединен с первым входным выводом и первым выходным выводом для подключения индуктивной нагрузки, а катод - через резистор соединен с вторым входным выводом, и силовой транзистор, эмиттерно-коллекторный переход которого включен между вторым вход- ным выводом и вторым выходным выводом для подключения индуктивной нагрузки, причем между' выходными выводами включен в обратном направлении диод, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения регулятора, в него дополнительно введены два резистора, конденсатор, второй силовой транзистор противоположного типа проводимости и включенный между вторым входным и первым выходным выводами второй делитель напряжения, состоящий из последовательно соединенных: резисторного и нелинейного элементов, к общей точке соединения которых подключен эмиттер второго силового транзистора,база которого через соединенные последовательно первый дополнительный резистор и конденсаторPULSE VOLTAGE REGULATOR for supplying inductive load, containing a pulse width modulator, made in the form of a transistor, the base of which is connected to the middle terminal of a resistor voltage divider connected in parallel to the input terminals, and the emitter - to the cathode of the reference zener diode, the anode of which is connected to the first input terminal and the first the output terminal for connecting the inductive load, and the cathode through a resistor is connected to the second input terminal, and the power transistor, the emitter-collector junction of which includes It is connected between the second input terminal and the second output terminal for connecting an inductive load, with a diode connected in the opposite direction between the output terminals, characterized in that, in order to increase efficiency and simplify the regulator, two resistors, a second power transistor of the opposite conductivity type and connected between the second input and the first output pins of the second voltage divider, consisting of series-connected: resistor and nonlinear elements, to a common point with of the connections which are connected to the emitter of the second power transistor, whose base is connected in series through a first additional resistor and a capacitor подключена к второму выходному выводу, ~ а общая точка соединения конденсатора и первого дополнительного резистора через второй дополнительный резистор подключена к коллектору транзистора модулятора ширины импульса.connected to the second output terminal, ~ and the common connection point of the capacitor and the first additional resistor through the second additional resistor connected to the collector of the transistor pulse width modulator. 11987381198738 >> 1one