Проучени са 4 вериги за стабилизатор на стабилизатор на кола в твърдо състояние

Обяснените по-долу 4 прости вериги на регулатора на тока на автомобила са създадени като непосредствена алтернатива на всеки стандартен регулатор и, въпреки че са разработени главно за динамо, той ще функционира еднакво ефективно с алтернатор.

Ако се анализира функционирането на традиционен регулатор на напрежението на автомобилния алтернатор, ни се струва невероятно, че на тези видове регулатори често се вярва толкова, колкото и на тях.

Докато повечето съвременни автомобили са снабдени с полупроводникови регулатори на напрежението за регулиране на напрежението и изходящия ток от алтернатора, все още може да намерите безброй по-ранни автомобили, инсталирани с електромеханичен тип регулатори на напрежение, които са потенциално ненадеждни.

Как работи електромеханичният регулатор на автомобила

Стандартното функциониране на електромеханичния регулатор на напрежението на автомобилния генератор може да бъде обяснено по-долу:

След като двигателят е в режим на празен ход, динамото започва да получава полеви ток през предупредителната лампа за запалване.

В това положение динамо арматурата остава незакрепена с батерията, тъй като нейната мощност е по-малка в сравнение с напрежението на батерията и батерията започва да се разрежда през нея.

Тъй като скоростта на двигателя започва да се увеличава, изходното напрежение на динамото също започва да нараства. Веднага след като надвиши напрежението на батерията, се включва реле, свързващо динамо-котвата с акумулатора.

Това инициира зареждането на батерията. В случай, че изходът на динамото се покачи още повече, се активира допълнително реле при около 14,5 волта, което прекъсва намотката на динамо полето.

Токът на полето се разпада, докато изходното напрежение започва да спада в посока нагоре, докато това реле се деактивира. Релето в този момент последователно се включва / изключва многократно, поддържайки динамо изхода при 14,5 V.

Това действие предпазва батерията от презареждане.

Има и 3-то реле, съдържащо своята намотка на бобината последователно с динамо изхода, през който преминава целият динамо изходен ток.

След като безопасният изходен ток на динамото стане опасно висок, може да се дължи на прекалено разредена батерия, тази намотка активира релето. Това реле сега отделя полевата намотка на динамото.

Функцията гарантира, че само основната теория и специфичната схема на предложения регулатор на тока на автомобила могат да имат различни характеристики в зависимост от конкретните размери на автомобила.

1) Използване на силови транзистори

В посочения дизайн изключващото реле е заместено с D5, което се приспособява обратно, веднага щом изходът на динамото падне под напрежението на батерията.

В резултат на това батерията не може да се разреди в динамото. Ако запалването се стартира, намотката на динамо полето получава ток през контролната лампа и T1.

Вграден е диод D3, за да се избегне изтеглянето на ток от полевата намотка поради намаленото съпротивление на котвата на алтернатора. Тъй като скоростта на двигателя се увеличава, мощността от динамото пропорционално се повишава и започва да подава собствен ток на полето чрез D3 и T1.

Когато напрежението на катода на D3 се покачва, предупредителната лампа постепенно притъмнява, докато изгасне.

Когато изходът на динамо достигне около 13-14 V, батерията започва да се зарежда отново. IC1 работи като компаратор на напрежение, който проследява изходното напрежение на динамото.

Тъй като изходното напрежение на динамото увеличава напрежението на инвертиращия вход на операционния усилвател първоначално е по-голямо, отколкото на неинвертиращия вход, поради което изходът на IC се поддържа ниско и T3 остава изключен.

Веднага след като изходното напрежение стане по-високо от 5,6 V, инвертиращото входно напрежение се регулира и контролира на това ниво от D4.

Когато изходното напрежение премине посочения най-висок потенциал (зададен чрез P1), неинвертиращият вход на IC1 става по-висок от инвертиращия вход, което води до промяна на IC1 изхода в положителен. Това активира T3. който изключва T2 и T1, инхибирайки тока към динамо полето.

Токът на полето на динамото сега намалява и изходното напрежение започва да спада, докато компараторът се върне обратно. R6 доставя няколкостотин миливолта хистерезис, което помага на веригата да работи като превключващ регулатор. T1 или се включва по-силно ВКЛЮЧЕНО, или се прекъсва, така че разсейва доста ниска мощност.

Настоящото регулиране се влияе чрез Т4. След като токът с помощта на R9 е по-висок от избраното най-високо ниво, спадът на напрежението около него води до включване на T4. Това повишава потенциала при неинвертиращия вход на IC1 и изолира тока на динамо полето.

Стойността, избрана за R9 (0,033 Ohm / 20 W, съставена от паралелно резистори 10nos от 0,33 Ohm / 2 W), е подходяща за получаване на оптимален изходен ток до 20 А. Ако се желаят по-големи изходни токове, стойността на R9 може да бъдат намалени по подходящ начин.

Изходното напрежение и ток на устройството трябва да бъдат фиксирани чрез подходяща настройка на P1 и P2, за да отговарят на стандартите на оригиналния регулатор. T1 и D5 трябва да бъдат инсталирани на радиатори и трябва да бъдат строго изолирани от шасито.

2) По-опростен регулатор на тока на напрежението на генератора на автомобила

Следващата диаграма показва друг вариант на веригата на регулатора на напрежение и ток на алтернатора на автомобила, използваща минимален брой компоненти.

Обикновено, докато напрежението на батерията е под, пълното ниво на зареждане, изходът на регулатора IC CA 3085 остава изключен, което позволява транзисторът на Дарлингтън да бъде в проводящ режим, който поддържа полевата намотка под напрежение и алтернатора в работно състояние.

Тъй като IC CA3085 е монтиран тук като основен компаратор, когато батерията се зареди до пълното си ниво на зареждане, може да достигне 14,2 V, потенциалът на щифт # 6 на IC се променя на 0V, като изключва захранването към тази полева намотка.

Поради това токът от алтернатора се разпада, възпрепятствайки по-нататъшното зареждане на батерията. По този начин батерията е спряна от презареждане.

Сега, когато напрежението на батерията падне под прага на CA3085 pin6, изходът отново се повишава, което кара транзистора да провежда и захранва полевата намотка.

Алтернаторът започва да захранва батерията, така че да започне да се зарежда отново.

Списък с части

3) Транзисторизирана верига на регулатора на автомобилния алтернатор

Позовавайки се на диаграмата на регулатора на тока на напрежението в твърдо състояние на алтернатора по-долу, V4 е конфигуриран като серийно преминаващ транзистор, който регулира тока към полето на алтернатора. Този транзистор заедно с двата 20-амперни диода са закрепени на външен радиатор. Интригуващо е да се види, че разсейването на V1 всъщност не е много високо дори по време на максималния ток на полето, а само в рамките на 3 ампера.

Въпреки това, вместо средния диапазон, при който спадът на напрежението в полето съответства на този на транзистора V1, причиняващ най-голямо разсейване от не повече от 10 вата.

Диод D1 осигурява защита на преминаващия транзистор V4 от индуктивните пикове, генерирани в полевата намотка по всяко време, когато ключът за запалване е изключен. Диод D2, който предава целия полеви ток, доставя допълнително работно напрежение за транзистора V2 на драйвера и гарантира, че преминаващият транзистор V4 може да бъде прекъснат при големи фонови температури.

Транзисторът V3 работи като драйвер за V4 и люлеене на базовия ток от 3 ма до 5 ма на този транзистор позволява пълното включване до пълното изключване на V4.

Резисторът R8 предлага маршрут за тока при прекомерни температури. Кондензаторът C1 е от съществено значение за предпазване от трептене на регулатора поради високото усилване, което е създадено около системата. Тук се препоръчва танталов кондензатор за повишена точност.

Първичният елемент на контролно-сензорната верига е затворен в балансирания диференциален усилвател, състоящ се от транзистори V1 и V2. Специално внимание беше отделено на оформлението на този регулатор на алтернатора, за да се гарантира, че няма проблеми с отклонението на температурата. За да се постигне това, най-свързаните резистори трябва да имат телени рани.

Потенциометърът за управление на напрежението R2 заслужава специално внимание, тъй като никога не трябва да се отдалечава от настройките си поради вибрации или екстремни температурни условия. 20-омовата тенджера, използвана в този дизайн, работи идеално добре за тази програма, но почти всяка добра тенджера в ротационен стил може да е добре. Праволинейните разновидности на трипота трябва да се избягват в този дизайн на регулатора на тока на напрежението на генератора на автомобила.

4) Верига на зарядното устройство за регулиране на тока на регулатора на ток IC 741 на автомобила

Тази схема предлага стабилно управление на зареждането на батерията. Полето на намотката на алтернатора в началото се стимулира чрез крушката за запалване, както при традиционния метод.

Токът, движещ се през терминала WL, преминава през Q1 към терминала F, след което накрая на полевата намотка. Веднага щом двигателят се задейства, токът от динамото на автомобила се движи през D2 до Q1. Контролната лампа за запалване изгасва, тъй като напрежението на WL терминала надвишава това на батерията. Токът също се движи през D5 към батерията.

В този момент IC1, който е монтиран като компаратор, открива напрежението на батерията. Когато това напрежение на неинвертиращия вход стане по-високо от инвертиращия вход (затегнато при 4,6 волта чрез ценер D4), изходът на операционния усилвател става висок.

Впоследствие токът преминава през D3 и R2 към базата Q2 и незабавно го включва. В резултат на това действието основата Q1 го изключва и премахва тока, прилаган върху намотката на полето. Сега изходът на алтернатора пада, което води до спадане на напрежението на батерията съответно.

Тази процедура гарантира, че напрежението на батерията винаги се поддържа постоянно и никога не се допуска презареждане. The напрежение на пълно зареждане на батерията може да бъде променен през RV1 до приблизително 13,5 волта.

По време на студени метеорологични условия докато стартирате автомобила, напрежението на акумулатора може да падне значително ниско. Веднага щом двигателят запали, вътрешното съпротивление на батерията също става доста ниско, принуждавайки го да изтегли твърде много ток от алтернатора и по този начин да доведе до евентуално влошаване на работата на алтернатора. За да се ограничи тази висока консумация на ток, резисторът R4 се въвежда в терминала за първично захранване от алтернатора.

Избира се съпротивлението R4, като се гарантира, че при максимално възможния ток (обикновено 20 ампера) през него се генерират 0,6 волта, което кара Q3 да се включва В момента, в който Q3 активира тока, се движи през електропровода през R2 към базата Q2, като го включва, което след това изключва Q1 и прекъсва потока на тока към полевата намотка. Поради това изходът на динамото или алтернатора сега спада.

Не е необходимо да се правят модификации на оригиналното окабеляване на алтернатора в колата. Веригата може да бъде затворена в стара регулаторна кутия, Q1, Q2 и D5 трябва да бъдат прикрепени към подходящо оразмерен радиатор.