간단한 전압 조정기. 계획, 설명

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설명된 자동차용 아마추어 전압 조정기 및 대량 생산 자동차에 장착된 산업용 조정기의 대부분은 발전기 단자에서 변하지 않는 안정적인 전압을 유지하도록 설계되었습니다. 부하가 증가하면(헤드라이트, 팬 및 기타 소비자 켜기) 전선의 전압 강하가 증가하고 이에 따라 온보드 네트워크의 전압이 감소하고 배터리 충전 전류도 감소합니다.

배터리 단자의 전압을 안정화하기 위해 레귤레이터 입력이 배터리에 직접 연결됩니다. 아시다시피 [L] 배터리를 정상적으로 재충전하려면 온도가 낮아짐에 따라 단자의 전압을 높여야 합니다. 따라서 조절기에 의해 안정화되는 전압의 온도 독립성은 큰 단점으로 간주되어야 합니다. 레귤레이터가 엔진룸 온도에 따라 전압을 조절할 수 있다고 해도 이것만으로는 부족하다. 여름에 최적의 성능을 발휘하도록 조정된 레귤레이터는 후드 아래의 공기가 빠르게 따뜻해지고 몇 시간만 운전하면 배터리 자체가 따뜻해지는 겨울에 배터리를 힘든 위치에 놓습니다. 결과적으로 배터리는 충전되지 않은 상태로 유지되며 추운 계절에는 충전해야 합니다.

추운 날씨에 레귤레이터가 최적으로 작동하도록 설정되어 있으면 여름에 배터리를 충전하므로 주기적으로 증류수를 추가해야 합니다. 가장 좋은 해결책은 레귤레이터를 사용하여 배터리 자체의 온도와 단자의 전압을 제어하는 것입니다. 그러한 컨트롤러는 [L]에 설명되어 있지만 다소 복잡하며 온도 센서에 전자기 릴레이와 부족한 스태비스터가 포함되어 있습니다. 여기에 설명된 전압 조정기에는 릴레이가 포함되어 있지 않으며 저전력 실리콘 다이오드가 센서로 사용됩니다. 또한 디자인이 훨씬 더 간단합니다. [L]에 따르면 레귤레이터가 제공해야 하는 필수 절대 전압 온도 계수(TKV)는 -40,5mV/°C 또는 상대 단위 -0,298%/°C입니다.

전압의 거의 동일한 상대 온도 계수에는 순방향 전류가 수 밀리암페어인 저전력 실리콘 다이오드와 직렬로 연결된 여러 다이오드인 스태비스터가 있습니다. 한 다이오드의 절대 TKN은 약 -2mV / ° С이며 전압 강하가 650mV이면 상대 값은 -2 / 650 \u0,307d -1% / ° С입니다. 여러 다이오드 또는 스태비스터 회로의 TKN의 상대 값은 그 수에 의존하지 않습니다. 컨트롤러 회로는 그림 XNUMX에 나와 있습니다.

간단한 전압 조정기. 릴레이 레귤레이터 회로

레귤레이터의 출력 B는 별도의 와이어로 배터리의 양극 단자에 연결되고 출력 I 및 W는 각각 발전기 정류기 브리지의 출력과 여자 권선에 연결됩니다. 레귤레이터의 공통선은 레귤레이터가 설치된 곳에서 차체에 연결됩니다. 4개의 VD11-VD 1 다이오드 체인이 배터리 케이스에 부착되어 있으며 열 접촉이 있습니다. 이 회로는 필요한 TKV와 함께 기준 전압의 온도 종속 소스 역할을 합니다. 자동차 점화가 꺼지면 단자 I에 전압이없고 트랜지스터 VT3-VT1이 닫히고 연산 증폭기 DA4에 공급 전압이 공급되지 않고 트랜지스터 VT6-VT1도 닫히고 초기 트랜지스터 VT2 및 VT1의 컬렉터 전류는 배터리 자체 방전 전류보다 훨씬 적은 배터리에서 소비됩니다. 점화가 켜지면 트랜지스터 VT3-VT3이 열리고 트랜지스터 VT1을 통해 공급 전압이 연산 증폭기 DA2에 공급됩니다. 배터리의 양극 단자에서 트랜지스터 VT5를 통한 전압은 분배기 R6R7R6에 연결되고 저항 R1의 엔진에서 연산 증폭기 DA4의 반전 입력에 연결됩니다. 전압은 다이오드 VD11-VDXNUMX 회로에서 연산 증폭기의 비반전 입력에 적용됩니다.

엔진이 꺼져있는 동안 저항 R6 엔진에서 가져온 전압은 VD4-VD11 다이오드의 전압 강하보다 적고 연산 증폭기 출력의 전압은 배터리 전압에 가깝고 트랜지스터 VT4-VT6은 열리면 전류는 발전기의 여자 권선을 통해 흐릅니다. 엔진 시동 후 발전기가 전류 생성을 시작하고 배터리 전압이 증가하고 연산 증폭기 DA1 스위치, 트랜지스터 VT4-VT6 닫기, 전류. 발전기에 의해 생성 된 전류는 감소하고 그 결과 연산 증폭기가 다시 전환되고 발전기의 여자 권선을 통해 전류가 증가합니다. 트랜지스터 VT4-VT6의 개폐는 수십 또는 수백 헤르츠의 주파수에서 발생하여 배터리 단자에서 필요한 전압을 유지합니다. 저항 R12를 통한 포지티브 피드백은 연산 증폭기 히스테리시스를 제공하고 연산 증폭기를 슈미트 트리거로 바꿉니다. 제너 다이오드 VD2는 연산 증폭기의 출력 전압을 트랜지스터 VT4의 스위칭 임계값과 일치시킵니다. 특히 주목할만한 것은 레귤레이터의 정상 작동 모드에서 닫히는 제너 다이오드 VD1의 역할입니다. 그렇지 않은 경우 VD4-VD11 온도 센서로 연결되는 전선이 끊어지면 전류가 발전기의 여자 권선을 통해 지속적으로 흐르고 온보드 네트워크의 전압이 크게 증가하여 둘 다 위험합니다 배터리 및 기타 전기 소비자를 위해. 온도 센서가 꺼지면 제너 다이오드 VD1이 열리고 모범 전압 소스로 작동하기 시작합니다. 온보드 네트워크의 전압은 증가하지만 부재만큼 중요하지 않습니다.

디자인

다이오드 VD4-VD11을 제외한 조정기의 모든 요소는 93mm 두께의 유리 섬유로 만들어진 60x1,5mm 크기의 인쇄 회로 기판에 배치됩니다. 보드 도면은 그림 2에 나와 있습니다.

간단한 전압 조정기. 인쇄 회로 기판

VT6 트랜지스터는 두 개의 황동 부싱에 방열판 없이 보드에 장착되며 베이스 및 이미 터 리드는 보드에 직접 납땜됩니다. 이 보드는 24개의 나사산 황동 기둥에 있는 전기 기계식 릴레이 조절기 RR-80의 하우징에 설치하도록 설계되었습니다. 출력은 케이스의 해당 출력입니다. 온도 센서는 크기가 30x2x50mm인 패키지로 접힌 8개의 플레이트, 황동 0,14개 및 유리 섬유 XNUMX개로 구성됩니다. 중간 유리 섬유 판의 대략 중간에서 XNUMXxXNUMXmm 크기의 창이 잘립니다. 직렬로 연결된 XNUMX개의 다이오드가 이 공간에 배치됩니다. MGTF-XNUMX 와이어의 결론은 중간 판에 톱질된 좁은 홈에 놓인 PVC 튜브에 배치됩니다.

전체 구조는 에폭시 퍼티로 함께 접착되며 중판의 내부 공동도 채워집니다. 황동판은 접착하기 전에 주석 도금해야 하며 센서의 모든 부품은 완전히 탈지해야 합니다. 센서 리드는 PCB의 해당 지점에 직접 납땜됩니다. 신뢰성을 위해 작은 클램프로 조절기 본체에 결론을 추가로 부착하는 것이 바람직합니다. 황동판으로 센서를 가열된 매스틱에 살짝 눌러 배터리를 채웁니다. 매스틱 충전물이 없는 경우 휠 챔버에서 잘라낸 고무 링으로 배터리 케이스 측면의 평평한 부분에 황동판을 눌러야 합니다. 레귤레이터의 결론 B가 더 편리합니다. 배터리의 양극 단자가 아니라 스타터의 양극 전류 클램프에 연결하십시오.

세부

컨트롤러에서는 KT3102A(VT1, VT3, VT4) 및 KT208K(VT2) 대신 해당 구조의 거의 모든 저전력 실리콘 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 트랜지스터 VT5는 최소 150mA의 콜렉터 전류를 허용해야 합니다. 여기에서 문자 인덱스와 함께 KT208, KT209, KT313, KT3108, KT814, KT816 시리즈의 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 금속 케이스의 트랜지스터가 선호됩니다. 제너 다이오드 VD2 - 3,3 ... 7 V의 전압에 해당합니다.

VD3 다이오드는 최소 3A의 직류에 사용할 수 있습니다. 양극이 케이스에 있으므로 KD206 시리즈의 다이오드를 보드에 장착하는 것이 편리합니다. 커패시터 C1, C2, C4 - KM5 또는 KM6, C3 - K53-1 또는 K53-4. K50 또는 K52 시리즈의 커패시터를 사용하는 것은 바람직하지 않습니다. 스로틀 L1 - DM-0,1; 고정 저항 - MT 또는 MLT, 튜닝 R6 - SPZ-19a.

조정하다 장치는 특정 순서를 따릅니다. 먼저 조정기의 출력 B와 케이스에 최대 16,5V의 가변 DC 전압 소스를 연결하고 여기에서 소비되는 전류를 측정합니다. 100µA 마이크로 전류계의 포인터는 눈에 띄게 벗어나서는 안됩니다. 다음으로 전압계가 병렬로 연결된 공통 와이어 (또는 전압 120 ... 2 V의 저전력 백열등)와 함께 Ш 단자와 공통 와이어 사이에 18 W 전력의 24 옴 저항이 연결됩니다.

출력 I는 동일한 소스에 연결되어 전압을 13,6V로 설정하고 저항 R6은 소스 전압이 13,6V 이상으로 증가하고 이 값 미만의 전압 강하에서 공급 전압에 가깝습니다. 그런 다음 VD4-VD11 다이오드 회로가 꺼지고 VD1 제너 다이오드가 선택되어 16 ... 16,5 V의 전원 공급 장치 전압에서 레귤레이터의 유사한 스위칭을 달성합니다. 선택할 때 필요한 경우 하나를 켤 수 있습니다. 1개의 저전력 실리콘 다이오드를 직접 연결합니다. 보다 정확한 조정이 차량에서 수행됩니다. 배터리를 완전히 충전한 후 전압계(가급적 디지털)는 부하 없이 단자의 전압을 측정합니다. 스타터 없이 엔진이 시동되고 저항 R6이 배터리 단자에서 측정된 전압 값을 설정합니다. 자동차에 전류계가 있는 경우 장치의 올바른 조정 기준은 평균 크랭크축 속도와 충전된 배터리로 엔진을 시동한 후 5 ~ 10분의 충전 전류 값일 수 있습니다. 전류는 포함된 부하의 전력에 관계없이 2~3A 이내여야 합니다.

VD818 및 VD1-VD4 다이오드 대신 기존의 온도 보상 D11E 제너 다이오드로 위에서 설명한 조정기는 GAZ-24 자동차에서 수년 동안 작동했습니다. 여름에는 재충전을 위해 봄과 가을에 배터리에 물을 추가해야했습니다. VD4-VD11 센서를 설치한 후 이러한 작업의 필요성이 사라졌습니다. 다양한 작동 조건에서 엔진의 빠른 시동을 제공하는 확장된 스파크가 있는 사이리스터-트랜지스터 전자 점화 장치와 함께 설명된 전압 조정기를 사용하면 배터리 수명을 XNUMX년으로 늘릴 수 있습니다.

문학

로마노비치 V.A. 열 보상 전압 조정기. - 라디오, 1985, No. 5, p. 24-27.

저자: S. Biryukov; 간행물: radioradar.net

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