|
СХЕМЫ---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 1-50---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 51-100---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 101-150---->
СХЕМЫ АВТОЭЛЕКТРОНИКИ статьи № 151-200
Электронный регулятор напряжения в автомобиле.
А. БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ
Предлагаемый электронный регулятор напряжения для генератора переменного тока автомобиля устанавливается взамен реле-регулятора, например РР-310. Достоинствами электронного регулятора являются простота регулировки, большая точность поддержания напряжения генератора и более высокая надежность, так как в нем нет подгорающих со временем контактов и вообще отсутствуют движущиеся части.
Электрическая схема регулятора приведена на рис. 1.
Рис. 1. Принципиальная схема регулятора напряжения.
От описанных в литературе подобных схем она отличается более точной установкой напряжения генератора и применением простого ограничителя тока.
Работа регулятора основана на управлении временем протекания тока возбуждения в шунтовой обмотке генератора. На клемму Кз через замок зажигания автомобиля подается «плюс» питания от бортовой сети (аккумуляторов, подключенных к клемме Б.). «Минус» питания соединен с клеммой М — массой автомобиля. Основным регулирующим элементом является стабилитрон Д3. Если напряжение в бортовой сети автомобиля превышает заданное, стабилитрон проводит ток, и на резисторе R4 имеется падение напряжения. При этом транзистор Т3 открыт, так как он шунтирует эмиттерный переход транзистора Т2, а последний закрыт. На базу транзистора Т1 не поступает открывающего напряжения, вследствие чего транзистор Т1 также закрыт, и через шунтовую обмотку, подключенную к клемме Ш, ток не протекает. Если же напряжение генератора ниже заданного, стабилитрон Д3 не проводит тока, на резисторе R4 падения напряжения нет, транзистор Т3 закрыт, транзисторы Т2 и Т1 открыты, и в шунтовой обмотке течет ток возбуждения генератора. Поскольку наличие или отсутствие тока шунтовой обмотки соответственно ведет к росту или снижению напряжения генератора, это напряжение все время будет колебаться около значения, установленного регулятором. Размах колебаний будет тем меньше, чем выше скорость переключения регулятора, и чем меньше его гистерезис. Так как инерционность и гистерезис стабилитрона значительно меньше, чем у электромеханических реле, точность поддержания напряжения генератора электронным регулятором более высокая, чем реле-регулятором (колебания напряжения генератора не превышают 0,2 В).
Установка электронного регулятора на необходимое напряжение производится перемещением движка переменного резистора R5 цепи делителя напряжения R5—R7. Этот делитель позволяет регулировать напряжение генератора в пределах 12—15 В. После регулировки движок переменного резистора R5 должен жестко фиксироваться.
Для защиты регулятора от перегрузки в случае замыкания на массу клеммы Ш или при пробое изоляции шунтовой обмотки генератора, когда ток через транзистор Т1 стремится неограниченно возрасти, служит резистор R6. Если ток через регулятор начинает превышать 3А, падение напряжения на резисторе R6 достигает 0,5 В. Это падение напряжения прикладывается между эмиттером и базой транзистора Т3, открывает его, и, следовательно, транзисторы Т1 и Т2 оказываются закрытыми. Таким образом, ток через регулятор не может превысить 3А.
Ограничение тока генератора, подключенного к клемме Г, происходит с помощью резистора R8, через который течет полный ток генератора автомобиля. Если по какой-либо причине этот ток начинает превышать установленное максимальное значение (в данном случае, 25 А), падение напряжения на резисторе R8 открывает транзистор Т4, который, как и транзистор Т3 в подобном случае, закрывает транзисторы Т2 и Т1, прерывая тем самым ток шунтовой обмотки.
Данные деталей электронного регулятора напряжения приведены на рис. 1. Так как указанные элементы не всегда могут оказаться под рукой, ниже приводятся варианты возможных замен и соображения, которыми при этом следует руководствоваться.
Транзистор Т1 должен обеспечить протекание тока шунтовой обмотки 3 А в режиме частого переключения. Этому требованию отвечают транзисторы П4, П209, П210, П216, П217 с любым буквенным индексом. Транзистор Т2 — предварительный усилитель, включенный по схеме с общим коллектором. Его коллекторный ток в Вст раз меньше коллекторного тока транзистора Т1 (3 А). Так как мощные транзисторы часто имеют коэффициент около 10, в качестве Т2 следует использовать транзистор средней мощности: П201 —П203, П213 — П215 (также с любыми буквенными индексами).
В качестве Т3 и Т4 могут быть применены практически любые маломощные кремниевые низкочастотные р-п-р транзисторы. Германиевые транзисторы в этом случае использовать нежелательно, так как регулятор, как правило, устанавливают вблизи двигателя автомобиля и, следовательно, работает он в условиях повышенной температуры. Транзисторы же Т3 и Т4 непосредственно связаны с цепями регулирования, поэтому от них требуется повышенная стабильность.
Диод Д1 защищает транзистор Т1 от пиков э. д. с. самоиндукции, возникающих в шунтовой обмотке в моменты ее выключения. В качестве Д1 могут быть применены диоды Д7, Д226, Д204, Д205 с любыми буквенными индексами.
Диод Д2 также защищает транзистор Т1 от э. д. с. самоиндукции, но так как через него течет полный ток шунтовой обмотки, он должен быть достаточно мощным, на ток не менее 5 А, например Д305, Д247.
Стабилитрон Д3 является источником опорного напряжения и одновременно ключевым элементом, переключающим транзисторы регулятора. Его следует подбирать на напряжение переключения 11,5—12 В из стабилитронов типа Д811, Д813, Д814Г или Д.
Сопротивления резисторов R6 и R8 должны обеспечивать падение напряжения 0,5 В соответственно при токах 3 и 25 А. Они могут быть изготовлены из медного изолированного провода. Для этого на керамическое основание в один слой наматывается для R6 0,69 м провода диаметром 0,31 мм, а для R8— 1,64 м провода 1,35 мм (диаметр указан без изоляции). Переменный резистор R5 (например,
08
типа ППЗ-12) с максимальным сопротивлением 390— 470 Ом должен иметь гайку для фиксации положения движка после регулировки напряжения генератора. Остальные резисторы — любого типа с допусками ±10%. Транзистор Т1 следует установить на небольшом радиаторе (из листа меди или алюминия), остальные элементы — непосредственно на плате. Внешние выводы устройства впаяны в плату стойки.
На рис. 2 изображена печатная плата.
Рис. 2. Печатная плата регулятора напряжения.
Она может быть изготовлена фотоспособом или вырезана из фольгированного гетинакса. Шаг координатной сетки — 5 мм. Места установки элементов на рисунке платы обозначены символами. Черные точки на рисунке — отверстия диаметром 1-1,3 мм для распайки выводов резисторов, диодов и транзисторов. Транзистор Т2 и радиатор транзистора Т1 привинчивают к плате винтами М3. Отверстия диаметром 4,5 мм по углам платы — для крепления к корпусу. Отверстия около букв М, Кз, Ш, Г и Б — для установки выводных штырьков или лепестков. Остальные отверстия — по диаметру устанавливаемых деталей.
Правильно собранный регулятор начинает работать без налаживания.
Если почему-либо установка ограничителя тока генератора будет признана нецелесообразной, как это имеет место в электрооборудовании автомобилей с генераторами Г-502 и реле-регуляторами РР-310, транзистор Т4 и резистор R8 должны быть из схемы исключены. Генератор и батарею аккумуляторов при этом соединяют непосредственно.
|
