|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Regulator napięcia z kompensacją termiczną. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Regulatory prądu, napięcia, mocy Jednym z ważnych elementów wyposażenia elektrycznego samochodu jest akumulator (zwany dalej akumulatorem). W przeciwieństwie do innych urządzeń elektrycznych akumulator ma ograniczoną żywotność, dlatego (biorąc pod uwagę jego znaczny koszt) zwiększenie jego zasobów do maksymalnej wartości jest pilnym zadaniem dla entuzjastów motoryzacji. Ponieważ akumulator jest zamontowany w samochodzie niemal cały czas, aby rozwiązać ten problem, konieczne jest utrzymanie optymalnego napięcia ładowania generowanego przez standardowy regulator napięcia (zwany dalej regulatorem), będący częścią wyposażenia elektrycznego samochodu. Wadą tradycyjnych regulatorów jest to, że utrzymują stałe napięcie (zwykle 14,1±0,2 V), chociaż wiadomo ([1]), że napięcie to powinno zmieniać się zgodnie ze wzorem: Ut=U0(1+KeT), gdzie Ut to napięcie, które należy przyłożyć do zacisków akumulatora, aby zapewnić optymalny prąd ładowania, przy temperaturze elektrolitu T°C; U0=14,56 V - napięcie, jakie należy podać na zaciski akumulatora, aby zapewnić optymalny prąd ładowania przy temperaturze elektrolitu 0°C; Ke= -1,65x10-3 1/°C - współczynnik temperaturowy rezystancji elektrolitu; T - temperatura elektrolitu, °C. Z wyrażenia tego wynika, że optymalne napięcie generowane przez regulator przy zmianie temperatury elektrolitu od -10 do +40°C powinno wynosić odpowiednio od 14,8 do 13,6 V. Ponieważ odchylenie napięcia sieci pojazdu od optymalnego o 0,4 V skraca żywotność akumulatora o 25%, tj. o około 1 rok (wg innych źródeł [2] odchylenie napięcia ładowania o 10...12% od optymalnego skraca żywotność akumulatora 2...2,5-krotnie), konieczność korekcji temperaturowej regulatora jest bezsporne. W tym celu opracowano regulator, który posiada funkcję regulacji napięcia utrzymywanego w sieci elektrycznej pojazdu. Zaproponowany różni się od wcześniej opublikowanych regulatorów napięcia spełniających podobną funkcję [2] prostotą obwodu, unifikacją (instalowaną zamiast standardowego regulatora) oraz brakiem jakichkolwiek regulacji, ponieważ dobór elementów obwodu ustala się na podstawie obliczeń.
Obwód regulatora (patrz rysunek) nie ma żadnych specjalnych cech. Do przekątnej mostka pomiarowego podłączony jest komparator napięcia. W jednym z ramion mostka pomiarowego umieszczone jest źródło napięcia odniesienia, w drugim zaś czujnik temperatury mający kontakt termiczny z elektrolitem. Z wyjścia komparatora sygnał przez otwarty emiter wchodzi do potężnego przełącznika wyjściowego, który przełącza prąd przez uzwojenie wzbudzenia generatora. Elementy mostka pomiarowego - R1, R2, Rä, R3, VD1. Rezystor R3 i dioda Zenera VD1 tworzą źródło napięcia odniesienia. Rezystor R4 zapewnia sprzężenie zwrotne w celu uzyskania efektu histerezy elektrycznej w działaniu komparatora DA1. Kondensator C1 ma za zadanie tłumić szumy indukowane w przewodzie prowadzącym do czujnika temperatury Rd. Komparator DA1, w zależności od sygnału odbieranego na jego bezpośrednim wejściu, steruje działaniem tranzystora VT1. Rezystory R5, R6 ograniczają prąd wyjściowy otwartego emitera komparatora, a także zapewniają polaryzację podstawy tranzystora VT1, niezbędną do jego niezawodnego otwierania i zamykania. Tranzystor VT1 przełącza prąd przez uzwojenie pola. Diody VD2, VD3 chronią tranzystor VT1 przed samoindukcyjnymi skokami napięcia, które występują na uzwojeniu wzbudzenia w momencie jego wyłączenia. Napięcie z zacisków akumulatora podawane jest na dzielnik napięcia R1, R2, Rd. Sygnał pobrany z czujnika temperatury Rd i zmieniający się proporcjonalnie do jego rezystancji, podawany jest na bezpośrednie wejście komparatora DA1 i porównywany z napięciem odniesienia generowanym przez diodę Zenera VD1 i doprowadzanym na wejście odwrotne komparatora. Jeżeli sygnał na wejściu bezpośrednim jest mniejszy niż napięcie odniesienia, komparator DA1 wysyła sygnał do tranzystora VT1, który otwiera i włącza uzwojenie wzbudzenia generatora. Gdy sygnał na bezpośrednim wejściu komparatora przekroczy napięcie odniesienia, tranzystor VT1 zostaje wyłączony, a uzwojenie wzbudzenia generatora zostaje wyłączone. Dzięki sprzężeniu zwrotnemu przez rezystor R4 różnica między poziomami sygnału na bezpośrednim wejściu komparatora, przy którym wytwarza sygnał do włączenia i wyłączenia tranzystora VT1, wynosi około 0,05 V. Konfiguracja urządzenia sprowadza się do obliczenia i doboru wartości elementów mostka pomiarowego. Aby to zrobić, potrzebujesz termometru o wartości podziału 0,1 °C i kombinowanego urządzenia pomiarowego zdolnego do pomiaru napięcia z dokładnością do 10 mV i rezystancji z dokładnością do 1 oma. Przykład. 1. Zmierz rezystancję czujnika temperatury w znanej temperaturze, np. przy T=21°C Rd=1883 Ohm. 2. Zgodnie ze wzorem Rt=R0(1+KmT), gdzie Rt, R0 to rezystancja przewodu miedzianego odpowiednio w temperaturach T°C i 0°C; Km=4,26x10-3 1/°С - współczynnik temperaturowy rezystancji miedzi; T to temperatura czujnika temperatury (elektrolitu), °C, znajdź R0 = 1728 omów. 3. Korzystając z otrzymanej wartości R0, według tego samego wzoru oblicza się wartości Rt dla temperatur -10 i +40°C; R-10=1655 omów; R+40=2023 omów. 4. Podłączając do zacisku „B” źródło zasilania o napięciu +14 V, zmierz napięcie odniesienia Uop = 8,84 V. 5. Kolejno dla temperatur -10 i +40 °C znajdź rezystancje całkowite rezystorów R1, R2 (R1+R2)t=(UtRt/Uop) - Rt, gdzie Ut to napięcie, jakie należy przyłożyć na zaciski akumulatora, aby zapewnić optymalny prąd ładowania, przy temperaturze elektrolitu T°C (U-10=14,8 V; U+40=13,6 V) (R1+R2)-10= 1116 Ohm ; (R1+R2)+40=1089 omów. 6. Średnia wartość tych dwóch wartości: (R1 + R2) cp \u1102,5d XNUMX Ohm. 7. Biorąc pod uwagę, że R2~2R1, zgodnie z nominalną serią rezystancji, wybierz najbliższe wartości rezystancji wskazanych rezystorów R1=360 Ohm, R2=750 Ohm. Przy takim obliczeniu błąd względny w doborze rezystancji rezystorów R1, R2 nie przekracza 1%. Regulator umieszczony jest w obudowie standardowego, nieudanego regulatora typu czekoladowego, np. Y112-V. Aby to zrobić, otwórz przyklejoną pokrywkę, usuń stare „wypełnienie” i wyczyść metalową podstawę. Tranzystor VT1 dociska się mocno do metalowej podstawy, po uprzednim umieszczeniu uszczelki mikowej nasmarowanej z obu stron smarem LITOL-24 i przylutowaniu płytki montażowej kolektora do wewnętrznej strony pola stykowego „Ш”, a końcówkę emitera do podstawy obudowa. Komparator DA1, kondensator i rezystory znajdują się na osobnej płytce drukowanej. Wykorzystując podstawę obudowy i standardowe pola stykowe „W”, „B”, „V”, pozostałe elementy i połączenia w obwodzie montuje się za pomocą mocowania przegubowego. Do podłączenia czujnika temperatury należy wykorzystać wolną płytkę stykową (oznaczoną na schemacie symbolem „A”), umieszczoną na tej samej przekątnej co pole stykowe „B”. Sam czujnik temperatury jest zaciśnięty miedzianą płytką, do której przylutowany jest jeden z jego przewodów i wypełniony żywicą epoksydową. Drugi zacisk uzwojenia jest podłączony oddzielnym przewodem do pola stykowego „A”. Ponieważ obwód ten jest niskoprądowy, nie ma specjalnych wymagań dotyczących drutu. Płytkę miedzianą dobiera się w takim rozmiarze, że można w niej wywiercić otwór montażowy w celu montażu pod śrubą mocującą „zacisk” ujemnego bieguna akumulatora. Sam terminal wraz z wystającą z niego częścią szyny „ujemnej” jest izolowany termicznie od otoczenia. Biorąc pod uwagę stosunkowo wysoką przewodność cieplną płytek ołowianych akumulatora, przy takim sposobie mocowania czujnika temperatury uzyskuje się minimalną różnicę temperatur pomiędzy elektrolitem a czujnikiem. Wszystkie elementy regulatora zostały polakierowane, pokrywa przyklejona i zamontowana w oryginalnym miejscu. W regulatorze zastosowano następujące rezystory: R5 - typ MLT-0,25; pozostałe to typ MLT-0,125, kondensator C1 typu KM 5. Jako diodę Zenera VD1 można zastosować dowolną diodę Zenera o napięciu stabilizacyjnym od 6 do 9 V, ale biorąc pod uwagę, że regulator jest zainstalowany na obudowie generatora, który podczas pracy silnika zmienia swoją temperaturę w szerokim zakresie, dioda Zenera diodę dobiera się z możliwie najniższym współczynnikiem temperaturowym zmiany napięcia, np. KS191F, D818E. Wskazane jest określenie jego punktu termostabilnego metodą opisaną w [3]. Jako komparator DA1 można zastosować komparator typu K554CA3, należy jednak wziąć pod uwagę, że ten mikroukład ma inną numerację pinów i nieco większe wymiary gabarytowe niż pokazano na schemacie. Tranzystor KT829B może służyć jako przełącznik wyjściowy, ale w każdym przypadku współczynnik przenikania prądu tranzystora VT1 musi wynosić co najmniej 50. KD2A może być stosowany jako diody VD3, VD209 i uzwojenie o rezystancji 1.. Jako czujnik temperatury można zastosować mały przekaźnik o wartości 2 kOhm, np. RES-60 wykonany z drutu miedzianego. Literatura:
Autor: V.G. Petik
Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024 Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza
04.05.2024 Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe
03.05.2024
▪ Wyjaśnienie odporności nietoperzy na wirusy zakaźne ▪ Szczepienie roślin zamiast stosowania pestycydów ▪ Anomalia termiczna wykryta w oceanie ▪ Procesory Intel Celeron 3215U i 3765U
▪ sekcja serwisu Radioelektronika i elektrotechnika. Wybór artykułów ▪ artykuł Lampa warsztatowa. warsztat domowy ▪ artykuł Wybielanie kości słoniowej. Proste przepisy i porady ▪ artykuł Ołówek z iskrą elektryczną. 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