Prosty regulator napięcia. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Prosty regulator napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Samochód. Urządzenia elektryczne

Komentarze do artykułu

Większość opisanych amatorskich regulatorów napięcia do samochodów, a także regulatorów przemysłowych, które są wyposażone w samochody produkowane komercyjnie, ma za zadanie utrzymać stałe, stabilne napięcie na zaciskach generatora. Gdy obciążenie wzrasta (włączają się reflektory, wentylatory i inni odbiorcy), spadek napięcia na przewodach wzrasta, a napięcie na pokładzie odpowiednio maleje, a także maleje prąd ładowania akumulatora.

Aby ustabilizować napięcie na zaciskach akumulatora, wejście regulatora podłącza się bezpośrednio do akumulatora. Jak wiadomo [L], przy normalnym ładowaniu akumulatora napięcie na jego zaciskach należy zwiększać wraz ze spadkiem temperatury. Dlatego za dużą wadę należy uznać niezależność napięcia stabilizowanego przez regulator od temperatury. Nawet jeśli regulator jest w stanie regulować napięcie w zależności od temperatury w komorze silnika, to nie wystarczy. Ustawiony w tryb optymalny latem, regulator stawia akumulator w trudnej pozycji zimą, kiedy powietrze pod maską szybko się nagrzewa, a sam akumulator nagrzewa się dopiero po kilku godzinach jazdy. W rezultacie akumulator pozostaje niedoładowany i należy go ładować w zimnych porach roku.

Jeśli regulator jest skonfigurowany do optymalnej pracy w chłodne dni, latem będzie ładował akumulator i trzeba będzie okresowo dodawać do niego wodę destylowaną. Najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie regulatora, który będzie kontrolował temperaturę samego akumulatora oraz napięcie na jego zaciskach. Właśnie taki regulator opisano w [L], ale jest on dość skomplikowany, zawiera przekaźnik elektromagnetyczny i nieliczne stabilizatory w czujniku temperatury. Opisywany regulator napięcia nie zawiera przekaźnika, w roli czujnika zastosowano diody krzemowe małej mocy. Ponadto jest znacznie prostszy w konstrukcji. Według [L] wymagany bezwzględny współczynnik temperaturowo-napięciowy (TCV), który musi zapewnić regulator, wynosi -40,5 mV/°C lub w jednostkach względnych -0,298%/°C.

Diody krzemowe małej mocy z prądem przewodzenia kilku miliamperów, a także stabilizatory, czyli kilka diod połączonych szeregowo, mają w przybliżeniu ten sam względny współczynnik temperaturowy napięcia. Bezwzględna TKN jednej diody wynosi około -2 mV/°C, co przy spadku napięcia na niej wynoszącym 650 mV daje wartość względną -2/650 = -0,307%/°C. Należy zauważyć, że względna wartość TKN obwodu kilku diod lub stabilizatorów nie zależy od ich liczby. Obwód regulatora pokazano na ryc. 1.

Prosty regulator napięcia. Obwód przekaźnika-regulatora

Zacisk B regulatora jest podłączony osobnym przewodem do dodatniego bieguna akumulatora, zaciski I i Ř są podłączone odpowiednio do wyjścia mostka prostowniczego generatora i do jego uzwojenia wzbudzenia. Przewód wspólny regulatora podłącza się do nadwozia samochodu w miejscu montażu regulatora. Do korpusu akumulatora przymocowany jest łańcuch ośmiu diod VD4-VD 11, z którym ma kontakt termiczny. Obwód ten służy jako zależne od temperatury źródło napięcia odniesienia z niezbędnym TKN. Po wyłączeniu zapłonu samochodu nie ma napięcia na zacisku I, tranzystory VT1-VT3 są zwarte, napięcie zasilania nie jest podawane do wzmacniacza operacyjnego DA1, tranzystory VT4-VT6 również są zwarte, tylko początkowy prąd kolektora tranzystorów VT1 i VT2 są pobierane z akumulatora, co jest nieporównanie mniejsze niż prąd samorozładowania akumulatora. Po włączeniu zapłonu tranzystory VT1-VT3 otwierają się, przez tranzystor VT3 napięcie zasilania jest dostarczane do wzmacniacza operacyjnego DA1. Napięcie z dodatniego bieguna akumulatora jest podłączone przez tranzystor VT2 do dzielnika R5R6R7, a od suwaka rezystora R6 do wejścia odwracającego wzmacniacza operacyjnego DA1. Napięcie jest dostarczane na nieodwracające wejście wzmacniacza operacyjnego z obwodu diody VD4-VD11.

Gdy silnik jest wyłączony, napięcie usunięte z silnika z rezystorem R6 jest mniejsze niż spadek napięcia na diodach VD4-VD11, napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego jest bliskie napięciu akumulatora, a tranzystory VT4-VT6 są otwarte, prąd przepływa przez uzwojenie wzbudzenia generatora. Po uruchomieniu silnika generator zaczyna wytwarzać prąd, napięcie na akumulatorze wzrasta, wzmacniacz operacyjny DA1 przełącza się, tranzystory VT4-VT6 zamykają się, prąd płynie. generowany przez generator maleje, w wyniku czego wzmacniacz operacyjny ponownie się przełącza, a prąd wzrasta przez uzwojenie wzbudzenia generatora. Otwieranie i zamykanie tranzystorów VT4-VT6 następuje z częstotliwością kilkudziesięciu lub setek herców, utrzymując wymagane napięcie na zaciskach akumulatora. Dodatnie sprzężenie zwrotne przez rezystor R12 zapewnia histerezę wzmacniacza operacyjnego i zamienia wzmacniacz operacyjny w wyzwalacz Schmitta. Dioda Zenera VD2 dopasowuje napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego do progu przełączania tranzystora VT4. Na szczególną uwagę zasługuje rola diody Zenera VD1, która w normalnej pracy regulatora jest zwarta. Gdyby nie to, to w przypadku przerwania przewodów prowadzących do czujnika temperatury VD4-VD11, prąd przez uzwojenie wzbudzenia generatora płynąłby w sposób ciągły, napięcie sieci pokładowej znacznie wzrosłoby, co jest niebezpieczne zarówno dla akumulatora i dla innych odbiorców energii elektrycznej. Po wyłączeniu czujnika temperatury dioda Zenera VD1 otwiera się i zaczyna działać jako źródło napięcia odniesienia. Choć napięcie w sieci pokładowej wzrasta, to nie jest ono tak duże, jak w przypadku jego braku.

projekt

Wszystkie elementy regulatora, za wyjątkiem diod VD4-VD11, umieszczone są na płytce drukowanej o wymiarach 93x60 mm wykonanej z włókna szklanego o grubości 1,5 mm - rysunek płytki pokazano na rys. 2.

Prosty regulator napięcia. Płytka drukowana

Tranzystor VT6 montowany jest na płytce bez radiatora, na dwóch mosiężnych tulejkach, zaciski bazy i emitera wlutowane są bezpośrednio w płytkę. Płytka przeznaczona jest do montażu w obudowie elektromechanicznego regulatora przekaźnikowego PP-24 na trzech gwintowanych stojakach mosiężnych. Wyjściami są odpowiednie zaciski na korpusie. Czujnik temperatury składa się z trzech płytek złożonych w paczkę o wymiarach 80x30x2 mm, jednej mosiężnej i dwóch z włókna szklanego. W środkowej płycie z włókna szklanego, mniej więcej pośrodku, wycina się okno o wymiarach 50 x 8 mm. W tej przestrzeni umieszczono osiem diod połączonych szeregowo. Przewody z drutu MGTF-0,14 umieszczone są w rurce PCV umieszczonej w wąskim rowku wyciętym w płycie środkowej.

Całość skleja się szpachlą epoksydową i wypełnia się nią również wewnętrzną wnękę płyty środkowej. Przed sklejeniem płytkę mosiężną należy ocynować, a wszystkie części czujnika dokładnie odtłuścić. Przewody czujnika są przylutowane bezpośrednio do odpowiednich punktów na płytce drukowanej. Dla niezawodności zaleca się dodatkowo przymocowanie przewodów do korpusu regulatora za pomocą małego zacisku. Czujnik jest lekko wciskany w rozgrzaną mastyks wypełniający akumulator mosiężną płytką. Jeżeli nie posiada wypełnienia mastyksowego, mosiężną płytkę należy docisnąć do płaskiej powierzchni bocznej obudowy akumulatora za pomocą gumowego pierścienia wyciętego z komory koła. Wygodniej jest podłączyć zacisk B regulatora nie do dodatniego zacisku akumulatora, ale do dodatniego zacisku prądowego rozrusznika.

Szczegóły

W regulatorze zamiast KT3102A (VT1, VT3, VT4) i KT208K (VT2) można zastosować prawie dowolne tranzystory krzemowe małej mocy o odpowiedniej strukturze. Tranzystor VT5 musi umożliwiać prąd kolektora co najmniej 150 mA; tutaj możesz zastosować tranzystory z serii KT208, KT209, KT313, KT3108, KT814, KT816 z dowolnym indeksem literowym. Preferowane powinny być tranzystory w metalowej obudowie. Dioda Zenera VD2 - dowolne napięcie 3,3...7 V.

Dioda VD3 może być dowolnego typu dla prądu stałego co najmniej 3 A. Diody serii KD206 są wygodne w montażu na płytce, ponieważ ich anoda jest połączona z korpusem. Kondensatory C1, C2, C4 - KM5 lub KM6, C3 - K53-1 lub K53-4. Stosowanie kondensatorów serii K50 lub K52 jest niepożądane. Przepustnica L1 - DM-0,1; rezystory stałe - MT lub MLT, rezystor dostrajający R6 - SPZ-19a.

dostosować urządzenie działa według określonej kolejności. Najpierw do zacisku B regulatora i do obudowy podłącza się regulowane źródło napięcia stałego do 16,5 V i mierzony jest pobierany przez nie prąd. Igła mikroamperomierza 100 µA nie powinna zauważalnie się odchylać. Następnie pomiędzy zacisk Ř a przewód wspólny włącza się rezystor o rezystancji 120 Ohm i mocy 2 W, z połączonym równolegle woltomierzem (lub żarówką małej mocy o napięciu 18...24 V). .

Pin I podłączamy do tego samego źródła, ustawiając jego napięcie na 13,6 V, a rezystor R6 ustawia taki próg przełączania, przy którym napięcie wyjściowe na pin Ř jest bliskie zeru, gdy napięcie źródła wzrasta powyżej 13,6 V i zbliża się do napięcia zasilania napięcie przy obniżeniu napięcia poniżej tej wartości. Następnie obwód diod VD4-VD11 jest odłączany i wybierana jest dioda Zenera VD1, uzyskując podobne przełączenie regulatora przy napięciu źródła zasilania 16...16,5 V. Wybierając, w razie potrzeby, można podłączyć jeden lub dwa diody krzemowe małej mocy w linii prostej z kierunkiem diody Zenera VD1. Bardziej precyzyjne regulacje przeprowadzane są w samochodzie. Po całkowitym naładowaniu akumulatora za pomocą woltomierza (najlepiej cyfrowego) zmierz napięcie na jego zaciskach bez obciążenia. Silnik uruchamiany jest bez rozrusznika, a rezystor R6 służy do ustawienia wartości mierzonego napięcia na zaciskach akumulatora. Jeżeli w samochodzie znajduje się amperomierz, kryterium prawidłowego wyregulowania urządzenia może być wartość prądu ładowania po 5...10 minutach od uruchomienia silnika przy średnich obrotach wału korbowego i naładowanym akumulatorze. Prąd powinien mieścić się w granicach 2...3 A, niezależnie od mocy podłączonego obciążenia.

Opisany powyżej regulator z tradycyjną diodą Zenera D818E z kompensacją temperatury zamiast diod VD1 i VD4-VD11 pracował przez kilka lat w samochodzie GAZ-24. Latem trzeba było dolewać wodę do akumulatora, a wiosną i jesienią trzeba go było doładowywać. Po zainstalowaniu czujnika VD4-VD11 potrzeba tych operacji zniknęła. W połączeniu z zastosowaniem tyrystorowo-tranzystorowego elektronicznego układu zapłonowego z wydłużoną iskrą, który zapewnia szybki rozruch silnika w różnorodnych warunkach pracy, opisany regulator napięcia pozwolił na wydłużenie żywotności akumulatora do dziewięciu lat.

literatura

Łomanowicz V.A. Regulator napięcia z kompensacją temperatury. - Radio, 1985, nr 5, s. 24-27. XNUMX-XNUMX.

Autor: S. Biriukow; Publikacja: radioradar.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Samochód. Urządzenia elektryczne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Wkrótce wymiana optyczna USB 21.03.2012

Technologia szybkiego przesyłania danych Thunderbolt, która jest obecna głównie w laptopach Apple, zostanie „zaktualizowana” do światłowodu w 2012 roku.

Zastąpienie miedzianych skrętek światłowodami w konsumenckiej technologii transmisji danych Intel Thunderbolt zostanie wdrożone przed końcem 2012 roku, powiedział rzecznik Intela Dave Salvator. Jego słowa są relacjonowane przez Macworld.

Technologia Thunderbolt została wprowadzona nieco ponad rok temu jako szybsza alternatywa dla USB 3.0 do podłączania urządzeń peryferyjnych do komputera osobistego, w tym zewnętrznych dysków twardych i aparatów cyfrowych. Maksymalna prędkość transferu w USB 3.0 wynosi około 5 Gb/s, podczas gdy w Thunderbolt Intel obiecuje podnieść go do 100 Gb/s. Technologia została opracowana we współpracy z firmą Apple, a jej komputery jako pierwsze ją wyposażono. Odpowiednie modele notebooków MacBook Pro zostały ogłoszone przez firmę w lutym 2011 roku.

Według Apple, Thunderbolt umożliwia wysokowydajnym urządzeniom peryferyjnym, w tym macierzom RAID, bezpośredni dostęp do magistrali PCI Express i może obsługiwać urządzenia użytkowników FireWire i USB, a także połączenia Gigabit Ethernet za pośrednictwem adapterów. Ponadto Thunderbolt obsługuje DisplayPort do podłączania wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości i współpracuje z istniejącymi przejściówkami HDMI, DVI i VGA. Jednak do tej pory technologia wykorzystuje kable z przewodnikami metalowymi i oferuje prędkości nie setek gigabitów, a jedynie 10 Gb/s.

Partnerzy od samego początku nie odważyli się na użycie światłowodu, ponieważ koszt kabli byłby w tym przypadku znacznie wyższy. Oprócz szybkości, technologia optyczna pozwoli na przesyłanie danych na znacznie większe odległości - do 100 m w porównaniu do 6 m w obecnej implementacji.

Oczekuje się, że technologia Thunderbolt stanie się powszechnie dostępna do integracji z systemami, kablami i urządzeniami i stanie się nowym standardem wysokowydajnych operacji we/wy.
Kiedy dokładnie kable światłowodowe Thunderbolt trafią do sprzedaży i ile będą kosztować, Intel nie powiedział.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nawigator szuka parkingu

▪ Kapusta kiszona lekiem na raka

▪ Kamera Sony Handycam FDR-AX4E 1K

▪ Uruchomienie najpotężniejszej elektrowni słonecznej

▪ Gra naparstek z wilkami

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Mikrofony, mikrofony radiowe. Wybór artykułów

▪ artykuł Vittorio Alfieri. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Czy kontynenty kiedykolwiek tworzyły jedną całość? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Kierownik Działu Sprzedaży. Opis pracy