4 tutkittua kiinteän tilan auton vaihtovirtageneraattorin säätöpiiriä

Alla selitetyt 4 yksinkertaista auton jännitevirtasäätimen piiriä luodaan välittömäksi vaihtoehdoksi mille tahansa vakiosäätimelle, ja vaikka se on kehitetty pääasiassa dynamolle, se toimii yhtä tehokkaasti laturin kanssa.

Jos perinteisen auton vaihtovirtageneraattorin jännitesäätimen toimintaa analysoidaan, on hämmästyttävää, että tällaiset säätimet ovat usein yhtä luotettavia kuin ne ovat.

Vaikka suurin osa nykyaikaisista autoista on varustettu kiinteän tilan jännitesäätimillä laturin jännitteen ja virran säätämiseksi, saatat silti löytää lukemattomia aikaisempia autoja, joihin on asennettu sähkömekaaniset jännitesäätimet, jotka ovat mahdollisesti epäluotettavia.

Kuinka sähkömekaaninen auton säädin toimii

Sähkömekaanisen vaihtovirtageneraattorin jännitteen säätimen vakiotoiminta voidaan selittää alla:

Kun moottori on joutokäyntitilassa, dynamo alkaa saada kenttävirtaa sytytysvaroitusvalon kautta.

Tässä asennossa dynamon ankkuri pysyy irrallaan akusta, koska sen lähtö on pienempi kuin akun jännite, ja akku alkaa purkautua sen läpi.

Kun moottorin nopeus alkaa kasvaa, myös dynamon lähtöjännite alkaa nousta. Heti kun se ylittää akun jännitteen, rele kytketään PÄÄLLE, joka yhdistää dynamon ankkurin akkuun.

Tämä käynnistää akun lataamisen. Jos dynamoteho nousee vielä enemmän, ylimääräinen rele aktivoituu noin 14,5 voltilla, mikä katkaisee dynamokentän käämityksen.

Kentän virta heikkenee, kun lähtöjännite alkaa pudota ylöspäin, kunnes tämä rele deaktivoituu. Tässä vaiheessa rele kytkeytyy jatkuvasti päälle / pois päältä toistuvasti ylläpitämällä dynamon tehoa 14,5 V.

Tämä toimenpide suojaa akkua ylikuormitukselta.

Siellä on myös kolmas rele, joka sisältää sen kelan käämityksen sarjassa dynamon lähdön kanssa, jonka läpi koko dynamon lähtövirta kulkee.

Kun dynamon turvallinen lähtövirta nousee vaarallisen korkeaksi, johtuu liian tyhjentyneestä akusta, tämä käämi aktivoi releen. Tämä rele irrottaa nyt dynamon kenttäkäämityksen.

Toiminnolla varmistetaan, että vain perusteorialla ja ehdotetun auton jännitevirtasäätimen erityisellä piirillä voi olla erilaisia ​​tietoja riippuen auton tietyistä mitoista.

1) Tehotransistoreiden käyttö

Esitetyssä mallissa katkaisurele korvataan D5: llä, joka esijännittyy heti, kun dynamolähtö laskee akun jännitteen alapuolelle.

Tämän seurauksena akku ei pysty purkautumaan dynamoon. Jos sytytys käynnistetään, dynamokentän käämitys saa virran ilmaisimen ja T1: n kautta.

Diodi D3 on integroitu, jotta vältetään virran kuluminen kenttäkäämisestä laturin pienentyneen ankkurivastuksen vuoksi. Kun moottorin nopeus kasvaa, dynamon teho nousee suhteellisesti ja alkaa tuottaa omaa kenttävirtaansa D3: n ja T1: n avulla.

D3: n katodipuolen jännitteen noustessa varoitusvalo himmenee vähitellen, kunnes se sammuu.

Kun dynamon teho saavuttaa noin 13-14 V: n, akku alkaa latautua uudelleen. IC1 toimii kuin jännitteen vertailija, joka seuraa dynamon lähtöjännitettä.

Kun dynamon lähtöjännite lisää op-vahvistimen invertoivan tulon jännitettä, on aluksi suurempi kuin ei-invertoivassa tulossa, joten IC-lähtöä pidetään alhaisena ja T3 pysyy kytkettynä pois päältä.

Heti kun lähtöjännite nousee yli 5,6 V: iin, D4 säätää ja ohjaa käänteistä tulojännitettä tällä tasolla.

Kun lähtöjännite ylittää määritetyn suurimman potentiaalin (asetettu P1: n kautta), IC1: n ei-invertoiva tulo tulee korkeammaksi kuin kääntyvä tulo, jolloin IC1-lähtö muuttuu positiiviseksi. Tämä aktivoi T3: n. joka kytkee pois päältä T2 ja T1 estäen dynamokentän virran.

Dynamokentän virta heikkenee ja lähtöjännite alkaa laskea, kunnes vertailija palaa takaisin. R6 syöttää useita satoja millivoltteja hystereesiä, mikä auttaa piiriä toimimaan kuin kytkinsäädin. T1 on joko kytketty kovemmin päälle tai se on katkaistu siten, että se haihtaa melko pienen tehon.

Nykyiseen sääntelyyn vaikuttaa T4. Kun virta R9: n avulla on suurempi kuin valittu korkein taso, sen ympärillä oleva jännitehäviö saa T4: n kytkeytymään päälle. Tämä nostaa potentiaalia IC1: n ei-invertoivassa tulossa ja eristää dynamokentän virran.

R9: lle valittu arvo (0,033 Ohm / 20 W, joka koostuu 10nos 0,33 Ohm / 2 W vastuksista rinnakkain) sopii optimaalisen lähtövirran saamiseksi jopa 20 A: iin. Jos halutaan suurempia lähtövirtoja, R9-arvo voisi olla vähentää asianmukaisesti.

Laitteen lähtöjännite ja virta on kiinnitettävä asettamalla P1 ja P2 asianmukaisesti vastaamaan alkuperäisen säätimen standardeja. T1 ja D5 tulee asentaa jäähdytyselementteihin, ja ne on eristettävä tiukasti alustasta.

2) Yksinkertaisempi auton vaihtovirtageneraattorin jännitesäädin

Seuraava kaavio esittää puolijohteisen auton vaihtovirtageneraattorin jännitteen ja virranohjauspiirin toisen variantin, jossa käytetään vähimmäismäärää komponentteja.

Normaalisti, kun akun jännite on täyden lataustason alapuolella, säätimen IC CA 3085 -lähtö pysyy kytkettynä pois päältä, mikä sallii Darlington-transistorin olla johtavassa tilassa, joka pitää kenttäpuolan jännitteenä, ja laturin toiminnassa.

Koska IC CA3085 on tässä vertailussa perusvertailijana, kun akku latautuu täyteen lataustasoonsa, voi olla ba 14,2 V, IC: n nastassa # 6 oleva potentiaali muuttuu arvoon 0V kytkemällä virran pois kenttäkäämästä.

Tästä johtuen laturin virta hajoaa, mikä estää akun mahdollisen lataamisen. Akun lataaminen on siten estetty.

Nyt kun akun jännite laskee alle CA3085 pin6-kynnyksen, lähtö kasvaa jälleen korkeaksi, mikä saa transistorin johtamaan ja syöttämään kenttäkäämiä.

Laturi alkaa syöttää akkua niin, että se alkaa ladata uudelleen.

Osaluettelo

3) Transistoroitu auton vaihtovirtageneraattorin piiri

Viitaten alla olevaan pesän kiinteän tilan vaihtovirtageneraattorin jännitevirtasäätimen kaavioon, V4 on konfiguroitu kuten sarjapäästötransistori, joka säätelee virtaa laturin kentälle. Tämä transistori ja kaksi 20 ampeerin diodia on kiinnitetty ulkoiseen jäähdytyselementtiin. On kiehtovaa nähdä, että V1: n hajaantuminen ei todellakaan ole kovin korkea edes suurimman kentän virran aikana, pikemminkin vain 3 ampeerin sisällä.

Kuitenkin sen keskialueen sijasta, jolla jännitteen pudotus kentän yli vastaa transistorin V1 aiheuttamaa suurinta hajoamista, joka on enintään 10 wattia.

Diodi D1 suojaa passitransistoria V4 kenttäkäämin sisällä syntyviltä induktiivisilta piikkeiltä aina, kun virtakytkin kytketään pois päältä. Diodi D2, joka siirtää koko kenttävirran, tuottaa ylimääräisen käyttöjännitteen kuljettajatransistorille V2 ja takaa, että passitransistori V4 voidaan katkaista suurilla taustalämpötiloilla.

Transistori V3 toimii kuin ohjain V4: lle, ja 3 - 5 ma: n perusvirta kääntyy tälle transistorille mahdollistamalla V4: n '' päällä '' - 'täysi' pois '-kytkennän.

Vastus R8 tarjoaa reitin virralle liiallisissa lämpötiloissa. Kondensaattori C1 on välttämätön suojaamaan säätimen värähtelyiltä järjestelmän ympärille muodostuvan suuren vahvistussilmukan vuoksi. Tantaalikondensaattoria suositellaan tässä tarkkuuden lisäämiseksi.

Ohjausanturipiirin pääelementti on suljettu tasapainotetussa differentiaalivahvistimessa, joka koostuu transistoreista V1 ja V2. Tämän laturin säätimen asettelulle on kiinnitetty erityistä huomiota sen varmistamiseen, ettei lämpötilan kulkeutumisessa ole ongelmia. Tämän saavuttamiseksi useimpien kytkettyjen vastusten on oltava lankahaavatyyppisiä.

Jännitteenohjauspotentiometri R2 ansaitsee erityistä huomiota, koska sen ei pitäisi koskaan siirtyä pois asetuksistaan ​​tärinän tai äärimmäisten lämpötilojen vuoksi. Tässä mallissa käytetty 20 ohmin potti toimi ihanteellisesti tässä ohjelmassa, mutta melkein kaikki hyvät kiertotyyppiset langalliset potit saattavat olla hienoja. Suoraviivaisia ​​trimpottilajikkeita on vältettävä tässä auton vaihtovirtageneraattorin jännitesäätimen suunnittelussa.

4) IC 741 -generaattorin vaihtovirtageneraattorin laturin piiri

Tämä piiri tarjoaa kiinteän tilan akun latauksen hallinnan. Laturin kenttäkäämitystä stimuloidaan aluksi sytytyslampun kautta aivan kuten perinteisessä menetelmässä.

WL-päätelaitteen yli kulkeva virta kulkee Q1: n kautta F-liittimeen ja sitten lopuksi kenttäpuolalla. Heti kun moottori on käynnissä, auton dynamosta tuleva virta siirtyy D2: n kautta Q1: een. Sytytysmerkkivalo sammuu, koska WL-liitännän jännite ylittää akun jännitteen. Samoin virta kulkee D5: n läpi akkua kohti.

Tässä vaiheessa vertailijana kiinnitetty IC1 havaitsee akun jännitteen. Kun tämä jännite invertoimattomassa tulossa nousee korkeammaksi kuin kääntyvä tulo (kiinnitetty 4,6 volttiin zener D4: n kautta), aiheuttaa op-vahvistimen lähdön nousevan.

Virta kulkee myöhemmin D3: n ja R2: n kautta Q2-kantaa kohti ja kytkee sen heti päälle. Tämän toiminnan seurauksena Q1-tukiasema kytketään pois päältä ja poistetaan kenttäkäämiin käytetty virta. Laturin lähtö laskee nyt, jolloin myös akun jännite laskee vastaavasti.

Tämä toimenpide varmistaa, että akun jännite pidetään aina vakiona eikä sitä saa koskaan ladata yli. akun täysi latausjännite voidaan säätää RV1: n kautta noin 13,5 volttiin.

Aikana kylmät sääolosuhteet auton käynnistyksen aikana akun jännite voi pudota huomattavasti matalaksi. Heti kun moottori on sytyttänyt, myös akun sisäinen vastus laskee melko alhaiseksi, mikä pakottaa sen vetämään liikaa virtaa laturista ja johtaa siten laturin mahdolliseen heikkenemiseen. Tämän suuren virrankulutuksen rajoittamiseksi vastus R4 viedään ensiötehonapaan terminaattorista.

R4-vastus valitaan varmistamalla, että suurimmalla mahdollisella virralla (yleensä 20 ampeeria) syntyy yli 0,6 volttia, mikä saa Q3: n käynnistymään. Heti kun Q3 aktivoi virran, se siirtyy voimajohdon läpi R2: n kautta kohti Q2-kantaa kytkemällä se päälle, mikä sitten sulkee Q1: n ja katkaisee virran kenttäkäämiin. Tämän vuoksi dynamon tai laturin teho laskee.

Auton laturin alkuperäiseen johdotukseen ei tarvitse tehdä muutoksia. Piiri voidaan koteloida vanhaan säätökoteloon, Q1, Q2 ja D5 on kiinnitettävä asianmukaisesti mitoitettuun jäähdytyselementtiin.