DE1916290A1 - Elektrische Stromversorgungsanlage - Google Patents

Description

28. März 1969 23 130 Ma/He

JOSEPH LUCAS (INDUSTHIBS) LIMITED Birmingham (Großbritannien)

Elektrische Stromversorgungsanlage

Die Erfindung "betrifft elektrische Stromversorgungsanlagen insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Gemäß der Erfindung wird ein Halbleiter-Bauelement verwendet, das als Triac bekannt ist. Dieses Bauelement ist einem Thyristor insofern ähnlich, als es durch einen positiven Impuls an seiner Steuerelektrode eingeschaltet werden kann und dann weiter leitend bleibt, bis der Anoden-Kathodenstrom auf Null abfällt· Darüberhinaus kann es jedoch auch durch einen negativen Impuls an seiner Steuerelektrode eingeschaltet werden, !ferner ist, anders als der Thyristor, der Strom nur in einer Riohtung leitet, das Triao-Bauelement in der Läge, Strom in die eine oder in die andere Riohtung zu leiten, nachdem es durch einen positiven oder einen negativen Impuls an seiner Steuerelektrode eingeschaltet worden ist.

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Zu einer elektrischen Stromversorgungsanlage gemäß der Erfindung gehören zwei Stromleitungen, zwischen denen die Spannung im wesentlichen konstantzuhälten ist, ein permanent magnetischer Wechselstromgenerator, der die Stromleitungen über einen Doppelweggleichrichter mit Strom versorgt, welcher einen den Wechselstromgenerator mit der einen Stromleitung verbindenden Satz Dioden und einen den Wechselstromgenerator mit der anderen Stromleitung verbindenden Satz Triacs aufweist, eine die Steuerelektroden der Triacs mit dem Wechselstromgenerator koppelnde Einrichtung zum jeweiligen durch vom Wechselstromgenerator erzeugte Spannungen bewirkten Einschalten der dadurch als Dioden fungierenden Triacs und eine an die Stromleitungen angelegte epannungsabhängige Einrichtung zur Versorgung aller Triacs mit Steuerelektrodenstrom bei überschreiten einer Sollspannung zwischen den Stromleitungen.

In Pig. 1 und 2 ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen an Hand zweier Schaltungen dargestellt·

In Fig. 1 weist ein permanent magnetischer Einphasen-Wechselstromgenerator eine Wicklung 11 auf, die über zwei Dioden 13 und H eine positive Stromleitung 12 und durch zwei Triacs 16 und 17 eine negative Stromleitung 15 mit Strom versorgt· Die Batterie 1o eines Straßenfahrzeugs ist an die Stromleitungen 12 und 15 angelegt, um vom Wechselstromgenerator geladen zu werden. Die Steuerelektrode des Triac-Bauelements 16 ist über eine Diode 22 und einen Widerstand 23 in Reihe mit der Verbindung zwischen dem Triac—Bauelement 16 und der Diode 13 verbunden, und die'Steuerelektrode des Triac-Bauelements 17 ist über eine Diode 24- und über den Widerstand 25 in Heihe mit der Verbindung zwischen der Diode 14 und dem Triac-Bauelement 17 verbunden.

Ein Widerstand 31 und ein Regelwiderstand 32 sind in Reihe zwischen die Stromleitungen 12 und 15 geschaltet» wobei der

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Widerstand 32 durch eine Zenerdiode 33 und einen Widerstand 34 in Reihe überbrückt ist. Die Verbindung zwischen der Zenerdiode 33 und dem Widerstand 34 ist mit der Basis eines n-p-n-Transistors 35 verbunden, dessen Emitter mit der Leitung 15 und dessen Kollektor über einen Widerstand 36 mit der Stromleitung 12 verbunden sind. Der Kollektor des Transistors 35 ist ferner mit der Basis eines n-p-n-Transistors 37 verbunden, dessen Emitter mit der Leitung 15 und dessen Kollektor über einen Widerstand 38 mit der Stromleitung 12 verbunden sind. Der Kollektor des Transistors 37 ist über Widerstände 39 bzw. ²MI mit den Steuerelektroden der Triacs 16 und 17 verbunden.

Im Betrieb ist, solange die Spannung der Batterie 10 unter einem Sollwert liegt, der durch den Widerstand 32 eingestellt wird, die Zenerdiode 33 nichtleitend, und es erfolgt kein Fließen von Steuerelektrodenstrom im Transistor 35· Durch den Widerstand 36 fließender Strom schaltet den Transistor 37 ein, so daß durch den Widerstand 38 fließender Strom durch den Kollektor und den Emitter des Transistors 37 fließen kann, wobei durch die Widerstände 39 und ²H kein Strom fließt.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß dann, wenn eine Anlage der dargestellten Art zum erstenmal unter Strom gesetzt wird, eines der Triac-Bauelemente 16 und 17 leitet. Wenn man annimmt, daß das Triac-Bauelement 16 leitet, dann fließt Strom durch das Triac-Bauelement 16 und Diode 14. Wenn der Strom am Ende einer Halbperiode auf Null abfällt, beginnt die Spannung in der Wicklung 11 sich umzukehren und gibt dabei der Diode 13 eine Vorspannung und bewirkt, daß die Verbindung zwischen der Diode 14 und dem Triac-Bauelement 17 unter die negative Spannung der Batterie abfällt, so daß Strom durch den Widerstand 25 und die Diode 24 fließt, um das Triac-Bauelement 17 einzu-

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schalten. Während der nächsten Halbperiode leiten das Triae-Bauelement 17 und die Diode 13, und am Ende der Stromhalbperiode bewirkt die induzierte EMK in der Wicklung 11 ein Fließen, von Strom durch den Widerstand 23 und die Diode 22, um das Triac-Bauelement 16 einzuschalten. Das geht solange weiter, wie sich die Spannung unter einem Sollwert befindet« Wenn die Batteriespannung den Sollwert erreicht, leitet die Zenerdiode 33 und schaltet den Transistor .37 aus, so daß der Steuerelektrodenstrom für beide Triacs 16 und 17 über die Widerstände 39 und 4-0 vorhanden ist. Als Folge davon leiten beide Triacs ψ gleichzeitig und schließen die Wicklung 11 kurz, so daß vom Wechselstromgenerator kein Ausgang erhalten wird. Wenn die Spannung unter den Sollwert abfällt, wird die Zenerdiode ausgeschaltet, und der Transistor 37 leitet, so daß durch die Widerstände 39 und 4-0 kein weiterer Strom fließt. In diesem Zustand leiten beide Triacs 16 und 17, sobald jedoch der durch ein Triac-Bauelement fließende Strom auf Null abfällt, schaltet dieses Triac-Bauelement ab, und danach schaltet die induzierte EMK in der Wicklung 11 die Triacs abwechselnd ein, wie das zuvor beschrieben worden ist.

Die Erfindung kann natürlich auch für ein Mehrphasensystem An-. wendung finden, wobei in Fig. 2 für diesen Zweck eine geeignete Schaltung gezeigt ist. Ein permanent magnetischer Dreiphasenwechselstromgenerator 41 versorgt eine positive Stromleitung 42 über drei' Dioden und eine negative Stromleitung 43 über drei Triacs mit Strom. Die Steuerelektrode des jeweiligen Triac-Bauelements ist über einen fieihenstromkreis mi^ einer Diode und einem Widerstand mit der Verbindung zwischen dem Triac-Bauelement und der zugehörigen Diode verbunden, und die Steuerelektroden der drei Triacs sind ferner über drei Widerstände 44,45, und 46 mit dem Kollektor des Transistors 37 gemäß der Darstellung in Fig. 1 verbunden. Die Arbeitsweise ist genau die gleiche wie in der in Fig. 1 gezeigten Schaltung.

Patentansprüche ι 009835/1102

Claims (2)

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   Patentansprüche:

   fly Elektrische Stromversorgungsschaltung mit zwei Versorgungsleitungen, zwischen denen die Spannung, die von einem permanentmagnetischen Wechselstromgenerator über einen Doppelweggleichrichter geliefert wird, im wesentlichen konstant gehalten werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß die eine positive Leitung (12) über zwei Dioden (13, 14) und die andere negative Leitung (15) über zwei Triacs (l6, 17) gespeist wird, daß die Steüerelektroden der Triacs (l6, 17) über Einrichtungen (22, 25, 24, 25) derart mit dem Wechselstromgenerator verblinden sind, daß sie nacheinander eingeschaltet werden und als Dioden wirksam sind und daß zwischen den Leitungen (12, 15) eine Einrichtung (33, 35, 37) geschaltet ist, die beim Überschreiten einer vorbestimmten Spannung alle Triacs (l6, 17) einschaltet.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrphasiger Wechselstromgenerator (4l) mit jeder Phase an die eine Versorgungsleitung (42) über je eine Diode und an die andere Versorgungsleitung (43) über ein Triac angeschlossen ist und die genannten Einrichtungen, über die die Steuerelektroden der Triacs mit dem Wechselstromgenerator verbunden sind, aus einer Mehrzahl von Stromkreisen bestehen, von denen jeder eine Diode enthält und jede Steuerelektrode der Triacs ferner über einen Widerstand (44, 45, 46) mit dem Kollektor des Transistors (37) verbunden ist.

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