164185. lajstromszámú szabadalom • Feszültségszabályozó - túlfeszültségvédő áramkör egyenirányítós gerjesztettpólusú váltakozóáramú generátorhoz, elsősorban járműgenerátorokhoz

164185 3 4 nagyobb lehet, mint a Zener-diódáé, azonban annál sokkal kevésbé meredek, 'hatványfüggvény jellegű feszültségáranikarakterisztikája következtében a névleges hálózati feszültségnek, csak bárom-négyszeresénél válik a védelem hatásossá. A harmadik ismert védőberendezés a teljesítménytirisztor, amelynek teljesítmény elektródái egyrészt a váltakozóáramú generátor gerjesztőköirét tápláló eg3r

enirányítóboz, másrészt a teljesítmény egyenirányító egyik kapcsához csatlakoznák. A tirisztor vezérléséről külön áramkör gondoskodik. A megoldás nagy előnye, hogy a gerjesztőköri táplálás rövidrezárásával, a feszültséglökés határolásán kívül a váltakozóáramú generátort is legerjeszti, és ezzel a lehető legnagyobb védelmet nyújtja, továbbá lehetővé teszi kisebb teljesítményű határoló' elem alkalmazását. Ez utóbbi túlfeszültség-védő megoldások közül a későbbiekben bemutaltunk egy megvalósított elrendezést, amely a BOSCH cég ED tip. gyártmánya, és a jelenleg ismeirt legkorszerűbb berendezések közé tartozik. Az ismert túlfeszültség-védő berendezések közös vonása az, hogy a jármű hálózatára, ill. a váltakozóáramú generátor egyenirányító kapcsaira utólag csatlakoztathatók, teljesen elkülönítve a feszültségszabályozótól. A technológiai és megbízhatósági kérdésektől (több csatlakozási pont, nagyobb bizonytalanság) eltekintve, az ismert rendszerek elvi fogyatékossága a következő. A feszültségszaibályozó — amely elektronikus, kapcsolóüzemű integráló tagot tartalmazó középértéksziabályozó — csak azt érzékeli, hogy a váltakozóáramú generátor kapocsfeszültsége a megkívánt (névleges) feszültségnél kisebb vagy nagyobb. Az áramkör nem érzékeli és nem tudja felhasználni azt az információt, hogy a pillanatnyi kapocsfeszültség milyen mértékben lépi túl a névleges kapocsfeszültséget, elérte-e azt az értéket, amelynek bekövetkezése esetén a túlfeszültség-védő áramkörnek működésbe kell lépnie. Ez azt is jelenti, hogy a túlfeszültség megjelenése és a védőáramkör bekapcsolása közötti időben — amely a kábelezés és az áramköri elemek késleltetéséből tevődik össze, értéke 10—20 /isec — a feszültségszabályozó állapota az integráló tag következtében határozatlan, előre meg nem mondható. A kérdésnek azért van különleges jelentősége, imert 10 ^sec-os nagyságrendű túlfeszültség impulzus elegendő lehet a félvezető elemek (a gyakorlatban elsősorban a gerjesztő kapcsoló elem) tönkremeneteléhez. Ha a túlfeszültség megjelenésekor a gerjesztés kapcsolóelem zárt állapotban van, akkor a teljes feszültséglökés arra jut. A helyzet csak súlyosabb — különösen kapcsolótranzisztor alkalmazása esetén — ha a feszültséglökés ideje alatt történik a garjesztéskapcsoló-elem nyitott állapotból zárt állapotba történő vezérlése, mert ilyenkor a nagy áramot vezető gerjesztéskapcsoló elemnek a megnövekedett feszültség alatt kell lezárnia. Ilyen esetben a kialakult viszonyokat a gerjesztőkör induktív volta kritikussá teszi. Nyitott állapotban levő gerjesztőskapcsolóelem esetén kedvező a helyzet, mert a kapcsoló 5 elemmel soirbakötött gerjesztőkön induktivitás nagy feszültségugrást képes „magára venni". A gerjesztéskapcsoiló^elem nyitott állapota nem befolyásolja az átmeneti jelenségek lefutását, mert a feszültséglökés ideje alatt a gerjesztőit) köri induktivitás „ár am tartó" tulajdonsága és az átmeneti folyamat idejéhez képest rendkívül nagy gerjesztőköri időállandó (az arány kb. 1 : 100) következtében a váltakozóáramú generátor gerjesztőárama nem változik számot-15 tevőén. Ezért kívánatos, hogy a gerjesztéskapcsoló elemet a túlfeszültség megjelenésével egyidőben — függetlenül a feszültségszabályozó áramkör pillanatnyi állapotától, és az integráló tag késleltetésétől — vezető állapotba vezérel-20 jük. További hátránya az ismert elrendezésnek, hogy jellegiéből következően, a feszültségszabályozó és a túlfeszültség védő áraimkör is külön referencia forrást tartalmaz, amely megbízható-25 sági, technológiai és árkérdésekben jár előnytelen következményekkel. Célunk a találmánnyal a fenti alapvető hátrányokat kiküszöbölő elektronikus feszültségszabályozó és túlfeszültségvédő-áiramkör létre-30 hozása. A találmány elektronikus feszültségszabályozó és túlfeszültségvédő áramkör fő- és segédegyenirányítóval ellátott váltakozóáramú generátorhoz 35 (célszerűen járműgenerátorhoz). A váltakozóáramú generátorhoz főegyenirányító, akkumulátor és terhelőhálózat csatlakozik, továbbá a generátor forgótekercse, — elektronikus feszültségszabályozó és túlfeszültségvédő —. áramkör 40 egyik teljesítmiény kapcsoló eleméhez csatlakozik, a feszültségszabályozó és túlfeszültségvédő áramkör a teljesítményegyenirányítóhoz és segédegyenirányítóihoz csatlakozik és ezen csatlakozási pontokat másik teljesítménykapcsoló elem 45 köti össze. A feszültségszábályozó és túlfeszültségvédő-áramkör Schmitt-billenőkört és segédtranzisztort tartalmaz oly módon, hogy a segédtranzisztor emittere a Schmitt-billenőkör második tranzisztorának és a segédtranzisztornak a 50 kollektora diódával van összekötve — pnp típusú tranzisztorok alkalmazása esetén a dióda anódja a segédtranzisztor kollektorához, katódja, pedig a Schmitt-billenőkör második tranzisztorának kollektorához, míg npn típusú tranzisz-55 torok alkalmazása esetén a dióda katódja a segédtrainzisztor kollektorához, anódja a Schmitt-billenőkör második tranzisztorának kollektorához csatlakozik. A Schmitt-billenőkör közös emitterközi ellen-60 állásával referenciaforrás, célszerűen Zenerdióda van párhuzamosan kapcsolva. A vezérlőáramköri kimenetei csatolóelemen, célszerűen ellenálláson keresztül a feszültségszabályozó és túlfeszültségvédő-áramkör teljesítménykapcsoló 65 elemeinek vezérlő áramútján át a váltakozó-2