DE1438015C

DE1438015C - Voltage regulator for a partially excited electric generator

Info

Publication number: DE1438015C
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Joseph Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Publication date: 1971-04-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungsregler für einen nebenschlußerregten elektrischen Generator mit einem mit der Erregerwicklung in Reihe liegenden steuerbaren Halbleiter-Gleichrichter, der bei Unterschreiten eines durch eine Zenerdiode vorgegebenen Sollwertes der Generatorspannung mit Hilfe einer auf die Steuerelektrode einwirkenden Vergleichsanordnung in seinen leitenden Zustand schaltbar ist und der beim Überschreiten des Sollwertes mit Hilfe einer Impulsformerschaltung in seinen sperrenden Zustand zurückführbar ist.The invention relates to a voltage regulator for a shunt-excited electrical generator with a controllable semiconductor rectifier in series with the excitation winding, the when the generator voltage falls below a setpoint value specified by a Zener diode With the help of a comparison arrangement acting on the control electrode in its conductive state is switchable and when the setpoint is exceeded with the help of a pulse shaping circuit in his locking state is traceable.

Ein solcher Spannungsregler ist durch die französische Patentschrift 1 247 361 bekannt. Dieser Regler enthält einen gesteuerten Gleichrichter, der leitend wird, wenn ein Triggerimpuls zwischen seinen Gitter- und Kathodenklemmen angelegt wird" und hierauf leitend bleibt, selbst wenn der Triggerimpuls nicht mehr wirksam ist, bis der Anoden-Kathodenstrom praktisch auf Null abfällt, oder bis ein negativer Impuls an die Anoden-Kathoden-Strecke gelegt wird.Such a voltage regulator is known from French patent specification 1,247,361. This regulator contains a controlled rectifier which becomes conductive when a trigger pulse between its Grid and cathode clamps is applied "and then remains conductive, even if the trigger pulse is no longer effective until the anode-cathode current drops practically to zero, or until a negative one Pulse is applied to the anode-cathode path.

Ferner sind schaltbare Gleichrichter bekannt, die durch einen Impuls einschaltbar sind und die durch einen Impuls von entgegengesetzter Polarität (jedoch nicht notwendigerweise von gleicher Stärke), der gleichfalls an den Gitter-Kathoden-Stromkreis angelegt wird, abgeschaltet werden können (»Proceedings of the IRE« Bd. 46 [1958], S. 1230, 1231, und deutsche Auslegeschrift 1 103 389).Switchable rectifiers are also known which can be switched on by a pulse and which can be activated by an impulse of opposite polarity (but not necessarily of equal strength), the is also applied to the grid-cathode circuit, can be switched off (»Proceedings of the IRE "Vol. 46 [1958], pp. 1230, 1231, and German Auslegeschrift 1 103 389).

Die Erfindung löst die Aufgabe, einen Spannungsregler für einen nebenschlußerregten elektrischen Generator zu schaffen, der die Ausgangsspannung des Generators trägheitslos und mit hoher Schaltfrequenz regelt und der nur eine Klemme und einen Masseanschluß benötigt.The invention solves the problem of a voltage regulator for a shunt-excited electrical To create a generator that generates the output voltage of the generator without inertia and with a high switching frequency regulates and which only requires a terminal and a ground connection.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein steuerbarer Gleichrichter von einer Bauart verwendet ist, bei der dieser durch Aufschalten positiver Spannungsimpulse auf die Steuerelektrode leitend und durch Aufschalten negativer Spannungsimpulse auf diese Steuerelektrode gesperrt wird, und daß die Impulsformerschaltung fortlaufend negative Impulse abgibt, die der Steuerelektrode über Zeiträume aufschaltbar sind, deren Dauer von dem Zustand der Leitfähigkeit der Zenerdiode abhängig ist.This object is achieved in that a controllable rectifier of a type is used in which this is conductive and by applying positive voltage pulses to the control electrode is blocked by applying negative voltage pulses to this control electrode, and that the pulse shaping circuit continuously emits negative pulses, which can be connected to the control electrode over time the duration of which depends on the conductivity of the Zener diode.

Eine solche Schaltung ermöglicht es, bei einem Regler der obengenanten Art, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, die negative Klemme der Batterie an Masse zu legen, ohne daß eine zusätzliche Leitung für negative Impulse erforderlich wird.Such a circuit makes it possible, in a regulator of the type mentioned above, for example in a motor vehicle to connect the negative terminal of the battery to ground without a additional line for negative impulses is required.

Ein Beispiel des Spannungsreglers gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An example of the voltage regulator according to the invention is shown in the drawing.

Der in der Zeichnung gezeigte elektrische Generator 1 besitzt eine erste und eine zweite Ausgangsklemme 2, 3 von positiver bzw. negativer Polarität. Die Klemme 3 ist mit der Kathode eines schaltbaren Gleichrichters 4 zusammengeschaltet, dessen Anode mit der Klemme 2 über eine Feldwicklung 5 des Generators verbunden ist, wobei die Wicklung 5 durch eine Diode 6 überbrückt ist.The electric generator 1 shown in the drawing has a first and a second output terminal 2, 3 of positive or negative polarity. Terminal 3 is connected to the cathode of a switchable Rectifier 4 interconnected, the anode of which is connected to terminal 2 via a field winding 5 of the generator is connected, the winding 5 being bridged by a diode 6.

Die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters 4 ist über einen Widerstand 7 mit der Klemme 2 und über die Diode 8 mit dem Kollektor eines n-p-n-Transistors 9 verbunden. Der Emitter des Transistors 9 ist mit der Klemme 3 verbunden, während dessen Basis über eine Zenerdiode 10 an einen veränderbaren Punkt eines Widerstandes 11 angeschlossen ist, der die Klemmen 2, 3 überbrückt. Schließlich ist eine geeignete Impulsformerschaltung 12 vorgesehen, die vorzugsweise von dem Generator 1 gesteuert ist und die negative Impulse abgibt, die an die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters über Zeiträume aufschaltbar sind, deren Dauer von dem Zustand der Leitfähigkeit der Zenerdiode 10 abhängig ist.The control electrode of the switchable rectifier 4 is connected to the terminal 2 via a resistor 7 and connected to the collector of an n-p-n transistor 9 via the diode 8. The emitter of the transistor 9 is connected to terminal 3, while its base is connected to a variable via a zener diode 10 Point of a resistor 11 is connected, which bridges the terminals 2, 3. In the end a suitable pulse shaping circuit 12 is provided, which is preferably controlled by the generator 1 and which emits negative pulses that are sent to the control electrode of the switchable rectifier can be switched on over time periods, the duration of which depends on the conductivity state of the Zener diode 10 is.

Die Wirkungsweise ist derart, daß bei Abfall der Ausgangsspannung des Generators unter einen vorbestimmten Wert der schaltbare Gleichrichter 4 durch den Stromfluß in dem Widerstand 7 im Einschaltzustand gehalten wird und daß er bei Anstieg der Spannung über den vorbestimmten Wert durch negative Impulse abgeschaltet wird. Die Abschaltperiöden sind kurz, da der schaltbare Gleichrichter unmittelbar darauf wieder eingeschaltet wird. Oberhalb der vorbestimmten Spannung wird die Zenerdiode 10 leitend, wodurch der Transistor 9 ebenfalls leitend wird. Der über den Widerstand 7 fließende Strom teilt sich auf die Steuerelektrode und den Transistor 9 auf. Dadurch bleibt der schaltbare Gleichrichter 4 abgeschaltet, bis die Ausgangsspannung des Generators unter den vorbestimmten Wert abfällt. Die Regelung der Ausgangsspannung erfolgt somit trägheitslos. The mode of operation is such that when the output voltage of the generator falls below a predetermined value Value of the switchable rectifier 4 due to the current flow in the resistor 7 in the switched-on state is held and that when the voltage rises above the predetermined value by negative Pulses is switched off. The shutdown periods are short because the switchable rectifier is immediate then switched on again. Above the predetermined voltage, the Zener diode 10 conductive, whereby the transistor 9 is also conductive. The current flowing through the resistor 7 is divided between the control electrode and the transistor 9. This leaves the switchable rectifier 4 switched off until the output voltage of the generator falls below the predetermined value. the The output voltage is therefore regulated without inertia.

Claims

Claim:

Voltage regulator for a shunted electric generator with one connected to the excitation winding in series controllable semiconductor rectifier, which if the a nominal value of the generator voltage predetermined by a Zener diode with the aid of a the control electrode acting comparative system can be switched into its conductive state and when the setpoint is exceeded with the help of a pulse shaping circuit in his locking state is traceable, thereby characterized in that a controllable rectifier (4) is used of a type in which this conductive and through by applying positive voltage pulses to the control electrode Applying negative voltage pulses to this control electrode is blocked, and that the pulse shaping circuit (12) is designed so that it continuously emits negative pulses that the Control electrode can be switched on over periods of time, the duration of which depends on the state of conductivity the Zener diode (10) is dependent.