Регулятор простой тока: Как сделать простой и мощный регулятор постоянного тока

Содержание

Как сделать простой и мощный регулятор постоянного тока

Очень простой и мощный регулятор без ШИМ и микросхем можно собрать своими руками на транзисторах. Данное устройство подойдет для регулировки постоянного тока до 20 Ампер при напряжении до 55 Вольт. Такую схему можно с успехом использовать в зарядниках, регуляторах нитей накала и тп.

Детали:

Изготовление простого регулятора постоянного тока

Схема строится на основе 4-х N-канальных силовых КМОП-транзисторов HEXFET с обратным диодом, имеющих низкое сопротивление в активном состоянии и высокое быстродействие при переключении.

В нее можно установить lm317, IRF3205N либо IRF1405N (если позволяют финансы). Эти полевики имеют большую мощность рассеивания и повышенную рабочую температуру перехода (до 175 градусов Цельсия), поэтому для нормальной работы устройства необходимо заранее позаботиться о хорошем радиаторе.

Найдя подходящую пластину для охлаждения, крепим на ней «мосфеты» (можно использовать термопасту).

Для удобства дальнейшей сборки лучше разместить их поблизости друг от друга.

Далее на истоках транзисторов подпаиваем буферные нагрузки. Для этого можно использовать готовые резисторы по 11 Вт 0,1 Ом или самостоятельно намотать катушки толстым проводом, как показано на картинке.

Другие концы нагрузок соединяем между собой общей шиной.

Аналогично соединяем отдельными шинами стоки и затворы полевиков. При этом между истоком и затвором первого транзистора помещаем резистор на 22 кОм. На край радиаторной подложки выводим два провода: один красный от стоков транзисторов (подключается напрямую), второй синий от их затворов (подключается через резистор 10 кОм и потенциометр WL 10 K). Их можно приклеить к радиатору суперклеем.

Шину от стоков подпаиваем на левую ножку (вход) переменного резистора, от затворов через сопротивление – на центральную (выход). Провод с его правой ножки соединяем с синим отводом. Сам потенциометр также можно приклеить к радиатору, но изолируя его корпус от пластины.

Теперь крепим к радиатору стабилизатор напряжения на 12 В (L7812CV) и еще один полевой транзистор (IRFZ44N). Оба компонента тщательно изолируем от подложки (лучше несколько прокладок!).

На полевик подпаиваем подстроечный резистор на 10 кОм (W103). Его вторую и третью ножку крепим к затвору транзистора, первую – к истоку.

Между затвором и стоком IRFZ44N ставим терморезистор 10 кОм. Потом его можно «уложить на корпус одного из «мосфетов».

Синюю шину соединяем с «землей» (в данном случае средней ножкой) стабилизатора L7812CV и истоком IRFZ44N. Красную шину подпаиваем ко входу L7812CV. Далее берем кулер на 12 В (к примеру, DC 12 V 0,07 A) и подключаем его красный провод к выходу стабилизатора L7812CV, черный – к стоку IRFZ44N.

Подав на красную и синюю шины питание (12-25 В) убеждаемся, что вентилятор работает, причем скорость его вращения регулируется резистором W103.

Крепим вентилятор к краю основания радиатора, а между синей шиной и шиной истоков IRF3205N включаем «нагрузку» (пять, соединенных параллельно, автомобильных лампочек на 12 В / 21 Вт).

Подав на красную и синюю шины питание 22 В видим, что лампочки загорелись. Регулировать их яркость можно потенциометром.

При увеличении мощности включается вентилятор. Когда 12 В уменьшается до положения короткого замыкания, вентилятор останавливается.

Чтобы не горели полевики при длительной работе устройства, можно добавить резистор 330-500 Ом между потенциометром и отрицательной линией. Также можно поставить простенькую защиту на реле от короткого замыкания.

Смотрите видео

Простой регулятор напряжения — RadioRadar

Большинство описанных любительских регуляторов напряжения для автомобиля, а также промышленные регуляторы, которыми комплектуют серийно выпускаемые машины, предназначены для поддержания неизменяемого стабильного напряжения на выводах генератора. При повышении нагрузки (включении фар, вентилятора и других потребителей) падение напряжения на проводах увеличивается, а напряжение бортсети соответственно уменьшается, уменьшается и ток зарядки аккумуляторной батареи.

Для стабилизации напряжения на зажимах батареи вход регулятора подключают непосредственно к батарее. Как известно [Л], для нормальной подзарядки аккумуляторной батареи напряжение на ее зажимах следует увеличивать при уменьшении температуры. Поэтому независимость стабилизируемого регулятором напряжения от температуры следует считать большим недостатком. Даже если регулятор способен корректировать напряжение в зависимости от температуры подкапотного пространства, то этого недостаточно. Настроенный на оптимальный режим летом, регулятор ставит батарею в тяжелое положение зимой, когда воздух под капотом прогревается быстро, а сама батарея — лишь после нескольких часов езды. В результате батарея остается недозаряженной, и в холодное время года приходится ее подзаряжать.

Если же регулятор настроить на оптимальную работу в холодную погоду, летом батарею он будет перезаряжать, и придется периодически доливать в нее дистиллированную воду. Наилучшим решением является контролирование регулятором температуры самой батареи и напряжения на ее зажимах. Именно такой регулятор описан в [Л], но он довольно сложен, содержит электромагнитное реле и дефицитные стабисторы в датчике температуры. Описываемый здесь регулятор напряжения не содержит реле, в качестве датчика использованы маломощные кремниевые диоды. Кроме того, он существенно проще по схеме. Согласно [Л], необходимый абсолютный температурный коэффициент напряжения (ТКН), который должен обеспечивать регулятор, равен -40,5 мВ/°С или в относительных единицах -0,298 %/°С.

Примерно такой же относительный температурный коэффициент напряжения имеют моломощные кремниевые диоды при прямом токе в несколько миллиампер, атакжестабисторы, представляющие собой несколько включенных последовательно диодов. Абсолютный ТКН одного диода — около -2 мВ/°С, что при падении напряжения на нем 650 мВ дает относительное значение -2/650= -0,307%/°С. Отметим, что относительное значение ТКН цепи из нескольких диодов или стабисторов не зависит от их числа. Схема регулятора изображена на рис.1.

Вывод Б регулятора подключают отдельным проводом к плюсовому зажиму батареи, выводы Я и Ш — к выходу выпрямительного моста генератора и к его обмотке возбуждения соответственно. Общий провод регулятора соединен с корпусом автомобиля в месте установки регулятора. Цепь из восьми диодов VD4-VD 11 прикреплена к корпусу батареи и имеет тепловой контакт с ним. Эта цепь служит термозависимым источником образцового напряжения с необходимым ТКН. При выключенном зажигании автомобиля напряжение на выводе Я отсутствует, транзисторы VT1-VT3 закрыты, напряжение питания на операционный усилитель DA1 не поступает, транзисторы VT4-VT6 также закрыты, от батареи потребляется лишь начальный ток коллектора транзисторов VT1 и VT2, который неизмеримо меньше тока саморазрядки батареи. При включении зажигания открываются транзисторы VT1-VT3, через транзистор VT3 напряжение питания поступает на ОУ DA1. Напряжение с плюсового зажима батареи через транзистор VT2 подведено к делителю R5R6R7, а с движка резистора R6 — на инвертирующий вход ОУ DA1. На неинвертирующий вход ОУ напряжение подано с цепи диодов VD4-VD11. Пока двигатель выключен, напряжение, снимаемое с движка резистора R6, меньше падения напряжения на диодах VD4-VD11, на выходе ОУ напряжение близко к напряжению аккумуляторной батареи и транзисторы VT4-VT6 открыты, через обмотку возбуждения генератора течет ток. После запуска двигателя генератор начинает вырабатывать ток, напряжение на батарее увеличивается, операционный усилитель DA1 переключается, транзисторы VT4-VT6 закрываются, ток. вырабатываемый генератором, спадает, в результате чего снова происходит переключение ОУ и увеличение тока через обмотку возбуждения генератора. Открывание и закрывание транзисторов VT4-VT6 происходит с частотой несколько десятков или сотен герц, поддерживая необходимое напряжение на зажимах аккумуляторной батареи. Положительная обратная связь через резистор R12 обеспечивает гистерезис ОУ и превращает ОУ в триггер Шмитта. Стабилитрон VD2 согласует выходное напряжение ОУ с порогом переключения транзистора VT4. Особо следует отметить роль стабилитрона VD1, закрытого в нормальном режиме работы регулятора. Если бы его не было, то при обрыве проводов, идущих к датчику температуры VD4-VD11, ток через обмотку возбуждения генератора протекал бы непрерывно, напряжение бортовой сети сильно увеличилось, что опасно как для батареи, так и для других потребителей электроэнергии. Стабилитрон VD1 при отключении датчика температуры открывается и начинает работать источником образцового напряжения. Напряжение в бортовой сети хоть и увеличивается, но не так значительно, как при его отсутствии.

Конструкция. Все элементы регулятора, кроме диодов VD4-VD11, размещены на печатной плате размерами 93х60 мм из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм — Чертеж платы показан на рис.2.

Транзистор VT6 установлен на плате без теплоотвода на двух латунных втулках, выводы базы и эмиттера впаяны непосредственно в плату. Плата рассчитана на установку в корпус электромеханического реле-регулятора РР-24 на трех латунных стойках с резьбой. Выводами служат соответствующие выводы на корпусе. Датчик температуры состоит из сложенных в пакет трех пластин размерами 80х30х2 мм, одной латунной и двух стеклотекстолитовых. В средней стеклотекстолитовой пластине примерно в ее середине прорезано окно размерами 50х8 мм. В это пространство уложены восемь соединенных последовательно диодов. Выводы из провода МГТФ-0,14 помещены в ПВХ трубку, уложенную в узкий паз, пропиленный в средней пластине. Вся конструкция склеена в единое целое эпоксидной шпаклевкой, ею же заполнена внутренняя полость средней нластины. Латунную пластину передсклеиванием необходимо залудить, все детали датчика — тщательно обезжирить. Выводы датчика припаяны непосредственно к соответствующим точкам печатной платы. Выводы желательно для надежности дополнительно прикрепить к корпусу регулятора небольшим хомутом. Латунной пластиной датчик слегка вдавлен в разогретую мастику заливки батареи. Если она не имеет мастичной заливки, латунную пластину следует прижать к ровному участку боковой поверхности корпуса батареи резиновым кольцом, вырезанным из колесной камеры. Вывод Б регулятора удобнее, подключить не к плюсовому выводу батареи, а к плюсовому токовому зажиму стартера.

Детали. В регуляторе вместо КТ3102А (VT1, VT3, VT4) и КТ208К (VT2) могут быть использованы практически любые маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры. Транзистор VT5 должен допускать ток коллектора не менее 150 мА; здесь можно использовать транзисторы из серий КТ208, КТ209, КТ313, КТ3108, КТ814, КТ816 с любым буквенным индексом. Предпочтение следует отдать транзисторам в металлическом корпусе. Стабилитрон VD2 — любой на напряжение 3,3…7 В.

Диод VD3 может быть любым на прямой ток не менее ЗА. Диоды серии КД206 удобно монтировать на плате, так как на их корпус выведен анод. Конденсаторы С1, С2, С4 — КМ5 или КМ6, СЗ -К53-1 или К53-4. Применение конденсаторов серии К50 или К52 нежелательно. Дроссель L1 — ДМ-0,1; постоянные резисторы — МТ или МЛТ, подстроечньгй R6 — СПЗ-19а. Налаживать устройство следует в определенном порядке. Сначала к выводу Б регулятора и к корпусу подключают регулируемый источник постоянного напряжения до 16,5 В и измеряют потребляемый от него ток. Стрелка микроамперметра на 100 мкА не должна заметно отклоняться. Далее между выводом Ш и общим проводом подключают резистор сопротивлением 120 Ом мощностью 2 Вт с параллельно включенным вольтметром (или маломощную лампу накаливания на напряжение 18…24 В). Вывод Я подключают к тому же источнику, установив его напряженке равным 13,6 В, и резистором R6 устанавливают такой порог переключения, при котором выходное напряжение на выводе Ш близко к нулю при увеличении напряжения источника сверх 13,6 В и близко к напряжению питания при уменьшении напряжения ниже этого значения. Затем отключают цепь диодов VD4-VD11 и подбирают стабилитрон VD1, добиваясь аналогичного переключения регулятора при напряжении источника питания 16. ..16,5 В. При подборке, если окажется необходимым, можно последовательно со стабилитроном VD1 включить один-два маломощных кремниевых диода в прямом направлении. Более точную регулировку проводят на автомобиле. Полностью зарядив батарею аккумуляторов, вольтметром (лучше цифровым) измеряют напряжение на его выводах без нагрузки. Запускают двигатель без стартера и резистором R6 устанавливают измеренное значение напряжения на зажимах батареи. При наличии амперметра на автомобиле критерием правильной регулировки устройства может служить значение зарядного тока спустя 5…10 мин после запуска двигателя при средней частоте вращения коленчатого вала и заряженной батарее. Ток должен быть в пределах 2…3 А независимо от мощности включенной нагрузки.

Описанный выше регулятор с традиционным термокомпенсированным стабилитроном Д818Е вместо диодов VD1 и VD4-VD11 несколько лет работал на автомобиле ГАЗ-24. В летнее время приходилось доливать в батарею воду, весной и осенью — подзаряжать ее. После установки датчика VD4-VD11 необходимость в указанных операциях отпала. Вместе с использованием тиристорно-транзисторного блока электронного зажигания с удлиненной искрой, обеспечивающим быстрый запускдвигателя в самых различных условиях эксплуатации, описанный регулятор напряжения позволил довести срок службы аккумуляторной батареи до девяти лет.

 Автор: С.БИРЮКОВ, РАДИО 1, 1994г.

ЛИТЕРАТУРА

Ломанович В.А. Термокомпенсированный регулятор напряжения. — Радио, 1985, № 5, с. 24—27.

Простой регулятор вращения двигателя — Системы привода — Каталог статей

Простой регулятор вращения двигателя

Для многих несложных конструкций удобнее использовать аналоговые регуляторы тока. С помощью такого регулятора можно изменять, например частоту вращения вала мотора от нескольких оборотов до максимальной. В устройстве аналогового регулятора подкупает простота схемотехнического решения. Так например, для регулировки скорости вращения вала достаточно всего одного транзистора!


Регулятор с успехом можно использовать в источниках питания или робототехнике для независимой регулировки скорости моторов.
В этой статье будет приведено два варианта регуляторов. Первый вариант разработан для управления одним мотором, второй для независимого управления двумя моторами.


Одноканальный регулятор рассчитан на управление одним мотором. Регулятор имеет широкий диапазон питающих напряжений от 2 до 12 вольт. Максимальный ток нагрузки 1,5А.

ПРИНЦИП РАБОТЫ.
Электрическая схема представлена на рис унке ниже. На разъём XT1 подаётся постоянное напряжение с учётом полярности. К разъёму XT2 можно подключить: лампочку или мотор. Переменный резистор R1 включен на входе. Вращение ручки переменного резистора приводит к изменению потенциала на среднем выводе относительно минуса источника питания. Средний вывод переменного резистора через токоограничительный резистор R2 подключен к базовому выводу транзистора VT1. Этот транзистор включен по схеме регулятора тока. Если при вращении ручки переменного резистора его средний вывод передвигается вверх (по схеме), то на базовом выводе увеличивается положительный потенциал.

Сопротивление перехода коллектор-эмитттер транзистора VT1 уменьшается, а ток протекающий через транзистор увеличивается. Если при вращении ручки переменного резистора его средний вывод передвигается вниз (по схеме), то на базовом выводе потенциал уменьшается. Сопротивление перехода коллектор-эмитттер транзистора VT1 увеличивается, а ток протекающий через транзистор уменьшается.

Простой регулятор напряжения на тиристоре. Схема и описание

Во время использования различных электронагревателей, электроосветительной лампы, электрического паяльника и прочих потребителей электрической энергии, не мешало бы еще осуществлять регулирование питающего напряжения, и тем самым дозируя поступающую мощность. Для подобных приборов, обычно, не нужно осуществлять регулирование питающего напряжения от нуля.

Описание работы тиристорного регулятора

Данный регулятор напряжения на тиристоре, работает на одной  полуволне сетевого напряжения. Это позволяет осуществлять регулировку напряжения от 110 до 215 вольт.

При полностью закрытом  тиристоре VS1, сквозь диод VD1 к нагрузке будет подаваться всего лишь один полупериод сетевого напряжения. Для управления тиристором собран генератор коротких импульсов. Основа генератора – однопереходной транзистор VT1.  За счет пульсации питания на однопереходном транзисторе, происходит синхронизация импульсов генератора. В тоже время импульсы обладают смещением по фазе при прохождении напряжения питания через ноль.

Характер сдвига определяется емкостью  С1 и сопротивлениями R5, R6. Изменяя сопротивление резистора R6, изменяется и время включения тиристора, а следовательно и фактическое выходное напряжение тиристорного регулятора, питающее активную нагрузку.

При сборке тиристорного регулятора, возможно, потребуется подобрать сопротивление R5, так чтобы при минимальном сопротивлении R6 на выходе было максимальное напряжение. В случае если нет необходимого сопротивления, то его можно получить путем последовательного соединения нескольких резисторов, либо же путем параллельного соединения резисторов.

Детали конструкции тиристорного регулятора напряжения

Конденсатор С1 — К1017. Диод VD1 — любым на ток более 3…5 А, к примеру, КД257Б;VD2 — на ток до 100 мА. Резисторы – МЛТ. Тиристор VS1 возможно применить Т112-16-6, Т122-25-6 или Т112-10-6.

При указанных на схеме номиналах максимальная мощность составляет 500 Вт. При выборе диода VD1 на больший прямой ток, мощность подключаемой нагрузки к тиристорному регулятору, возможно, увеличить до 2 кВт.

Допустимая предельная мощность регулируемой нагрузки определяется максимальным  током, протекающим через тиристор VS1 и диод VD1 (хорошо бы  взять с двойным запасом по току).

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Источник: «Полезные схемы», Шелестов И.П.

3,0 А, понижающий импульсный регулятор

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > поток приложение/pdf

  • ON Semiconductor
  • LM2596 — 3,0 А, понижающий импульсный регулятор
  • 2008-11-03T10:30:52-07:00BroadVision, Inc. 2020-08-19T08:19:12+02:002020-08-19T08:19:12+02:00Acrobat Distiller 8.1.0 (Windows)uuid: 68b5acf5-f2a3-4280-99ec-532fbdbceb14uuid:b18016fd-a007-40b0-bb40-f1db09544243 конечный поток эндообъект 4 0 объект >
    эндообъект 6 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > эндообъект 19 0 объект > эндообъект 20 0 объект > эндообъект 21 0 объект > эндообъект 22 0 объект > эндообъект 23 0 объект > эндообъект 24 0 объект > эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > эндообъект 28 0 объект > эндообъект 29 0 объект > эндообъект 30 0 объект > эндообъект 31 0 объект > эндообъект 32 0 объект > эндообъект 33 0 объект > эндообъект 34 0 объект > эндообъект 35 0 объект > эндообъект 36 0 объект > эндообъект 37 0 объект > эндообъект 38 0 объект > эндообъект 39 0 объект > поток HWn8^6#RJ^gɬ3ƍddf:yO*texԩ»1Zq8|x

    Регуляторы тока

    Регуляторы тока

    Теперь вы должны знать, как работают стабилизаторы напряжения для обеспечения постоянного выходного напряжения. В в некоторых схемах может потребоваться регулировка выходного тока. Схема, которая обеспечивает постоянный выходной ток, называется регулятором постоянного тока или просто CURRENT РЕГУЛЯТОР. Схема, показанная на рис. 4-40, является упрощенной схемой тока. регулятор. Переменный резистор, показанный на схеме, используется для иллюстрации концепции. действующего регулирования. Изучая регуляторы напряжения, вы должны знать, что переменный резистор не реагирует достаточно быстро, чтобы компенсировать изменения.Уведомление что амперметр был включен в эту цепь, чтобы показать, что показанная цепь это регулятор тока. Когда схема работает правильно, текущее показание амперметр остается постоянным. В этом случае переменный резистор (R V ) компенсирует изменения нагрузки или входного напряжения постоянного тока. Адекватное текущее регулирование приводит к потере регулирования напряжения. Изучая показанную схему, вы должны вспомнить что любое увеличение сопротивления нагрузки вызывает падение тока. Для поддержания постоянного ток, сопротивление R V должно быть уменьшено всякий раз, когда сопротивление нагрузки увеличивается. Это приводит к тому, что общее сопротивление остается постоянным. Увеличение входное напряжение необходимо компенсировать увеличением сопротивления R V , тем самым поддерживая постоянный ток. Работа регулятора тока аналогично регулятору напряжения. Основное отличие состоит в том, что регулируется ток а другой регулирует напряжение.

    Рис. 4-40. — Регулятор тока (упрощенный).

    Поскольку использование переменного резистора не является практичным способом управления колебаниями тока или вариант, используются транзистор и стабилитрон вместе с необходимыми резисторами. Напомним, что стабилитрон обеспечивает постоянное опорное напряжение. Схема, показанная в на рис. 4-41 показана схема регулятора тока. За исключением добавления R1, Схема, показанная на рисунке, аналогична схеме последовательного регулятора напряжения. Резистор подключается последовательно с нагрузкой и воспринимает любые изменения тока в нагрузке. Уведомление падение напряжения на резисторе R1 и отрицательная полярность напряжения, подаваемого на эмиттер транзистора Q1. Полярность напряжения является результатом тока, протекающего через R1, и это отрицательное напряжение противостоит прямому смещению для Q1. Однако, поскольку регулируемое напряжение на CR1 имеет противоположной полярности, фактическое смещение транзистора равно разнице между двумя напряжения. Вы должны понимать, что R2 предназначен для ограничения тока. резистор для стабилитрона.

    Рис. 4-41. — Регулятор тока.

    Целью регулятора тока является обеспечение постоянного тока независимо от изменения входного напряжения или тока нагрузки. Схема, показанная на рис. 4-42, состоит в том, что цепи, предназначенной для обеспечения постоянного тока 400 миллиампер. Вольтметры показано на схеме, чтобы подчеркнуть падение напряжения на определенных компонентах. Эти напряжения поможет вам понять, как работает регулятор тока. Падение напряжения на переходе база-эмиттер Q1 составляет 0,6 вольта. Это напряжение представляет собой разницу между напряжение Зенера и падение напряжения на R1. Прямое смещение Q1 на 0,6 В позволяет правильная работа транзистора. Выходное напряжение на R L составляет 6 вольт, т.к. показывает вольтметр. С регулируемым выходным током 400 миллиампер, сопротивление транзистора (R Q1 ) 9 Ом.Это можно доказать, используя закон Ома и значения, указанные на схеме. В этом случае ток (I) равен напряжению падение (E), деленное на сопротивление (R). Следовательно:

    12 вольт разделить на 30 Ом равно 0,4 ампера или 400 миллиампер.

    Рисунок 4-42. — Регулятор тока (со значениями цепи).

    Поскольку вы знакомы с основной схемой регулирования тока, давайте рассмотрим в Подробно о том, как работают различные компоненты, чтобы поддерживать постоянный выходной ток 400 мА. См. схему, показанную на рис. 4-43. Помните, что уменьшение сопротивления нагрузки вызывает соответствующее увеличение тока. В показанном примере сопротивление нагрузки R L упал с 15 Ом до 10 Ом. Это приводит к большему падению напряжения на резисторе R1. из-за повышенного тока. Падение напряжения увеличилось с 2,4 вольта до 2,5 вольта. Конечно, падение напряжения на CR1 остается постоянным на уровне 9 вольт из-за его регулирующая способность.Из-за повышенного падения напряжения на резисторе R1 прямое смещение на Q1 теперь 0,5 вольта. Поскольку прямое смещение транзистора Q1 уменьшилось, сопротивление транзистор увеличивается с 9 Ом до 14 Ом. Обратите внимание, что увеличение сопротивления на 5 Ом на транзисторе соответствует уменьшению сопротивления нагрузки на 5 Ом. Таким образом общее сопротивление вокруг внешнего контура цепи остается постоянным. Поскольку Схема представляет собой регулятор тока, вы знаете, что выходные напряжения будут меняться в зависимости от регулятора. поддерживает постоянный ток на выходе.На рисунке выходное напряжение уменьшено до 4 В. вольт, который вычисляется путем умножения тока (I) на сопротивление (R) (400 мА X 10 Ом). = 4 вольта).

    Рисунок 4-43. — Регулятор тока (с уменьшением R L ).

    Q.36 На рисунке 4-40, когда сопротивление нагрузки увеличивается (R L ), сопротивление R V увеличивается/уменьшается (какое) для компенсации изменение.
    Q.37 На рис. 4-43 любое уменьшение прямого смещения база-эмиттер на Q1 приводит к увеличение/уменьшение (какое именно) сопротивления транзистора.

    Генератор – ток и напряжение на холостом ходу

    Дальнейшее руководство

    При работающем двигателе генератор вырабатывает электроэнергию для питания бортовых электрических систем автомобиля и возмещения заряда аккумуляторной батареи, расходуемой при прокручивании коленчатого вала. Точная зарядка, контролируемая электронным блоком управления, необходима для работы систем Start-Stop, которые предъявляют повышенные требования к стартерным батареям.

    Генератор переменного тока преобразует механическое вращение в электрическую энергию, заставляя магнитное поле вращаться внутри фиксированного набора обмоток. Изменяющееся магнитное поле индуцирует переменное напряжение внутри обмоток, которое выпрямляется с помощью диодов для получения на выходе постоянного тока.

    Выходная мощность генераторов переменного тока

    с регуляторами напряжения зависит от электрической нагрузки, в то время как выходные характеристики генераторов, управляемых электронным блоком управления, зависят от множества дополнительных параметров, в том числе от температуры аккумуляторной батареи и предполагаемого состояния ее работоспособности и заряда.Другим преимуществом управления ECM является то, что генератор переменного тока может быть обесточен, когда он не нужен, что снижает крутящий момент и тепловую нагрузку на генератор и нагрузку на двигатель для повышения эффективности использования топлива.

    Выпрямление генерируемого переменного тока создает непрерывную серию импульсов напряжения, пульсацию, на выходе генератора переменного тока. Периодически пропадающие импульсы или сбои в пределах пульсаций указывают на проблему либо с обмотками, либо с выпрямительными диодами. Острые всплески, обычно направленные вниз, между импульсами указывают на неисправность диода и наличие невыпрямленного переменного напряжения в цепи.

    Выходная мощность генератора может варьироваться в зависимости от частоты вращения двигателя, электрической нагрузки, состояния аккумуляторной батареи и времени, прошедшего с момента запуска. Однако во всех этих вариациях должна поддерживаться постоянная пульсация.

    Включение потребителей электроэнергии и увеличение оборотов двигателя увеличивает нагрузку на генератор, что может вызвать неисправности, не проявляющиеся при малых нагрузках. Если размах выходного напряжения превышает 500 мВ, нежелательные скачки напряжения могут нарушить работу других электрических систем.

    Для получения точного и надежного сигнала всегда подключайте к клемме B+ генератора: удобно измерять пульсацию непосредственно на положительной клемме аккумуляторной батареи; однако батарея может демпфировать форму волны, так что проблемы могут быть пропущены.

    Типичные симптомы неисправного генератора:

    • Подсветка сигнальной лампы аккумулятора.
    • Освещение индикаторной лампы неисправности (MIL).
    • Диагностические коды неисправностей (DTC).
    • Грубый холостой ход.
    • Возможные пропуски зажигания в двигателе.
    • Потеря состояния заряда и/или исправности аккумулятора.
    • Нестабильная или неисправная приборная панель.
    • Потеря функции Старт-Стоп.

    Генератор или связанные с ним неисправности, которые могут вызвать указанные выше симптомы:

    • Снижение выходной мощности из-за неисправности обмотки или диода, вызванной нагревом и вибрацией или попаданием влаги в схему.
    • Неисправные регуляторы напряжения (где применимо), приводящие к увеличению выходной мощности генератора с увеличением частоты вращения двигателя.
    • Короткое замыкание или обрыв цепи или высокое сопротивление в обмотках статора.
    • Плохое состояние батареи или ее заряд.
    • Короткие или разомкнутые цепи или высокое сопротивление в батареях или кабелях заземления и/или соединениях.
    • Неисправности механизма привода генератора, включая шкив, состояние и натяжение ремня, или проблемы с обгонной муфтой.

    Генераторы и регуляторы заряда | Мастервольт

    Для быстрой зарядки аккумуляторов при работающем двигателе мы рекомендуем установить на двигатель дополнительный высокопроизводительный генератор Mastervolt.

    Стандартные генераторы переменного тока, изначально разработанные для автомобильной промышленности, вырабатывают энергию, достаточную как для зарядки аккумуляторов, так и для питания различных бортовых потребителей, когда они достигают очень высоких оборотов в минуту.

    Эти генераторы также чувствительны к температуре: при более высокой температуре окружающей среды, например, в машинном отделении, их мощность быстро падает на 50 % и более. Это не проблема в автомобилях, поскольку небольшое количество энергии, используемой, например, во время запуска, может быть перезаряжено в кратчайшие сроки, а стеклоочистители, вентиляторы и т. д.не нужно большой мощности. Как правило, двигатель автомобиля также работает на гораздо более высоких оборотах, чем двигатель лодки, а температура под капотом ниже из-за охлаждающего эффекта встречного ветра.

    Почему генератор Mastervolt?

    Генераторы переменного тока

    Mastervolt Alpha специально разработаны для судов и профессиональных мобильных приложений, чтобы обеспечить достаточную мощность даже при низких оборотах. Передаточное отношение шкива 1:3 и частота вращения двигателя на холостом ходу около 700-800 об/мин будут генерировать значительный ток для зарядки аккумуляторных батарей и питания подключенного оборудования. Генераторы Mastervolt также устойчивы к высокой температуре машинного отделения, что позволяет двигателю служить источником энергии для бортовых потребителей и быстрой зарядкой для сервисных аккумуляторов.

    Убедитесь, что ваш генератор переменного тока не слишком мал. Более крупный аккумулятор обеспечит более быструю зарядку аккумулятора и сведет к минимуму время работы двигателя — мы рекомендуем выбирать силу тока в диапазоне от 30 до 50 % от емкости аккумулятора.

    Стандартный генератор переменного тока, предназначенный для дорожных транспортных средств, имеет регулятор напряжения, установленный на задней части генератора и настроенный на напряжение однократной зарядки 14 или 28 вольт.Этого достаточно для автомобильного аккумулятора, который редко (если вообще когда-либо) разряжается. Кроме того, регулятор напряжения автомобильного генератора переменного тока часто чувствителен к температуре и при высоких температурах регулирует напряжение еще ниже, часто до 13,5 или 26,5 вольт. Это слишком мало для достаточной подзарядки разряженной батареи. Максимально достижимая емкость батареи для этих уровней напряжения составляет от 60 до 70 %. Срок службы батареи значительно ниже, если она никогда не заряжается должным образом.Для адекватной зарядки частично разряженной или полностью разряженной батареи при 25 ºC напряжение должно составлять 14,25 В для 12-вольтовой батареи и 28,5 В для 24-вольтовой. Когда батарея заряжена на 100 %, это напряжение должно быть снижено до 13,25 или 26,5 В (плавающая фаза), чтобы предотвратить перезарядку батарей.

    Незаземленный – также для алюминиевых сосудов

    Генераторы Mastervolt

    поставляются незаземленными, т.е. отрицательный полюс генератора не соединен с корпусом генератора, а имеет отдельное соединение.Это означает, что они также подходят для алюминиевых лодок, где необходимо отделить негатив от корпуса.

    Больше выходных данных

    Генераторы

    Mastervolt имеют гораздо более высокую мощность, чем генераторы, поставляемые с двигателями. В результате стандартного одинарного ремня недостаточно для передачи мощности от двигателя к генератору. Требуются два ремня, а также часто необходимо менять шкив двигателя. Ваш поставщик двигателей может помочь вам выбрать подходящий двойной шкив и дать рекомендации по настройке генератора переменного тока.Чтобы справиться с высокой выходной мощностью, вам также придется отрегулировать опору генератора.

    Преимущества регулятора заряда Alpha Pro

    • Регулятор заряда Alpha Pro максимизирует выходную мощность генераторов Mastervolt Alpha или любого другого генератора переменного тока, регулируя генератор таким образом, чтобы аккумуляторы получали оптимальный заряд. Проверенный 3-этапный метод зарядки, используемый во всех зарядных устройствах Mastervolt, гарантирует быструю и безопасную зарядку ваших аккумуляторов.
    • Регулятор заряда разработан как универсальное решение, требуется только один блок для приложений 12 и 24 В с простым переключателем для установки регулятора на нужное напряжение. Устройство также можно использовать с генератором переменного тока любой другой марки со стандартным разъемом Bosch; доступен дополнительный соединительный кабель (код продукта 45510500. Простота в эксплуатации Светодиоды на корпусе регулятора указывают на стадию зарядки.
    • Alpha Pro также полностью подключается к системе MasterBus CANBus, что позволяет легко осуществлять мониторинг с помощью сенсорного экрана EasyView. В системе MasterBus падение напряжения на кабеле аккумулятора будет компенсироваться автоматически, а также температура аккумулятора, что сократит время зарядки без прокладки дополнительных кабелей.Связь MasterBus также обеспечивает безопасную и эффективную зарядку литий-ионных аккумуляторов.
    • Alpha Pro помогает сократить выбросы за счет меньшего времени работы, поскольку он максимально увеличивает мощность любого генератора переменного тока. Аккумулятор можно быстро заряжать даже при очень низких оборотах, особенно при подключении к генератору переменного тока серии Alpha. Подключив генератор Alpha к Battery Mate или к изолятору батареи, можно одновременно заряжать несколько аккумуляторных батарей.

    Регулятор заряда Alpha Pro, в стандартной комплектации поставляется с генератором Mastervolt.

    Умные разветвители питания останавливают ток покоя

    Считаете ли вы, что каждый месяц, когда приходит счет за электроэнергию, вы боитесь его? Выражаете ли вы удивление суммой, которую видите, открывая конверт? Вам нужно сесть и выяснить, как было вычислено это число, потому что оно кажется слишком большим?

    Люди склонны недооценивать количество электроэнергии, которую они используют, особенно когда существует так много способов ее растрачивания.На самом деле приборы потребляют электроэнергию даже в выключенном состоянии! Как бы это ни называлось — ток холостого хода, фантомная нагрузка — это все равно потребляемая энергия, за которую нужно платить, но не использовать.

    Пришло время положить конец трате электроэнергии с помощью умных удлинителей. Умный удлинитель — это очень полезное устройство, которое отключает подачу электричества к приборам, когда они подключены к сети, но выключены. Умные разветвители питания выглядят как типичный удлинитель питания с несколькими розетками, и в определенной степени они работают одинаково; однако интеллектуальный удлинитель распознает, когда вы выключили свои приборы.В этот момент интеллектуальный удлинитель полностью отключает ваши устройства — как будто вы отключили их от розетки. Ваши гаджеты и бытовая техника не будут потреблять ток холостого хода.

    Умные удлинители способны распознавать, когда ваши приборы выключены, потому что они запрограммированы запоминать обычный поток электричества, проходящий через ваши устройства при включении. Таким образом, когда вы выключаете свои устройства, величина тока изменяется, и это изменение является триггером, который приводит в действие интеллектуальный удлинитель.

    Конечно, зачем нужны умные удлинители, если можно просто отключить электроприборы? Хотя лучший способ остановить ток покоя — отключать все устройства, когда они не используются, делать это каждый раз нецелесообразно. Что, если штекер вашего телевизора идет до упора сзади, и вам нужно отодвинуть его в сторону, чтобы до него добраться? Что, если бы вы действительно хотели спать и забыли отключить свой DVD-плеер? Эти сценарии — всего лишь два примера, в которых вы в конечном итоге платите за потраченную впустую электроэнергию, когда вы этого не должны были делать.Зачем рисковать? Лучше использовать смарт-удлинитель, чтобы у вас не было никаких забот после того, как вы выключите, скажем, компьютер. Помимо того, что в зародыше подавляется ток простоя, интеллектуальные удлинители также предотвращают скачки напряжения, с которыми не справляются обычные удлинители питания. Это преимущество, которое продлит срок службы ваших приборов благодаря дополнительной защите.

    Умный удлинитель — это доступный инструмент, который можно добавить в свой арсенал способов сэкономить больше денег. Существуют разные виды моделей с разным количеством розеток.Какими бы ни были ваши требования, есть модель, которая точно соответствует вашим потребностям.

    Объяснение усилителей класса A

    Объяснение усилителей класса A

     Эллиот Саунд Продактс Усилители класса A — краткое описание 

    © 1999 Rod Elliott (ESP)
    Последнее обновление страницы 02 апреля 2005 г.

    Верхняя
    Основной индекс Указатель статей Класс А Часть 2
    Введение

    Недавно возродились две «древние» технологии — ламповые (ламповые) усилители и системы класса А.Большой вопрос… есть ли разница? Это обсуждение сосредоточено на усилителе класса A и объясняет (или пытается объяснить), чем он отличается от обычного усилителя мощности.

    Зачем кому-то строить или покупать усилитель, который настолько неэффективен? Усилитель мощности класса А обычно потребляет от 1/2 до примерно 1,5 пикового тока динамика в состоянии покоя (то есть, пока он просто сидит и ничего не делает).

    Чтобы представить это в перспективе, для жалких 8 Вт на 8 Ом среднеквадратичное значение тока составляет 1 ампер.Пиковый ток составляет чуть более 1,4 ампера, поэтому типичный 8-ваттный усилитель класса А будет непрерывно потреблять от 700 мА до 2 ампер. Это соответствует рассеянию мощности в состоянии покоя (без сигнала) от 17 Вт до 48 Вт при напряжении питания 24 В (+/- 12 В). В лучшем случае такой усилитель будет иметь КПД менее 35 % при полной мощности, в худшем — 15 % или меньше.

    Основная предпосылка усилителя класса А заключается в том, что выходные устройства должны проводить все время (через 360 градусов формы волны сигнала).Это означает, что в простейшей форме силовые устройства должны проводить непрерывный ток, превышающий максимальный пиковый ток нагрузки (громкоговорителя). Если мы используем уровень мощности 20 Ватт (едва ли электростанция) для всех дальнейших расчетов, мы можем увидеть всю картину.

    Напротив, выходные устройства типичного усилителя мощности класса AB проводят только около 182 градусов (при полной мощности), что означает, что большую часть продолжительности сигнала проводит только одно или другое устройство. Другой выключен.«Кроссоверное искажение», о котором так часто говорят, не имеет ничего общего с делителем частоты в акустической системе, а создается, когда сигнал «пересекает» точку 0 Вольт (см. рис. 3).


    Рис. 1. Синусоидальный цикл

    Давайте быстро взглянем на некоторые «классы» усилителей мощности, так что у нас есть вся информация:

    • Class-A Устройство(а) вывода проводят через 360 градусов входного цикла (никогда не выключаются) — Возможно одно устройство вывода.Устройство (устройства) проводят для весь сигнал на рис. 1
    • Класс B Выходные устройства проводят на 180 градусов (1/2 входного цикла) — для аудио необходимо использовать два выходных устройства в двухтактном режиме (см. Класс AB)
    • Class-AB На полпути (или на полпути) между двумя приведенными выше примерами (обычно от 181 до 200 градусов) — также требуется двухтактный режим для аудио. Проведение для каждое устройство вывода показано на рисунке 1.
    • Class-C Устройство(а) вывода с проводимостью менее 180 градусов (обычно от 100 до 150 градусов) – обычно для радиочастот – обычно не могут использоваться для звука! Это звук слышен, когда одно из выходных устройств размыкается в аудио усилителе! См. рис. 1, показывающий время, в течение которого устройство вывода проводит (предполагается несимметричный режим работы, и да). это работает для РФ).

      Когда я впервые написал эту статью, я совершенно забыл об усилителе Quad ‘Current-Dumping’, в котором используется маломощный «хороший» усилитель с двухтактным усилителем класса C для питания. большие токи, необходимые для большой мощности. Хотя они пользовались значительной популярностью, они, похоже, исчезли. Мне напомнила об их существовании статья Дугласом Селфом («Отличие класса», в мартовском выпуске журнала Electronics World за 1999 г.), в котором он совершенно справедливо указывает, что демпфер тока относится (по крайней мере, частично) к классу C.

    • Класс D Усиление с широтно-импульсной модуляцией ( не цифровой ! ) . Использует широтно-импульсную модуляцию высокочастотной (прямоугольной) несущей для воспроизведения звуковой сигнал — хотя мои первоначальные комментарии были действительны, когда это было написано, с тех пор были достигнуты некоторые очень значительные успехи. Есть несколько очень хорошо звучащих Сейчас производятся усилители класса D, и они достойны отдельной статьи.

    Существует множество топологий усилителей, которые я не упомянул выше, главным образом потому, что большинство из них либо слишком причудливы, не заслуживают комментариев, либо слишком сложны для простого объяснения.Из них Class-G и Class-H используют коммутацию и модуляцию источника питания (соответственно). Это обеспечивает большую, чем обычно, эффективность и меньшее рассеяние, но оба по существу являются конструкциями класса AB.

    Хотя многие аудиоусилители могут быть отнесены к классу B, обычно это не так. Практически без исключения они относятся к классу AB, хотя большинство из них будут в нижней части (проводимость, возможно, 181° для каждого устройства). Большинство усилителей мощности работают в классе A примерно до 5–10 мВт, после чего они переходят в класс B.Многие работают в классе А до более высокой мощности, 500 мВт и более.

    В отделе устройств. В оставшейся части этой статьи я буду использовать биполярные транзисторы для силовых устройств, так как они обладают весьма желательными характеристиками для этого приложения. Кроме того, они гораздо более линейны, чем переключающие МОП-транзисторы (другое дело — боковые МОП-транзисторы), и некоторые из новых биполярных устройств в этом отношении выдающиеся. Обратите внимание, что широко используются два типа МОП-транзисторов: боковые устройства предназначены для аудио, и, хотя они менее линейны, чем биполярные транзисторы, они действительно могут быть очень хорошими усилителями (см. Проект 101).МОП-транзисторы с переключением мощности (IMO) не подходят для использования в аудио, за исключением случаев, когда требуется очень высокая мощность и не требуется экстремальная линейность. Однако эти устройства оптимизированы для переключения и могут неожиданно выйти из строя при использовании в линейном режиме.

    Power
    Power 20W (непрерывный)
    Нагрузка нагрузки (на динамике) 12,65 вольт RMS (17,9 вольт пик)
    Ток нагрузки (через динамик) 1.58 amps rmps (2.23 AMPS Peak)
    Напряжение питания +/- 20 вольт (константы)
    Ток поставки +/- 2,25 ампер (пик)
    Таблица 1 — класс-A Требования к усилителю (прибл.) — нагрузка 8 Ом

    При проектировании усилителя нас интересуют пиковые значения напряжения и тока, поскольку, если они не соблюдены, требуемые среднеквадратичные значения не могут быть достигнуты. Отношение среднеквадратичного значения к пиковому (для синусоиды) равно квадратному корню из 2 (1.414), поэтому среднеквадратичное значение необходимо умножить на эту константу, чтобы получить пиковые значения напряжения и тока. Обратитесь к рисунку 1, чтобы увидеть взаимосвязь между пиковым и среднеквадратичным напряжением.

    Так были определены значения в таблице. Напряжение питания должно быть немного выше фактического пикового напряжения динамика, потому что выходные устройства (транзисторы) не идеальны, и некоторое напряжение будет теряться даже при их полном включении. (Если бы использовались полевые МОП-транзисторы, потери могли бы быть намного больше, если бы не использовался дополнительный источник питания.)

    Хорошо. Мы определили, что пиковый ток динамика составляет 2,25 А, поэтому в простейших конструкциях класса А потребуется ток покоя 2,25 А. Учитывая, что напряжение составляет ±20 Вольт, это означает, что выходной каскад мощности должен будет рассеивать 40 × 2,25 = 90 Вт (45 Вт на выходное устройство).


    Рис. 2. Базовые усилители класса А

    На рис. 2 показано, как может выглядеть простой усилитель класса А. Источник тока (левая цепь) представляет собой простую цепь, которая обеспечивает постоянный ток независимо от нагрузки, размещенной на его выходе. Выходной транзистор «сбрасывает» любой ток, который не нужен нагрузке (динамику), поэтому, когда он полностью выключен, весь выходной ток источника проходит через динамик. И наоборот, когда транзистор включен, через выходной транзистор протекает ток динамика (а также ток от источника тока!), поэтому его ток будет варьироваться от почти 0 Ампер, до максимум 4,5 Ампер для нашего примера. При отсутствии входного сигнала ток выходного транзистора должен точно равняться выходному току источника тока.Если это не так, то разница вызовет смещение постоянного тока, вызывающее асимметричное ограничение. Допустимо (вообще говоря) для абсолютного максимума 100 мВ постоянного тока, присутствующего на клеммах громкоговорителя — это соответствует 1,67 мВ постоянного тока для 8-омной системы, предполагая сопротивление постоянного тока 6 Ом для звуковой катушки. (Мощность = V² / Импеданс). Конденсатор в выходной цепи уменьшает это почти до нуля.

    При использовании катушки индуктивности общий КПД схемы повышается. Катушка индуктивности является реактивным компонентом, поэтому она «высвобождает» накопленную энергию, когда транзистор (частично) закрывается.Другое преимущество катушки индуктивности заключается в том, что размах выходного напряжения удваивается при том же напряжении питания. Недостатком (конечно) является то, что индуктор большой, тяжелый и должен иметь воздушный зазор, чтобы сердечник не насыщался из-за составляющей постоянного тока. Ток покоя через транзистор и катушку индуктивности должен быть таким же, как пиковый ток нагрузки. Например, при напряжении питания 20 В и нагрузке 8 Ом ток покоя должен составлять 2,5 А для обеспечения линейной работы. Эта схема была распространена в ранних гибридных (клапанных и транзисторных) автомобильных радиоприемниках.

    Эти простые модели не совсем подходят для общего использования, поскольку они потребляют слишком много энергии, хотя во многих усилителях класса А по-прежнему используется принцип катушки индуктивности. В ламповых усилителях SET (однотактный триод) вместо катушки индуктивности используется трансформатор, но принцип не изменился. Многие другие усилители класса А используют текущую версию источника, но эффективность может достигать максимум 25%.

    Следующим шагом является управление источником тока примерно на 1/2 пикового тока динамика и модуляция его выходного тока, чтобы гарантировать, что и источник тока, и выходное устройство усилителя мощности работают в течение всего цикла сигнала, но могут изменять свой ток. соответствующим образом.Это повышает эффективность (которая остается ужасной, но ненамного хуже) и снижает рассеяние в состоянии покоя до более приемлемого уровня.

    Простой усилитель класса А, описанный Джоном Л. Линсли-Худом, и очень похожий на вид усилитель Death of Zen (DoZ) на этих страницах используют этот последний подход, и это разумный вариант различных конструкций класса А. Например, усилителю потребуется только (?) рассеивать около 50 Вт в режиме ожидания, поскольку ток покоя снижается примерно до 1.2 ампера.

    Другая версия усилителя класса A выглядит точно так же, как стандартный усилитель мощности класса AB (класс B), за исключением того, что ток покоя увеличен до чуть более 1/2 пикового тока динамика. Некоторые считают, что это не «настоящий» усилитель класса А. Это — это настоящий класс класса A, и его лучше всего описать как двухтактный (в отличие от несимметричного) режим. Если ток смещения недостаточно высок для фактической реактивной нагрузки динамика (а не для указанной номинальной резистивной нагрузки), все же возможно, что один или другой транзистор отключится в какой-то части цикла сигнала.Это произойдет при гораздо более высоком уровне мощности, чем обычно, но если это произойдет, то усилитель перестанет быть настоящим классом А.

    В качестве расширения вышеизложенного можно разработать усилитель, который очень похож на обычный усилитель класса AB, но с дополнительной схемой, смещенной таким образом, что выходные транзисторы никогда не выключаются. Этот метод также может использоваться с классом AB и предположительно уменьшает искажения кроссовера. Я не использовал этот метод, так как, по моему опыту, кроссоверные искажения в хорошо спроектированном выходном каскаде должны быть достаточно низкими, чтобы дополнительная сложность не гарантировалась. Project 3B почти идентичен Project 3A, за исключением того, что ток покоя увеличен, поэтому усилитель работает в классе A.

    В последних трех «вариантах» ток модулируется в каждой шине питания, так что это не установившийся ток, который можно ожидать от усилителя класса А, а форма волны, которая меняется в зависимости от сигнала. При правильном проектировании и смещении выходные устройства работают постоянно, но источнику питания приходится работать с переменной нагрузкой. Я не исследовал это полностью, но это может немного усложнить конструкцию источника питания из-за переменного тока нагрузки.Тесты, которые я провел с усилителем DoZ, не выявили какого-либо заметного влияния на качество звука — при условии, что источник питания рассчитан на безпроблемную работу с вариациями.

    На самом деле идея о том, что усилитель класса А потребляет непрерывный постоянный ток от источника питания, верна только в одном случае . Однотактный усилитель, использующий источник тока в качестве нагрузки коллектора, будет потреблять непрерывный постоянный ток, но только , если он использует один источник питания. В случае двойного источника питания один и тот же усилитель будет потреблять непрерывный ток от одного источника и переменный ток от другого.(Я благодарю Джеффа Мосса за указание на это — деталь, которая когда-либо упоминалась в нескольких опубликованных проектах.)

    Усилитель, использующий фиксированный источник тока (скажем) 2,5 А от положительного источника питания, будет потреблять 2,5 А независимо от нагрузки или уровня сигнала, но только от положительного источника питания. Отрицательный ток питания будет варьироваться от 2,5А при отсутствии сигнала, но будет практически равен нулю при максимальном положительном размахе, когда нижний транзистор закрыт, а ток течет от источника тока к нагрузке.При максимальном отрицательном размахе сигнала отрицательный ток питания будет близок к удвоенному току покоя, поскольку нижний транзистор теперь проводит ток как от нагрузки , так и от источника тока .

    Кажется, эта «маленькая» деталь не упоминалась ни в одной из статей, которые я читал, но она имеет очень большое значение для источника питания. В этом отношении я не считаю, что несимметричная версия должна работать от двойного источника питания. Если для вас так важно исключить разделительный конденсатор, то я предлагаю либо использовать двухтактную конструкцию класса А, либо построить отдельные блоки питания для каждой полярности.

    Имеются некоторые свидетельства (снова ссылаюсь на Дуга Селфа), свидетельствующие о том, что искажение «настоящего» усилителя класса AB часто будет хуже, чем у усилителя класса B, поскольку переходные процессы переключения больше из-за выходного сигнала. более высокий коэффициент усиления устройств при умеренных (от 0,5 до 1,5 А) токах. Я не смог проверить это, и проведенные мной тесты показывают, что есть определенные преимущества в более высоких токах покоя, при условии, что ток выбран достаточно тщательно.

    Одна из самых больших проблем с усилителями класса A заключается в том, что простой источник питания, используемый с обычными усилителями класса AB, обычно нам не подходит. Причина в том, что пульсации переменного тока на шинах питания постоянного тока вводятся в усилитель и проявляются в виде гула (на частоте 120 или 100 Гц, в зависимости от местоположения — в США или где-либо еще, соответственно). Величина этой пульсации намного больше, чем у усилителя класса AB, потому что значительное количество тока потребляется постоянно, а не во время пиков сигнала (и т. д.). Источник питания, который обеспечивает пульсацию без нагрузки около 50 мВ для усилителя класса AB, может иметь пульсацию 1 В (или более) при токе 1,2 А.Это будет слышно при низком уровне сигнала.

    Добавление емкости помогает, но к тому времени, когда пульсации снизятся до разумного уровня, вы продали машину, чтобы заплатить за конденсаторы, и у вас больше нет машины, чтобы доставить их домой. получить приемлемые уровни шума (отношение сигнал/шум ≥70 дБ), если только не используется регулируемый источник питания. Дело в том, что у многих усилителей мощности класса А не особо хорошая блокировка питания (ладно, в целом не так уж и плохо, но не может конкурировать с подобными операционным усилителям), и для всех подобных рекомендуется стабилизированный блок питания. амперЕсли вам интересно, это действительно означает, что вам нужно больше транзисторов, больше радиаторов, и это будет стоить больше денег. Такова цена, которую мы платим за «совершенство».

    Существует альтернатива (которую я пробовал для этого приложения и провел многочисленные симуляции спайса), называемая емкостным умножителем, которая проще и дешевле, чем регулируемый источник питания, но должна быть способна уменьшить пульсации до очень низкого уровня. Я получил несколько электронных писем от читателей, которые создали проект умножителя емкости (см. страницу «Проекты»), и результаты были очень положительными, так что это делает идею класса А гораздо более привлекательной с точки зрения стоимости и тепла.(Емкостные умножители не требуются для регулирования, поэтому работайте с гораздо более низким входным и выходным дифференциальным напряжением — следовательно, меньше нагрева!) Действительно, в конструкции Джона Линсли-Худа, упомянутой на этих страницах, используется емкостной умножитель, хотя его производительность может быть резко улучшилось.


    Конструкции усилителей класса A Джона Л. Линсли-Худа (и других) Источник питания с простым умножителем емкости
    Решения, Решения

    Теперь вопрос — действительно ли это то, что я хочу сделать? Ответ мог бы быть звучным да (в конце концов, нет веских причин, по которым усилитель класса AB не может быть таким же хорошим) — но, чтобы быть разумным, мы должны применить усилитель класса A для твитеров в систему и использовать обычные усилители класса AB для низких и средних частот.Для получения адекватных уровней звукового давления большинству современных динамиков требуется большая мощность, поскольку они не очень эффективны (т. е. электрическая мощность на входе по сравнению с выходной акустической мощностью).

    Вместо того, чтобы расширять эту страницу до краткого учебника по этому вопросу, я оставлю вам упрощенную модель, которую я подготовил для читателя, у которого была акустическая система, еще менее эффективная, чем обычная. В таблице показана мощность, необходимая для достижения различных пиковых уровней звукового давления (на расстоянии одного метра) для динамика с эффективностью 85 дБ/м/Вт.Основываясь на чувствительности этих динамиков, следующее примерно показывает, что вы можете ожидать, исходя из одного усилителя для ясности (т.е. без двухканального или трехполосного усиления):

    дБ SPL на расстоянии 1 метр усилителя мощности, Вт, один канал
    85 1
    88 2
    91 4
    94 8
    97 16
    100 32
    103 64
    106 128
    109 256
    112 512
    Таблица 2 — Мощность Vs. СПЛ

    По большей части это не очень хорошая новость, так как она ясно показывает, что для достижения реалистичного уровня звукового давления в типичной среде прослушивания требуется огромное количество энергии. Помните, что цифры показаны для расстояния всего в один метр — уровень звукового давления будет падать еще на 6 дБ каждый раз, когда расстояние удваивается. (Заметьте, это теоретическая цифра, которая на практике обычно не встречается — возможно, 5 дБ было бы ближе к истине?)

    Реалистичный уровень звукового давления в этом контексте достоин страницы (книги?) сам по себе, но помните, что для среднего уровня звукового давления (скажем) 85 дБ переходные процессы потребуют от 10 до 20 дБ запаса по уровню.Это означает, что необходимая пиковая мощность будет в 10-100 раз больше мощности, необходимой для воспроизведения среднего значения 85 дБ. На расстоянии 2 метра для этого примера потребуется что-то около 3 Вт. Для воспроизведения переходных процессов необходимая фактическая мощность должна составлять от 30 до 300 Вт!

    В случае, если вам интересно, уровень звукового давления 85 дБ не является громким (хотя «тот, кому следует подчиняться» почти наверняка не согласится). На самом деле он лишь незначительно (примерно на 5 дБ) громче признанного оптимального уровня для нормальной речи.


    Преимущества класса А

    Поскольку усилители класса A неэффективны, выделяют много тепла и требуют гораздо более сложного источника питания, чем обычные усилители класса AB, должны быть какие-то веские причины для использования этой схемы. Во-первых, простота схемы. В свете приведенного выше обсуждения схема непростая, но для аудиосигнала она может быть гораздо менее сложной, чем для обычного усилителя мощности.

    Преимущество этого заключается в том, что сигнал подвергается сравнительно небольшому усилению, что приводит к разомкнутому контуру (т.е. без обратной связи), которое, как правило, довольно низкое — вероятно, менее 250 (48 дБ) и, возможно, всего 50 или около того (34 дБ). Это означает, что используется очень небольшая общая обратная связь, поэтому стабильность и фаза должны быть превосходными на звуковых частотах. Хорошо спроектированный усилитель класса А не должен требовать какой-либо частотной компенсации (или очень небольшой), поэтому усиление разомкнутого контура будет оставаться достаточно постоянным во всем звуковом диапазоне. Это может привести к превосходной переходной характеристике и резкому снижению «переходных интермодуляционных искажений» (или TID, также известных как динамические интермодуляционные искажения), которые, по мнению многих разработчиков, вызваны фазовыми и временными задержками между входным сигналом и сигналами обратной связи.Вполне возможно, что это и является причиной, хотя существование TID практически равно нулю в любом грамотно спроектированном усилителе.

    Простой факт заключается в том, что чем больше усилительных устройств вводится в цепь, тем больший фазовый сдвиг необходимо вводить. Ни одно усилительное устройство не способно мгновенно реагировать на изменение входного сигнала — все они имеют некоторую присущую задержку (которая обычно включает разное время включения и выключения). При меньшем количестве устройств в звуковой цепи должна быть меньшая задержка между изменением входного сигнала и изменением выходного сигнала.Упрощенная топология, используемая для большинства усилителей класса А, также может быть использована с усилителями класса АВ — часто с очень хорошими результатами.


    Рис. 3. Искажение кроссовера

    На рис. 3 показаны кроссоверные искажения усилителя класса B. Это преувеличено для ясности, и для сравнения включен «чистый» сигнал. Как видно, при уменьшении сигнала отношение искажений к сигналу становится намного хуже, что приводит к увеличению искажений при уменьшении мощности.Действительно, это именно то, что происходит во многих усилителях, но, как правило, обратная связь «забивается» таким количеством обратной связи, что кажется, что она исчезает. Из диаграммы видно, что для появления этого перекрестного искажения коэффициент усиления усилителя должен падать, когда уровень сигнала приближается к 0 Вольт. Действительно, петлевой коэффициент усиления усилителя действительно равен , уменьшенному до нуля, когда транзисторы выключены!

    Точка, в которой искажение «кажется, исчезает», является рабочим термином здесь — оно не исчезает вообще, и, что еще хуже, по мере достижения точки кроссовера коэффициент усиления разомкнутого контура усилителя уменьшается, а это означает, что большая обратная связь, как и при более высоких уровнях сигнала.Читателям, знакомым с электроникой, это будет очевидно — обратите внимание, что вблизи точки кроссовера амплитуда сигнала намного ниже, чем должна быть (вот что в первую очередь вызывает проблему!). Поскольку амплитуда уменьшается, очевидно, что усиление усилителя должно быть ниже на этом уровне, чем на более высоких уровнях.

    Следовательно, если коэффициент усиления разомкнутого контура ниже, то доступная обратная связь также должна быть ниже. Это область, которая подверглась некоторому изучению, и это иллюстрируется очень «плоским» коэффициентом усиления по сравнению с максимальным.кривые коллекторного тока многих наиболее желательных выходных аудиотранзисторов. Это, безусловно, вызывает некоторое беспокойство и указывает на то, что поведение усилителя мощности без обратной связи должно минимизировать искажения кроссовера до того, как будет добавлена ​​какая-либо обратная связь. Простое увеличение тока покоя не всегда является полным решением, потому что эта проблема создается присущей выходным устройствам нелинейностью, когда они начинают (или прекращают) проводимость. Увеличение тока покоя сдвинет «перегиб» дальше от точки 0 Вольт, но он все еще будет там — и на самом деле может быть хуже, чем при более низких токах покоя.Основным преимуществом является то, что компоненты искажения будут (потенциально) несколько менее слышны и будут влиять на сигнал, пока он сравнительно громкий, — это еще больше уменьшит его слышимость.

    Ранее в этой статье я упомянул МОП-транзисторы, потому что они на самом деле более нелинейны в этой области, чем транзисторы. Поскольку это наиболее важная часть сигнала, важно, чтобы к нему относятся с большим уважением. Однако …

    Это не означает, что полевые МОП-транзисторы не обладают образцовой производительностью.Тщательно разработанный боковой (не переключающий!) усилитель на полевых МОП-транзисторах будет звучать ничуть не хуже (или, возможно, «лучше» чем) биполярный усилитель, независимо от того, работает ли он в классе A или классе AB.

    В свете этого удивительно, что любые усилители мощности класса AB (обычные) вообще звучат хорошо. Исторически сложилось так, что именно проблемы, которые я здесь выделил, привели к появлению термина «транзисторный звук» (конечно, в уничижительном смысле), когда впервые появились транзисторные или «твердотельные» усилители.Что бы вы ни читали, эти проблемы вызваны физическими и электрическими характеристиками транзисторов и никуда не делись. Новые устройства гораздо более линейны, чем устройства 60-х и 70-х годов, но они не идеальны. Работа при более высоких токах покоя (т. е. больше в области класса AB) уменьшит нелинейность при переходе, но ее нельзя полностью устранить — по крайней мере, ни с какими доступными в настоящее время устройствами.

    Будет справедливо сказать, что, хотя проблему нельзя устранить, ее эффекты можно уменьшить до такой степени, что многие усилители будут иметь почти неизмеримо малые уровни кроссоверных искажений.Нередко для того, чтобы иметь возможность увидеть остаточное искажение (после удаления основной гармоники с помощью анализатора искажений), необходимо использовать цифровой осциллограф, который может применять усреднение. Искажения скрыты ниже уровня собственных шумов усилителя и не видны без функции усреднения. В тестах, которые я провел, прослушивание остаточного шума + искажения показало, что компонент искажения (изолированный) едва слышен на фоне системного шума — сам по себе обычно ниже слышимости с обычными громкоговорителями.

    Таким образом, вполне возможно разработать усилитель, в котором искажения на любом уровне ниже клиппинга практически не поддаются измерению. Незначительно более высокие уровни являются обычным явлением, и многие считают, что типичный уровень искажений в большинстве хорошо спроектированных усилителей мощности неслышен в большинстве условий прослушивания. Есть (конечно) и другие, которые это отрицают — либо потому, что они провели надлежащие сравнения в контролируемых условиях, либо потому, что их слух намного острее, чем у большинства из нас, либо потому, что им сказали, что они должны уметь различать звуки. услышать разницу — если они не могут, у них должны быть «оловянные уши».Ничто не сравнится с небольшим давлением группы сверстников, чтобы повлиять на чье-то восприятие.

    Где остается Класс-А? Существует эмоциональная связь с идеей усилителя класса А, и следует учитывать, что иногда в этом есть просто аспект «хорошего самочувствия» — технические детали даже не затрагиваются. Несмотря на мою собственную двойственность, я все же был немного разочарован своим решением не использовать P36 для своих собственных твитеров — и это несмотря на то, что я не услышал никакой разницы между P36 и высококачественным усилителем мощности, который я использую для своих твитеров.

    Поскольку транзисторы в усилителе класса А никогда не выключаются, очевидно, что искажения кроссовера отсутствуют (ведь нет кроссовера — когда один транзистор отключается, а другой подает ток нагрузки). Однако есть искажения — они вызваны всеми обычными нелинейностями в любом активном устройстве и, в частности, широкими колебаниями тока в выходном устройстве (в сочетании с повышенной температурой). Стоит отметить, что кроссоверное искажение точно такое же, как клиппирующее искажение, но с другой фазой по отношению к сигналу.Следовательно, он вносит нечетные гармоники (как и отсечение) — 3-я, 5-я, 7-я и т. д.

    При правильном проектировании усилитель класса А должен обеспечивать максимальное искажение без обратной связи, возможно, 5% при полной мощности, уменьшающееся по мере снижения входного сигнала (и, следовательно, выходной мощности). Считается, что это искажение преимущественно связано со второй гармоникой, которая (в умеренных количествах) гораздо менее навязчива, чем искажения нечетного порядка, создаваемые обычными двухтактными усилителями класса AB, однако это может быть не так.Напротив, наиболее распространенные усилители класса AB будут иметь искажения без обратной связи, возможно, от 10% до 15% при полной мощности, хотя некоторые из них будут намного ниже.

    Такие усилители обычно полагаются на глобальную обратную связь для уменьшения этого искажения и обычно имеют очень высокий коэффициент усиления без обратной связи. Еще одна проблема заключается в том, что коэффициент усиления без обратной связи не зависит от частоты, поэтому количество применяемой обратной связи уменьшается на более высоких частотах — совсем не то, что действительно необходимо. Однако не означает, что все такие усилители непригодны для прослушивания, несмотря на заявления об обратном.

    Дополнительные комментарии к классу A можно найти в статье «Смерть дзен» (DoZ).

    Миф #1 класса А
    Усилитель класса А поддерживает одинаковый ток через транзисторы, поэтому они всегда остаются в наиболее линейной области.

    Это не дело вообще — ток сильно варьируется в выходном устройстве в случае усилителя источника тока, и он широко варьируется у обоих выходных транзисторов для других типов усилителей класса А.Хотя можно сделать ток достаточно постоянным, это нецелесообразно и нецелесообразно.


    Сравнение классов

    Как это часто бывает при написании, я вдруг решил, что просто должен запустить симуляцию на паре выходных каскадов. Один из них относится к классу AB (по сути, такой же, как и в проекте 3A) и эмиттерному повторителю класса A. Оба работали с нулевой обратной связью, а ступень класса AB работала при токе покоя 14 мА против 14 мА.2А для цепи класса А.

    Вместо того, чтобы делать эту статью длиннее, чем необходимо, если вы хотите увидеть подробности, см. Часть 2 класса A


    Заключение

    Class-A является наиболее желательной конфигурацией усилителя с пуристической точки зрения, но он не подходит для систем высокой мощности, если только недопустимо чрезмерное рассеивание мощности (например, от 825 до 1500 Вт чистого тепла, чтобы получить 300 Вт звука). ). Однако, если он используется для усилителя высокой частоты в системе с тройным усилением, можно получить желаемый уровень звукового давления в комнате для прослушивания, но без необходимости установки специальной системы кондиционирования воздуха для отвода выделяемого тепла.

    При использовании в диапазоне частот 3000 Гц и выше потребуется сравнительно небольшая мощность, а звуковые преимущества должны быть очевидны — кристально чистые высокие частоты без каких-либо резких искажений. Генерируемое искажение может быть (но не обязательно) преимущественно 2-й гармоникой и будет наибольшим при высоких уровнях мощности, где оно наименее вероятно будет слышно. Имейте в виду, однако, что очень многие усилители класса AB будут способны работать так же хорошо, а во многих случаях и намного лучше.

    Класс А Миф #2
    Усилители Класса А дают преимущественно искажения 2 и порядка.

    Могут, а могут и нет, в зависимости от топологии. Очень многие усилители класса А производят компоненты искажения, почти идентичные компонентам, создаваемым усилителем класса АВ. Это исключает искажение клиппинга, которого следует избегать в любом усилителе класса , используемом для высококачественного звука. Почти все топологии усилителей производят третьи гармонические искажения. вместе со вторым — иначе и быть не может.


    Альтернатива?

    Если нецелесообразно (экономически или иным образом) использовать усилитель класса A в диапазоне частот твитера, можно использовать модифицированный усилитель класса AB. Необходимая модификация состоит в том, чтобы увеличить ток покоя (возможно, до 1 А или около того), чтобы усилитель работал как класс А для любого сигнала ниже примерно 8 Вт, при условии, что нагрузка 8 Ом, такая как твитер, работает хорошо. Такая модификация существующего усилителя довольно проста для опытного инженера-электронщика или обслуживающего персонала, но почти наверняка потребует модернизации радиаторов, чтобы предотвратить разрушение выходных устройств.Также вероятно, что для источника питания потребуются дополнительные конденсаторы, а также, возможно, схема регулятора или умножителя емкости. Без них уровень гула может стать навязчивым, что сводит на нет всю цель упражнения. Для любого, кто думает в этом направлении, требуются некоторые базовые эксперименты.

    Имейте в виду, что вы можете попрощаться с любой гарантией, которая может существовать на ваш усилитель — немногие производители согласятся с тем, что разобрать их продукт на части и переделать его как нечто «новое» — это вполне разумный поступок.

    Несмотря на стоимость модификации усилителя таким образом, это обязательно будет дешевле, чем покупка или сборка усилителя класса А с нуля — тем более, если у вас есть отличный (но недостаточно мощный) усилитель, который просто лежит и ждет, когда его примут. использовать. За небольшую работу и относительно небольшое количество долларов потенциально хороший усилитель может стать вашим.

    Предупреждение
    Имейте в виду, что приведенный выше раздел больше похож на «размышления», чем на установленный факт при полном тестировании.Теория (более или менее) здравая, но невозможно предсказать точное поведение любого усилителя после его модификации, и я предлагаю, чтобы при попытках модификации таких модификаций они выполнялись с измерениями «до и после», чтобы обеспечить надлежащее функционирование. сравнение. Работа с более высоким, чем обычно, током покоя может фактически ухудшить характеристики некоторых усилителей.



    Основной индекс Указатель статей Класс-A Часть 2
    Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая весь текст и диаграммы, но не ограничиваясь ею, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и охраняется авторским правом © 1999-2005. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

    Журнал изменений: Последнее обновление страницы — 3 апреля 2005 г. — несколько пояснений и различных обновлений, чтобы привести статью в соответствие с последними транзисторами и отразить дополнительные исследования./ 21 марта 2001 г. — изменен раздел о смещении тока 1/2. / 09 мая 2000 г. — добавлены некоторые комментарии по питанию конденсаторного множителя и другие сведения об усилителях класса A с «модулированным током». / 29 ноября 1999 г. — некоторые незначительные изменения в формулировках. / Декабрь 2018 г. — чертежи переделаны.


    Как регулятор генератора переменного тока Wakespeed WS500 решает сложные проблемы зарядки, теперь с NMEA 2000 UPDATE

    Трудно представить себе, что вас может волновать такое обыденное устройство, как регулятор генератора переменного тока, но устройство Wakespeed WS500 может понравиться многим.Для меня основная причина заключается в том, что этот регулятор решил грубую проблему зарядки на Bliss , нашем 40-футовом траулере с рулевой рубкой. Это может помочь с вашим. Позвольте мне объяснить…

    Несколько лет назад, решив, наконец, что-то сделать с неудобными проходами по качке на нашем полноводном траулере с круглым дном, мы заменили наш 5-киловаттный генератор переменного тока на гиростабилизатор SeaKeeper 5. Генератор пришлось убрать, чтобы создать достаточно места для нового стабилизатора. Это привело к интересной дилемме, поскольку для работы гироскопа требуется 2000 Вт переменного тока, но единственным бортовым устройством, способным генерировать такую ​​мощность, был генератор.И это пришлось убрать, чтобы освободить место для стабилизатора. Чтобы удовлетворить текущие требования гироскопа, нам пришлось модернизировать систему генерации постоянного тока, добавив два высокопроизводительных генератора переменного тока MGDC на 250 ампер к нашему единственному дизельному двигателю Yanmar мощностью 100 л.с. Установка стабилизатора очень хорошо описана Беном Эллисоном в предыдущем посте Panbo.

    Проблемы с зарядкой Bliss

    Здесь начинаются проблемы. Изначально мы установили многоступенчатые регуляторы Balmar. Чего мы не понимали, так это того, что почти все такие передовые (или «умные») регуляторы используют напряжение батареи и процентный ток возбуждения для определения состояния заряда батареи, и хотя этот метод десятилетиями хорошо работал на многих лодках, он может вызывать проблемы. на таких судах, как Bliss , со значительными колебаниями потребления электроэнергии.


    В отличие от традиционных регуляторов генератора переменного тока, которые ограничивают выход генератора постоянным напряжением (обычно между 13,5–14,5 В), «интеллектуальные» регуляторы были разработаны для минимизации времени зарядки за счет использования многоэтапного подхода для реализации конкретных режимов зарядки, рекомендованных аккумулятором. производитель. Например, на следующем графике показана рекомендуемая оптимизированная последовательность зарядки для моих новых гелевых аккумуляторов Victron.

    Последовательность зарядки гелевых аккумуляторов Victron (напряжение и сила тока в зависимости от силы тока).Время)

    «Умные» многоступенчатые зарядные устройства реализуют эти последовательности путем изменения тока возбуждения при попытке контролировать состояние заряда батареи. Традиционно эти регуляторы используют выходное напряжение и процентное поле для определения состояния заряда аккумуляторной батареи. Хотя подробное описание технологии «умного» регулятора выходит за рамки этой статьи, на сайте Balmar очень хорошо описана их технология последовательности заряда.

    Посмотрите, как популярный Balmar MC-614 работал на Bliss в конфигурации с нашими гелевыми батареями.Он генерировал приемное напряжение (также называемое напряжением поглощения) 14,2 В с триггером поля 65% от максимальной амплитуды поля. При прохождении цикла зарядки регулятор запускается в «массовом» режиме, когда генератору предписывается выдавать столько тока, сколько он может, пока он не достигнет приемного напряжения 14,2 В. В режиме «приемки» ток возбуждения медленно снижается до тех пор, пока выходной сигнал не достигнет 65% от его максимального значения. Отметка 65% запускает линейное снижение до плавающего напряжения 13,8 В, где все остается до остановки двигателя.Если регулятор, находясь в «плавающем» режиме, должен увеличить выход возбуждения до более чем 65 % для поддержания напряжения, регулятор повторно входит в фазу накопления (или приема), перезапуская цикл заряда.

    Проблема с этой установкой на лодке, которая постоянно работает с большими нагрузками (как у меня), заключается в том, что батарея может быть заряжена до полной емкости, но требования к электричеству в доме очень высоки (например, для работы гироскопа, который требует 2000 Вт). что триггерная точка 65% никогда не достигается. Регулятор никогда не переходит в «плавающее» состояние, и батареи сильно перезаряжены.Нам потребовалось несколько недель, чтобы выяснить, что с нами происходит, что привело к разрушению нашей герметичной аккумуляторной батареи на 1800 ампер/ч. Дорогостоящий урок, если не сказать больше…


    Стоя на якоре, без гироскопа или других тяжелых грузов дома, мы обнаружили, что у нас все еще есть проблемы с зарядкой. На Bliss у нас есть солнечные панели мощностью 1000 Вт, обеспечивающие заряд до 80 ампер в часы пик. В этих пиковых условиях регулятор преждевременно достигает порога поля 65%, в результате чего система переходит в «плавающий» режим до того, как аккумуляторная батарея будет полностью заряжена.Грррр….

    Наконец, проблема с RPM. Величина тока, создаваемого генераторами переменного тока, зависит от поля, обеспечиваемого регулятором, и оборотов двигателя. Если двигатель работает на низких оборотах холостого хода, необходимо увеличить поле привода генератора, чтобы обеспечить больший зарядный ток. С большими блоками батарей это может вызвать проблемы, если вы (как и я) начинаете цикл зарядки на якоре на высоких оборотах холостого хода, а затем медленно снижаете обороты (для экономии топлива и загрузки двигателя), пока текущие требования снижаются.Это приводит к тому, что регуляторы, возможно, перезаряжают ваши батареи, потому что, опять же, с большим банком батарей порог поля 65% не достигается, и переход в «плавающее» состояние никогда не происходит.

    Солнечные панели, большие нагрузки, переменные обороты и т. д. сбивают с толку большинство регуляторов, вызывая недозарядку или перезарядку батарей, что приводит к сокращению ожидаемого срока службы и снижению производительности.

    Промежуточным решением было перепрограммировать регулятор на более низкое приемное напряжение и пороговое значение поля 75%.Это позволило нам преодолевать большие расстояния, не поджаривая аккумуляторы, и, таким образом, сохраняя оставшуюся емкость до тех пор, пока мы не заменим банк. Однако, стоя на якоре, мы не могли эффективно заряжать наши аккумуляторы, потому что система всплывала слишком рано. Очень расстраивает.



    Блисс обнаруживает WS500 (момент Ага) Универсальный аккумуляторный шунт 500 А/50 мВ

    Когда я обнаружил, что Wakespeed WS500 использует амперный шунт для измерения фактического тока, подаваемого на аккумуляторы, вместо использования пороговых значений поля в процентах для управления алгоритмами зарядки, я был немедленно убежден.Я купил сразу две штуки.

    Способность измерять ток, поступающий в аккумуляторную батарею, отличает этот регулятор от остальных. Это не означает, что нет других функций, которые делают этот регулятор весьма желательным, но мы вернемся к этому позже.

    С WS500 вам не нужно беспокоиться о большой нагрузке на дом, мощности солнечной панели и оборотах, влияющих на цикл зарядки. Регулятор всегда поступает правильно. Для моего нового банка Victron Gel 1855 Amp/Hr это означает, что когда ток, поступающий в батареи, достигает 4% емкости банка (то есть 1855 Amp/Hr * 0.04 или 74,2 ампер) система мгновенно переходит в плавающее состояние. В «плавающем» режиме, если батарея потребляет 20 ампер/часов — например, когда включена действительно большая нагрузка дома, которую генераторы переменного тока не могут поддерживать без помощи банка батарей — система перезапускает цикл зарядки. Без суеты, без беспорядка… регулятор всегда поступает правильно.

    Мне нравятся следующие изображения. Они показывают, как Bliss теперь проходит этапы зарядки, пока она счастливо не едет, генерируя 160 ампер тока для работы дома и гироскопа, в то время как батареи находятся в плавающем режиме, поглощая 47 ампер.Аккумуляторная батарея продолжала бы плавать при 47 амперах, даже если бы я включил микроволновую печь, стиральную машину с сушкой и/или другую тяжелую нагрузку. Это прекрасно видеть в действии! (Подробнее о мониторинге мощности Simarine здесь.)



    • Массовая зарядка
    • Режим принятия
    • Плавающее состояние

    Установка и базовая конфигурация WS500

    Установка WS500 так же проста (или сложна), как и любой другой регулятор, с добавлением 2 проводов, которые идут к токовому шунту на отрицательном возврате к блоку батарей.Определение напряжения батареи, мощность регулятора, зажигание, поле и т. д. такие же, как и в большинстве других интеллектуальных регуляторов. Ниже приведена схема подключения регулятора.

    WS500 Жгут проводов и проводка Описание

    Жгут проводов, который поставляется с регулятором, включает в себя датчик температуры для генератора переменного тока, но не для аккумуляторной батареи. Пользователям нужно будет предоставить это, если они хотят, чтобы регулятор регулировал зарядное напряжение и ток в зависимости от температуры батареи (что вам рекомендуется делать).Следует позаботиться о правильной полярности датчика тока. При обратном подключении регулятор работать не будет, хотя есть способ изменить полярность программно с помощью расширенного режима настройки (подробнее об этом ниже).

    Важно отметить, что при подсоединении жгута проводов к регулятору предохранители как датчика, так и положительного провода питания удаляются. В большинстве случаев ничего серьезного не произойдет, если вы забудете, но можно повредить регулятор, если положительные выводы установят соединение раньше, чем выводы заземления.

    WS500 может обеспечить до 30 А выходного тока возбуждения по сравнению с другими, которые поддерживают только 15 А. 30 А позволяют одному регулятору управлять несколькими генераторами переменного тока или специализированными генераторами переменного тока, требующими очень сильных полей. На Bliss каждому генератору MGDC требуется 8 ампер для максимальной выходной мощности. Таким образом, хотя раньше я снижал максимальное поле до 90%, чтобы поддерживать ограничение в 15 ампер, и избегал перегорания предохранителя внутреннего регулятора, теперь я могу получить полную мощность от обоих генераторов одновременно.Я до сих пор нахожу это замечательным. Это 6 киловатт постоянного тока из моего маленького 100-сильного Yanmar во время движения. Больше, чем мы когда-либо получали от нашей генераторной установки Kohler мощностью 5 кВт.


    Хотя WS500 имеет обширный набор настраиваемых функций, доступных через интерфейс программирования (подробнее об этом ниже), большинство пользователей обнаружат, что настройка устройства с помощью 8 двухпозиционных переключателей сделает работу. Ввод типа батареи и емкости батареи — это все, что требуется. Обратите внимание, что регулятор ожидает, что стандартный аккумуляторный шунт 500Amp/50mV будет работать правильно.Но нет проблем с использованием той, которая у вас уже может быть для системы мониторинга домашней батареи (хотя, если ваш шунт отличается от 500/50 или полярность обратная, то для изменения настройки потребуется расширенная конфигурация) . Ниже приводится описание настроек DIP-переключателя из руководства.

    Настройки микропереключателя WS500

    Особо следует отметить переключатель 8, который ограничивает выходной ток до 70% и предназначен для защиты небольших двигателей от перегрузок большими генераторами переменного тока.Его также можно использовать на начальном этапе, чтобы убедиться, что все работает должным образом, прежде чем включать полный кран. И все настройки коммутатора могут быть перезаписаны в режиме расширенной настройки, который будет обсуждаться позже.

    Один светодиод на передней панели устройства выдает коды состояния в виде шаблонов мигания. Ниже перечислены различные коды ошибок и состояния регулятора.

    Коды светодиодов WS500

    Для большинства пользователей это почти все. Подсоедините провода зажигания, питания генератора, датчика напряжения и тока аккумулятора.Подсоедините датчики температуры генератора и аккумулятора. Наконец, настройте переключатели для химического состава батареи и емкости в ампер/час, и вы отправитесь в беззаботную нирвану зарядки батареи.



    Список желаемых конфигураций

    Уже взорвав большой банк аккумуляторов, мы хотели лучше контролировать последовательность зарядки. Так что использования настроек переключателя было недостаточно. Кроме того, теперь у нас была проблема, заключающаяся в том, что при движении на низких оборотах с разряженными батареями генераторы переменного тока потребляли большую часть доступной мощности двигателей, что делало двигатель вялым.В частности, мы хотели изменить настройки регулятора на:

    .
    • Принудительный поплавок с помощью переключателя на приборной панели для предотвращения перезарядки аккумуляторной батареи в случае неправильной работы регулятора. Как оказалось, это было ненужным беспокойством, но приятным для нас, параноиков.
    • С помощью переключателя установите выходную мощность генератора на 30 % от максимальной при движении на малых оборотах, чтобы большая часть мощности двигателя направлялась на движение.
    • Реализовать рекомендации по зарядке гелевых аккумуляторов Victron, включая режим обслуживания «постфлоутинг» при многодневных переходах.
    • Указание точного размера аккумуляторной батареи, максимального тока, допустимого для батареи, и силы тока срабатывания для входа и выхода из плавающего состояния и состояния «после плавающего состояния».

    К счастью, с дополнительной проводкой и расширенным программированием WS500 может удовлетворить все эти требования.

    Расширенная проводка WS500

    Сначала займемся проводкой. Вот изображение аппаратных переключателей и светодиодов, установленных на нашей приборной панели для поддержки дополнительных функций.

    Переключатели управления генератором на панели управления двигателем на Bliss руля

    Уменьшение мощности генератора по запросу может быть принудительно выполнено путем короткого замыкания датчика температуры генератора, в нашем случае путем прокладки двух проводов — по одному от каждого провода датчика температуры генератора — к включить приборную панель рубки. По умолчанию это снижает мощность генератора на 50%. Однако для нас снижения мощности на 50% было недостаточно.

    Кривая мощности нашего 100-сильного двигателя Yanmar 4jh3 не показывает доступных л.с. при 600 об/мин, но это немного.Между тем, на каждые 100 ампер выходного тока генератора требуется 4 л.с., а наша система с передаточным числом шкивов 3:1 способна производить 300 ампер при 600 об/мин. Другими словами, при полной мощности генератора на холостом ходу генераторы требуют от двигателя 12 л.с., что почти ничего не оставляет для движения.

    Таким образом, в то время как для Bliss было недостаточно снижения выходной мощности на 50 % до 150 ампер (6 л. 100 ампер или 4 л.с. при 600 об/мин.

    Обратите внимание, что WS500 имеет функцию обратного хода (PBF), разработанную специально для решения проблемы больших генераторов переменного тока, перегружающих небольшие двигатели на низких оборотах. PBF использует вход статора регулятора для измерения оборотов двигателя. PBF можно отрегулировать для уменьшения выходной мощности в зависимости от числа оборотов в минуту на оборотах, близких к холостым. Мы решили не использовать эту функцию, потому что, хотя она и полезна в автомобильных ситуациях, мы хотели, чтобы вся доступная мощность двигателя шла на подзарядку при стоянке на якоре. Так что для нас переключатель имеет больше смысла.

    Я слышал о других системах, использующих управление переключением передач для активации реле, которое затем включает вход статора генератора в регулятор.Это позволило бы переключаться между пониженной и полной мощностью на холостом ходу в зависимости от того, вращается ли карданный вал. Хотя мы можем поэкспериментировать с этим позже, сейчас мы довольны нашим руководством по переключению режима якорь/в движении. Переключатель статора на приборной панели позволяет вводить обороты в регулятор, если он когда-либо захочет использовать PBF.

    Точно так же было легко настроить функцию принудительного плавания, поскольку WS500 имеет линию Function IN, которую можно запрограммировать для ее поддержки. Прокладка одного плюсового провода от приборной панели к входу регулятора Function IN делает это очень хорошо.Хотя нам еще никогда не приходилось использовать эту функцию, приятно иметь ее.

    Выключатель ALT изначально предназначался для включения провода зажигания на регуляторе, что позволяло нам полностью отключить зарядку, сохраняя при этом приборную панель. На данный момент у нас есть зажигание, подключенное к ключу на приборной панели, поэтому запуск двигателя включает регулятор. Я не вижу необходимости реализовывать переключатель включения/выключения ALT. Тем не менее, приятно иметь его, если в будущем мы захотим (по какой-то причине) отключить генератор во время движения.

    Наконец, лампы приборной панели подключены к регулятору, чтобы можно было легко обнаружить проблемы и коды ошибок.

    Расширенная конфигурация и программирование WS500

    Если для завершения установки WS500 требуется пользовательское программирование, поначалу это может показаться пугающим, но на самом деле это не так уж и плохо. Чтобы запрограммировать устройство, вы должны сначала снять крышку, чтобы получить доступ к порту USB, что также необходимо для доступа к двухпозиционным переключателям конфигурации, расположенным рядом с портом USB. (Это переключатели, рассмотренные выше для базовой конфигурации без программирования.)

    Системная плата WS500

    USB-порт подключается либо к ПК с Windows, если пользователи хотят использовать инструменты программирования, предоставляемые Wakespeed, либо к OPE Tether, устройству точки доступа Wi-Fi, которое подробно обсуждается ниже.

    Прежде чем углубиться в механику программирования, позвольте мне сначала поделиться следующим, что представляет собой программу WS500, используемую для настройки регулятора Bliss :

    #Программа для целевой версии WS500 = 222
    $SCN:0,Master,[email protected]
    $SCA:0,120,0.90,0.70,0.30,0,0,0,10000,0,0,15,[электронная почта защищена]
    $SCT:3,3,-1,[электронная почта защищена]
    $CCN:1,1,70,1 ,1,1,0,0,0,0,0,[электронная почта защищена]
    $CPA:8 14.1,360,20,[электронная почта защищена]
    $CPO:8 0,0,0,[электронная почта защищена]
    $CPF:8 13.6,-1,1140,0,-24,12.6,[электронная почта защищена]
    $CPP:8 10000,0,-20,[электронная почта защищена]
    $CPE:8 0,0,0,[ электронная почта защищена]
    $CPB:8 0.024,-9,-20,45,0,-99,-99,0,[электронная почта защищена]
    $SCO:8,3.7,1,[электронная почта защищена]
    $RBT: @

    В основном греческий! Описание того, что все это означает, можно найти в руководстве по программированию WS500, которое можно найти на wakespeed.ком. Поле 0,30 в строке $SCA:0, например, означает снижение выходной мощности до 30% при коротком замыкании датчика температуры генератора.

    Wakefield предоставляет драйверы для Windows и инструменты командной строки в стиле DOS для передачи программ, подобных приведенной выше, регулятору. Они также предлагают руководство по настройке с подробными инструкциями по программированию блоков и несколько шаблонов для предопределенных конфигураций. Последовательность программирования следующая:

    • Загрузите руководство по настройке и драйверы с веб-сайта www.wakespeed.com
    • Подключите шнур USB (не входит в комплект) к компьютеру с Windows
    • Установите драйверы USB
    • Используйте Блокнот (или любой другой текстовый редактор), чтобы создать или изменить программу WS500, подобную той, что указана выше. Затем сохраните текстовый файл в каталоге, где были установлены инструменты Wakespeed.
    • Запустите редактор командной строки Windows (cmd.exe) и перейдите (cd) в папку программы Wakespeed.
    • Запустите консольную утилиту передачи файлов Wakespeed.
    • Проверьте наличие ошибок и при необходимости повторите шаги 4–7.

    Этот процесс не слишком сложен, если вы технически грамотны и привыкли программировать и использовать инструменты командной строки.

    Представляем аксессуар OPE-Tether WS500

    OPE-Tether с разъемом CAN-шины

    К счастью, существует гораздо более простой и лучший способ программирования этих регуляторов с помощью OPE-Tether , небольшой дополнительной точки доступа Wi-Fi WS500, продаваемой Ocean Planet Energy и обеспечивая следующие функции:

    • Мобильный веб-доступ к WS500 через WiFi.Драйверы устройств не требуются. Работает со всеми веб-совместимыми мобильными устройствами. Совместимость с IOS, Android, Windows, Mac и Linux.
    • Подключение к регулятору через USB или внешний разъем CAN-шины RJ45 регулятора.
    • Простые обновления прошивки для регуляторов WS500.
    • Простое веб-программирование регуляторов WS500 на основе форм.
    • Мониторинг в реальном времени.
    • Запись всех параметров регулятора на внутреннюю SD-карту.
    • Подключение к судовой сети через Ethernet или WiFi.
    • Подключение через мобильный телефон для удаленной поддержки WS500 от OPE.
    • Питание от 9-35 В постоянного тока. Адаптер переменного/постоянного тока входит в комплект.

    Важно отметить, что это устройство не требует специальных знаний в области программирования, редакторов командной строки или редактирования текста для доступа ко всему набору функций WS500. Все, что вам нужно, это компьютер или устройство с поддержкой WiFi и веб-браузер.

    Время для отказа от ответственности. Я создатель Tether. После покупки двух WS500 для Bliss я подумал, что этот продукт заслуживает лучшего доступа сообщества ко всем его функциям.

    Полный обзор Tether выходит за рамки этой статьи, поэтому я сосредоточусь на программировании двух функций, чтобы дать вам представление об этом инструменте. Во-первых, мы изменим конфигурацию, чтобы дать регулятору имя и указать размер банка батарей, чтобы точно определить «плавающее» состояние и включить поплавковый переключатель приборной панели. После этого запрограммируем настройки состояния поплавка и «постпоплавка» и активируем программу на регуляторе.

    Прежде чем перейти к механике программирования, давайте обсудим функцию «Удаленная поддержка», одну из самых мощных функций Tether.Это позволяет пользователю привязать свой регулятор(ы) WS500 через свой мобильный телефон (в режиме точки доступа) к техническим специалистам OPE, которые затем имеют полный доступ к устройству. Поэтому, если вы столкнетесь с проблемами, эксперт может диагностировать и исправить вашу установку. Краткое руководство пользователя Tether содержит подробную информацию о процессе привязки.

    Программирование WS500 с помощью OPE-Tether

    После включения Tether и его подключения к регулятору вы подключаетесь к системе через WiFi, входите в систему, а затем переходите на вкладку «Настройки регулятора», чтобы начать процесс программирования.Затем вы вводите нужные параметры и сохраняете их. Размер батареи, напряжение системы, имя регулятора, включение строки «Function In» определяются на этом первом экране.

    Затем, все еще находясь в разделе «Настройки регулятора», вы переходите на вкладки CPF (параметры плавающего состояния) и CPP (параметры после плавающего состояния), чтобы ввести нужные значения. Здесь задаются поддерживающее напряжение батареи для данного состояния, продолжительность времени и условия выхода.Особо следует отметить параметры выхода из состояния. Мы определяем, что мы должны выйти из «плавающего» состояния после того, как будет использовано 5% ампер/ч емкости аккумуляторной батареи или 4% для пост-плавающего состояния. Затем настройки сохраняются для передачи в регулятор позже.

    Чтобы передать новые настройки регулятору, мы переходим на вкладку «Инструменты» и нажимаем кнопку программы. Затем мы (если хотим) проверяем, что сгенерированная программа нам нравится, и, если все в порядке, нажимаем кнопку «Зафиксировать», чтобы передать ее регулятору.Затем мы ждем подтверждения того, что программа принята. Регулятор перезапустится автоматически, и новые настройки вступят в силу.

    Просто как 1.. 2.. 3..

    Пользовательский интерфейс Tether в значительной степени самодокументируется, так что вам просто нужно потратить время и поэкспериментировать с настройками, чтобы усовершенствовать настройку вашего регулятора. Когда закончите, вы можете использовать вкладку профилей, чтобы сохранить эти настройки с определенным именем и комментарием. Tether может хранить множество профилей, что делает его удобным для установщиков, перемещающихся между лодками клиентов.Пользователи также могут загружать настройки на свои компьютеры, делиться ими с другими, отправляя их по электронной почте в виде вложений, а затем загружать их в другой Tether. Эту функцию можно использовать, например, для заключения контракта с OPE или другим поставщиком на создание и отправку вам по электронной почте пользовательской конфигурации для загрузки на ваш WS500.

    Мы могли бы обсудить многое, многое другое, но я полагаю, что это даст вам хорошее представление о том, что требуется для настройки регулятора.

    Дополнительные функции WS500

    Прежде чем мы начнем, я хочу упомянуть несколько дополнительных функций WS500, которые здесь подробно не обсуждаются.

    WS500 поддерживает подключение нескольких регуляторов через шину RJ45/CAN снаружи блоков с использованием стандартного кабеля Ethernet. В этой конфигурации один из регуляторов автоматически становится ведущим и управляет другими регуляторами как ведомыми. Это позволяет использовать несколько установок регулятора/генератора переменного тока для зарядки одного большого блока батарей унифицированным способом, что может быть удобно на многомоторных судах. Двигатели/регуляторы можно включать и выключать по желанию, а система динамически перестраивается, чтобы поступать правильно.

    Для пользователей с большими генераторами переменного тока и небольшими двигателями версия WS500 от American Power Systems, Inc (называемая AP500) имеет «режим пробелов», который увеличивает ранее описанный коэффициент обратного хода, позволяя вам указать выходную мощность генератора для 8 диапазонов оборотов. Функция позволяет, например, реализовать такую ​​таблицу, как:

    Наконец, для тех, кто хочет видеть состояние батареи и информацию о зарядке на ваших дисплеях NMEA 2000, у OPE-Tether скоро будет опция, которая передает информацию WS500 в сеть приборов N2K судна.Я добавлю больше информации об этом в разделе комментариев ниже, когда эта функция станет доступной.

    Подведение итогов

    Регулятор Bliss WS500

    Трудно поверить, что что-то столь неинтересное выглядит, как это может быть так важно. Но это. Надеюсь, теперь вы понимаете, почему это волнение.

    Удачи и счастливой зарядки — Luis Soltero, MV Bliss , Сейчас в Чесапике

    WS500 для обновления NMEA 2000

    01.08.2020 — Я рад сообщить, что WS500, установленный на Bliss , теперь отправляет ценные данные в мою сеть NMEA 2000.Вот история:

    Сеть шины CAN, используемая WS500, поддерживает следующие протоколы уровня данных:

    • J1939 — используется для информации о двигателе, включая число оборотов в минуту, и распространен в легковых и грузовых автомобилях, а также в более новых дизельных двигателях.
    • RV-C — используется в основном производителями систем питания постоянного и переменного тока, таких как системы управления батареями (BMS), предназначенные для взаимодействия с другой электроникой.
    • NMEA 2000 

    Учитывая, что NMEA 2000 и RV-C основаны на протоколе J1939, нет никаких электрических препятствий для подключения WS500 напрямую к сети вашего судна, и это может быть выполнено с помощью специального кабеля с RJ45 к соединителям DeviceNet или путем приобретения жгута проводов WS500 от Ocean Planet Energy, который поставляется с соединителем CAN-шины DeviceNet.

    Внимание : WS500 не сертифицирован NMEA для использования в сетях N2K и может никогда не быть сертифицирован. NMEA указывает, что интерфейсы шины CAN, подключенные к сетям N2K, должны быть оптически изолированы, а WS500 — нет. Кроме того, NMEA указывает, что в сети должны использоваться только действительные кадры данных N2K, в то время как WS500 использует кадры, отличные от N2K, для связи с другими WS500, а также с BMS и другими устройствами, отличными от N2K. Как и N2K, RV-C также использует PGN для своих предложений. Существует некоторое совпадение между диапазоном PGN конкретного поставщика N2K (130816 … 131071) и некоторыми PGN RV-C, что может вызвать конфликты, если судовые приборы используют некоторые из них.

    Итак, хотя маловероятно, что подключение WS500 напрямую к сети N2K вызовет проблемы, имейте в виду, что это не одобрено и не санкционировано ни NMEA, ни Wakespeed. Смельчаки могут попробовать, и если это сработает, отлично. Но есть несколько способов передать более качественные, чистые и безопасные данные WS500 в сеть N2K вашего судна.

    Прежде всего, с этой задачей справится мост N2K-to-N2K, такой как Yacht Devices YDNB-07 или Maretron NBE100. Эти устройства автоматически предотвращают распространение трафика, отличного от N2K, на стороне WS500 на стороне сети N2K судна, а также электрически изолируют шину CAN (а мост Maretron сертифицирован NMEA).Другие модели мостов N2K могут делать то же самое, но перед покупкой обязательно ознакомьтесь с документацией, чтобы убедиться, что они поддерживают фильтрацию.

    Мосты

    N2K в конфигурации по умолчанию не будут разрешать конфликты RV-C PGN с проприетарными N2K PGN, если таковые существуют в сети. Однако оба моста, перечисленных выше, поддерживают пользовательскую фильтрацию. Для NBE100 вы используете шлюз Maretron USB100 и их программу Maretron N2KAnalyzer для блокировки всего трафика, кроме обязательных предложений из белого списка (см. список PGN ниже).Создание фильтров на мосту Yacht Devices включает в себя создание текстового файла с операторами программы, хранящимися на SD-карте, а затем вставку его в устройство, как описано в руководстве YDNB-07 в формате PDF. Техническая поддержка Yacht Devices любезно предоставила сценарий конфигурации YDNB-07, который должен работать с WS500 (после того, как вы измените имя файла на «YDNB.CFG»), хотя ни у Wakespeed, ни у меня не было возможности протестировать его.

    В качестве альтернативы, OPE-Tether, описанный в предыдущих разделах выше, можно приобрести с переходным кабелем Ethernet-N2K, который подключается к порту LAN Tether, обеспечивая бесконфликтное сетевое мостовое соединение N2K по принципу plug-n-play.(Напоминаем, что я создатель OPE-Tether.) Подобно мостам YD и Maretron выше, Tether изолирует сети и пропускает только добросовестный трафик N2K. Tether передает только предложения N2K, полученные от WS500, и никакие другие, избегая сетевых конфликтов. Кроме того, Tether обеспечивает подключение WiFi к программированию WS500 и мониторинг в реальном времени более 100 параметров (т. е. гораздо больше, чем доступно через N2K).

    Вот серия снимков экрана, показывающих, как мой Simrad NSS16 evo2 MFD может отображать список устройств N2K, которые он видит в сети, а также данные, которые он может интерпретировать.

    • Список устройств N2K, видимых NSS evo2 на Bliss
    • Подробная информация об OPE-Tether, передающей информацию WS500
    • Конкретные данные WS500, видимые в сети

    Нижний экран данных не показывает конкретные вовлеченные PGN, но показывает данные поля, которые NSS понимает из них, а также то, что известно как «экземпляры» устройств и данных в скобках. Экземпляр данных (и устройства) N2K по умолчанию равен 0, а PGN, которые используют экземпляр данных, обычно включают оборудование лодки, которое часто бывает более одного, например, батареи и двигатели.Таким образом, ток батареи [Battery Instance 0] выше, показывающий значение тока 32,8 А, представляет собой силу тока, поступающую в основной аккумулятор Bliss. История аналогична RPM [0], и если бы Bliss был двухвинтовым, могла бы быть линия данных RPM [1] (с обычным экземпляром N2K: 0 = левый двигатель, 1 = правый борт).

    Если вы углубитесь в терминологию NMEA 2000, то увидите, что несколько PGN с батареей в названии могут фактически ссылаться на другие источники постоянного тока и получать типы постоянного тока, такие как генератор переменного тока или солнечная батарея, и вы можете видеть это в действии выше.WS500 дает генератору экземпляр данных (называемый Аккумулятором или экземпляром постоянного тока) из 49, и, таким образом, все поля, отмеченные 49, относятся к генератору Bliss. Другими словами, температура батареи [49], равная 89,60F, — это температура моего корпуса генератора, который только что прогрелся в уже жаркий день в Чесапикском заливе. Он может быть намного выше, и поэтому я хотел бы внимательно за ним следить.

    Большинство многофункциональных дисплеев N2K и дисплеев приборов позволяют пользователям выбирать среди источников данных для информации о датчиках, если в сети есть выбор, по крайней мере, в некоторой степени.Например, мой Simrad NSS16 Evo2 выше показывает BATT V, AMPS, BATTMP и RPM, полученные от WS500 через Tether. Поэтому мне приходится выбирать между экземпляром батареи 0 и 49 (напряжение генератора, ток, температура), потому что МФД не может отображать данные одного и того же общего типа из двух источников одновременно.

    К счастью, у меня есть два дисплея NSS, которые позволяют мне настроить один для батареи, а другой для информации о генераторе. Но имейте в виду, как я показал, что даже если вы видите данные на диагностическом экране дисплея N2K, вы не сможете показать их там, где хотите.(Также обратите внимание, что VSUPPLY — это напряжение, фактически наблюдаемое NSS, которое сильно отличается от напряжения зарядки аккумулятора.)

    Насколько я понимаю, NSS evo3 решает эту проблему отображения данных, а также предлагает пользовательскую маркировку полей данных, чтобы BATTMP [49] можно было увидеть на экране как что-то вроде ALT TMP. Я также знаю, что у Бена Эллисона теперь есть множество аналогичных PGN постоянного тока, созданных Victron, — аккумулятор, инвертор и солнечное зарядное устройство — в сети Gizmo, и читатели Panbo в конечном итоге узнают о том, как они отображаются на Furuno TZT2, Simrad GO5 и Maretron. экраны.

    Вот изображения моего дисплея Raymarine i70, показывающие обороты двигателя и состояние батареи, полученные от WS500/Tether.

    WS500 поддерживает следующие N2K PGN:

    • 127488 — число оборотов двигателя
    • 127506 — подробное состояние постоянного тока, включая состояние заряда, состояние работоспособности, оставшееся время и напряжение пульсаций , Оставшееся время выравнивания
    • 127508 – Состояние батареи, включая напряжение батареи, ток батареи, температуру корпуса батареи , состояние перегрузки, состояние низкого напряжения постоянного тока и состояние пульсации.

    Веб-сайт NMEA предлагает некоторую информацию о NMEA 2000, включая этот несколько устаревший PDF-файл с описанием большинства современных PGN. Кроме того, некоторые производители, такие как Maretron и Victron, включают технические детали N2K и PGN в свои соответствующие руководства.

    После того, как вы подключили WS500 к сети N2K, необходимо настроить многофункциональные дисплеи или дисплеи приборов для отображения данных. Как уже было сказано, возможность отображения конкретных PGNS, особенно с несколькими экземплярами устройств или данных, по-видимому, сильно различается.

    Мой Raymarine i70, например, может отображать некоторые поля данных из PGN 127488 и 127508, в то время как NSS16 evo2 поддерживает 127488, 128508 и 127507. заряжать. 508 содержит данные о напряжении батареи, амперах и температуре, а 488 — об оборотах в минуту… ничего необычного, но, несомненно, полезного.

    На этих снимках экрана показано, как можно запрограммировать приборную панель NSS16 с нужными приборами, в данном случае с помощью меню «Источники данных» для выбора между отображением напряжения генератора с экземпляром данных 49 или напряжением основной аккумуляторной батареи с экземпляр 0.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.