Простий термокомпенсований регулятор напруги для автомобіля. Стаття Безкоштовної технічної бібліотеки

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Простий термокомпенсований регулятор напруги для автомобіля

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Автомобіль. Електронні пристрої

Коментарі до статті

Більшість описаних аматорських регуляторів напруги для автомобіля, а також промислові регулятори, якими комплектують серійно машини, що випускаються, призначені для підтримки незмінного стабільного напруги на висновках генератора. При підвищенні навантаження (увімкнення фар, вентилятора та інших споживачів) падіння напруги на дротах збільшується, а напруга бортмережі відповідно зменшується, зменшується і струм зарядки акумуляторної батареї.

Для стабілізації напруги на затискачах батареї вхід регулятора підключають безпосередньо до батареї. Як відомо [Л], для нормальної підзарядки акумуляторної батареї напруги на її затискачі слід збільшувати при зменшенні температури. Тому незалежність стабілізованого регулятором напруги від температури слід вважати великим недоліком. Навіть якщо регулятор здатний коригувати напругу в залежно від температури підкапотного простору, то цього не достатньо. Налаштований на оптимальний режим влітку, регулятор ставить батарею у скрутне становище взимку, коли повітря під капотом прогрівається швидко, а сама батарея - лише після кількох годин їзди. В результаті батарея залишається недозарядженою, і в холодну пора року доводиться її заряджати.

Якщо ж регулятор налаштувати на оптимальну роботу в холодну погоду, влітку батарею він перезаряджатиме, і доведеться періодично доливати до неї дистильовану воду. Найкращим рішенням є контроль регулятором температури самої батареї та напруги на її затискачі. Саме такий регулятор описано в [Л], але він досить складний, містить електромагнітне реле та дефіцитні стабистори в датчик температури. Описуваний тут регулятор напруги не містить реле, як датчик використані малопотужні кремнієві діоди. Крім того, він суттєво простіше за схемою. Відповідно до [Л], необхідний абсолютний температурний коефіцієнт напруги (ТКН), який повинен забезпечувати регулятор, дорівнює -40,5 мВ/°С або відносних одиницях -0,298 %/°С.

Приблизно такий самий відносний температурний коефіцієнт напруги мають молощові кремнієві діоди при прямому струмі в кілька міліампер, а також стабистори, являють собою кілька включених послідовно діодів. Абсолютний ТКН одного діода - близько -2 мВ/°С, що при падінні напруги на ньому 650 мВ дає відносне значення -2/650 = -0,307%/°С. Відмітимо, що відносне значення ТКН ланцюги з кількох діодів або стабісторів не залежить від їх числа. Схема регулятора зображено на рис.1.

Простий термокомпенсований регулятор напруги для автомобіля. Схема реле-регулятора

(Натисніть для збільшення)

Висновок Б регулятора підключають окремим дротом до плюсового затискання батареї, висновки Я і Ш - до виходу випрямного мосту генератора та до його обмотки збудження відповідно. Загальний провід регулятора з'єднаний з корпусом автомобіля у місці встановлення регулятора. Ланцюг з восьми діодів VD4-VD 11 прикріплена до корпусу батареї та має тепловий контакт з ним. Цей ланцюг служить термозалежним джерелом зразкового напруги з необхідним ТКН. При вимкненому запаленні автомобіля напруга на висновку Я відсутня, транзистори VT1-VT3 закриті, напруга живлення на операційний підсилювач DA1 не надходить транзистори VT4-VT6 також закриті, від батареї споживається лише початковий струм колектора транзисторів VT1 і VT2, який набагато менше струму саморозрядження батареї. При включення запалювання відкриваються транзистори VT1-VT3, через транзистор VT3 напруга харчування надходить на ОУ DA1. Напруга з плюсового затиску батареї через транзистор VT2 підведено до дільника R5R6R7, а з движка резистора R6 - на інвертуючий вхід ОУ DA1. на неінвертуючий вхід ОУ напруга подана з ланцюга діодів VD4-VD11. Поки що двигун вимкнений, напруга, що знімається з двигуна резистора R6, менше падіння напруги на діодах VD4-VD11, на виході ОУ напруга близько до напруги акумуляторної батареї та транзистори VT4-VT6 відкриті, через обмотку збудження генератора тече струм.

Після запуску двигуна генератор починає виробляти струм, напруга на батареї збільшується, операційний підсилювач DA1 перемикається, транзистори VT4-VT6 закриваються, струм. вироблюваний генератором, спадає, в внаслідок чого знову відбувається перемикання ОУ та збільшення струму через обмотку збудження генератора. Відкривання та закривання транзисторів VT4-VT6 відбувається із частотою кілька десятків або сотень герц, підтримуючи необхідна напруга на затискачі акумуляторної батареї. Позитивна зворотний зв'язок через резистор R12 забезпечує гістерезис ОУ та перетворює ОУ на тригер Шмітта. Стабілітрон VD2 узгодить вихідна напруга ОУ з порогом перемикання транзистор VT4. Особливо слід відзначити роль стабілітрона VD1, закритого в нормальному режимі роботи регулятора. Якби його не було, то при обриві дротів, йдуть до датчика температури VD4-VD11, струм через обмотку збудження генератора протікав би безперервно, напруга бортової мережі сильно збільшилося, що небезпечно як для батареї, так і для інших споживачів електроенергії. Стабілітрон VD1 при відключенні датчика температури відкривається та починає працювати джерелом зразкової напруги. Напруга в бортовій мережі хоч і збільшується, але не так значно, як за його відсутності.

Конструкція. Усі елементи регулятора, крім діодів VD4-VD11, розміщені на друкованій платі розмірами 93х60 мм зі склотекстоліту товщиною 1,5 мм. показаний на рис.2.

Простий термокомпенсований регулятор напруги для автомобіля. Друкована плата

Транзистор VT6 встановлений на платі без тепловідведення на двох латунних втулках, висновки бази та емітера впаяні безпосередньо в плату. Плата розрахована на встановлення в корпус електромеханічного реле-регулятора РР-24 на трьох латунні стійки з різьбленням. Висновками служать відповідні висновки на корпусі. Датчик температури складається із складених у пакет трьох пластин розмірами 80х30х2 мм, однієї латунної та двох склотекстолітових. У середній склотекстолітової пластини приблизно в її середині прорізане вікно розмірами 50х8 мм. У цей простір покладено вісім з'єднаних послідовно діодів. Висновки з дроту МГТФ-0,14 поміщені в ПВХ трубку, покладену у вузький паз, пропиляний в середній пластини.

Вся конструкція склеєна в єдине ціле епоксидною шпаклівкою, нею ж заповнена внутрішня порожнина середньої пластини. Латунні пластину перед склеюванням необхідно заблукати, все деталі датчика - ретельно знежирити. Висновки датчика припаяні безпосередньо до відповідним точкам друкованої плати. Висновки бажано для надійності додатково прикріпити до корпусу регулятора невеликим хомутом. Латунною пластиною датчик злегка втиснутий в розігріту мастику заливання батареї. Якщо вона не має мастичної заливки, латунну пластину слід притиснути до рівному ділянці бічний поверхні корпусу батареї гумовим кільцем, вирізаним із колісної камери. Висновок Б регулятора зручніше, підключити не до плюсового виведення батареї, а до плюсового струмового затиску стартера.

Деталі. У регуляторі замість КТ3102А (VT1, VT3, VT4) та КТ208К (VT2) можуть бути використані практично будь-які малопотужні кремнієві транзистори відповідної структури. Транзистор VT5 повинен допускати струм колектора не менше 150 мА; тут можна використовувати транзистори з серій КТ208, КТ209, КТ313, КТ3108, КТ814, КТ816 з будь-яким буквеним індексом. Перевага слідує віддати транзисторам у металевий корпус. Стабілітрон VD2 - будь-який на напруга 3,3...7 ст.

Діод VD3 може бути будь-яким на прямий струм не менше ЗА. Діоди серії КД206 зручно монтувати на платі, тому що на їх корпус виведено анод. Конденсатори С1, С2, С4 – КМ5 або КМ6, СЗ-К53-1 або К53-4. Застосування конденсаторів серії К50 чи К52 небажано. Дросель L1 – ДМ-0,1; постійні резистори - МТ або МЛТ, підбудовний R6 – СПЗ-19а. Налагоджувати пристрій слід у певному порядку. Спочатку до висновку Б регулятора та до корпусу підключають регульоване джерело постійної напруги до 16,5 В і вимірюють споживаний від нього струм. Стрілка мікроамперметра на 100 мкА не має помітно відхилятися. Далі між висновком Ш та загальним дротом підключають резистор опором 120 Ом потужністю 2 Вт із паралельно включеним вольтметром (або малопотужною лампу розжарювання на напруга 18...24 У).

Висновок Я підключають до того ж джерела, встановивши його напругу рівним 13,6, і резистором R6 встановлюють такий поріг перемикання, при якому вихідна напруга на виводі Ш близько до нуля зі збільшенням напруги джерела понад 13,6 В і близько до напруги живлення при зменшенні напруги нижче цього значення. Потім відключають ланцюг діодів VD4-VD11 та підбирають стабілітрон VD1, домагаючись аналогічного перемикання регулятора при напрузі джерела живлення 16...16,5 В. При добірці, якщо виявиться необхідним, можна послідовно зі стабілітроном VD1 увімкнути один-два малопотужні кремнієвих діодів у прямому напрямі. Точнішу регулювання проводять на автомобілі.

Повністю зарядивши батарею акумуляторів, вольтметром (краще цифровим) вимірюють напругу на його висновків без навантаження. Запускають двигун без стартера та резистором R6 встановлюють виміряне значення напруги на затискачах батареї. При наявності амперметра на автомобілі критерієм правильною регулювання пристрою може служити значення зарядного струму через 5...10 хв після запуску двигуна при середній частоті обертання колінчастого валу та зарядженої батареї. Струм має бути в межах 2...3 А незалежно від потужності включеного навантаження.

Описаний вище регулятор із традиційним термокомпенсованим стабілітроном Д818Е замість діодів VD1 та VD4-VD11 кілька років працював автомобілем ГАЗ-24. У літній час доводилося доливати в батарею воду, навесні і восени - заряджати її. Після встановлення датчика VD4-VD11 необхідність у зазначених операціях відпала. Разом з використанням тиристорно-транзисторного блоку електронного запалення з подовженою іскрою, що забезпечує швидкий запуск двигуна в самих різних умовах експлуатації, описаний регулятор напруги дозволив довести термін служби акумуляторної батареї до дев'ять років.

література

Ломанович В.А. Термокомпенсований регулятор напруги. - Радіо, 1985 № 5, с. 24-27.

Автор: С.Бірюков, Радіо 1, 1994р.; Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Автомобіль. Електронні пристрої

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Клавіатура та миша – найкращі індикатори стресу 21.04.2023

Вчені зі Швейцарського федерального технологічного інституту в Цюріху (ETHZ) провели нове масштабне дослідження, результати якого свідчать, що те, як ми взаємодіємо з клавіатурою і мишею, може багато розповісти про рівень нашого стресу. Причому дослідники вважають, що цей метод навіть ефективніший відстеження частоти серцевих скорочень.

На першому етапі вчені провели дослідження, у якому взяли участь 90 осіб. Їх попросили виконувати прості офісні завдання – планувати зустрічі, записувати дані та проводити аналіз даних. Учасників також розділили на дві групи – одні працювали безперешкодно, тоді як інші відволікали повідомленнями у чаті або просили перериватися на наради.

У ході дослідження вчені також спостерігали за поведінкою реципієнтів – записували їхню взаємодію з мишею та клавіатурою, відстежували частоту серцевих скорочень, а також запитували, наскільки вони напружені.

Пізніше вчені використовували отримані дані та машинне навчання для розробки нової моделі визначення рівня стресу на роботі, що базується на тому, як люди друкують та взаємодіють з мишею. За словами автора дослідження та математика Мара Негеліна, вони з колегами виявили, що те, як ми друкуємо та рухаємо мишею, насправді може стати ефективним індикатором рівня стресу на роботі, навіть краще, ніж частота серцевих скорочень.

Результати дослідження свідчать, що люди, які страждають на хронічний стрес, як правило частіше і менш точно рухають покажчиком миші; покривають вказівником миші великі відстані на екрані; частіше припускаються помилки при наборі тексту; пишуть уривками з безліччю коротких пауз. При цьому спокійніші люди також роблять паузи в наборі тексту, проте їх набагато менше, а самі паузи в наборі тексту триваліші і вдумливіші.

За словами співавторки дослідження, психологи Жасмін Керр, цей зв'язок між рівнем стресу, клавіатурою та мишею можна пояснити за допомогою так званої теорії нейромоторного шуму. Справа в тому, що високий рівень стресу негативно впливає на здатність нашого мозку обробляти інформацію, а також на наші моторні навички.

В даний час дослідники вважають, що кожен третій працівник у Швейцарії страждає від стресу на робочому місці, тому необхідно розробити ефективні способи виявлення підвищеного стресу. Вчені відзначають, що зазвичай втомлена людина не може зрозуміти, що її ресурси, як фізичні, так і розумові виснажуються, поки не стане пізно.

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Рекомендуємо скачати в нашій Безкоштовна технічна бібліотека:

▪ розділ сайту Довідник електрика

▪ журнали Amaterske Radio (річні архіви)

▪ книга Техника безопасности при работе с инструментами и приспособлениями. Корнилович О.П., 1992

▪ стаття Хромосомна теорія спадковості. Історія та суть наукового відкриття

▪ стаття Цемент для бурштину. Прості рецепти та поради

▪ стаття Вимірювач інтенсивності ультрафіолетового випромінювання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ довідник Зарубіжні мікросхеми та транзистори. Серія 2

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт