|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Stabilizator napięcia z kompensacją termiczną. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochronniki przeciwprzepięciowe Stabilizator napięcia to jeden z najważniejszych elementów instalacji elektrycznej nowoczesnego samochodu. Z tego powodu artykuły dotyczące budowy i działania węzła pojawiały się na łamach magazynu Radio nie raz. A jednak najwyraźniej jest za wcześnie, aby zakończyć ten temat ... Najbardziej udane projekty stabilizatora publikowane w „Radio”, np. [1; 2], pozwalają na utrzymanie optymalnego naładowania akumulatora w różnych temperaturach. W artykule [3] opisano stabilizator napięcia z regulacją szerokości impulsu, który różni się od podobnych stałością częstotliwości pracy. Wraz z oczywistymi zaletami tych urządzeń, mają one również istotną wadę - znaczną moc własnych strat. W mojej wersji stabilizatora straty mocy są zmniejszone trzykrotnie, co pozwoliło wyeliminować problem odprowadzania ciepła z elementów wyjściowych urządzenia. Aby zapewnić maksymalną kompensację termiczną, czujnik temperatury jest zanurzony bezpośrednio w roztworze elektrolitu akumulatora. Stabilizator ma prostszą konstrukcję, ale ma lepszą stabilizację napięcia. Wiadomo, że w „klasycznych” modelach samochodów VAZ, ze względu na względne oddalenie stabilizatora 121.3702 od generatora i akumulatora, nie jest możliwe dokładne monitorowanie napięcia na zaciskach akumulatora z powodu spadku napięcia na złączu przewody, styki złącza. Z tego powodu stabilizacja jest bardzo warunkowa. Pomiary wykazały, że niestabilność nawet w nowym samochodzie może sięgać kilkuset miliwoltów. Stabilizator, na który zwrócono uwagę czytelników, jest przeznaczony do instalacji zamiast węzła 121.3702 i ma następujące główne cechy techniczne:
Przy opracowywaniu stabilizatora wzięto pod uwagę pomysły zaproponowane w [1-3], a także doświadczenia z eksploatacji samochodu w różnych warunkach atmosferycznych. Schemat ideowy urządzenia pokazano na ryc. 1. Funkcjonalnie składa się z dwóch części - pomiarowej A1 i regulacyjnej A2. Płytka z częścią pomiarową montowana jest w pobliżu akumulatora, a z częścią regulacyjną w miejscu dawnego stabilizatora.
Gdy styki SA1 są zamknięte, przełącznik elektroniczny otwiera się, którego rolę pełni tranzystor polowy VT1, i łączy czujniki napięcia i temperatury z baterią GB1, tworząc mostkowy element pomiarowy. Czujnik napięcia to dzielnik rezystancyjny R5R6, a czujnik temperatury to obwód szeregowy diod VD1-VD4. Sygnał pobrany z przekątnej mostka podawany jest na wejście wzmacniacza różnicowego. Wzmocniony sygnał jest przetwarzany na sekwencję impulsów o zmiennym współczynniku wypełnienia proporcjonalnym do poziomu sygnału. Częstotliwość impulsów jest określana przez pomocniczy generator napięcia piłokształtnego. Ponadto sygnał po wzmocnieniu prądowym jest podawany na przełącznik wyjściowy. Głównym ogniwem stabilizatora jest regulator szerokości impulsu DD1, w skład którego wchodzi wspomniany wzmacniacz różnicowy, generator, przetwornik oraz wzmacniacz prądowy. Zastosowanie synchronicznego przełącznika przeciwsobnego, wykonanego na tranzystorach polowych VT3-VT5, może znacznie zmniejszyć straty mocy. W konwencjonalnym układzie elektrycznym, gdy zapłon jest włączony, prąd zaczyna płynąć przez uzwojenie wzbudzenia generatora, a jeśli uruchomienie silnika jest opóźnione z tego czy innego powodu, energia jest marnowana na jego ogrzewanie. Aby wyeliminować tę wadę, do opisanego stabilizatora wprowadza się urządzenie blokujące, połączone elektrycznie z czujnikiem ciśnienia oleju. Innymi słowy, dopóki silnik nie wejdzie w tryb pracy (a lampka kontrolna „Brak ciśnienia oleju” świeci się na desce rozdzielczej), do uzwojenia wzbudzenia nie jest doprowadzany prąd. W stanie początkowym styki wyłącznika zapłonu SA1 są otwarte, a styki czujnika ciśnienia oleju SF1 są zwarte. Przełącznik VT1 jest zamknięty. Gdy zapłon jest włączony, tranzystory VT2 i VT1 otwierają się, napięcie z akumulatora GB1 jest dostarczane do czujników napięcia i temperatury. Zastosowanie tranzystora polowego z kanałem indukowanym jako przełącznik wynika po pierwsze z łatwości sterowania otwieraniem i zamykaniem, po drugie z braku napięcia szczątkowego charakterystycznego dla tranzystorów bipolarnych, a po trzecie z małej rezystancji otwartego kanału. W tym samym czasie lampka kontrolna HL1 zapala się na desce rozdzielczej samochodu, wskazując na brak ciśnienia oleju. Prąd określony przez rezystor R7 nie przepływa jeszcze przez diody VD1-VD4, ponieważ zamyka się przez wewnętrzną diodę kontrolera DD1, podłączoną między zaciskami 1 i 2, i zamyka styki SF1 do wspólnego przewodu. Pominięto tu opis zasady działania sterownika K1156EU1 oraz jego parametrów elektrycznych, ale można je znaleźć w [4; 5], ponieważ jest analogiem znanego kontrolera Motorola uA78S40. Ponieważ napięcie na wejściu nieodwracającym (pin 6) wewnętrznego wzmacniacza operacyjnego mikroukładu DD1, włączanego przez wzmacniacz różnicowy, jest większe niż na wejściu odwracającym (pin 7), na jego poziomie występuje wysoki poziom Wyjście OAout (pin 4). Napięcie polaryzacji równe połowie napięcia zasilania jest przykładane do nieodwracającego wejścia CMP (pin 9) komparatora z dzielnika R12R13, a ponieważ na wejściu odwracającym (pin 10) występuje wysoki poziom, napięcie na wyjściu komparatora jest bliski zeru. Logika kontrolera jest taka, że jeśli wyjście komparatora jest niskie, zabrania się włączania wewnętrznego tranzystora wyjściowego wzmacniacza prądowego. Wzmacniacz ten ma wyjście single-ended, a komutator synchroniczny wymaga do prawidłowego działania sterowania dwufazowego. W tym celu do stabilizatora wprowadzono falownik na tranzystorze polowym VT3. Dzielnik napięcia R15-R17 zapewnia otwarcie tranzystorów VT3, VT5 i VT4 jest zamknięte, ponieważ spadek napięcia na rezystorze R19 nie przekracza napięcia odcięcia. Kondensator podwyższający napięcie C3 jest ładowany prądem przez diodę VD5 i tranzystor VT5 do napięcia zasilania. Po uruchomieniu silnika styki SF1 czujnika ciśnienia oleju otwierają się, a lampka HL1 gaśnie. Prąd płynący przez wewnętrzną diodę kontrolera DD1 (styki 1 i 2) zostaje przerwany i zaczyna przepływać przez czujnik temperatury VD1 - VD4, ustawia się na nim napięcie proporcjonalne do temperatury elektrolitu. Od tego momentu napięcie na przekątnej mostka pomiarowego zmienia znak, w związku z czym napięcie na wyjściu OA z regulatora staje się mniejsze niż połowa napięcia zasilania, komparator przechodzi w stan wysoki, a wzmacniacz prądowy włącza się. W rezultacie tranzystory VT3 i VT5 są zamknięte, a zamknięcie tranzystora VT5 jest przyspieszane z powodu diody VD6. Napięcie z naładowanego kondensatora C3 przez rezystor R18 jest dostarczane do bramki tranzystora VT4 w polaryzacji otwarcia, co prowadzi do jego otwarcia. W rzeczywistości napięcie na bramce tranzystora VT4 w stanie ustalonym jest w przybliżeniu równe dwukrotności napięcia zasilania. W tym stanie tranzystor pozostaje przez pewien czas ton, określony pojemnością kondensatora C2 [4; 5]: tona = 25 103 C2, gdzie tona jest wyrażona w mikrosekundach, a C2 jest wyrażona w mikrofaradach. Dla niezawodnej pracy tranzystora VT4 konieczne jest, aby stała czasowa obwodu rozładowania traz3 kondensatora C3 spełniała warunek: traz3 = (R18 + R19) -C3 >> ton Należy zauważyć, że ten kondensator jest ładowany w tryb pracy przez obciążenie (uzwojenie polowe). Stosunek czasu otwarcia do zamknięcia na wyjściu regulatora jest wewnętrznie ograniczony do około 9:1. Dlatego po pewnym czasie wzmacniacz prądu zamyka się, a tranzystor VT3 otwiera się. Tranzystor VT4 wyłącza się i włącza VT5. Ten cykl (okres) przełączania się kończy. Czas trwania stanów otwartych i zamkniętych tranzystorów VT4 i VT5 dobiera się tak, aby prąd przelotowy był minimalny. Ponieważ prąd w uzwojeniu wzbudzenia generatora nie osiąga wymaganej wartości w jednym okresie przełączania, sterownik pracuje z zadanym współczynnikiem wypełnienia przez kilka cykli. Wzrasta prąd w uzwojeniu i napięcie na akumulatorze. Gdy tylko napięcie na przekątnej pomiarowej mostka zbliży się do zera, sterownik zmieniając współczynnik wypełnienia podtrzyma ten stan. W rzeczywistości, biorąc pod uwagę bezwładność układu (indukcyjność uzwojenia wzbudzenia itp.) oraz przesunięcie fazowe, kształt napięcia ładowania ma kształt trapezu. na ryc. 2 są przedstawione w celu porównania rodziny charakterystycznych strat wrodzonych przemysłowego stabilizatora samochodowego 121.3702 i opisanego powyżej. Z wykresów wynika, że dla stabilizatora ze sterowaniem SHI moc stratna Ppot jest mniejsza i stała w całym zakresie zmian obciążenia Рn i prędkości obrotowej wału korbowego N silnika. W związku z tym jego wydajność jest wyższa. Zysk w sektorze energetycznym jest również oczywisty w porównaniu z [1; 2]. Wszystko to potwierdza celowość zastosowania przełącznika synchronicznego na tranzystorach polowych.
W urządzeniu zastosowano precyzyjne rezystory R5-R11 S2-29V, S2-14 itp. o TCR nie gorszym niż ±200-10-6 °C-1. Dopuszczalne jest użycie rezystora strojenia SP5-6V lub podobnego zamiast R5 i R1; pozostałe rezystory są ogólnego przeznaczenia. Kondensatory C1, C3 - K50-35, C2 - K73-17. Cewka indukcyjna L1 - indukcyjność DM0.1 "! 60 μH. Tranzystor polowy BS250 można zastąpić dowolnym innym tranzystorem z kanałem p z izolowaną bramką i rezystancją otwartego kanału nie większą niż 10 omów. Zamiast BSS91 wystarczy dowolny n-kanałowy tranzystor polowy z izolowaną bramką średniej mocy i rezystancją kanału nie większą niż 20 omów. Potężne n-kanałowe tranzystory VT4, VT5 muszą mieć rezystancję kanału nie większą niż 0,03 oma i napięcie robocze źródła bramki co najmniej 20 V. Najwygodniej jest używać tranzystorów w małych pakietach DPAK (TO-252) , na przykład Motorola MTD3302. Diody KD102A można zastąpić diodami KD103 o dowolnym indeksie literowym. Zamiast K1156EU1 odpowiedni jest sterownik KR1156EU1, jeśli nie jest przeznaczony do eksploatacji samochodu w temperaturach poniżej -15°C. Konstrukcyjnie część pomiarowa i sterująca zmontowana jest na dwóch płytach montażowych, połączenia wykonane są drutem MGTF 0,07. W przypadku obwodów o dużym natężeniu prądu stosuje się przewód montażowy o przekroju co najmniej 0,75 mm2. Płyty są połączone dwużyłowym elastycznym kablem РВШЭ1 w oplocie ekranującym; druty są skręcone w przewód. Ten sam przewód, ale bez oplotu, wykorzystano do podłączenia części pomiarowej do akumulatora. Tablicę pomiarową należy umieścić w odpowiednim metalowym pudełku. Konstrukcja czujnika temperatury zasadniczo nie różni się od opisanej w [2]. Kolba z diodami wykonana jest z polietylenowej osłony kabla. Diody zanurzone są w paście termoprzewodzącej KPT-8 dla lepszego odprowadzania ciepła ze ścianek do wnętrza diod. Rurka polietylenowa o mniejszej średnicy jest nakładana na przewody (skrętka) z pasowaniem ciasnym. Za pomocą lutownicy podgrzanej do temperatury topnienia polietylenu dno kolby jest wstępnie parzone. Na koniec złącze kolby i rurki kablowej jest spawane. Szczelność szwów musi być wysoka, ponieważ kolba będzie zanurzona w elektrolicie akumulatora podczas pracy. Do założenia stabilizatora napięcia potrzebne będzie źródło prądu stałego o napięciu wyjściowym regulowanym od 10 do 15 V przy prądzie obciążenia do 3 A, woltomierz prądu stałego o klasie dokładności co najmniej 0,1 oraz rezystor obciążenia o rezystancja 5 omów. Równolegle ze źródłem konieczne jest podłączenie kondensatora tlenkowego o pojemności co najmniej 10000 6 mikrofaradów. Tymczasowo rezystor R3 zostaje zastąpiony zmienną o rezystancji 1 kOhm, a zacisk XNUMX sterownika jest podłączony do wspólnego przewodu. Najpierw ze źródła zasilania podawane jest napięcie 15 V i kontrolowany jest prąd pobierany przez urządzenie - nie powinien on przekraczać 50 mA. Tymczasowe połączenie zacisku 1 ze wspólnym przewodem zostaje rozwarte, a napięcie zasilania obniżone do 13,6 V. Rezystor zmienny R6 służy do uzyskania pojawienia się sekwencji impulsów na wyjściach DC i SC sterownika oraz impulsu odwróconego sekwencja o amplitudzie równej napięciu zasilania na wyjściu stabilizatora. Tranzystor VT4 nie powinien się nagrzewać. Stabilizator jest ostatecznie regulowany po zamontowaniu w samochodzie. Czujnik temperatury zanurza się w roztworze elektrolitu przez otwór w korku jednej ze środkowych puszek akumulatora. Podłącz wszystkie obwody zgodnie ze schematem, włącz zapłon i upewnij się, że na wyjściu stabilizatora nie ma napięcia. Silnik jest uruchamiany, a na biegu jałowym przy wyłączonych odbiornikach napięcie ładowania na akumulatorze ustawia się za pomocą rezystora zmiennego R6 zgodnie z zaleceniami [1]. Jeśli samochód nie był używany przez długi czas, temperaturę powietrza otoczenia i elektrolitu można uznać za równe. Po ustawieniu napięcia zmienny rezystor R6 jest zastępowany stałym. Zmieniając prędkość obrotową wału korbowego silnika i obciążenie generatora, kontroluje się niestabilność napięcia ładowania; nie powinien być gorszy niż ± 0,02 V. Podczas jazdy w warunkach zimowych czasami może być konieczne wyjaśnienie wartości rezystora R7. Należy pamiętać, że po wyregulowaniu rezystora R7 konieczne jest ponowne wybranie R6. Dla sprawnej pracy stabilizatora i przedłużenia żywotności baterii pożądane jest, aby po pierwsze wyrównać gęstość elektrolitu we wszystkich bankach do ± 0,01 g/cm3, przy czym gęstość musi odpowiadać strefie klimatycznej [6], a po drugie, okresowo przecieraj pokrywę baterii słabym wodnym roztworem amoniaku (10%), aby zapobiec upływowi prądu przez zanieczyszczenia, po trzecie, oklej obudowę baterii na obwodzie, jeśli jest czarna, folią aluminiową (np. Klej Quintol lub Moment) - obniży to temperaturę elektrolitu o 5 ... 10 ° C, co jest szczególnie ważne latem. Przez trzyletni okres eksploatacji stabilizatora w samochodzie VAZ 2106 nie odnotowano żadnych uwag w jego działaniu, elektrolit w akumulatorze nie gotował się, nie było potrzeby dolewania wody. Podczas corocznego przeglądu technicznego akumulatora sprawdzam gęstość elektrolitu oraz napięcie ładowania. literatura
Autor: V. Khromov, Krasnojarsk
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Jedwabna nić przewodzi światło ▪ Ziemia marsjańska zostanie dostarczona na Ziemię ▪ Nanodruty do fotoniki krzemowej
▪ sekcja serwisu Mikrofony, mikrofony radiowe. Wybór artykułów ▪ artykuł Dorothy Parker. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Jak nawigatorzy znaleźli wodę na Wyspach Galapagos? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Sekretarz Medyczny. Opis pracy ▪ artykuł Zdjęcie stróża z pulsującą wiązką. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Amerykańskie kable koncentryczne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony