Стабилизатор бортовой сети автомобиля

Стабилизатор бортовой сети автомобиля

Сперва хочу поблагодарить Вас за ре-посты, комментарии и Ваше внимание к БЖ автомобиля!

Сегодня пойдет речь о стабилизаторе напряжения бортовой сети автомобиля, который будем интегрировать в борт сеть Pontiac Firebird ))) Громко сказано, все гораздо проще…

Метод подключения : К клеммам АКБ, 2 провода. Один на (+) второй на (-) аккумуляторных клемм.
Характеристика ( как характеризуют данное устройство японо-китайцы, взято из контекста мануала ):
· для всех 12 В транспортных средств
· супер заземление кабеля
· высокая производительность системы
· производительность батареи
· улучшение качества звука
· увеличение крутящего момента
· стабилизированный холостого хода и стабильная работа мотора
· увеличение яркости лампы
· улучшение экономии топлива
· улучшение батареи 🙂

Многообещающе … 🙂

В нашем случае стабилизатор напряжения бортовой сети производителя Rtech, куплен был довольно давно и уже был когда-то установлен на прошлый мой проект. Стабилизатор позиционировали как Японского производства, но мы все прекрасно понимаем что это чистой воды Китай. 阪 市 立 学 Перед продажей был демонтирован, и отложен на будущее… Блок стабилизатора был слегка потрепан своей прошлой жизнью, провода подключения оторваны от клеммников стабилизатора, на фото ниже все видно.

Схема стабилизатора напряжения бортовой сети транспортного средства является достаточно простой. Она содержит в себе стабилизатор напряжения питания микросхемы на резисторе и стабилитроне; устройство генератора коротких импульсов с низким логическим уровнем, частота следования которого не превышает 600 Гц; устройство времязадающего конденсатора, который подключается параллельно в соответствии с участком коллектор-эмиттера транзистора; устройство управляемого генератора тока на транзисторе; измерительное устройство, такое же, как и в прототипе, которое имеет в своем арсенале фильтр нижних частот и содержит резистивный делитель напряжения; стабилитрон и конденсатор. Кроме того к системе будет относиться и мощный полевой транзистор, защитный диод.

Стабилизатор напряжения являет собою электронное (электрическое) или электромеханическое устройство, которое имеет выход и вход по напряжению и предназначается для того, чтобы поддерживать выходное напряжение во всех узких пределах, при условии существенного изменения выходного тока нагрузки и входного напряжения.

Для того чтобы максимально точно разобраться в данном устройстве, чтобы понять принцип его работы и сущность, автомобилисту необходимо будет узнать о конструктивной составной данного устройства и о деталях, посредством которых данное устройство функционирует. Важно заметить, что основу стабилизатора напряжения будет составлять постоянный резистор и подстроечный резистор. Кроме того, в его арсенал будут входить конденсатор, транзистор, стабилитроны, микросхема и диоды.

Если детально изучить и рассмотреть стабилизатора напряжения для автомобиля, вникнуть в саму сущность и схему данного устройства, то можно выяснить, что оно не является таким сложным и нереальным, как это могло бы показаться на первый взгляд.

Поддержание постоянного на­пряжения при увеличении частоты вращения ротора генератора возможно лишь при уменьшении магнитного потока. Уменьшить ток возбуждения, а следовательно, и магнитный поток можно замыка­нием обмотки возбуждения, прерыванием цепи возбуждения или включением последовательно с обмоткой возбуждения добавочно­го резистора.

В систему автоматического регулирования напряжения в бортовой сети автомобиля (рис. 1.20) входит объект регулирования — генератор и регулятор напряжения, состоящий из чувствительного элемента, регулирующего органа и задающего элемента. Обратная связь в системе регулирования осуществляется через чувствительный элемент.

Рис. 1.21. Характер изменения регу­лируемого напряжения Uг, при включении добавочного резистора

где — относительная продолжительность включения резистора;

тогда ток возбуждения —

Рассмотрим скоростную характеристику генератора при работе с регулятором на­пряжения (рис. 1.23). При увеличении частоты вращения от 0 до ns.

Рис. 1.22. Процесс регулирования напряжения при разных значениях частоты вращения генератора

Рис. 1.23. Скоростная характеристика работы при разных значениях частоты вращения генератора.

т. е. пока регулятор напряжения не работает (τв = 0) ток возбужде­ния

При дальнейшем возрастании частоты вращения регулятор на­пряжения начинает работать, поддерживая заданное напряжение. При этом Тв, возрастает от 0 до 1, а ток возбуждения уменьшается до значения, соответствующего постоянно включенному резистору:

Читайте также:  Брелок для шлагбаума программирование

При дальнейшем увеличении частоты вращения напряжение и ток возбуждения начнут возрастать. Таким образом, сопротивление доба­вочного резистора определяет максимальную частоту вращения рото­ра генератора, при которой возможно регулирование напряжения.

1.4.2. Регуляторы напряжения

С переходом на систе­мы электроснабжения с генератором переменного тока регуляторы электронного и смешанного типов практически вытеснили электро­магнитные регуляторы, которые широко применялись в основном с генераторами постоянного тока. Причиной этому явились следую­щие обстоятельства:

— ток возбуждения генераторов переменного тока в 1,5 . 2,0 раза выше, чем генераторов постоянного тока. Контакты электромагнит­ного регулятора напряжения при таких токах имеют низкую надеж­ность и небольшой срок службы;

— одной из основных за­дач, решаемых при переходе на генераторы переменного тока, является повышение срока службы генераторной установки. Электронный ре­гулятор имеет ресурс до 200 . 250 тыс. км пробега, в то время как средний срок службы электромагнитного

регулятора 120 . 150 тыс. км пробега;

— электронный регулятор не содержит подвижных частей, подго­рающих контактных поверхностей и пружин и поэтому не подвер­жен разрегулировкам в процессе эксплуатации, что характерно для электромагнитного регулятора.

Однако на некоторых моделях автомобилей еще устанавливают электромагнитные регуляторы, учитывая их невысокую стоимость.

На рис. 1.24 представлена принципиальная схема регулирова­ния напряжения генератора электромагнитным регулятором.

В качестве примера двухступенчатого регулятора напряжения электромагнитного типа может быть представлен реле — регулятор РР380 (рис.1.25)

Регулировочная характери­стика регулятора напряжения РР380 представлена на рис. 1.26.

Для увеличения тока возбуждения и срока службы регулятора напряжения были разработаны регуляторы смешанного типа. На рис. 1.27. изображена принципиальная схема кон­тактно-транзисторного регулятора смешанного типа, в котором основной ток — ток воз­буждения — проходит через силовой транзистор, а роль контактов сводится к коммутированию небольшого тока управления транзи­стором. Транзистор VT1 работает в режиме ключа. Управляющим органом являются контакты, включенные в цепь базы. Чувстви­тельный элемент — обмотка электромагнита, включенная на напряже­ние генератора.

При напряжении генератора, меньшем регулируемого, транзи­стор VT1 открыт, так как имеется его ток базы. Сопротивление цепи возбуждения определяется лишь сопротивлением обмотки и с уве­личением частоты вращения ротора напряжение генератора воз­растает. При напряжении генератора выше регулируемого усилие электромагнита преодолевает сопротивление пружины и контакты замыкаются. В результате этого шунтируется переход «эмиттер-база», транзистор закрывается и сопротивление цепи возбуждения увеличивается, так как ток возбуждения проходит по добавочному резистору Rд. Уменьшение тока возбуждения вызывает уменьше­ние магнитного потока, ЭДС напряжения, что в свою очередь при­водит к ослаблению усилия электромагнита, и контакты разомкнут­ся. Этот процесс повторяется периодически и напряжение генера­тора колеблется около регулируемого значения.

Регулятора напряжения смешанного типа имеет регулятор на­пряжения РН с германиевым транзистором VT1 и реле защи­ты РЗ.

Чувствительным элементам является обмотка РН, которая включена по схеме с ускоряющим резистором R1. Эмиттерная цепь включает диод VD2, служащий для обес­печения необходимого закрывающего напряжения на входе транзи­стора.

После включения замка зажигания ВЗ до момента срабатывания регулятора напряжения, ток возбуждения проходит по следующим цепям:

клемма «ВЗ» -> диод VD2 -> «эмиттер-коллектор» VT1 —> клемма «Ш» -> обмотка возбуждения -> «масса». Помимо указанных цепей, ток идет по обмотке РН: клемма «ВЗ» —> диод VD2 —> ускоряющий резистор R1 —> обмотка HP -> термоком­пенсационный резистор R-, -> клемма «М» -> «масса».

При достижении регулируемого напряжения контакты РН2 замк­нутся. При этом на базу транзистора будет подан потенциал бата­реи (положительный). Потенциал эмиттера становится несколько ниже потенциала базы за счет падения напряжения на диоде VD2. Транзистор закрывается. В этом случае ток возбуждения, протекая по последовательно соединенным резисторам R1 и Rд, уменьшает­ся, что приводит к уменьшению магнитного потока обмотки возбуж­дения и напряжения генератора. При этом контакты РН2 размыка­ются, транзистор открывается и описанный процесс повторяется, обеспечивая постоянство регулируемого напряжения. При измене­нии тока в обмотке возбуждения индуцируется ЭДС самоиндукции, достигающая нескольких сотен вольт. Для устранения перенапря­жения применяется гасящий диод VD3. Ток самоиндукции замыка­ется по цепи: «-» обмотки возбуждения —> гасящий диод VD3 -> клемма «М» —> «+» обмотки возбуждения.

Читайте также:  Что такое светодиодная подсветка в телевизоре

При малой частоте вращения ротора генератора потенциал точ­ки а выше потенциала точки б и ток идет от а к б по обмотке реле защиты РЗ и резистору обратной связи R2. С увеличением частоты вращения разность потенциалов между точками а и б уменьшается, а затем меняется на противоположную. Однако сила тока, проте­кающего по РЗ как в прямом, так и в обратном направлении, незна­чительна, поэтому контакты РЗ остаются разомкнутыми. При корот­ком замыкании обмотки возбуждения на «массу» напряжение гене­ратора падает и замыкаются контакты РН1. При этом обмотка РЗ попадает под полное напряжение батареи, что приводит к замыка­нию контактов РЗ. В этом случае на базу транзистора подается «+» батареи и транзистор закрывается, что предохраняет его от пере­грузки током.

Преимущество контактно-транзисторных регуляторов заключается в том, что контакты, будучи нагружены малым током, работают в гораз­до более легких условиях — не подгорают и не изнашиваются. Кроме того, сила тока возбуждения определяется лишь характеристиками транзистора и не влияет на работоспособность контактов.

Недостатком регулятора смешанного типа является нестабиль­ность регулируемого напряжения, так как вследствие старения из­меняются характеристики возвратной пружины регулятора. Поэтому в эксплуатации данный регулятор, так же как и электромагнитный, должен периодически проверяться.

Эти недостатки полностью ис­ключены в электронных регуляторах напряжения, принципиальная схема которого приведена на рис. 1.29, где в цепь возбуждения также включен транзистор, работающий в режи­ме ключа. Функцию чувствительного элемента выполняет стабили­трон VD3. Задающими элементами являются резисторы R1 и R3.

При напряжении генератора ниже регулируемого стабилитрон VD3 закрыт, закрыт транзистор VT2, а транзистор VT1 открыт. Со­противление цепи возбуждения минимально и с увеличением час­тоты вращения ротора напряжение генератора увеличивается.

При напряжении генера­тора выше регулируемого стабилитрон пробивается, транзистор VT2 открывается, что приводит к закрытию транзистора VT1, так как на его базу подается положи­тельный потенциал. В цепь возбуждения включается до­бавочный резистор и напря­жение генератора падает. Уменьшение напряжения вызывает закры­вание стабилитрона, закрытие транзистора VT2 и открытие транзисто­ра VT1. Этот процесс повторяется с большой частотой, в результате напряжение генератора колеблется около регулируемого значения.

Электронные регуляторы обладают более высокой надежностью и стабильностью регулируемого напряжения, чем электромагнитные и смешанные. Недостатком является сложность из­менения регулируемого напряжения в условиях эксплуатации.

Выходная цепь регулятора регулятора напряжения Я112-А (рис. 131)

состоит из транзистора VT5, переключающегося с помощью управляющего транзистора VT2 и промежуточного транзистора VT4. Роль чувствительного элемента выполняет стабили­трон VD1, подключенный к входному высокоомному дели­телю напряжения R1, R2.

Схема содержит цепочку обратной связи R4, С1 для повышения четкости переключения транзисторов и уменьшения времени перехода схемы из одного состояния в другое. Конденсатор С2 служит для фильтрации вход­ного напряжения, поступающего на транзистор VT2.

При напряжении в бортовой сети ниже регулируемого транзисторы VT5 и VT4 открыты, так как имеется ток их баз, протекающий по следующей цепи: клемма «В» —> резистор R5—> диод VD3—> ба­за-эмиттер транзистора VT4 —> база-эмиттер транзистора VT5 —> клемма «-» —> «масса». При этом ток возбуждения приходит по сле­дующей цепи: клемма «В» —> клемма «В’» —> обмотка возбуждения генератора —> клемма «Ш» —> коллекторно-эмиттерный переход транзистора VT5—> клемма «-» —> «масса».

Как только напряжение достигает заданного уровня, стабили­трон VD1 пробивается и транзистор VT2 открывается. Сопротивле­ние этого транзистора становится минимальным и шунтирует эмиттерно-базовый переход транзисторов VT5 и VT4, что приводит к их закрыванию. Схема регулятора напряжения переключается в со­стояние, при котором транзистор VT2 открыт, а VT5 и VT4 заперты. Ток возбуждения генератора и выпрямленное напряжение начина­ют падать. При этом стабилитрон и транзистор VT2 закрываются, транзисторы VT5 и VT4 открываются и процесс повторяется.

Читайте также:  Мулинекс мясорубка и овощерезка в одном инструкция

Диод VD3 служит для улучшения закрывания основного транзи­стора при открытом транзисторе VT2 благодаря дополнительному падению напряжения на этом диоде.

Диод VD6 служит для гашения ЭДС самоиндукции обмотки воз­буждения генератора и защиты транзистора от перенапряжения в момент его закрывания.

Электромеханический, в котором с помощью вибрирующих контактов изменяется ток в обмотке возбуждения генератора переменного тока. Работа вибрирующий контактов обеспечивается таким образом, чтобы с ростом напряжения бортовой сети уменьшался ток в обмотке возбуждения. Однако вибрационные регуляторы напряжения поддерживают напряжение с точностью 5-10%, из-за этого существенно снижается долговечность аккумулятора и освети тельных ламп автомобиля.
Электронные регуляторы напряжения бортовой сети типа Я112 , которые в народе называют “шоколадка”. Недостатки этого регулятора известны всем – низкая надежность, обусловленная низким коммутационным током 5А и местом установки прямо на генераторе, что ведет к перегреву регулятора и выходу его из строя. Точность поддержания напряжения остается, несмотря на электронную схему, очень низкой и составляет 5% от номинального напряжения.

Вот поэтому я решил сделать устройство, которое свободно от вышеизложенных недостатков. Регулятор прост в настройке, точность поддержания напряжения составляет 1% от номинального напряжения. Схема, приведенная на рис.1 прошла испытания на многих автомобилях, в том числе и грузовых в течение 2-х лет и показала очень хорошие результаты.


Рис.1.

Принцип работы

При включении замка зажигания напряжение +12В подается на схему электронного регулятора. Если напряжение, поступающее на стабилитрон VD1 с делителя напряжения R1R2 недостаточно для его пробоя, то транзисторы VT1, VT2 находятся в закрытом состоянии, а VT3 – в открытом. Через обмотку возбуждения протекает максимальный ток, выходное напряжение генератора начинает расти и при достижении 13,5 – 14,2В возникает пробой стабилитрона.

Благодаря этому открываются транзисторы VT1, VT2, соответственно транзистор VT3 закрывается, ток обмотки возбуждения уменьшается и снижается выходное напряжение генератора. Снижения выходного напряжения примерно на 0,05 – 0,12В достаточно, чтобы стабилитрон перешел в запертое состояние, после чего транзисторы VT1, VT2 закрываются, а транзистор VT3 открывается и через обмотку возбуждения снова начинает протекать ток. Этот процесс непрерывно повторяется с частотой 200 – 300 Гц, которая определяется инерционностью магнитного потока.

Конструкция

При изготовлении электронного регулятора, следует обратить особое внимание на отвод тепла от транзистора VT3. На этом транзисторе, работающем в ключевом режиме, 1ем не менее выделяется значительная мощность, поэтому его следует монтировать на радиаторе. Остальные детали можно разместить на печатной плате, прикрепленной к радиатору.

Таким образом, получается очень компактная конструкция. Резистор R6 должен быть мощностью не менее 2Вт. Диод VD2 должен иметь прямой ток около 2А и обратное напряжение не менее 400В, лучше всего подходит КД202Ж, но возможны и другие варианты. Транзисторы желательно применить те, которые указаны на принципиальной схеме, особенно VT3. Транзистор VT2 можно заменить на КТ814 с любыми буквенными индексами. Стабилитрон VD1 желательно установить серии КС с напряжением стабилизации 5,6-9В, (типа КС156А, КС358А, КС172А), при этом увеличится точность поддержания напряжения.

Настройка

Правильно собранный регулятор напряжения не нуждается в особой настройке и обеспечивает стабильность напряжения бортовой сети примерно 0,1 – 0,12В, при изменении числа оборотов двигателя от 800 до 5500 об/мин. Проще всего настройку производить на стенде, состоящем из регулируемого блока питания 0 – 17В и лампочки накаливания 12В 5-10Вт. Плюсовой выход блока питания подключают к клемме “+” регулятора, минусовой выход блока питания подключают к клемме “Общ”, а лампочку накаливания подключают к клемме “Ш” и клемме “Общ” регулятора.

Настройка сводится к подбору резистора R2, который изменяют в пределах 1-5 кОм, и добиваются порога срабатывания на уровне 14,2В. Это и есть поддерживаемое напряжение бортовой сети. Увеличивать его выше 14,5В нельзя, поскольку при этом резко сократится ресурс аккумуляторов.

Ссылка на основную публикацию
Смарт часы что они умеют
В этой статье мы поговорим о том, для чего нужны умные часы, а также какими функциями они располагают чаще всего....
Сервер не поддерживает символы не ascii
Многие из нас пользуются замечательным FTP сервером FileZilla Server. Думаю, не я один столкнулся с проблемой некорректного отображения русских букв...
Сервера для обновления nod32 бесплатно
Отличие полной версии от триальной Полные (не триальные) антивирусные базы и программные компоненты Eset Antivirus и Eset Smart Security! Отличия...
Смарт часы самсунг с сим картой
Хотите быть современным и модным человеком? Перестать зависеть от своего громоздкого смартфона? Только представьте, вы можете не брать телефон на...
Adblock detector