Простий регулятор напруги. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

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

Простий регулятор напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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 машини, що серійно випускаються, призначені для підтримки незмінної стабільної напруги на висновках генератора. При підвищенні навантаження (увімкненні фар, вентилятора та інших споживачів) падіння напруги на проводах збільшується, а напруга бортмережі відповідно зменшується, зменшується струм зарядки акумуляторної батареї.

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

Якщо ж регулятор налаштувати на оптимальну роботу в холодну погоду, влітку батарею він перезаряджатиме, і доведеться періодично доливати дистильовану воду. Найкращим рішенням є контроль регулятором температури самої батареї та напруги на її затискачах. Саме такий регулятор описаний [Л], але він досить складний, містить електромагнітне реле і дефіцитні стабистори в датчику 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 у відносних одиницях -0,298%/°С.

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

Простий регулятор напруги. Схема реле-регулятора

Висновок Б регулятора підключають окремим проводом до плюсового затиску батареї, висновки Я і Ш - до виходу моста випрямляча генератора і до його обмотці збудження відповідно. Загальний провід регулятора з'єднаний з корпусом автомобіля у місці встановлення регулятора. Ланцюг з восьми діодів VD4-VD 11 прикріплений до корпусу батареї і має тепловий контакт з ним. Цей ланцюг служить термозалежним джерелом зразкової напруги з необхідним ТКН. При вимкненому запалюванні автомобіля напруга на виводі 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, . При включенні запалювання відкриваються транзистори VT1-VT3 через транзистор VT3 напруга живлення надходить на ОУ DA1. Напруга з плюсового затиску батареї через транзистор VT2 підведено до дільника R5R6R7, а з двигуна резистора R6 - на вхід, що інвертує ОУ DA1. На неінвертуючий вхід ОУ напруга подана з ланцюга діодів VD4-VD11.

Поки 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 і транзистори VT4-VT6 відкриті через обмотку збудження генератора тече. Після запуску двигуна генератор починає виробляти струм, напруга на батареї збільшується, операційний підсилювач DA1 перемикається, транзистори VT4-VT6 закриваються, струм. виробляється генератором, спадає, у результаті знову відбувається перемикання ОУ і збільшення струму через обмотку збудження генератора. Відкриття та закриття транзисторів VT4-VT6 відбувається з частотою кілька десятків або сотень герц, підтримуючи необхідну напругу на затискачах акумуляторної батареї. Позитивний зворотний зв'язок через резистор R12 забезпечує гістерезис ОУ і перетворює ОУ на тригер Шмітта. Стабілітрон VD2 узгодить вихідну напругу ОУ з порогом перемикання транзистора VT4. Особливо слід відзначити роль стабілітрону VD1, закритого у нормальному режимі роботи регулятора. Якби його не було, то при обриві проводів, що йдуть до датчика температури VD4-VD11, струм через обмотку збудження генератора протікав безперервно, напруга бортової мережі сильно збільшилася, що небезпечно як для батареї, так і для інших споживачів електроенергії. Стабілітрон VD1 при відключенні датчика температури відкривається і починає працювати джерелом зразкової напруги. Напруга в бортовій мережі хоч і збільшується, але не так значно, як за його відсутності.

Конструкція

Всі елементи регулятора, крім діодів VD4-VD11, розміщені на друкованій платі розмірами 93х60 мм зі склотекстоліту завтовшки 1,5 мм. - Креслення плати показано на рис.2.

Простий регулятор напруги. Друкована плата

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

Вся конструкція склеєна в єдине ціле епоксидною шпаклівкою, нею заповнена внутрішня порожнина середньої пластини. Латунну пластину перед склеюванням необхідно заблудити, всі деталі датчика - ретельно знежирити. Висновки датчика припаяні безпосередньо до відповідних точок друкованої плати. Висновки бажано додатково додатково прикріпити до корпусу регулятора невеликим хомутом. Латунною пластиною датчик злегка втиснутий у розігріту мастику заливки батареї. Якщо вона не має мастичної заливки, латунну пластину слід притиснути до рівної ділянки бокової 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 щонайменше 150 мА; тут можна використовувати транзистори із серій КТ208, КТ209, КТ313, КТ3108, КТ814, КТ816 з будь-яким буквеним індексом. Перевагу слід віддати транзисторам у металевому корпусі. Стабілітрон VD2 - будь-який на напругу 3,3...7 ст.

Діод VD3 може бути будь-яким на прямий струм не менше 3 А. Діоди серії КД206 зручно монтувати на платі, так як на корпус виведений анод. Конденсатори С1, С2, С4 – КМ5 або КМ6, С3 – К53-1 або К53-4. Застосування конденсаторів серії К50 чи К52 небажане. Дросель L1 – ДМ-0,1; постійні резистори – МТ або МЛТ, підстроювальний R6 – СПЗ-19а.

Налагоджувати пристрій слід у певному порядку. Спочатку до виведення Б регулятора і до корпусу підключають регульоване джерело постійної напруги до 16,5 і вимірюють споживаний від нього струм. Стрілка мікроамперметра на 100 мкА повинна помітно відхилятися. Далі між виведенням Ш і загальним проводом підключають резистор опором 120 Ом потужністю 2 Вт з паралельно включеним вольтметром (або малопотужну лампу розжарювання на напругу 18...24).

Висновок я підключають до того ж джерела, встановивши його напруги рівним 13,6, і резистором R6 встановлюють такий поріг перемикання, при якому вихідна напруга на виведенні Ш близько до нуля при збільшенні напруги джерела понад 13,6 і близько до напруги живлення при зменшенні напруги нижче цього значення. Потім відключають ланцюг діодів VD4-VD11 і 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 включити один-два малопотужні кремнієві діоди в прямому напрямі. Точніше регулювання проводять на автомобілі. Повністю зарядивши батарею акумуляторів, вольтметром (краще цифровим) вимірюють напругу на його виводах без навантаження. Запускають двигун без стартера та резистором R6 встановлюють виміряне значення напруги на затискачах батареї. За наявності амперметра на автомобілі критерієм правильного регулювання пристрою може бути 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 на автомобілі ГАЗ-24. Влітку доводилося доливати в батарею воду, навесні та восени - заряджати її. Після встановлення датчика VD4-VD11 потреба у зазначених операціях відпала. Разом з використанням тиристорно-транзисторного блоку електронного запалювання з подовженою іскрою, що забезпечує швидкий запуск двигуна в різних умовах експлуатації, описаний регулятор напруги дозволив довести термін служби акумуляторної батареї до дев'яти років.

література

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

Автор: С.Бірюков; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Автомобіль. Електронні пристрої.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

У світі сучасної технології звуку виробники прагнуть не тільки бездоганної якості звучання, але й поєднання функціональності з естетикою. Одним із останніх інноваційних кроків у цьому напрямку є нова бездротова акустична система Samsung Music Frame HW-LS60D, представлена на заході 2024 World of Samsung. Samsung HW-LS60D – це не просто акустична система, це мистецтво звуку у стилі рамки. Поєднання 6-динамічної системи з підтримкою Dolby Atmos та стильного дизайну у формі фоторамки робить цей продукт ідеальним доповненням до будь-якого інтер'єру. Нова колонка Samsung Music Frame оснащена сучасними технологіями, включаючи функцію адаптивного звуку, яка забезпечує чіткий діалог на будь-якому рівні гучності, а також автоматичну оптимізацію приміщення для насиченого звукового відтворення. За допомогою з'єднань Spotify, Tidal Hi-Fi і Bluetooth 5.2, а також інтеграцією з розумними помічниками, ця колонка готова задовольнити ...>>

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Прогноз про відмову про телевізори не підтвердився 12.05.2012

У 2011 р. кількість американських сімей, що володіють телевізором, зросла на 8 млн. порівняно з 2010 р. Телебачення на цьому визначальному ринку зуміло залишитися основним центром домашніх розваг. Аналітики випустили новий звіт, що обнадіює для телебачення. На тлі спільної думки про відмову від ТБ, у США, як виявилося, телевізор, як і раніше, продовжує бути центром домашніх мультимедіа-розваг.

За даними дослідницької компанії Nielsen, в середньому американець переглядає близько 5 годин відео щодня, при цьому 98% цього контенту він дивиться на телевізорі. Це менше, ніж кілька років тому, визнають аналітики, проте факт залишається фактом: американці продовжують дуже активно користуватися телевізором, і викидати його як морально застарілий пристрій ніхто не збирається.

Згідно з дослідженням, майже весь час телевізор використовується за своїм прямим призначенням: для перегляду телепередач і серіалів, що йдуть в даний час, або якимось чином записаних з ефіру. Частка часу, проведеного за ігровими приставками, невелика.

На перегляд телепередач і серіалів у середньому кожен американець витрачає по 33 години на тиждень або по 4,7 години на день, що практично повністю займає весь час "спілкування" з телевізором. Хоча аналітики і відзначають, що люди стали менше використовувати телевізор за його основним призначенням, проте зміна ця незначна – лише 0,5% часу порівняно з IV кварталом 2010 року.

Натомість експерти відзначають збільшення кількості користувачів, які дивляться відео на смартфонах. Порівняно з минулим роком їхня кількість зросла на 35,7% до 33,5 млн осіб. "Найближчим часом мобільні телефони не замінять інші пристрої відображення, проте вони все частіше відіграють роль пристрою, за допомогою якого користувачі споживають контент", - такий висновок міститься у звіті.

Нагадаємо, що серія недавніх публікацій змусила думати про наближення кінця епохи телебачення. У травні минулого року в аналогічному звіті Nielsen повідомлялося, що кількість американських сімей, які володіють телевізором, за підсумками 2010 р. скоротилася вперше за 20 останніх років (за підсумками 2011 р. аналітики навпаки повідомили про зростання кількості сімей на 8 млн. до 80,2 млн. грн. в порівнянні з 2010 р).

У березні 2012 р. дослідницька компанія NPD DisplaySearch повідомила про перше за 8-річну історію моніторингу світового ринку скорочення постачання телевізорів (спостереження ведеться з 2004 р). Згідно зі звітом, у 2011 р. на глобальний ринок було поставлено 247,7 млн. телевізорів, що виявилося на 0,3% менше у порівнянні з 2010 р.

Інші цікаві новини:

▪ Huawei вже працює над зв'язком 6G

▪ MSP432 та СС3100 для інтернету речей

▪ Діри у світлі, зав'язаному у вузли

▪ Ведмеже самолікування

▪ Думки розпізнані та записані

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Детектори напруги поля. Добірка статей

▪ стаття Громадянська мужність. Крилатий вислів

▪ стаття Де розвиваються і звідки виходять у світ жабенята реобатрахуси? Детальна відповідь

▪ стаття Еріоботрія японська. Легенди, вирощування, способи застосування