Istražena 4 solid-state kruga regulatora alternatora automobila

U nastavku objašnjena 4 jednostavna kruga regulatora struje napona automobila stvorena su kao neposredna alternativa bilo kojem standardnom regulatoru i, iako razvijena uglavnom za dinamo, funkcionirat će jednako učinkovito s alternatorom.

Ako se analizira funkcioniranje tradicionalnog regulatora napona alternatora za automobil, čini nam se nevjerojatnim da se tim vrstama regulatora često vjeruje kao i njima.

Iako je većina suvremenih automobila opremljena solid-state regulatorima napona za regulaciju napona i struje iz alternatora, još uvijek možete pronaći bezbroj ranijih automobila instaliranih s elektromehaničkim tipom regulatora napona koji su potencijalno nepouzdani.

Kako djeluje elektromehanički regulator automobila

Standardno funkcioniranje elektro-mehaničkog regulatora napona alternatora automobila može se objasniti u nastavku:

Jednom kada je motor u praznom hodu, dinamo počinje dobivati ​​struju polja kroz lampicu upozorenja za paljenje.

U tom položaju dinamo armatura ostaje neraspoložena s baterijom, jer je njezin izlaz manji u odnosu na napon akumulatora, a baterija se počinje isprazniti kroz nju.

Kako brzina motora počinje rasti, izlazni napon dinama također počinje rasti. Čim premaši napon akumulatora, uključuje se relej koji povezuje dinamo armaturu s baterijom.

Ovo pokreće punjenje baterije. U slučaju da se dinamo izlaz poveća još više, aktivira se dodatni relej na oko 14,5 volti koji prekida namot dinamovog polja.

Struja polja opada dok izlazni napon počinje padati sve dok se ovaj relej ne deaktivira. Relej se u ovom trenutku neprekidno neprekidno UKLJUČUJE / ISKLJUČUJE održavajući dinamo izlaz na 14,5 V.

Ova akcija štiti bateriju od prekomjernog punjenja.

Tu je i 3. relej koji sadrži svoj namotaj zavojnice u nizu s dinamo izlazom kroz koji prolazi cijela dinamo izlazna struja.

Jednom kada sigurna izlazna struja dinama postane opasno visoka, možda je to posljedica prekomjerno ispražnjene baterije, ovaj namot aktivira relej. Ovaj relej sada odvaja terenski namotaj dinama.

Funkcija osigurava da samo temeljna teorija i specifični krug predloženog regulatora struje napona automobila mogu imati različite specifikacije, ovisno o određenim dimenzijama automobila.

1) Korištenje tranzistora snage

U naznačenom dizajnu, isključeni relej je zamijenjen s D5, koji postaje unazad pristran čim dinamov izlaz padne ispod napona baterije.

Zbog toga se baterija ne može isprazniti u dinamo. Ako se paljenje pokrene, namot dinamovog polja dobiva struju kroz kontrolnu lampicu i T1.

Dioda D3 ugrađena je kako bi se izbjeglo izvlačenje struje iz zavojnice polja zbog smanjenog otpora armature alternatora. Kako se brzina motora povećava, snaga iz dinama proporcionalno raste i počinje isporučivati ​​vlastitu struju polja pomoću D3 i T1.

Kako se napon bočne strane katode D3 povećava, svjetlo upozorenja postupno se gasi dok se ne ugasi.

Kad dinamo izlaz dostigne oko 13-14 V, baterija se ponovno počinje puniti. IC1 radi poput usporedbe napona koja prati dinamov izlazni napon.

Kako dinamski izlazni napon povećava napon na invertirajućem ulazu op amp-a, isprva je veći nego na neinvertirajućem ulazu, stoga se IC izlaz drži niskim, a T3 ostaje isključen.

Čim izlazni napon prijeđe više od 5,6 V, invertirajući ulazni napon regulira se i kontrolira na ovoj razini pomoću D4.

Kad izlazni napon prijeđe navedeni najveći potencijal (podešen kroz P1), neinvertirajući ulaz IC1 postaje veći od invertirajućih ulaza, što dovodi do toga da se IC1 izlaz promijeni u pozitivan. Ovo aktivira T3. koji isključuje T2 i T1, inhibirajući struju u dinamovo polje.

Struja dinamovog polja sada se smanjuje i izlazni napon počinje opadati dok se usporednik ne vrati natrag. R6 opskrbljuje nekoliko stotina milivolti histereze što pomaže krugu da radi poput sklopnog regulatora. T1 je ili jače UKLJUČEN ili je odsječen tako da rasipa prilično malu snagu.

Trenutna regulacija utječe kroz T4. Jednom kada je struja pomoću R9 veća od odabrane najviše razine, pad napona oko nje rezultira uključivanjem T4. To podiže potencijal na neinvertirajućem ulazu IC1 i izolira struju dinamovog polja.

Vrijednost odabrana za R9 (0,033 Ohm / 20 W, sastoje se paralelno od otpornika 10nos od 0,33 Ohm / 2 W) prikladna je za dobivanje optimalne izlazne struje do 20 A. Ako se žele veće izlazne struje, vrijednost R9 bi mogla biti prikladno smanjeni.

Izlazni napon i struja uređaja moraju se fiksirati odgovarajućim podešavanjem P1 i P2 kako bi udovoljili standardima izvornog regulatora. T1 i D5 trebaju se instalirati na hladnjake i moraju biti strogo izolirani od šasije.

2) Jednostavniji regulator napona struje alternatora automobila

Sljedeći dijagram prikazuje drugu varijantu kruga regulatora napona i struje regulatora napona u automobilu koji koristi minimalni broj komponenata.

Dok je napon akumulatora niži, puna razina napunjenosti, izlaz IC CA 3085 ostaje isključen, što omogućuje Darlingtonovom tranzistoru da bude u provodnom načinu, koji održava poljsku zavojnicu pod naponom i da alternator radi.

Budući da je IC CA3085 ovdje namješten kao osnovna usporednica, kad se baterija napuni do svoje pune razine napunjenosti, može iznositi 14,2 V, potencijal na pinu 6 IC-a mijenja se na 0V, isključujući opskrbu poljske zavojnice.

Zbog toga struja iz alternatora opada, što sprečava svako daljnje punjenje baterije. Tako se baterija zaustavlja od prekomjernog punjenja.

Sada, kako napon akumulatora pada ispod praga za pin6 CA3085, izlaz ponovno postaje visok, što dovodi do provođenja tranzistora i napajanja zavojnice polja.

Alternator se počinje napajati baterijom, tako da se ponovno počinje puniti.

Popis dijelova

3) Tranzistorizirani krug regulatora alternatora automobila

Pozivajući se na dijagram regulatora napona napona izmjeničnog napona gnijezda, V4 je konfiguriran poput serijskog prolaznog tranzistora koji regulira struju na polju alternatora. Ovaj tranzistor zajedno s dvije diode od 20 ampera stegnuti su na vanjski hladnjak. Zanimljivo je primijetiti da rasipanje V1 zapravo nije jako veliko čak ni za vrijeme maksimalne struje polja, već samo unutar 3 ampera.

Međutim, umjesto srednjeg opsega pri kojem pad napona na polju odgovara padu napona V1 koji uzrokuje najveću disipaciju od najviše 10 vata.

Dioda D1 osigurava prolazni tranzistor V4 od induktivnih šiljaka koji se stvaraju unutar zavojnice polja svaki put kada se prekidač paljenja isključi. Dioda D2 koja prenosi cijelu struju polja osigurava dodatni radni napon za vozački tranzistor V2 i jamči da bi se tranzistor V4 mogao isključiti pri velikim pozadinskim temperaturama.

Tranzistor V3 radi poput pogonskog sklopa za V4, a njihanje osnovne struje od 3 ma do 5 ma na ovom tranzistoru omogućuje potpuno uključivanje i isključivanje V4.

Otpornik R8 nudi put za struju za vrijeme prekomjernih temperatura. Kondenzator C1 neophodan je za zaštitu od oscilacija regulatora zbog petlje s velikim pojačanjem koja se stvara oko sustava. Ovdje se za veću preciznost preporučuje tantalni kondenzator.

Primarni element upravljačko-osjetnog kruga zatvoren je unutar uravnoteženog diferencijalnog pojačala koji se sastoji od tranzistora V1 i V2. Posebna briga posvećena je izgledu ovog regulatora alternatora kako bi se osiguralo da nema problema sa zanošenjem temperature. Da bi se to postiglo, najviše povezani otpornici moraju biti vrsta žice.

Potenciometar za regulaciju napona R2 zaslužuje posebnu pažnju, jer se nikada ne smije odmaknuti od svojih postavki zbog vibracija ili ekstremnih temperaturnih uvjeta. Lonac od 20 oma koji se koristi u ovom dizajnu radio je idealno dobro za ovaj program, ali gotovo svaki dobar lonac od žičanog umota u rotacijskom stilu mogao bi biti sasvim u redu. U ovom dizajnu regulatora napona struje alternatora automobila moraju se izbjegavati pravocrtne varijante trimpota.

4) Sklop kruga punjača regulatora struje napona IC 741 automobila

Ovaj krug nudi solid-state upravljanje punjenjem baterija. Poljsko namotavanje alternatora u početku se stimulira kroz žarulju za paljenje, baš kao i kod tradicionalne metode.

Struja koja se kreće preko WL terminala putuje preko Q1 do F terminala, a zatim napokon na zavojnici polja. Čim se motor pokrene, struja iz dinamova automobila kreće se kroz D2 do Q1. Žaruljica pokazivača paljenja se gasi jer napon WL terminala premašuje napon akumulatora. Struja se također kreće kroz D5 prema bateriji.

U ovom trenutku IC1 koji je namješten kao komparator otkriva napon baterije. Kad ovaj napon na neinvertirajućem ulazu postane veći od invertirajućeg ulaza (stegnut na 4,6 volta preko cener D4), izlaz opcijskog pojačala postaje visok.

Struja zatim prolazi kroz D3 i R2 prema Q2 bazi i trenutno je UKLJUČUJE. Kao rezultat ove radnje osnova Q1 se isključuje i uklanja struja primijenjena na namotaju polja. Izlaz alternatora sada pada, što uzrokuje pad napona baterije u skladu s tim.

Ovaj postupak osigurava da se napon akumulatora uvijek održava konstantnim i nikada ne smije biti prenapunjen. The napon punog napunjenosti baterije može se prilagoditi kroz RV1 na približno 13,5 volti.

Tijekom hladni vremenski uvjeti tijekom pokretanja automobila, napon akumulatora može pasti znatno nizak. Čim motor zapali, unutarnji otpor akumulatora također postaje prilično nizak, prisiljavajući ga da povuče previše struje iz alternatora i time dovodi do mogućeg pogoršanja alternatora. Kako bi se ograničila ova velika potrošnja struje, otpornik R4 se uvodi unutar primarnog terminala snage od alternatora.

Odabire se otpor R4 vodeći računa da se pri najvećoj mogućoj struji (obično 20 ampera) generira 0,6 volta što uzrokuje UKLJUČIVANJE Q3. U trenutku kada Q3 aktivira struja se kroz dalekovod kroz R2 kreće prema Q2 bazi, uključuje je, koja zatim isključuje Q1 i prekida strujni tok do namota polja. Zbog toga izlaz dinama ili alternatora sada pada.

Nije potrebno mijenjati izvorno ožičenje alternatora u automobilu. Strujni krug mogao bi biti smješten u staru regulatornu kutiju, Q1, Q2 i D5 moraju biti pričvršćeni na odgovarajuće dimenzionirani hladnjak.