Ištirtos 4 kietojo kūno automobilių generatorių reguliatorių grandinės

Toliau paaiškintos 4 paprastos automobilio įtampos srovės reguliatoriaus grandinės yra sukurtos kaip tiesioginė alternatyva bet kuriam standartiniam reguliatoriui ir, nors sukurta daugiausia dinamui, ji veiks vienodai efektyviai su kintamuoju.

Jei analizuojamas tradicinio automobilio kintamosios srovės generatoriaus įtampos reguliatoriaus veikimas, mums atrodo nuostabu, kad tokio tipo reguliatoriai dažnai yra tokie pat patikimi kaip ir jie.

Nors daugumoje šiuolaikinių automobilių yra įrengti kietojo kūno įtampos reguliatoriai, reguliuojantys kintamosios srovės generatoriaus įtampą ir srovę, vis tiek galite rasti daugybę ankstesnių automobilių, kuriuose sumontuoti elektromechaniniai įtampos reguliatoriai, kurie gali būti nepatikimi.

Kaip veikia elektromechaninis automobilio reguliatorius

Standartinis elektromechaninio automobilio kintamosios srovės generatoriaus įtampos reguliatoriaus veikimas gali būti paaiškintas toliau:

Kai variklis veikia tuščiąja eiga, dinamo variklis pradeda veikti per įspėjimo apie uždegimą lemputę.

Šioje padėtyje dinamo armatūra lieka nepritvirtinta prie akumuliatoriaus, nes jo galia yra mažesnė, palyginti su akumuliatoriaus įtampa, ir baterija pradeda joje išsikrauti.

Kai variklio greitis pradeda didėti, dinamo išėjimo įtampa taip pat pradeda didėti. Kai tik viršijama akumuliatoriaus įtampa, įjungiama relė, sujungianti dinamo armatūrą su akumuliatoriumi.

Tai inicijuoja akumuliatoriaus įkrovimą. Tuo atveju, kai dinamo galia dar labiau padidėja, įsijungia papildoma relė maždaug 14,5 voltų įtampoje, kuri nutraukia dinamos lauko apviją.

Lauko srovė silpsta, o išėjimo įtampa pradeda kristi iki šios relės deaktyvacijos. Relė šioje vietoje nuolat įsijungia / išjungiama pakartotinai, išlaikant dinamos išėjimą esant 14,5 V įtampai.

Šis veiksmas apsaugo akumuliatorių nuo perkrovimo.

Taip pat yra trečioji relė su ritės apvija nuosekliai su dinamos išvestimi, per kurią eina visa dinamos išėjimo srovė.

Kai saugi dinamos išėjimo srovė padidėja pavojingai, gali būti dėl pernelyg išsikrovusios baterijos, ši apvija įjungia relę. Ši estafetė dabar atjungia dinamo lauko apviją.

Funkcija užtikrina, kad tik pagrindinė teorija ir konkreti siūlomo automobilio įtampos srovės reguliatoriaus grandinė gali turėti skirtingas specifikacijas, priklausomai nuo konkretaus automobilio matmenų.

1) Naudojant maitinimo tranzistorius

Nurodytame konstrukcijoje išjungimo relę pakeičia D5, kuri įsijungia atvirkščiai, kai tik dinamo išėjimas nukrenta žemiau akumuliatoriaus įtampos.

Dėl to baterija negali išsikrauti į dinamiką. Jei uždegimas įjungiamas, dinamometrinio lauko apvija įsijungia per indikatoriaus lemputę ir T1.

Diodas D3 yra įtrauktas, kad būtų išvengta srovės ištraukimo iš lauko ritės dėl sumažėjusio generatoriaus armatūros pasipriešinimo. Kai variklio greitis didėja, dinamo galia proporcingai didėja ir pradeda tiekti savo lauko srovę naudodama D3 ir T1.

Kai katodo pusės D3 įtampa kyla, įspėjamoji lemputė palaipsniui pritemsta, kol išnyksta.

Kai dinamo galia pasiekia maždaug 13–14 V, akumuliatorius vėl imamas krauti. IC1 veikia kaip įtampos palygintuvas, kuris stebi dinamos išėjimo įtampą.

Kai dinamo išėjimo įtampa padidina įtampą ant op amp invertuojančios įvesties, iš pradžių yra didesnė nei ne invertuojančio įėjimo, todėl IC išėjimas laikomas žemai, o T3 lieka išjungtas.

Kai tik išėjimo įtampa viršija 5,6 V, invertuojančią įėjimo įtampą šiame lygyje reguliuoja ir valdo D4.

Kai išėjimo įtampa praeina per nurodytą didžiausią potencialą (nustatytą per P1), neinvertuojantis IC1 įėjimas tampa didesnis nei invertuojantis įėjimas, todėl IC1 išėjimas pasikeičia į teigiamą. Tai suaktyvina T3. kuris išjungia T2 ir T1, slopindamas srovę į dinamų lauką.

Dabar dinamo lauko srovė nyksta, o išėjimo įtampa pradeda kristi, kol lygintuvas vėl sugrįš. R6 tiekia kelis šimtus milivoltų histerezės, kuri padeda grandinei veikti kaip perjungimo reguliatorius. T1 yra įjungtas sunkiau arba yra išjungtas taip, kad išsklaidytų gana mažą galią.

Dabartinis reguliavimas yra paveiktas per T4. Kai srovė naudojant R9 yra didesnė už pasirinktą aukščiausią lygį, dėl įtampos kritimo aplink ją T4 įsijungia. Tai padidina neinvertuojančio IC1 įėjimo potencialą ir išskiria dinamos lauko srovę.

Pasirinkta R9 vertė (0,033 Ohm / 20 W, sudaryta iš 10nos 0,33 Ohm / 2 W rezistorių lygiagrečiai) yra tinkama optimaliai išėjimo srovei pasiekti iki 20 A. Jei norima didesnių išėjimo srovių, R9 vertė gali būti tinkamai sumažinti.

Prietaiso išėjimo įtampa ir srovė turi būti nustatomi tinkamai nustatant P1 ir P2, kad atitiktų pradinio reguliatoriaus standartus. T1 ir D5 turėtų būti montuojami ant radiatorių ir turi būti griežtai izoliuoti nuo važiuoklės.

2) Paprastesnis automobilio kintamosios srovės įtampos reguliatorius

Šioje diagramoje parodytas kitas kietojo kūno kintamosios srovės generatoriaus įtampos ir srovės valdiklio grandinės variantas, naudojant minimalų komponentų skaičių.

Paprastai, kai akumuliatoriaus įtampa yra žemesnė, pilnas įkrovos lygis, reguliatoriaus IC CA 3085 išėjimas lieka išjungtas, o tai leidžia Darlingtono tranzistoriui būti laidžiuoju režimu, kuris palaiko lauko ritės įtampą, o generatorius veikia.

Kadangi IC CA3085 yra naudojamas kaip pagrindinis palyginamasis elementas, kai akumuliatorius įkraunamas iki pilno įkrovos lygio, ba ba gali būti 14,2 V, IC 6 kontakto potencialas pasikeičia į 0 V, išjungiant maitinimą į th lauko ritę.

Dėl to srovė iš kintamosios srovės generatoriaus susilpnėja, slopindama tolesnį akumuliatoriaus įkrovimą. Taigi akumuliatorius nebekraunamas.

Dabar, kai akumuliatoriaus įtampa nukrenta žemiau CA3085 pin6 ribos, išvestis vėl padidėja, todėl tranzistorius praleidžia laidą ir maitina lauko ritę.

Generatorius pradeda tiekti akumuliatorių, kad jis vėl pradėtų krauti.

Dalių sąrašas

3) Transistorizuoto automobilio generatoriaus reguliatoriaus grandinė

Atsižvelgiant į žemiau pateiktą lizdo kietojo kūno kintamosios srovės generatoriaus įtampos srovės reguliatoriaus schemą, V4 yra sukonfigūruotas kaip nuoseklus tranzistorius, reguliuojantis srovę į generatoriaus lauką. Šis tranzistorius kartu su dviem 20 amp diodais yra pritvirtintas prie išorinio radiatoriaus. Įdomu matyti, kad V1 išsisklaidymas iš tikrųjų nėra labai didelis net per maksimalią lauko srovę, o tik per 3 amperus.

Tačiau vietoj vidutinio diapazono, kai įtampos kritimas lauke atitinka tranzistoriaus V1, sukeliančio didžiausią ne didesnį kaip 10 vatų išsklaidymą.

Diodas D1 apsaugo praeinamąjį tranzistorių V4 nuo indukcinių smaigalių, susidarančių lauko ritėje, bet kuriuo metu išjungus uždegimo jungiklį. Diodas D2, perduodantis visą lauko srovę, suteikia papildomą darbinę įtampą vairuotojo tranzistoriui V2 ir garantuoja, kad praeinantis tranzistorius V4 gali būti išjungtas esant aukštai fono temperatūrai.

Tranzistorius V3 veikia kaip V4 tvarkyklė, o bazinė srovė nuo 3 iki 5 ma svyruoja nuo šio tranzistoriaus, leidžiančią V4 perjungti iš viso į „visiškai“.

Rezistorius R8 siūlo srovės kelią esant per aukštai temperatūrai. Kondensatorius C1 yra būtinas norint apsisaugoti nuo reguliatoriaus svyravimų dėl didelio stiprinimo kontūro, sukurto aplink sistemą. Norint padidinti tikslumą, čia rekomenduojamas tantalo kondensatorius.

Pagrindinis valdymo jutimo grandinės elementas yra uždarytas subalansuotame diferencialiniame stiprintuve, kurį sudaro tranzistoriai V1 ir V2. Ypatingas rūpestis šio generatoriaus reguliatoriaus išdėstymu buvo užtikrinti, kad nekiltų temperatūros dreifavimo problemų. Norėdami tai pasiekti, labiausiai susieti rezistoriai turi būti vielinių žaizdų tipai.

Įtampos valdymo potenciometras R2 nusipelno ypatingo dėmesio, nes jis niekada neturėtų nutolti nuo nustatymų dėl vibracijos ar ekstremalių temperatūros sąlygų. Šioje konstrukcijoje naudojamas 20 omų puodas idealiai veikė šioje programoje, tačiau beveik kiekvienas geras vielinis žirgynas rotaciniu stiliumi gali būti puikus. Šioje automobilio kintamosios srovės generatoriaus įtampos srovės reguliatoriaus konstrukcijoje turi būti vengiama tiesių linijų.

4) IC 741 automobilio kintamosios srovės įtampos srovės reguliatoriaus įkroviklio grandinė

Ši grandinė siūlo kietojo kūno akumuliatorių įkrovimo valdymą. Generatoriaus lauko apvija iš pradžių stimuliuojama per uždegimo lemputę, kaip ir tradiciniu būdu.

Srovė, judanti per WL terminalą, Q1 keliauja į F terminalą, tada galiausiai - ant lauko ritės. Kai tik variklis yra varomas, srovė iš automobilio dinamo juda per D2 į Q1. Uždegimo lemputės lemputė išnyksta, nes WL gnybto įtampa viršija akumuliatoriaus įtampą. Srovė taip pat juda per D5 akumuliatoriaus link.

Šiuo metu IC1, kuris yra pritaikytas kaip palyginamasis elementas, nustato akumuliatoriaus įtampą. Kai ši neinvertuojančio įėjimo įtampa tampa didesnė nei invertuojančiosios įvesties įtampa (pritvirtinta 4,6 voltų įtampoje per „Zener D4“), lemia tai, kad op stiprintuvo išvestis padidėja.

Vėliau srovė praeina per D3 ir R2 link Q2 pagrindo ir akimirksniu ją įjungia. Dėl šio veiksmo Q1 pagrindas išjungiamas ir pašalinama srovė, naudojama lauko apvijoje. Dabar sumažėja generatoriaus išėjimas, todėl atitinkamai sumažėja ir akumuliatoriaus įtampa.

Ši procedūra užtikrina, kad akumuliatoriaus įtampa visada būtų pastovi ir niekada nebūtų leidžiama per daug įkrauti. The akumuliatoriaus įkrovimo įtampa per RV1 gali būti pakoreguotas maždaug iki 13,5 voltų.

Per šaltos oro sąlygos užvedant automobilį, akumuliatoriaus įtampa gali gerokai sumažėti. Kai tik variklis užsidega, vidinė akumuliatoriaus varža taip pat tampa gana maža, todėl jis priverčia iš generatoriaus ištraukti per daug srovės ir taip gali sugesti generatorius. Siekiant apriboti šį didelį srovės suvartojimą, rezistorius R4 įvedamas į pirminį maitinimo terminalą iš generatoriaus.

R4 atsparumas parenkamas užtikrinant, kad didžiausia įmanoma srovė (paprastai 20 amperų) būtų sukurta 0,6 voltų, todėl Q3 įsijungia. Tuo momentu, kai Q3 suaktyvina srovę, elektros linija eina per R2 link Q2 pagrindo, ją įjungiant, kuri tada išjungia Q1 ir nutraukia srovės srautą į lauko apviją. Dėl to dabar sumažėja dinamo arba generatoriaus galia.

Originalios automobilio kintamosios srovės laidų modifikuoti nereikia. Kontūras gali būti įtaisytas senoje reguliatoriaus dėžutėje, Q1, Q2 ir D5 turi būti pritvirtinti prie atitinkamo dydžio radiatoriaus.