4 circuite ale regulatorului de alternator auto în stare solidă explorate

Cele 4 circuite simple de reglare a curentului de tensiune ale mașinii, explicate mai jos, sunt create ca o alternativă imediată la orice regulator standard și, deși dezvoltat în principal pentru un dinam, acesta va funcționa la fel de eficient cu un alternator.

Dacă se analizează funcționarea unui regulator de tensiune tradițional al alternatorului auto, ne pare uimitor faptul că aceste tipuri de regulatoare sunt adesea la fel de fiabile pe cât sunt.

În timp ce majoritatea mașinilor contemporane sunt dotate cu regulatoare de tensiune în stare solidă pentru a regla tensiunea și curentul de ieșire de la alternator, este posibil să găsiți încă nenumărate mașini anterioare instalate cu regulatoare de tensiune de tip electromecanic, care se întâmplă să fie potențial nesigure.

Cum funcționează regulatorul electromecanic auto

Funcționarea standard a unui regulator de tensiune al alternatorului electromecanic poate fi după cum se explică mai jos:

Odată ce motorul este în modul de ralanti, dinamul începe să primească un curent de câmp prin lampa de avertizare a contactului.

În această poziție, armătura dinamului rămâne neacordată cu bateria, deoarece ieșirea sa este mai mică în comparație cu tensiunea bateriei, iar bateria începe să se descarce prin ea.

Pe măsură ce turația motorului începe să crească, și tensiunea de ieșire a dinamului începe să crească. De îndată ce depășește tensiunea bateriei, un releu este pornit, conectând armătura dinamului cu bateria.

Aceasta inițiază încărcarea bateriei. În cazul în care ieșirea dinamo crește și mai mult, un releu suplimentar este activat la aproximativ 14,5 volți, care întrerupe înfășurarea câmpului dinamic.

Curentul de câmp se descompune în timp ce tensiunea de ieșire începe să scadă până când acest releu se dezactivează. Releul în acest moment pornește în mod constant ON / OFF în mod repetat, menținând ieșirea dinamo la 14,5 V.

Această acțiune protejează bateria de supraîncărcare.

Există, de asemenea, un al treilea releu care conține înfășurarea bobinei sale în serie cu ieșirea dinamic, prin care trece întregul curent de ieșire dinamic.

Odată ce curentul de ieșire sigur al dinamului crește periculos, se poate datora bateriei supra descărcate, această înfășurare activează releul. Acest releu detașează acum înfășurarea de câmp a dinamului.

Funcția asigură faptul că doar teoria fundamentală și circuitul specific al regulatorului de curent de tensiune auto propus pot avea specificații diferite, în funcție de dimensiunile specifice auto.

1) Utilizarea tranzistoarelor de putere

În designul indicat, releul decuplat este înlocuit cu D5, care devine polarizat invers de îndată ce ieșirea dinamo scade sub tensiunea bateriei.

Ca urmare, bateria nu se poate descărca în dinam. Dacă contactul este pornit, înfășurarea câmpului dinamic devine curent prin lumina indicatoare și T1.

Dioda D3 este încorporată pentru a evita curentul extras din bobina de câmp datorită rezistenței reduse a armăturii alternatorului. Pe măsură ce turația motorului crește, ieșirea din dinamului crește proporțional și începe să livreze propriul curent de câmp prin intermediul D3 și T1.

Pe măsură ce tensiunea laterală a catodului D3 crește, lumina de avertizare se estompează treptat până când se stinge.

Când ieșirea dinamo ajunge la aproximativ 13-14 V, bateria începe să se încarce din nou. IC1 funcționează ca un comparator de tensiune care urmărește tensiunea de ieșire dinamic.

Pe măsură ce tensiunea de ieșire dinamic crește, tensiunea la intrarea de inversare a amplificatorului operațional este mai întâi mai mare decât la intrarea care nu inversează, prin urmare ieșirea IC este menținută scăzută și T3 rămâne oprit.

De îndată ce tensiunea de ieșire depășește 5,6 V, tensiunea de intrare inversată este reglată și controlată la acest nivel de D4.

Când tensiunea de ieșire trece de cel mai mare potențial specificat (setat prin P1), intrarea care nu inversează IC1 devine mai mare decât intrarea inversantă, determinând ieșirea IC1 să se transforme în pozitivă. Aceasta activează T3. care oprește T2 și T1, inhibând curentul către câmpul dinamic.

Curentul dinamic al câmpului se descompune și tensiunea de ieșire începe să scadă până când comparatorul revine din nou. R6 furnizează câteva sute de milivolți de histerezis, ceea ce ajută circuitul să funcționeze ca un regulator de comutare. T1 este fie activat mai tare, fie este întrerupt astfel încât disipează o putere destul de mică.

Reglementarea actuală este afectată prin T4. Odată ce curentul cu ajutorul lui R9 este mai mare decât cel mai înalt nivel selectat, căderea de tensiune din jurul acestuia duce la pornirea T4. Acest lucru crește potențialul la intrarea non-inversă a IC1 și izolează curentul câmpului dinamic.

Valoarea selectată pentru R9 (0,033 Ohm / 20 W, alcătuită din rezistențe în paralel de 10 nori de 0,33 Ohm / 2 W) este potrivită pentru a obține un curent de ieșire optim de până la 20 A. Dacă se doresc curenți de ieșire mai mari, valoarea R9 ar putea să fie redusă corespunzător.

Tensiunea și curentul de ieșire ale dispozitivului trebuie să fie fixate prin configurarea corespunzătoare a P1 și P2 pentru a respecta standardele regulatorului original. T1 și D5 trebuie instalate pe radiatoare și trebuie izolate strict de șasiu.

2) Un regulator de curent de tensiune al alternatorului auto mai simplu

Următoarea diagramă prezintă o altă variantă a unui circuit de control al tensiunii și curentului alternatorului auto în stare solidă, utilizând un număr minim de componente.

În mod normal, în timp ce tensiunea bateriei este mai mică, nivelul complet de încărcare, ieșirea regulatorului IC CA 3085 rămâne comutatorul OPRIT, ceea ce permite tranzistorului Darlington să fie în modul de conducere, care menține bobina de câmp energizată și alternatorul funcțional.

Deoarece IC CA3085 este amenajat ca un comparator de bază aici, atunci când bateria se încarcă la nivelul său complet de încărcare, poate avea 14,2 V, potențialul la pinul 6 al IC se schimbă la 0V, oprind alimentarea la bobina de câmp.

Datorită acestui fapt, curentul din alternator scade, inhibând orice încărcare suplimentară a bateriei. Bateria este astfel oprită de la supraîncărcare.

Acum, pe măsură ce tensiunea bateriei scade sub pragul CA3085 pin6, ieșirea devine din nou ridicată, determinând conducerea tranzistorului și alimentarea bobinei de câmp.

Alternatorul începe să alimenteze bateria, astfel încât să înceapă din nou să se încarce.

Lista de componente

3) Circuitul regulatorului alternatorului auto tranzistorizat

Referindu-ne la diagrama regulatorului curentului de tensiune al alternatorului în stare solidă de mai jos, V4 este configurat ca un tranzistor de trecere în serie care reglează curentul către câmpul alternatorului. Acest tranzistor împreună cu cele două diode de 20 amp sunt fixate pe un radiator extern. Este intrigant să vedem că disiparea V1 nu este cu adevărat foarte mare chiar și în timpul curentului maxim pe câmp, mai degrabă doar la 3 amperi.

Cu toate acestea, în loc de gama medie la care căderea de tensiune pe câmp corespunde cu cea a tranzistorului V1 provocând o disipare maximă de cel mult 10 wați.

Dioda D1 oferă protecție tranzistorului de trecere V4 împotriva vârfurilor inductive generate în bobina de câmp de fiecare dată când comutatorul de contact este oprit. Dioda D2 care transferă întregul curent de câmp furnizează o tensiune de lucru suplimentară pentru tranzistorul driver V2 și garantează că tranzistorul de trecere V4 ar putea fi întrerupt la temperaturi mari de fundal.

Tranzistorul V3 funcționează ca un driver pentru V4 și o oscilare a curentului de bază de la 3 ma la 5 ma pe acest tranzistor permite comutarea totală „pornită” până la „oprire” totală a V4.

Rezistorul R8 oferă o cale pentru curent în timpul temperaturilor excesive. Condensatorul C1 este esențial pentru a proteja împotriva oscilației regulatorului din cauza buclei de câștig mare care se creează în jurul sistemului. Un condensator de tantal este recomandat aici pentru o precizie sporită.

Elementul primar al circuitului de detectare a controlului este inclus în amplificatorul diferențial echilibrat format din tranzistoarele V1 și V2. S-a acordat o preocupare specială aspectului acestui regulator de alternator pentru a se asigura că nu există probleme de temperatură. Pentru a realiza acest lucru, rezistențele cele mai legate trebuie să fie tipuri de plăgi.

Potențiometrul de control al tensiunii R2 merită o atenție specială, deoarece nu trebuie să se îndepărteze niciodată de setările sale din cauza vibrațiilor sau a condițiilor extreme de temperatură. Ghiveciul de 20 ohmi utilizat în acest design a funcționat în mod ideal pentru acest program, cu toate acestea, aproape orice ghiveci Wirewound bun în stil rotativ ar putea fi foarte bine. Soiurile de trimpot rectiliniu trebuie evitate în acest design al regulatorului de curent de tensiune al alternatorului auto.

4) Circuit încărcător regulator curent tensiune alternator auto IC 741

Acest circuit oferă gestionarea în stare solidă a încărcării bateriei. Înfășurarea câmpului alternatorului este stimulată la început prin becul de aprindere la fel ca într-o metodă tradițională.

Curentul care se deplasează de-a lungul terminalului WL se deplasează prin Q1 către terminalul F, apoi în cele din urmă pe bobina de câmp. De îndată ce motorul este alimentat, curentul din dinamul mașinii se deplasează prin D2 la Q1. Lampa indicatoare de aprindere se estompează deoarece tensiunea terminalului WL depășește cea a bateriei. De asemenea, curentul se deplasează prin D5 către baterie.

În acest moment, IC1, care este echipat ca un comparator, detectează tensiunea bateriei. Atunci când această tensiune la intrarea care nu inversează devine mai mare decât intrarea inversantă (fixată la 4,6 volți prin zener D4) face ca ieșirea amplificatorului operațional să crească.

Curentul trece ulterior prin D3 și R2 către baza Q2 și îl pornește instantaneu. Ca urmare, această acțiune motivează baza Q1 pentru a o opri și a elimina curentul aplicat pe înfășurarea câmpului. Ieșirea alternatorului scade acum, provocând scăderea corespunzătoare a tensiunii bateriei.

Această procedură asigură menținerea constantă a tensiunii bateriei și nu este permisă supraîncărcarea acesteia. tensiunea de încărcare completă a bateriei poate fi modificat prin RV1 la aproximativ 13,5 volți.

Pe parcursul condiții de vreme rece în timp ce porniți mașina, tensiunea bateriei poate scădea semnificativ. De îndată ce motorul a aprins, rezistența internă a bateriei devine, de asemenea, destul de scăzută, forțând-o să tragă prea mult curent din alternator și ducând astfel la o posibilă deteriorare a alternatorului. Pentru a restricționa acest consum mare de curent, rezistorul R4 este introdus în terminalul de alimentare primară de la alternator.

Rezistența R4 este selectată asigurându-vă că la cel mai mare curent posibil (în mod obișnuit 20 amperi) se generează 0,6 volți peste ea, ceea ce determină pornirea Q3. În momentul în care Q3 activează curentul se deplasează prin linia electrică prin R2 către baza Q2, pornind-o, care apoi oprește Q1 și întrerupe curgerea curentului la înfășurarea câmpului. Din acest motiv, dinamo sau ieșirea alternatorului scade acum.

Nu este necesar să se facă modificări la cablajul original al alternatorului din mașină. Circuitul ar putea fi închis într-o cutie de regulator veche, Q1, Q2 și D5 trebuie să fie atașate la un radiator dimensionat corespunzător.