Регулятор напряжения бортовой сети транспортных средств
Регулятор напряжения бортовой сети относится к области машиностроения и может быть использован для регулирования напряжения бортовой сети транспортных средств. Задачей предлагаемого устройства является повышение точности регулирования. Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве использованы два операционных усилителя, при этом плечи моста непосредственно соединены с инвертирующими входами операционных усилителей, между инвертирующими входами усилителей включена резистивная цепочка из двух последовательно соединенных резисторов, точка соединения которых непосредственно подключена к двум неинвертирующим входам усилителей, а также через диод к выходу импульсного генератора, выходы операционных усилителей соединены со входами статического триггера.
Регулятор напряжения бортовой сети относится к области машиностроения и может быть использован для регулирования напряжения бортовой сети транспортных средств. Известны регуляторы напряжения бортовой сети транспортных средств [1].
Устройство-прототип содержит импульсный генератор, измерительный мост, одно из плеч которого состоит из двух последовательно соединенных резисторов, а второе из последовательно соединенных резисторов и опорного элемента (стабилитрона), узел сравнения, один из входов которого подключен к средней точке резистивного делителя измерительного моста, второй - к точке соединения опорного элемента с резистором второго плеча измерительного моста, а выход узла сравнения соединен со входом усилителя мощности, выход которого предназначен для подключения обмотки возбуждения генераторной установки; цепь положительной обратной связи, подключенной между входом и выходом усилителя мощности, блок защиты выходного транзистора регулятора напряжения от короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения, выход генератора импульсов соединен со входом усилителя мощности, при этом генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе, времязадающем конденсаторе и резисторе, причем один вывод времязадающего конденсатора соединен со входом усилителя мощности, другой вывод связан с эмиттером однопереходного транзистора U через резистор - с выводом опорного элемента и второй базой однопереходного транзистора, первая база которого соединена с шиной питания энергосистемы. [1]
Недостатком устройства прототипа является низкая точность регулирования из-за незащищенности узла сравнения от помех в бортовой сети.
Задачей предлагаемого устройства является повышение точности регулирования. Указанный технический результат в предлагаемом устройстве достигается за счет того, что в устройстве использованы два операционных усилителя, при этом плечи моста непосредственно соединены с инвертирующими входами операционных усилителей, между инвертирующими входами усилителей включена резистивная цепочка из двух последовательно соединенных резисторов, точка соединения которых непосредственно подключена к двум не инвертирующим входам усилителей, а также через диод к выходу импульсного генератора, выходы операционных усилителей соединены со входами статического триггера.
На чертеже представлена схема регулятора напряжения.
Устройство содержит следующие узлы: импульсный генератор 1, диод 2. измерительный мост 3, 4, 5, 6, резисторы 7 и 8, операционные усилители 9, 10, статический триггер 11. Выход импульсного генератора 1 соединен с диодом 2, второй вывод которого соединен с резисторами 7 и 8, которые подключены к неинвертирующими входами операционных усилителей 9 и 10. Плечи измерительного моста включены между шинами питания, плечи измерительного моста подключены к инвертирующим входам операционных усилителей 9, 10, выходы операционных усилителей соединены со входами статического усилителей триггера 11, выход статического триггера соединен с обмоткой возбуждения генераторной установки.
Устройство работает следующим образом.
Импульсный генератор 1 генерирует импульсы с большой скважностью, находясь большую часть времени в состоянии, когда на его выходе имеется потенциал, близкий к отрицательному потенциалу источника питания; отрицательный потенциал через диод 2 подается передается на неинвертирующие входы операционных усилителей 9 и 10,
обеспечивая соответствующие потенциалы на выходах операционных усилителей, которые при этом не оказывают влияние на положение статического триггера.
Если потенциал U1 резистивного делителя измерительного моста 3, 4 выше потенциала U2 опорного делителя 5, 6, при возникновении короткого положительного импульсу с выхода импульсного генератора, на неинвертирующих входах операционных усилителей возникает импульс с амплитудой (U1+U2)/2, при этом на выходе операционного усилителя 10 возникает положительный импульс, устанавливая триггер 11 в положение, при котором обмотка возбуждения генераторной установки отключена.
Напряжение питания уменьшается и потенциал U1 на инвертирующем входе операционного усилителя 9 становится меньше потенциала U2 на инвертирующем входе операционного усилителя 10. При этом в момент появления положительного импульса с выхода импульсного генератора возникает положительный импульс на выходе операционного усилителя 9, и триггер устанавливается в положение, при котором обмотка возбуждения генераторной установки включена. Напряжение питания увеличивается.
Когда потенциал U1 становится больше U2, описанный цикл повторяется. При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения генераторной установки выходной транзистор выходит из режима насыщения и триггер переключается в положение, при котором транзистор закрыт. Такое состояние сохраняется в течение времени существования короткого замыкания.
Измерение состоянии измерительного моста происходит только в момент действия переднего (положительного) фронта импульса с выхода импульсного генератора, что практически исключает воздействие помех по цепи питания.
Полученный положительный эффект обусловлен отличительными особенностями предлагаемой схемы: в устройстве использованы два операционных усилителя 9 и 10, при этом плечи измерительного моста 3, 4, 5, 6 непосредственно соединены с инвертирующими входами операционных усилителей, между инвертирующими входами
усилителей включена резистивная цепочка из двух резисторов 7, 8, точка соединения которых подключена к двум неинвертирующим входам операционных усилителей, а также через диод к выходу импульсного генератора.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР №1073873, МПК Н 02 Р 9/30.
Регулятор напряжения бортовой сети транспортных средств, содержащий импульсный генератор, измерительный мост, одно из плеч которого состоит из двух последовательно соединенных резисторов, а второе - из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, а также статический триггер, один из выходов которого предназначен для подключения обмотки возбуждения генератора, отличающийся тем, что в устройстве использованы два операционных усилителя, при этом плечи моста непосредственно соединены с инвертирующими входами операционных усилителей, между инвертирующими входами усилителей включена резистивная цепочка из двух последовательно соединенных резисторов, точка соединения которых непосредственно подключена к двум неинвертирующим входам усилителей, а также через диод к выходу импульсного генератора, выходы операционных усилителей соединены со входами статического триггера.
