DE1463360C - Stromversorgungseinrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

schließlich die Spannung an der Zener-Diode 34 unter die Zündspannung, so daß die positive Vorspannung an den Steuerelektroden der Thyristoren wiederhergestellt und der Kondensator 38 erneut geladen wird. Daher wird, sobald die Spannung zwischen den Leitungen 18, 19 oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, der Transistor 29 schnell abwechselnd ein- und ausgeschaltet, und zwar mit einer Frequez, die durch den Kondensator 38 bestimmt wird. Bei diesem Zustand werden somit auch die Thyristoren 12,13,14 oszillierend ein- und ausgeschaltet, und zwar mit einer Frequenz, die von der Spannung zwischen den Leitungen 18,19 abhängt.

In der Einrichtung nach F i g. 2 sind die Verbindungen zwischen dem Generator und den Leitungen 18, 19 ebenso wie in F i g. 1; jedoch sind die übrigen Teile der Schaltungen anders. Die Steuerelektroden der Thyristoren 12, 13, 14 sind über Widerstände 41, 42, 43 mit der Kathode einer Diode 44 verbunden, deren Anode über die Eingangswicklung 45 eines Transformators 46 mit der Leitung 18 verbunden ist. Die Kathode der Diode 44 ist außerdem über einen Kondensator 47 mit der Leitung 18 verbunden.

Eine zweite Wicklung 48 des Transformators 46 ist einerseits mit der Leitung 19 und andererseits mit dem Kollektor eines p-n-p-Transistors 49 verbunden. Eine dritte Wicklung 51 des Transformators ist einerseits mit der Basis des Transistors 49 und andererseits über Widerstände 52 und 53 mit den beiden Leitungen 18, 19 verbunden. Die Basis des Transistors 49 ist ferner mit dem Kollektor eines p-n-p-Transistors 54 verbunden, dessen Basis mit der Kathode einer Zener-Diode 55 verbunden ist. Die Anorde der Zener-Diode ist über Widerstände 56, 57 mit den Leitungen 18 und 19 verbunden, wobei der Widerstand 56 durch einen Kondensator 58 überbrückt ist. Die Emitter der Transistoren 49 und 54 sind mit der Leitung 18 verbunden.

Die Einrichtung wirkt derart, daß, solange die Spannung zwischen den Leitungen 18 und 19 unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, die Zener-Diode 55 nichtleitend und somit der Transistor 54 gesperrt ist, so daß der Transistor 49 mit den ihm angeschlossenen Transformatorwicklungen einen Oszillator bildet, dessen Gleichstromleistung durch die Diode 44 gleichgerichtet, den Kondensator 47 geglättet und den Steuerelektroden der Thyristoren 12,13,14 zugeführt wird, so daß diese, ebenso wie im ersten Beispiel, wie Dioden arbeiten. Sobald jedoch die Spannung zwischen den Leitungen 18 und 19 den vorbestimmten Wert überschreitet, zündet die Zener-Diode, so daß die Basis des Transistors 54 Strom erhält, dadurch leitend wird und den Transistor 49 sperrt. Wenn dadurch die Vorspannung der Thyristoren 12, 13, 14 umgekehrt wird, so werden sie nicht erneut eingeschaltet, und die Spannung zwischen den Leitungen 18 und 19 fällt. Der Kondensator 58 entlädt sich über den Widerstand 56, so daß die Zener-Diode zunächst leitend bleibt; aber nach einer kurzen Zeit sperrt sie und der Oszillator arbeitet erneut derart, daß die Thyristoren 12, 13, 14 wieder leiten und der Kondensator 58 wieder aufgeladen wird. Auf diese Weise werden die Thyristoren 12, 13, 14 ein- und ausgeschaltet mit einer Frequenz, die für die Kondensatoren 47 und 58 bestimmt wird.

F i g. 3 zeigt eine gegenüber F i g. 2 vereinfachte Einrichtung, in der die Steuerelektroden der Thyristoren 12, 13, 14 mit der Leitung 18 über die Wicklung 61 eines Transformators 62 und mit der Leitung 19 über den Kollektor und Emitter eines n-p-n-Transistors 63 verbunden sind. Der Transformator hat eine zweite Wicklung 64, die zwischen der Basis des Transistors 63 und einem Punkt zwischen Widerständen 65, 66 liegt, die die Leitungen 18 und 19 miteinander verbinden. Ein zweiter n-p-n-Transistor 67 liegt mit seinem Emitter an der Leitung 19 und mit seinem Kollektor an der Basis des Transistors 63, während seine Basis über eine Zener-Diode 68 mit dem veränderlichen Abgriff eines Widerstandes 69 verbunden ist, der zwischen zwei Widerständen 71 und 72 liegt, die zusammen mit dem Widerstand 69 zwischen den Leitungen 18 und 19 liegen. Dabei sind die Widerstände 69 und 72 durch einen Kondensator 73 überbrückt.

Wenngleich hier eine andere Art von Oszillator benutzt wird, so stimmt die Arbeitsweise der Einrichtung nach F i g. 3 mit derjenigen nach F i g. 2 überein. Die Verwendung von n-p-n-Transistoren ermöglicht es, die Wicklung 61 an Stelle der beiden Wicklungen 45, 48 der F i g. 2 zu verwenden. In manchen Fällen kann die Abstimmung dadurch verbessert werden, daß die Steuerelektrode der Thyristoren 12, 13, 14 mit einem Punkt der Wicklung 61 verbunden ist. Überdies ist in F i g. 3 die Oszillierungsfrequenz so hoch, daß der Kondensator 47 der F i g. 2 fortgelassen werden kann, und die Charakteristik der Thyristoren 12,13,14 ist derart, daß ihre Steuerstrecken wie Dioden arbeiten (an Stelle der Diode 44), so daß die Widerstände 41, 42 und 43 fortgelassen werden können.

In Fig.4 liegen zwischen den Leitungen 18 und 19 Widerstände 75, 76, 77 in Serie, wobei ein veränderlicher Abgriff des Widerstandes 76 über einen Kondensator 78 mit der Leitung 19 und über eine Zener-Diode 79 mit der Basis eines n-p-n-Transistors 81 verbunden ist, dessen Emitter mit der Leitung 19 und dessen Kollektor über einen Widerstand 82 mit der Leitung 18 verbunden ist.

Der Kollektor und die Basis des Transistors 81 sind durch einen Widerstand 83 miteinander verbunden. Der Kollektor des Transistors 81 ist ferner mit der Basis eines n-p-n-Transistors 84 verbunden, dessen Emitter an der Leitung 19 liegt, während sein Kollektor über einen Kondensator 85 mit der Basis des Transistors 81 und außerdem mit der Leitung 18 über zwei parallele Punkte verbunden ist, nämlich sowohl über den Widerstand 86 als auch über einen Kondensator 87 in Reihe mit einer Diode 88. Ein zwischen dem Kondensator 87 und der Diode 88 liegender Punkt ist über Widerstände 89, 91, 92 mit den Steuerelektroden der Thyristoren 12,13,14 verbunden.

Diese Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn die Spannung zwischen den Leitungen 18, 19 unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, ist die Zener-Diode 79 nichtleitend. Jedoch fließt Strom über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 81 und die Widerstände 82, 83, so daß infolge der Rückkopplung über den Widerstand 83 und den Kondensator 85 vom Transistor 54 zum Transistor 81 der Kreis in bekannter Weise schwingt.

Wenn der Transistor 84 leitet, wird der Kondensator 87 über den Transistor 84 und die Diode 88 aufgeladen, so daß seine mit dem Kollektor des Transistors 84 verbundene Seite an dem Potential der negativen Leitung 19 liegt. Wenn jedoch der Transistor 84 nichtleitend wird, nimmt diese Seite positives Potential an, so daß die andere Seite positiver als die positive Leitung 18 wird. Der Kondensator 87 entlädt sich

dann über Steuerelektroden-Kathoden-Strecke der Thyristoren 12, 13, 14. Dies geschieht während jeder Oszillation.

Der Doppelweggleichrichter arbeitet in üblicher Weise, vorausgesetzt, daß die Thyristoren 12, 13, 14 leitend sind, wobei diese während jeder Periode des Wechselstromes einmal umgepolt werden, so daß sie nichtleitend werden. Die Arbeitsfrequenz des Oszillators ist jedoch erheblich größer als die Frequenz des Wechselstromgenerators. Daher werden jedem der Thyristoren 12, 13, 14 während jeder Periode des Wechselstromerzeugers eine Anzahl von Impulsen zugeführt. Diese Impulse werden den Steuerelektroden im wesentlichen unmittelbar zugeführt, wenn die Thyristoren 12, 13, 14 entsprechende Vorspannung haben. Daher arbeiten die Thyristoren 12, 13, 14 wie Dioden, sofern die Spannung zwischen den Polen der Batterie unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.

Wenn die vorbestimmte Spannung zwischen diesen Polen erhöht wird, so zündet die Zener-Diode 79, und dem Transistor 81 wird zusätzlich Basisstrom zugeführt, so daß dieser Transistor voll leitfähig wird.

Der Oszillator schwingt dann nicht und daher werden den Thyristoren 12, 13, 14 keine Impulse zugeführt und der Batterie fließt kein Strom zu. Die Spannung zwischen den Leitungen 18, 19 fällt daher erneut bi^ die Zener-Diode nichtleitend wird, woraufhin der Oszillator erneut zu schwingen beginnt. Der Kondensator 78 sichert, daß der Anfangsanstieg des Stromes zu den Leitungen 18, 19 beim Schwingen des Oszillators die Zener-Diode nicht zündet, bevor die mittlere Spannung den vorbestimmten Wert überschritten hat. Die Spannung, bei der eine Regelung eintritt, kann durch Änderung des beweglichen Abgriffes am zweiten Widerstand geändert werden.

In allen beschriebenen Einrichtungen ist der Strom unabhängig von der Frequenz, d. h. der Drehzahl des Wechselstromgenerators, da der Steuerstrom für die Thyristoren der Batterie und nicht dem Generator entnommen wird. Überdies wird dem Generator kein Strom entnommen, wenn die Batterie abgeschaltet ist, und daher besteht keine Gefahr, daß die Belastung durch pulsierenden Strom, ohne daß er durch die Batterie geglättet ist, geschädigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen