DE2656976A1

DE2656976A1 - DC regulator for generators driven by IC engines - has diode in series with threshold switch reducing switch response voltage

Info

Publication number: DE2656976A1
Application number: DE19762656976
Authority: DE
Inventors: Karl-Guenter Schwarz; Peter Ing Grad Weltle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-12-16
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1978-06-29

Abstract

The generator charges a storage battery and has at least one rectifier between generator terminals and battery terminals. It has further a controllable electronic switch whose a node-cathode path is in parallel with the generator, and its control electrode is connected through a threshold switch to the generator. When generator voltage reaches a specified value, the threshold switch delivers a signal which makes conducting the electronic switch. In order to reduce the response voltage of the electronic switch when temp. rises, the threshold switch is connected in series with at lease one diode.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Gleichstromregler für von Brennkraftmaschinen angetriebene Generatoren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einen solchen bekannten Gleichstromregler ist ein Thyristor vorgesehen, der zu einer Nebenschlußwicklung eines Gleichstromgenerators parallel geschaltet ist, und dessen Steuerelektrode über einen Schwellwertschalter aus zwei in Reihe liegenden Z-Dioden an die Spannung der Akkumulatorbatterie angeschlossen ist. Bei entsprechender Dimensionierung des Thyristors kann zwar beim Erreichen einer bestimmten, zulässigen Ladespannung des Akkumulators der Generator mit geringer Verlustleistung im Regler über längere Zeit kurzgeschlossen werden. Der Regler hat jedoch den Nachteil, daß bei der Versorgung kleiner und empfindlicher Akkumulatoren wie beispielsweise Nickel-Cadmium-Akkumulatoren mit zunehmender Temperatur eine Überladung stattfindet, da der Temperaturgang der Zenerdioden nahezu Null ist, die maximale Abschaltspannung des Akkumulators jedoch mit zunehmender Temperatur absinkt.The invention is based on a direct current regulator for internal combustion engines driven generators according to the preamble of the main claim. With one of these known direct current regulator, a thyristor is provided which is connected to a shunt winding of a direct current generator is connected in parallel, and its control electrode to the voltage via a threshold switch consisting of two series-connected Zener diodes the accumulator battery is connected. With the appropriate dimensioning of the Thyristor can when reaching a certain, permissible charging voltage of the Accumulator of the generator with low power loss in the controller over a long period of time be short-circuited. However, the controller has the disadvantage that in the supply small and sensitive batteries such as nickel-cadmium batteries Overcharging takes place with increasing temperature, since the temperature curve of the Zener diodes is almost zero, but the maximum cut-off voltage of the accumulator decreases with increasing temperature.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Gleichstromregler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit den Diodenstrecken, die mit dem Schwellwertschalter in Reihe geschaltet sind ein negativer Temperaturgang im Regler erzeugt wird, der den Temperaturgang der Abschaltspannung.des Akkumulators angepaßt ist, so daß der Akkumulator über den gesamten Temperaturbereich auf die maximal zulässige Landung gehalten wird.Advantages of the invention The direct current regulator according to the invention with the characteristic features of the main claim has the advantage that with the diode lines connected in series with the threshold switch a negative temperature response is generated in the controller, which is the temperature response the switch-off voltage of the accumulator is adapted so that the accumulator over the entire temperature range is maintained at the maximum permitted landing.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbeserung des im Hauptanspruch angegebenen Erfindungsgegenstandes möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Further development and improvement of the subject matter of the invention specified in the main claim possible.

Eine nahezu vollständige Angleichung des Temperaturganges eines erfindungsgemäßen Gl~eichstromreglers an den Temperaturgang eines Nickel-Cadmium-Akkumulators läßt sich dadurch erzielen, daß der Schwellwertschalter aus einer Zenerdiode gebildet wird, die mit fünf Silizium-Dioden in Reihe geschaltet ist.An almost complete adjustment of the temperature response of an inventive Direct current regulator to the temperature range of a nickel-cadmium accumulator can be achieved in that the threshold switch is formed from a Zener diode which is connected in series with five silicon diodes.

Zeichnung Bin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt den Schaltungsaufbau eines erfindungsgemäßen Gleichstromreglers, der an einen Wechselstrom-Magnetgenerator angeschlossen ist und zur Versorgung eines GV-Akkumulators dient.Drawing An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. The drawing shows the circuit structure of a DC regulator according to the invention, which is connected to a AC magnetic generator is connected and to supply a GV accumulator serves.

Der mit 10 bezeichnete Magnetgenerator ist mit einem umlaufenden Polrad 11 versehen, welches von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, beispielsweise vom Motor eines Kraftrades angetrieben wird. Die elektrische Energie wird in einer auf einen Eisenkern 12 angeordneten Generatorwicklung 13 erzeugt. Das Bremslicht 14 des Kraftrades ist über einen Bremslichtschalter 15 unmittelbar an die Generatorwicklung 13 angeschlossen und wird folglich mit einer Wechselspannung versorgt. Zur Ladung eines Nickel-Cadmium-Akkumulators 16 ist ein Gleichstromregler 17 vorgesehen, welcher zwischen den Anschlußklemmen 18 und 19 des Magnetgenerators 10 einerseits- und den Klemmen 20 und 21 des Akkumulators 16 andererseits angeordnet ist. Zur Gleichstronversorgung des Akkumulators 16 ist der Regler 17 mit einer Gleichrichterdiode 22 versehen, die kathodenseitig mit dem Pluspol des Akkumulators verbunden ist.The magnet generator designated by 10 has a rotating pole wheel 11 provided, which is from an internal combustion engine, not shown, for example is driven by the engine of a motorcycle. The electrical energy is in a Generator winding 13 arranged on an iron core 12 is generated. The brake light 14 of the motorcycle is connected directly to the generator winding via a brake light switch 15 13 and is consequently supplied with an alternating voltage. To the cargo a nickel-cadmium accumulator 16, a direct current regulator 17 is provided which between the terminals 18 and 19 of the magnetic generator 10 einerseits- and the Terminals 20 and 21 of the accumulator 16 is arranged on the other hand. For DC supply of the accumulator 16, the regulator 17 is provided with a rectifier diode 22, which is connected on the cathode side to the positive pole of the accumulator.

Der Regler 17 hat ferner einen Thyristor 23, dessen Anoden-Kathoden-Strecke zur Generatorwicklung 13 parallel geschaltet ist und dessen Steuerelektrode über eine Zenerdiode 24 und fünf in Reihe geschalteten Siliziumdioden 25 mit der Anschlußklemme 18 des Magentgenerators 10 verbunden ist. Die Anschlußklemme 19 des Magnetgenerators 10 ist ebenso wie ein Anschluß des Bremslichts 111, des Thyristors-Kathodenanschlusses und des Minuspoles des Akkumulators 16 auf Masse gelegt. An den Anschlußklemmen 20 und 21 des Akkumulators 16 sind Gleichstronverbraucher wie z.B. ein Blinker 26 angeschlossen, der durch Betätigung eines Fahrtrichtungsschalters 27 eine von zwei Blinklampen 28 periodisch ein- und ausschaltet. Weitere, nicht dargestellte Verbraucher sind z.B. Signalhorn, Schlußlich und - falls der Magnetgenerator 10 keine besondere Lichtwicklung aufweist - das Hauptlicht.The regulator 17 also has a thyristor 23, whose anode-cathode path is connected in parallel to the generator winding 13 and its control electrode via a Zener diode 24 and five series-connected silicon diodes 25 with the terminal 18 of the magnet generator 10 connected is. Terminal 19 of the magnetic generator 10 is just like a connection of the brake light 111, the thyristor cathode connection and the negative pole of the accumulator 16 is connected to ground. At the connection terminals 20 and 21 of the accumulator 16 are direct current consumers such as a blinker 26 connected, which by actuating a direction switch 27 one of two Flashing lamps 28 switches on and off periodically. Other consumers, not shown are e.g. horn, finally and - if the magnetic generator 10 is not a special one Has light winding - the main light.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Reglers ist derart, daß bei laufender Brennkraftmaschine die in der Generatorwicklung 13 erzeugte IXchselspannung zunächst'zum Regler 17 gelangt. Die positive Spannungshalbwelle treibt dabei über die Gleichrichter-Diode 22 und den Akkumulator 16 einen Ladestrom, solange die zulässige Abschaltspannung des Akkumulators 16 noch nicht erreicht ist. Die negative Spannungshalbwelle des Magnetgenerators 10 wird von der Diode 22 gesperrt. Erreicht die Generatorspannung bei der positiven Halbwelle die Abschaltspannung des Akkumulators 16, so gelangt über die Dioden 25 und die Zenerdiode 2 ein Steuersignal zur Steuerelektrode des Thyristors 23 und schaltet diesen in den stromleitenden Zustand um. Die Generatorwicklung 17 wird dadurch kurzgeschlossen, so daß über die Gleichrichter-Diode 22 kein weiterer Ladestrom in den Akkumulator 16 fließt. Nach dem Abklingen der positiven Spannungshalbwelle des.agnetgenerators 10 gelangt der Thyristor 23 erneut in den Sperrzustand.The operation of the controller according to the invention is such that at while the internal combustion engine is running, the axle voltage generated in the generator winding 13 first of all to regulator 17. The positive voltage half-wave is overdriving the rectifier diode 22 and the accumulator 16 a charging current as long as the permissible The cut-off voltage of the accumulator 16 has not yet been reached. The negative voltage half-wave of the magnetic generator 10 is blocked by the diode 22. Reaches the generator voltage in the case of the positive half-wave, the cut-off voltage of the accumulator 16 arrives Via the diodes 25 and the Zener diode 2, a control signal to the control electrode of the Thyristor 23 and switches it to the conductive state. The generator winding 17 is thereby short-circuited, so that via the rectifier diode 22 no further Charging current flows into the accumulator 16. After the positive voltage half-wave has subsided des.agnetgenerators 10, the thyristor 23 is again in the blocking state.

Die Spannung, bei welcher der Thyristor 23 in den stromleitenden Zustand gesteuert werden soll, wird durch die Schwellspannungen der fünf in Reihe liegenden Dioden 25 zuzüglich der Zenerspannung der Zenerdiode 24 und der Ans:prechspannung des Thyristors 23 festgelegt. Diese Ansprechspannung des Reglers 17 liegt um den Wert der Schwellspannung der Gleichrichter-Diode 22 über die Abschalspannun des Akkumulators 16, welche nicht überschritten werden darf.The voltage at which the thyristor 23 becomes conductive is to be controlled is by the threshold voltages of the five in series Diodes 25 plus the Zener voltage of the Zener diode 24 and the Ans: prechspannung of the thyristor 23 set. This response voltage of the controller 17 is the value of the threshold voltage of the rectifier diode 22 above the shutdown voltage of the accumulator 16, which must not be exceeded.

Der Akkumulator 16 hat hinsichtlich seiner Abschaltspannung einen negativen Temperaturgang, d.h., daß mit zunehmenden Temperaturen die Abschaltspannung geringer wird. Das hat bei einen Konstantspannungs-Regler zur Folge, daß mit zunehmender Temperatur und folglich bei abnehmender Abschaltspannung der Akkumulator überladen wird, sich dadurch zusätzlich erwärmt und zu gasen beginnt.The accumulator 16 has a switch-off voltage negative temperature response, i.e. the cut-off voltage with increasing temperatures becomes less. With a constant voltage regulator, this means that with increasing Temperature and consequently the accumulator overcharged with decreasing cut-off voltage is, thereby additionally heated and begins to gas.

Da bekanntlich die Schwellspannung von Siliziumdioden ebenfalls einen negativen Temperaturgang aufweist, wird bei dem erfindungsgemäßen Gleichstromregler 17 durch die Reihenschaltung der fünf Siliziumdioden 25 ein Temperaturgang für die Ansprechspannung des Reglers 17 erzielt, so daß sich diese in gleichem Maße wie die Ansprechspannung des Akkumulators 16 temperaturabhängig verändert. Damit ist sichergestellt, daß einerseits über dem gesamten Temperaturbereich der Akkumulator nicht überladen wird, daß er aber andererseits stets auf die maximal zulässige Abschaltspannung aufgeladen wird.As is well known, the threshold voltage of silicon diodes also has a Has negative temperature response, is in the DC regulator according to the invention 17 through the series connection of the five silicon diodes 25 a temperature response for the Response voltage of the controller 17 achieved so that this is the same as the response voltage of the accumulator 16 changes depending on the temperature. So is ensures that, on the one hand, the accumulator over the entire temperature range is not overloaded, but on the other hand it is always at the maximum permissible cut-off voltage being charged.

Claims

Claims DC regulator for internal combustion engines driven Generators for supplying an accumulator with at least one rectifier between the terminals of the generator and the terminals of the accumulator and with a controllable electronic switch, whose anode-cathode path for Generator. Is connected in parallel and its control electrode via a threshold switch is connected to the generator and when a predetermined generator voltage is reached a control signal for switching the electronic switch to the conductive state releases, characterized in that to reduce the response value of the electrical Switch (23) with increasing temperature of the threshold switch (24) with at least a diode path (25) is connected in series.

2. DC regulator according to claim 1, characterized in that five series-connected silicon diodes (25) are connected on the cathode side in series with a Zener diode used as a threshold switch and connected on the anode side to the anode of a thyristor (23) used as an electronic switch.