4 Solid State Car Alternator Regulator Circuits Udforsket

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





De 4 enkle bilspændingsstrømregulatorer, der er forklaret nedenfor, er oprettet som et øjeblikkeligt alternativ til enhver standardregulator, og selvom det primært er udviklet til en dynamo, fungerer det lige så effektivt med en generator.

Hvis funktionen af ​​en traditionel bilgenerator spændingsregulator analyseres, finder vi det forbløffende, at denne type regulatorer ofte er så tillid som de er.



Mens de fleste moderne biler er udstyret med solid state-spændingsregulatorer for at regulere spændingen og strømudgangen fra generatoren, kan du stadig finde utallige tidligere biler installeret med elektromekanisk type spændingsregulatorer, der tilfældigvis er potentielt upålidelige.

Sådan fungerer elektro-mekanisk bilregulator

Standardfunktionen for en elektromekanisk spændingsregulator til bilgenerator kan være som forklaret nedenfor:



Når motoren er i tomgangstilstand, begynder dynamoen at få en feltstrøm gennem tændingslampen.

I denne position forbliver dynamo-ankeret ikke knyttet til batteriet, da dets output er mindre sammenlignet med batterispænding, og batteriet begynder at aflade gennem det.

Når motorens hastighed begynder at stige, begynder dynamos udgangsspænding også at stige. Så snart det overgår batterispændingen, tændes et relæ, der forbinder dynamo-ankeret med batteriet.

Dette starter opladningen af ​​batteriet. Hvis dynamooutputtet stiger endnu mere, aktiveres et ekstra relæ ved omkring 14,5 volt, hvilket afskærer dynamo-feltviklingen.

Feltstrømmen henfalder, mens udgangsspændingen begynder at falde helt op, indtil dette relæ deaktiveres. Relæet tænder / slukker konsekvent gentagne gange og opretholder dynamooutputtet ved 14,5 V.

Denne handling beskytter batteriet mod overopladning.

Der er også et 3. relæ, der indeholder sin spolevikling i serie med dynamooutputtet, hvorigennem hele dynamooutputstrømmen passerer.

Når dynamos sikre udgangsstrøm bliver farligt høj, kan det skyldes overafladet batteri, aktiverer denne vikling relæet. Dette relæ frigør nu dynamoens feltvikling.

Funktionen sikrer, at kun den grundlæggende teori og det specifikke kredsløb for den foreslåede bilspændingsstrømregulator kan have forskellige specifikationer afhængigt af en specifik bilmål.

1) Brug af strømtransistorer

I det angivne design erstattes udskæringsrelæet med D5, som bliver omvendt forspændt, så snart dynamooutputtet falder til under batterispændingen.

Batteriet kan derfor ikke udledes i dynamoen. Hvis tændingen startes, får dynamo-feltviklingen strøm gennem kontrollampelyset og T1.

Diode D3 er inkorporeret for at undgå, at der trækkes strøm fra feltspolen på grund af generatorens reducerede ankermodstand. Når motorens hastighed øges, stiger output fra dynamoen proportionalt og begynder at levere sin egen feltstrøm ved hjælp af D3 og T1.

Efterhånden som katodesidespændingen på D3 går op, dæmpes advarselslyset gradvist, indtil det falmer.

Når dynamooutputtet når op på omkring 13-14 V, begynder batteriet at oplades igen. IC1 fungerer som en spændingskomparator, der sporer dynamoudgangsspændingen.

Da dynamo-udgangsspændingen øges, er spændingen på op-amp-inverteringsindgangen først større end ved den ikke-inverterende input, hvorfor IC-udgangen holdes lav, og T3 forbliver slukket.

Så snart udgangsspændingen går højere end 5,6 V, reguleres og styres den inverterende indgangsspænding på dette niveau af D4.

Når udgangsspændingen går forbi det specificerede højeste potentiale (indstillet gennem P1), bliver den ikke-inverterende indgang på IC1 højere end den inverterende indgang, hvilket får IC1-udgangen til at ændre sig til positiv. Dette aktiverer T3. som slukker for T2 og T1 og hæmmer strømmen til dynamofeltet.

Dynamofeltstrømmen henfaldes nu, og udgangsspændingen begynder at falde, indtil komparatoren vender tilbage igen. R6 leverer flere hundrede millivolt hysterese, som hjælper kredsløbet til at fungere som en switch-regulator. T1 er enten skiftet hårdere TIL eller er afskåret således, at den spreder ret lav effekt.

Nuværende regulering påvirkes gennem T4. Når strømmen ved hjælp af R9 er højere end det valgte højeste niveau, resulterer spændingsfaldet omkring det i, at T4 tænder. Dette hæver potentialet ved den ikke-inverterende input af IC1 og isolerer dynamofeltstrømmen.

Den valgte værdi for R9 (0,033 Ohm / 20 W, der består af 10 nos af 0,33 Ohm / 2 W modstande parallelt) er egnet til at få en optimal udgangsstrøm så høj som 20 A. Hvis der ønskes større udgangsstrømme, kan R9-værdien reduceres korrekt.

Enhedens udgangsspænding og strøm skal fastgøres ved passende opsætning af P1 og P2 for at opfylde standarderne for den oprindelige regulator. T1 og D5 skal installeres på køleplader og skal være strengt isoleret fra kabinettet.

2) En enklere regulator til bilspændingsstrøm

Følgende diagram viser en anden variant af en solid state bilgeneratorspænding og strømstyringskredsløb ved hjælp af et minimum antal komponenter.

enkleste bil generator generator spænding nuværende regulator kredsløb

Normalt, mens batterispændingen er under det fulde opladningsniveau, forbliver regulatoren IC CA 3085-udgang slået fra, hvilket gør det muligt for Darlington-transistoren at være i ledende tilstand, hvilket holder feltstrømmen strømført, og generatoren er i drift.

Da IC CA3085 er rigget som en grundlæggende komparator her, når batteriet oplades til dets fulde opladningsniveau, kan være ba 14,2 V, ændres potentialet ved pin nr. 6 på IC til 0V og slukker forsyningen til feltspolen.

På grund af dette forsvinder strømmen fra generatoren, hvilket forhindrer yderligere opladning af batteriet. Batteriet stoppes således fra overopladning.

Nu, når batterispændingen falder til under CA3085 pin6-tærsklen, bliver output igen højt, hvilket får transistoren til at lede og strømforsyner feltspolen.

Generatoren begynder at forsyne batteriet, så det begynder at oplades igen.

Liste over dele

3) Transistoriseret bilgeneratorregulator kredsløb

Idet der henvises til reden solid-state-generator-spændingsstrømregulatordiagram nedenfor, er V4 konfigureret som en serietilpasningstransistor, der regulerer strømmen til generatorens felt. Denne transistor sammen med de to 20 ampere dioder er fastspændt på en ekstern kølelegeme. Det er spændende at se, at spredning af V1 ikke rigtig er meget høj, selv under den maksimale feltstrøm, snarere kun inden for 3 ampere.

Imidlertid i stedet for det midterste interval, hvor spændingsfaldet over feltet svarer til transistoren V1, hvilket forårsager en højeste spredning på ikke mere end 10 watt.

Diode D1 yder beskyttelse til pass-transistoren V4 mod de induktive spidser, der genereres inden i feltspolen, hver gang tændingskontakten slukkes. Diode D2, som overfører hele feltstrømmen, leverer ekstra arbejdsspænding til drivertransistoren V2 og garanterer, at passeringstransistoren V4 kunne afbrydes ved store baggrundstemperaturer.

Transistor V3 fungerer som en driver til V4 og en basestrømssvingning på 3 ma til 5 ma, når denne transistor tillader total 'til' til fuld 'slukket' skift af V4.

Modstand R8 tilbyder en rute for strømmen under for høje temperaturer. Kondensator C1 er vigtig for at beskytte mod svingning af regulatoren på grund af den høje forstærkningssløjfe, der oprettes omkring systemet. En tantalkondensator anbefales her til øget præcision.

Det primære element i kontrolfølsom kredsløbet er lukket inde i den afbalancerede differentiale forstærker, der består af transistorer V1 og V2. Særlig bekymring var blevet givet til layoutet af denne generatorregulator er at sikre, at der ikke er problemer med temperaturdrift. For at opnå dette skal de fleste sammenkoblede modstande være tråd-sårede typer.

Spændingskontrolpotentiometeret R2 fortjener specifik overvejelse, da det aldrig bør bevæge sig væk fra dets indstillinger på grund af vibrationer eller ekstreme temperaturforhold. 20-ohm-potten, der blev brugt i dette design, fungerede ideelt godt til dette program, men næsten enhver god Wirewound-pot i roterende stil kan være fint. De retlinede trimpotsorter skal undgås i denne bilgenerator spændingsstrømregulator design.

4) IC 741 bilgenerator spændingsstrømregulator oplader kredsløb

Dette kredsløb tilbyder solid state-styring af batteriopladning. Generatorens feltvikling stimuleres i starten gennem tændingspæren ligesom i en traditionel metode.

Strøm, der bevæger sig over WL-terminalen, bevæger sig via Q1 til F-terminalen og derefter endelig på feltspolen. Så snart motoren er tændt, flytter strøm fra bilens dynamo gennem D2 til Q1. Tændingslampen forsvinder, da WL-terminalens spænding overstiger batteriets. Strømmen bevæger sig ligeledes gennem D5 mod batteriet.

På dette tidspunkt registrerer IC1, der er rigget som en komparator, batterispændingen. Når denne spænding på den ikke-inverterende indgang bliver højere end den inverterende indgang (fastspændt ved 4,6 volt via zener D4) får output fra forstærkeren til at gå højt.

Strømmen passerer derefter via D3 og R2 mod Q2-basen og tænder den øjeblikkeligt. Denne handling bevirker, at Q1-basen slukker for den og fjerner strømmen, der anvendes på feltviklingen. Generatorudgangen falder nu, hvilket får batterispændingen til at falde tilsvarende.

Denne procedure sikrer, at batterispændingen altid holdes konstant og aldrig må overoplades. Det batteriets fulde opladningsspænding kan justeres gennem RV1 til ca. 13,5 volt.

I løbet af kolde vejrforhold mens du starter bilen, kan batterispændingen falde betydeligt lavt. Så snart motoren har tændt, bliver batteriets interne modstand også ret lav, hvilket tvinger det til at trække for meget strøm fra generatoren og dermed føre til en mulig forringelse af generatoren. For at begrænse dette høje strømforbrug indføres modstanden R4 i den primære strømterminal fra generatoren.

R4-modstanden vælges og sørger for, at der ved den højest mulige strøm (almindeligvis 20 ampere) genereres 0,6 volt over den, hvilket får Q3 til at tænde. I det øjeblik Q3 aktiverer strøm, bevæger sig gennem kraftledningen gennem R2 mod Q2-basen, tænder den, som derefter slukker for Q1 og afskærer strømmen til feltviklingen. På grund af dette falder dynamoen eller generatorens output nu.

Der er ikke behov for ændringer i den originale ledningsføring af generatoren i bilen. Kredsløbet kunne være indkapslet i en gammel regulatorboks, Q1, Q2 og D5 skal være fastgjort til en passende dimensioneret kølelegeme.




Forrige: Mini Audio forstærker kredsløb Næste: 3-pin Solid State Car Turn Indicator Flasher Circuit - Transistorized