Схема регулятора напряжения постоянного – Как сделать простую схему стабилизированного регулятора постоянного напряжения на двух транзисторах самому.

Содержание

Самодельный регулятор напряжения — MotoRegulator.com

Как я делал Реле-Регулятор (Реле зарядки) для мотоцикла.
Для начала отмечу, что нижеследующий текст является популистским и предназначен для людей, слабо разбирающихся в электронике, поэтому изобилует не совсем корректными сравнениями и упрощениями. Не надо тыкать мне в лицо учебником электротехники и учить меня законам Кирхгофа. Началось все с того, что ребята из дружественного мото-сервиса попросили меня срочно решить «проблемку с РР». Отказать ребятам было нельзя — свои, и я принялся изучать вопрос. Сначала выяснилось, что мотоциклетное РР — это совсем не то, что автомобильное.
Отличий два и все они очень серьёзны.
1) Авто — это стабилизатор.
Мото — это выпрямитель + стабилизатор .
2) Авто — регулирует напряжение на обмотке возбуждения генератора .
Мото — регулирует выходное напряжение генератора .
Есть мотоциклы с генераторами автомобильного типа, но их немного.
Вот тут надо сделать небольшое отступление на тему «что такое сила тока, напряжение, и стабилизатор напряжения». Электрический ток, как известно из школьного курса физики, это «направленное движение электронов». Вдаваться в подробности сейчас не будем, важно уяснить главное — у электрического тока есть множество параметров, но нам наиболее важны два из них — сила тока и напряжение. Ток измеряется в Амперах, а напряжение измеряется в Вольтах. Чтобы понять что это такое, представьте, что ваш провод это канал, а ток — вода текущая по нему. Так вот сила тока это скорость потока воды, а напряжение — уровень воды в канале. Для понимания дальнейшего текста этого хватит.
Теперь о стабилизаторах.
Заморачиваться на выпрямителях мы пока не будем — диод он диод и есть. Задача любого стабилизатора напряжения — получить напряжение, понизить его до заданного уровня и удерживать на этом уровне. По принципу действия стабилизаторы делятся на импульсные, линейные и шунтирующие. Шунтирующий стабилизатор «пускает лишнее напряжение мимо потребителя».
Простейший шунтирующий стабилизатор собирается из двух деталей — резистора и стабилитрона.

Стабилитрон, это такой забавный штук, который, когда напряжение меньше чем нужно, прикидывается что его (стабилитрона) нет (то есть якобы провод оборван), а когда напряжение больше, чем нужно, прикидывается проволочкой (то есть начинает свободно проводить ток). Представьте себе клапан с пружиной, вот принцип тот же. Работает это так. Вот напряжение, меньше чем нужно, стабилитрон ток не проводит, весь ток уходит потребителю. Воды мало, клапан закрыт. Вот напряжение почему-то повысилось и стало больше чем нужно. Стабилитрон начинает проводить ток, и все лишнее «проваливается» мимо потребителя через стабилитрон на массу. Воды много, клапан открылся и слил лишнюю воду. Таким образом, наше напряжение, наш «уровень воды» все время находится примерно на одном значении. Все бы ничего, но не бывает стабилитронов на большие токи. Этот клапан может быть только маленького диаметра. Поэтому сделать стабилизатор для большой силы тока только на стабилитроне — невозможно. Как с этим справляются расскажу позже.
Линейный стабилизатор действует по принципу: «при повышении напряжения ему создаются дополнительные трудности для прохождения». Лучшее сравнение — унитазный бачок. Уровень в бачке маленький — клапан открыт — вода наливается, уровень поднимается — поплавок тащит вверх, клапан закрывается, отверстие всё уже, уже, уже…. Уровень достиг нужного — клапан закрылся. Спустили воду — уровень упал — вода полилась, и всё по новой. Только быстро.
Приделываем к нашему стабилитрону транзистор.

Транзистор это и есть тот самый клапан в бачке. Напряжение маленькое — стабилитрон отключен (говорится «закрыт») — ток открывает транзистор — ток идет через транзистор к потребителю, напряжение повысилось — стабилитрон открылся — ток слился на массу — транзистор открывать уже нечем — он закрылся — отключил источник от потребителя. Ваша любимая «КРЕНка» и есть такой вот линейный стабилизатор, только схема внутри нее посложнее. И все бы ничего но, сам принцип линейного стабилизатора подразумевает «преобразование лишнего тока в тепло». Шунтирующий стабилизатор «пропускает через себя только лишнее». А линейный — всё. Поэтому греется он гораздо больше. И если заставить его стабилизировать большие токи, то
греться он будет быстрее чем остывать. И быстро сгорит. И никакие радиаторы не помогут. А в мотоциклах очень большие токи (я говорю о японцах). Поэтому тот кто советует «сделать РР для мотоцикла на КРЕНке» — бредит. Импульсный стабилизатор действует по похожему принципу, только у него нет промежуточных состояний. Он либо подключает, либо отключает источник от потребителя. Подробности в википедии.
Теперь вернёмся к нашим мотоциклам.
Итак для начала я попробовал собрать классический линейный стабилизатор. Да, да, я наступил на все грабли, на которые можно было наступить. 20-ти амперный тошибовский транзистор шарахнул так, что слышно было на улице. Тогда вместо классического «биполярного» транзистора я применил так называемый «полевой». Полевые транзисторы свободно оперируют большими токами не особо при этом нагреваясь.
Моя первая схема имела следующий вид.

Транзистор VT0 выполняет функцию «чем больше напряжение питания, тем меньше напряжение он выдаёт», микросхема DA1 — «дёргает напряжение, управляющее полевым транзистором, чем меньше напряжение на входе, тем реже дёргает» микросхема DA2 — усиливает напряжение, управляющее полевым тразистором, а то ему с DA1 мало, ну а полевой транзистор VT1 уже выполняет роль того самого клапана в бачке унитаза и питает весь мотоцикл. И ничего. Не перегревается. Эту схему я изготовил в единственном экземпляре, и она работала. О дальнейшей ее судьбе мне ничего не известно. Но судя по тому, что рекламаций мне не высказали, наверно работала она удовлетворительно. Однако это получается импульсный стабилизатор. И у него есть главный недостаток импульсного стабилизатора — большие пульсации. Грубо говоря, напряжение на его выходе не 13 вольт, как надо, а «то много, то мало, а в среднем то что надо». Если мой друг Вася выпил при мне две бутылки пива, а мне не дал ни одной, то теоретически, мы вместе выпили по бутылке пива каждый, а практически Васе пора бить морду. Я показал эту схему лишь для того, чтобы обозначить «этапы большого пути».
Но эту схему собирать не надо.
Именно из-за пульсаций. Мой коллега предложил аналогичную схему с меньшим количеством деталей, но работающую по тому же принципу.

Её тоже сделали. И она тоже работала. Но и это импульсный стабилизатор со всеми своими пульсациями, поэтому от этой схемы так же отказались. Что ж, я стал искать дальше. Очень скоро я обнаружил, что производители японских мотоциклов используют шунтирующие стабилизаторы, но ревностно хранят тайну их устройства.
Вот все что мне удалось найти, листая официальную документацию.

Содержимое «Integrated Circuit» остаётся загадкой. Однако главный принцип ясен — роль шунтирующего стабилизатора (то есть «клапана, сливающего лишнюю воду»), выполняет деталь под названием «тиристор». Это мощный электронный «клапан», который открывается, если на его управляющий контакт пустить ток, а закрывается когда ток через него падает до нуля(почти). Именно этим и занимается Integrated Circuit, осталось додуматься что же у него внутри? Поискав еще, я обнаружил, что не один я заморачиваюсь этой проблемой, и, в общем повторяю путь других людей. Вот только большинство людей остановились на одном и том же этапе — прицепили к тиристору стабилитрон. Попутно изыскатели еще и наделали других ошибок.
Так что я продолжаю показывать схемы, которые собирать не надо :
В этой схеме к стабилитрону зачем-то прилеплен конденсатор большой ёмкости.

Конденсатор большой ёмкости замедляет процесс «переключения напряжения туда-сюда», в линейном стабилизаторе он нужен, здесь же он только мешает стабилитрону нормально работать. Кроме того в этой схеме есть та же проблема, что и в следующей.
В этой схеме на первый взгляд все неплохо. Но тут уже начинается физика с математикой.

Как я уже говорил раньше «стабилитрон это клапан который не может быть слишком большим». Добавлю: слишком маленьким тоже. То есть — вот у вас стабилитрон который должен открываться при напряжении 13 вольт. Но кроме напряжения у нас есть понятие силы тока. Так вот у любого стабилитрона есть минимальный ток, меньше которого он еще не работает, и максимальный ток, больше которого он уже горит. Такой же параметр есть и у тиристора. И они не совпадают. Среднестатистический стабилитрон начинает работать с 5-ти миллиампер и сгорает, если ток выше 30-ти миллиампер. А тиристору, чтоб открыться нужно миллиампер 15. Одному. Но генератор мотоцикла трёхфазный — выдаёт ток с трёх точек. Поэтому тиристоров-то у нас три!
А в этой схеме вообще применены «более другие клапана» под названием «симистор». Симистору, чтоб открыться, в зависимости от модели, нужно от 30-ти до 70-ти миллиампер. Одному. Дальше все зависит от резистора под стабилитроном — если он маленький — стабилитрон сгорит. Если большой — тиристоры не будут нормально открываться. Есть стабилитроны которые держат до 100 миллиампер. Но они начинают работать только с 50-ти. Дело в том, что мотоциклетный генератор выдаёт очень большой разброс напряжений. На холостых это вольт 10, зато на полном газу — 60 вольт не предел. Вспоминаем закон ома «чем больше напряжение, тем больше сила тока». Считаем. 10 вольт генератора делим на 330 ом резистора — получаем 30 миллиампер тока. Обычный стабилитрон уже на пределе. Мощный еще даже не приготовился работать. 60 вольт генератора делим на те же 330 ом — получаем 180 миллиампер. Оно конечно, тиристоры сразу же, за микросекунду «уронят» напряжение обратно, но все же… все же… Может увеличить сопротивление ? Давайте попробуем.
60 / 1200 = 50 миллиампер.
Вроде нормально. Но 10 / 1200 = ?
То-то и оно.
Кроме того в этой схеме есть лишние детали. Следующую схему помещаю просто для коллекции — в ней та же проблема.
К тому же на ней честно написано «Не для сборки !»

А вот эта схема на первый взгляд лишена всех вышеперечисленных недостатков.

Тиристору надо 20 миллиампер ? Стабилитрон работает в разбросе 5-30? Пожалуйста — каждому тиристору свой стабилитрон. Все довольны. Но только вот какая засада — даже если детали сделаны на одном заводе, в один день и на одном станке, они все равно чуть-чуть разные. Вы купите три стабилитрона на 13 вольт, а реально получите один на 12.9 второй на 13 третий на 13.1 вольт. Та же история будет с резисторами — их сопротивление будет отличаться ом на 5-10 в разные стороны. Кроме того генератор изготовлен тоже людьми. И поэтому выдает не абсолютно одинаковые напряжения на каждой точке а чуть-чуть да разные. В итоге какой-то из трёх стабилитронов будет открываться чуть раньше остальных. И открывать тиристор. И на этот тиристор ляжет основная нагрузка. Большая часть «лишнего» напряжения будет «сливаться» через один тиристор и он быстро сдохнет от перенагрузки. То есть эта схема вполне работоспособна при условии максимальной одинаковости деталей. Иначе она будет сильно греться и быстро сгорит. Делаем вывод — стабилитрон должен быть один, общий, и рулить всеми тремя тиристорами одновременно, но между ним и тиристорами должно быть что-то еще, усиливающее ток.
Через некоторое время я нашел вот эту схему.

В принципе ее можно делать. Она будет работать как надо. Но я ее делать не стал. Я перфекционист. Транзисторы, предлагаемые тут, держат ток 100 миллиампер, причём тиристорами-симисторами управляет только один из них — правый — Q2. Если использовать симисторы — 90 миллиампер «съедаться» ими, еще немного уходит на взаимодействие со вторым транзистором, сколько остаётся запаса? Не люблю я так, чтоб впритык. А если взять транзисторы по мощнее, то стабилитрон их «не раскачает» как следует. Опять же — деталей в схеме много, паять ее долго и муторно. Надо двигаться дальше. Надо сказать что тогда я много спорил с автором одной из выше расположенных схем — Dingosobak-ой именно на счёт стабилитрона, и вот я, плюнув на всё, начинаю разрисовывать свой собственный вариант, но тут, Dingosobaka присылает мне схему которую получил от GogiII

Здесь все нормально, за исключением некоторых номиналов резисторов — резисторы R1 и R2 надо уменьшить килоОМ так до трёх, а то на опять-таки многострадальный стабилитрон идёт слишком маленький ток. (Схема требует пересчета многих номиналов, но ввиду её невостребованности делать это никто не собирается — поэтому относитесь к ней как к экспонату в музее). В этой схеме маленький стабилитрон «качает» маленький транзистор, маленький транзистор «качает» транзистор побольше, а большой транзистор «рулит» мощными симисторами — он свободно держит ток в 1000 миллиампер. То есть 1 ампер. Вот это я называю «запас» ! К тому времени схем накопилось много и надо было их как-то друг от друга отличать. Этой схеме я присвоил название исходная .
Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. На этом бы успокоиться, но — нет. Схема-то, для тех, кто «не в теме», сложная. И я стал искать пути упростить изготовление схемы без потери функциональности. Сначала я вознамерился приспособить автомобильное РР к мотоциклу. Исходил я из того что автомобильное РР по сути выполняет ту же функцию, что и Integrated Circuit, с той лишь разницей, что автомобильное РР управляет обмоткой возбуждения, а мотоциклетное — тиристорами-симисторами. Вот что в итоге у меня получилось:
Сначала собираем блок тиристоров-симисторов.

Затем берем автомобильное РР, выкусываем детальки, зачёркнутые крестиками, и впаиваем новые, отмеченные синим.
Внимание ! Нужно реле зарядки под названием 121.3702 . Всяческие 121.3702 -01 , 121.3702 -02 и 121.3702 -03 не годятся !

В зависимости от типа применяемых тиристоров-симисторов придётся подобрать тот резистор, что справа (как считать-подбирать резистор написано в конце статьи). По сути, мы просто собираем предыдущую схему GogiII-Dingosobaka, только с минимальными трудозатратами и максимальным использованием готовых изделий. Настроение было игривое, поэтому эта схема получила название брутальная . Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. Дальше я стал делать ту же схему но задался целью найти готовый Integrated Circuit не в виде «РР от жигулей», а в виде готовой законченной микросхемы. И нашёл. Аж три штуки.
Схема приобрела вот такой вид.

За красоту и аккуратность схема получила название гламурная. Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. Но тут-то и возник парадокс. Почти у каждого из вас есть дома такая микросхема. В музыкальном центре. Она управляет светодиодными индикаторами. Но кто-нибудь хоть раз видел магнитофон у которого сдох светодиодный индикатор ? Ну не горит она, эта микросхема. Не с чего ей гореть. А раз не горит, значит ее не покупают. А раз не покупают, значит не везут !
Копеечную микросхему купить практически невозможно ее нет в магазинах. Но именно эту схему я собрал себе как запасную. Родное РР у меня пока (тьху-тьху-тьху) живо. И я стал думать дальше. Во всех предыдущих схемах используются тиристоры. Можно использовать и симисторы. Но именно можно а не обязательно. Напомню принцип работы тиристора — на «палочку» подключили массу, на «треугольничек» — плюс, если на управляющий контакт подать плюс — тиристор откроется, если минус — закроется. Только так и никак иначе. Поэтому я не могу использовать с тиристорами очень распространённую микросхему TL431 (она же КРЕН19) — тиристоры, чтобы открыть их, надо подключать к плюсу, а TL431 подключает к минусу. Сначала я пошёл по проторённому пути, и воткнул между TL431 и тиристорами переходной транзистор.

Продолжая модную тогда тему «падонкаффскаго езыка» я назвал схему готичная. Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. Но (!) больше я этого делать не буду. Смысл ? Опять много деталей. Меняем шило на мыло. Ну раньше было два транзистора, теперь одна трёхногая микросхема и один транзистор. Разницы-то? Хотя в этой схеме можно вместо стабилитрона с резистором поставить один переменный резистор, тогда появится возможность плавно регулировать напряжение, но переменный резистор это ненадёжная деталь. Особенно в условиях мотоцикла. Спустя почти год (я сделал эту схему в июле 2007-го) ребята из Саратова практически повторили эту схему, применив хоть и другие, но аналогичные детали.

Схема хороша, но сохраняет главный недостаток — много деталей. Микросхема, которую применили саратовчане (так называемый «супервайзер»)держит совсем уж мизерный ток, поэтому они усилили ее дополнительным транзистором. (Вот что непонятно — неужели в Саратове микросхема TL431 это большая проблема чем применённая ими PST529 ?) Когда я начинал, я смотрел в сторону PST529 и подобных, но отказался от них потому что они требуют большого количества дополнительных деталей. А моя задача была — свести количество деталей к минимуму, сохранив достойную функциональность. Вот тут видно как мне предлагают микросхему типа «супервайзер» а я от неё отказываюсь.
Через несколько лет Dyn предложил свой вариант «готичной»:

И успешно её изготовил. Деталей опять много, но ему было не лень.(да, чего уж там — на две три детали то больше… Если кого то интересует изготовление этой схемы — по ссылке выше описание и там же указаны номиналы деталей. Только я немного ошибся — R6 R7 надо поменять местами. Dyn)
Ну а пока я, с подачи Dyn-a, стал изучать симисторы. И обнаружил принципиальное их отличие от тиристоров. А именно — им совершенно не обязательно «на палочку подключили массу, на треугольничек — плюс, открывать плюсом». Им вообще пофиг какая полярность куда подключена. Это резко меняло дело и открывало новые горизонты. Еще раз напомню — все предыдущие схемы рассчитаны под тиристоры . В них можно использовать симисторы, но не обязательно. А я сделал схему, которая будет работать только с симисторами. И в ней симисторы работают в удобном для себя режиме.
В итоге схема приняла такой вид.

В уже сложившейся традиции схема была названа зач0тная. Ещё раз отмечу — с этим вариантом Integrated circuit можно использовать только симисторы, тиристоры использовать нельзя ! И включаются эти симисторы не так как на всех предыдущих схемах.
То есть взять эту схемку и пришпилить к ней «силовой блок» из прeдыдущих схем — нельзя! Запас по току правда не очень велик — TL431 держит всего 150 миллиампер, но все же это вполне допустимо. Но, как уже отмечалось, я — перфекционист и всё люблю делать с запасом, поэтому я заменил TL431 на классический нижний ключ ULN2003. (Так же можно использовать аналог TD62083). Эта микросхема есть в продаже, работает в этой схеме в своём нормальном режиме и держит ток 500 миллиампер. C этой деталью схема упростилась уже до полного безобразия, а так как принцип не поменялся, получила название зач0тная-2. Эти схемы я делал и делаю до сих пор. И они работают. Их делают и другие люди. И у них эти схемы так же работают.



Некоторое время назад товарищ Poner предложил использовать вместо ключа оптореле.
Собраный им образец показал свою работоспособность, хотя и чуть худшие характеристики.


От себя добавлю, что не вижу причин, почему бы не использовать в качестве ключа любой подходящий полевой МОП транзистор (MOSFET) .

После прочтения всей этой моей писанины, у вас наверняка накопились вопросы. Постараюсь на них ответить.
Многие спрашивают, почему я пишу «тиристоры» а на схемах рисую симисторы BTA26 ?
Причина проста — из-за лени. Большинство тиристоров-симисторов нельзя использовать без прокладок и неметаллических винтов! А вот симисторы BTA16-24-26-41 — можно. Если же использовать другие тиристоры-симисторы (25TTS, BT152, BT225 и т. д.) то приходится ставить каждый на прокладку, да прикручивать его неметаллическим винтом, да следить, чтоб не замкнуло, это так лениво.
Так же многие спрашивают какие можно еще применять тиристоры-симисторы. Да в общем-то любые, рассчитанные на ток не меньше 20-ти ампер. Вот прям прийти в магазин и сказать «дайте мне три тиристора или симистора ампер на двадцать.» Вообще-то можно и меньше (10-15 ампер), но как уже отмечалось — лично я люблю все делать с запасом. Кроме того, чем на меньше ампер рассчитан тиристор-симистор тем больше он будет греться.
Только если использовать симисторы, то для схем «исходная», «гламурная», «брутальная» и «готичная» годятся не любые симисторы а только четырёхквадрантные (4Q). Ещё бывают трёхквадрантные (3Q или hi-com) и они для вышеназванных схем не годятся.
А вот для схем «зач0тная» и «зач0тная-2» не только подходят любые симисторы — и 4Q и 3Q, но 3Q даже предпочтительнее, так как будут меньше нагреваться.
Но самый лучший симистор для наших целей это конечно BTA26 (он же ВТА24 в другом корпусе). Он подходит ко всем схемам, надёжен и недорог.
К тому же выпускается в двух вариантах BTA26бла-бла-бла B это 4Q, а BTA26бла-бла-бла W это 3Q.
Кроме того, под неизвестно-какие тиристоры-симисторы потребуется пересчитать номиналы резисторов, иначе тиристоры-симисторы будут сильно греться и в итоге сгорят.
Разберём этот момент на примере симисторов BTA140.
Открываем даташыт (ссылка)
Ищем в таблицах параметр I GT (Gate Trigger Current) видим максимальное значение 35 миллиампер.
Чуть-чуть «откатываемся назад» от максимального значения, чтобы не грузить симистор, и считаем:
14 вольт / 0.03 ампер = 470 ом.
То есть в управляющем контакте одного симистора BTA140 должно быть 470 ом.
То есть если взять схему «зачотная», то все резисторы между микросхемой и симисторами должны быть по 470 ом.
Если взять схему «брутальная» — по 360 а общий резистор в переделанном РР от жигулей — 110 ом.
Единственно чего нельзя делать — это ставить один общий резистор на все три тиристора-симистора, а их управляющие контакты собирать в один пучок. Тогда между тиристорами-симисторами возникнут паразитные связи и всё пойдёт в разнос. У каждого тиристора-симистора должен быть свой «персональный» резистор хотя бы ом на 70, а остальное может быть общим.
Короче, купив тиристоры-симисторы, уточняйте все эти моменты по документации на сайте оллдаташыт !
Часто меня спрашивают какой стабилитрон нужно применять в схеме.
Стабилитронов много, и многие годятся, но нужно учитывать следующие моменты:
Стабилитрон нужен на правильный ток. То есть минимальный ток стабилитрона должен быть не больше 5-ти миллиампер, а максимальный — не меньше 15-ти. Причём эти токи взаимосвязаны, рабочий участок стабилитрона обычно равен 20-30 миллиампер, то есть если у стабилитрона максимальный ток 50 миллиампер, то его минимальный ток будет миллиампер 50-30=20, то есть такой стабилитрон не годится. В магазинах частенько обозначают стабилитроны по мощности, например «13 вольт 0.5 ватта».
Это значит, что максимальный ток стабилитрона 0.5W / 13v = 30 миллиампер. Значит у этого стабилитрона минимальный ток будет около 1 миллиампера, и такой стабилитрон подойдёт.
Стабилитрон нужен на правильное напряжение, то есть на 14 вольт. Вольт туда — вольт сюда на стабилитроне, аукнется полутора вольтами на выходе схемы. Если стабилитрона на 14 вольт под руками нет, можно набрать его из нескольких стабилитронов в сумме (7+7 6+8) или добавить нужное количество любых маломощных кремниевых диодов в прямом включении, из расчёта, что 1 диод добавляет к стабилитрону 0.7 вольта. Например к стабилитрону на 13 вольт нужен 1 диод вроде 1N400*, КД521 , КД522 , КД509 , КД510 итд. C тем же успехом вместо диода можно использовать второй такой же стабилитрон. С точки зрения сборки это даже предпочтительнее — взял два стабилитрона на 13 вольт, спаял метками друг к другу, воткнул в схему любой стороной, и вопрос закрыт.

Теперь пару слов о той части мотоциклетного РР о которой мы еще не говорили — о выпрямительной. Токи потребляемые мотоциклом исчисляются десятками ампер, поэтому диоды надо применять мощные. Если объем двигателя кубиков 400-600, то вполне хватит 30-ти амперных диодов. Я обычно применяю готовый 36-ти амперный диодный мост (сборка на 6 диодов) 36MT. Но если объём двигателя большой — 36МТ не справится. Зависимость проста — большой двигатель труднее крутить стартером, значит стартер ставится более мощный, чтоб его крутить нужен мощный аккумулятор, значит он потребляет большой ток при зарядке. Для того чтоб не рисковать надо использовать 40-ка а то и 50-ти амперные диоды. Например 40CTQ 50HQ 52CPQ и т. д.
Вот например вариант «зач0тной-2» на трёх 50-ти амперных мостах KBPC5006 (они же MB506) и трёх симисторах BTA41 (все резисторы по 300 ом).

Про себя я называю этот вариант Ever Est что в переводе с латыни означает «вечный». Еще одно замечание — по той же причине (большие токи) провода, которые используются, должны быть очень толстыми. Иначе будет «чота я спаял а оно не работает». Я использую провода сечением 2-3 миллиметра.
Ещё один важный момент — радиатор. Лучший радиатор — крышка канализационного люка прикрученная на траверсу. Радиатор от старой РР не годится — он маленький. В родных РР бескорпусные детали приварены к радиатору, этим достигается лучший тепловой контакт. Прикручивая обычные детали к неровной поверхности «родного» радиатора вы не добьётесь такого же хорошего теплового контакта. Поэтому радиатор должен быть большой (я использую примерно 8см на 10см с высотой рёбер 2см) и иметь хотя бы одну идеально ровную поверхность (туда вы прикрутите детали). Ну и о проверке — проверять схему можно только полностью подключенной! Если вы прицепите три провода от генератора, а плюс и минус никуда не подключив будете мерить тестером — вы ничего не увидите. Схема работает только в полном подключении (впрочем так же себя ведут и «родные» РР). Если вы боитесь за мотоцикл то проверяйте на заменителе (аккумулятор плюс лампочка).

Никогда, ни при каких обстоятельствах, категорически НЕЛЬЗЯ сдёргивать клемму с аккумулятора на работающем мотоцикле ! Это верный способ убить мозг! (если вы это уже делали и мозг до сих пор жив, вам просто повезло)
Пара фоток как это выглядит в реале:
(Но я вас умоляю — не надо делать РР по фоткам ! РР надо делать по схемам. А фотки я помещаю исключительно для подтверждения, что всё написанное выше не теоретические измышлизмы, а вполне реальная практика)



После сборки и проверки обязательно залить эпоксидкой! Иначе от вибрации у деталей поотваливаются «ножки». Причем быстро. В течение дня-двух. Вот собственно и всё.
Если будут вопросы — задавайте в разделе ниже, тот который «обсуждения». P.S. Как вы заметили, я постоянно обновляю этот постинг. Дело в том, что некоторые подробности, которые я сперва не описывал, для меня само-собой разумеющееся, а вот для многих читателей оказались непонятны. Поэтому как только я получаю вопрос — ответ на него я вношу в этот постинг. Так что не стесняйтесь, спрашивайте.
Часто задается вопрос родной регулятор мотоцикла шести контактный, все схемы пятиконтактные — как поступить?
В некоторых мотоциклах сделано так, что управляющая схема регулятора запитывается от замка зажигания. То есть при выключенном замке зажигания нет утечки тока через регулятор и аккумулятор через него не разряжается.
Таким образом на регулятор приходит шесть проводов. Три фазы (обычно желтых) из генератора. Минус (он же корпус мотоцикла). Плюс аккумулятора и плюс с замка зажигания.
Варианта два.
Либо плюнуть на все умности и оставить провод с замка зажигания не при делах. Только его изолировать от реальности тщательно. И поставить пятиконтактный регулятор. Это на случай , например, установки не родного регулятора.
Либо если вы сами собрали схему, то руководствуясь приложенным рисунком сделать разрыв между точками А и В. Точку А подать на провод идущий к замку зажигания. Точку В подать на провод идущий к аккумулятору.
Если же вас интересует обратный процес — установка шестиконтактного регулятора (купленного по случаю) в мотоцикл где на регулятор приходит лишь пять проводов, тогда все так же три фазы на генератор, затем найдите минус (прозвоните тестером — минус звонится на корпус регулятора накоротко),остальные два провода скрутить и на плюс.

Еще часто бывает что выходные провода дублируются. из регулятора выходит два минуса и два плюса. Это легко понять по одинаковому цвету пар проводов. Это другая история — не перепутайте.

Источник: moto-electro.ru
Текст отредактирован, орфография и пунктуация сохранены, все оригинальные ссылки сохранены.


Ниже вы можете оставить свой комментарий или поделиться опытом с другими читателями.

Комментарии публикуются после модерации, оскорбления, ссылки и спам будут удалены.

Как сделать простую схему стабилизированного регулятора постоянного напряжения на двух транзисторах самому.

 

 

 

Тема: как спаять схему регулируемого стабилизатора низковольтного напряжения.

 

Достаточно часто возникает необходимость для какого-нибудь электротехнического устройства установить регулятор постоянного напряжения, которым можно было бы настраивать любую нужную величину напряжения. Помимо этого этот регулятор должен быть достаточно стабильный, то есть выдавать на выходе определенное напряжение с незначительными отклонениями. Одной из наиболее простых схем, собранная всего на двух биполярных транзисторах, является приведенных выше вариант. Схема содержит минимум компонентов, она достаточно стабильна и способна выдавать на своем выходе величину постоянного напряжения от нуля до почти подаваемого на ее вход напряжения. Давайте рассмотрим общий принцип действия данной схемы стабилизированного регулятора постоянного напряжения.

 

Как сделать простую схему стабилизированного регулятора постоянного напряжения

 

На входе схемы стабилизатора стоит входной электролитический конденсатор C1, роль которого сводится к дополнительной фильтрации входного напряжения. Он имеет емкость где-то от 1000 до 2200 микрофарад. Рассчитан он должен на напряжения не менее входного (даже процентов на 25 больше, чем то, что подается на вход схемы).

 

 

 

 

Далее на схеме стабилизированного регулятора постоянного напряжения можно увидеть цепочку, состоящую из резистора R1 и стабилитрона VD. Эта цепочка представляет собой простейший параметрический стабилизатор постоянного напряжения. R1 ограничивает силу тока, что протекает через стабилитрон. Этот резистор может иметь величину от 510 Ом до 1 кОм. Стабилитрон должен быть подобран таким образом, чтобы его напряжение стабилизации было на 1,2 вольта больше, чем максимальное выходное напряжение нашей схемы регулируемого стабилизатора напряжения. Это связано с тем, что на каждом транзисторном переходе эмиттер-база будет оседать примерно по 0,6 вольта (поскольку транзисторов два, то и напряжение на них осядет уже 1,2 вольта). Токи, что будут протекать через стабилитрон, будут незначительные (около 5-15 миллиампер). Следовательно стабилитроны подойдут любого типа.

 

Параллельно стабилитрону VD стоит переменный резистор R2, которым и осуществляется регулировка нужного постоянного напряжения на выходе схемы. Этот резистор является делителем напряжения, что плавно делит напряжение, осевшее на стабилитроне. Величина этого переменного резистора может колебаться в пределах от 10 до 22 кОм. В одной крайнем положении ползунка резистора R2 напряжение на входе схемы регулятора напряжения будет нулевым, в противоположном крайнем положении оно будет соответствовать максимуму (что может выдать сама схема). Тип переменного резистора может быть любым. Лучше брать более компактный и удобный.

 

Напряжение, что снимается со среднего вывода переменного резистора (делителя напряжения) подается на два последовательно соединенных каскадов транзисторных усилителей тока. Эти транзисторные усилители тока включены по схеме с общем эмиттером (данную схему включения еще называют эмиттерным повторителем). Суть такого подключения заключается в том, что на выходе транзисторного усилителя тока напряжение будет меньше где-то на 0,6 вольта, чем на его входе. То есть, усиления по напряжению не происходит. Зато оно происходит по току, и зависит от коэффициента усиления поставленных в схему транзисторов и количества каскадов таких усилителей.

 

В эту схему стабилизированного регулятора постоянного напряжения можно поставить обычные биполярные транзисторы с n-p-n проводимостью. В роле VT1 может выступать транзистор серии КТ315 или КТ3102. Второй транзистор VT2 может быть типа КТ815 (выходной ток до 1,5 ампера) или КТ817 (выходной ток до 3 ампера). Либо поставить любой аналогичный транзистор, рассчитанный на нужную силу тока на выходе схемы. Резисторы R3 и R4 являются нагрузкой для транзисторов, которые позволяют работать данным усилительный каскадам в нужном режиме. Величина этих резисторов 1 кОм.

 

Ну, и еще один электролитический конденсатор можно заменить на самом выходе схемы регулятора постоянного напряжения. Он также увеличивает фильтрацию выходного напряжения, что делает форму тока более ровной, постоянной. Его величина также может лежать в пределах от 1000 до 2200 мкф.

 

как выглядит транзистор на радиаторе в схеме простого регулятора напряженияПриведенная схема уже неоднократно проверена. После пайки она сразу же начинает нормально работать. Как уже сказал выше, схема достаточно проста и имеет малое количество элементов. Если выходные токи будут больше 1 ампера, то к выходному транзистору VT2 нужно будет добавить радиатор, который будет рассеивать выделяемое тепло, образуемое на транзисторе. Это предотвратить чрезмерный перегрев выходного усилительного каскада, что в противном случае может попросту вывести транзистор из строя.

 

 

ps smail

P.S. На выходе этой схемы стабилизированного регулятора постоянного напряжения можно получить любое максимальное значение напряжения. Это уже зависит от входного напряжения и от значения напряжения стабилизации стабилитрона. Также стоит учесть, что электролитические конденсаторы имеют полярность. Их нужно подключать строго плюс к плюсу, а минус к минусу, в противном случае они могут даже взорваться.

 

Простой Регулятор напряжения 12 вольт своими руками

5 частых вопросов, которые задают начинающие радиомеханики; 5 лучших транзисторов для регуляторов, тест на определение состава схемы

Регулятор электрического напряжения нужен для того, чтобы величина напряжения могла стабилизироваться. Он обеспечивает надежность работы и долговечность работы прибора.

Регулятор состоит из нескольких механизмов.

ТЕСТ:

Ответы на эти вопросы позволят узнать состав схемы регулятора напряжения 12 вольт и её сборку.
  1. Какое сопротивление должно быть у переменного резистора?

a) 10 кОм

b) 500 кОм

  1. Как нужно подключать провода?

a) 1 и 2 клемма – питание, 3 и 4 – нагрузка

b) 1 и 3 клемма – нагрузка, 2 и 4 — питание

  1. Нужно ли устанавливать радиатор?

a) Да

b) Нет

  1. Транзистор должен быть

a) КТ 815

b) Любой

Ответы:

Вариант 1. Сопротивление резистора 10 кОм – это стандарт для установки регулятора, провода в схеме подключаются по принципу: 1 и 2 клемма для питания, 3 и 4 для нагрузки – ток распределится правильно по нужным полюсам, радиатор устанавливать нужно – чтобы защитить от перегрева, транзистор использован КТ 815 – такой всегда подойдет. В таком варианте построенная схема сработает, регулятор станет работать.

Вариант 2.  Сопротивление 500 кОм – слишком высокое, будет нарушена плавность звука в работе, а может не сработать вообще, 1 и 3 клемма это нагрузка, 2 и 4 питание, радиатор нужен , в схеме, где стоял минус будет плюс, транзистор любой – действительно можно использовать какой угодно.Регулятор не заработает из-за того, что схема собрана, будет неправильно.

Вариант 3. Сопротивление 10кОм, провода – 1 и 2 для нагрузки, 3 и 4 для питания, резистор имеет сопротивление 2кОм, транзистор КТ 815. Прибор не сможет заработать, так как он сильно перегреется без радиатора.

Как соединить 5 частей регулятора на 12 вольт.

Переменный резистор 10кОм.

Это переменный резистор 10ком. Изменяет силу тока или напряжений в электрической цепи, увеличивает сопротивление. Именно им регулируется напряжение.

Радиатор. Нужен для того, чтобы охладить приборы в случае их перегрева.

Фото 3

Фото 3

Резистор на 1 ком. Снижает нагрузку с основного резистора.

Фото 4

Фото 4

Транзистор.  Прибор, увеличивает силу колебаний. В регуляторе он нужен, чтобы получить электрические колебания высокой частоты

Фото 5

Фото 5

2 проводка. Необходимы для того, чтобы по ним шел электрический ток.

Берем транзистор и резистор. У обоих есть 3 ответвления.

Проводятся две операции:

  1. Левый конец транзистора (делаем это алюминиевой частью вниз) присоединяем к концу, который находится в середине резистора.
  2. А ответвление середины транзистора соединяем с  правым у резистора. Их необходимо припаять друг к другу.

Первый провод  необходимо спаять с тем, что получилось во 2 операции.

Второй нужно спаять с оставшимся концом транзистора.

Фото 6

Фото 6

Прикручиваем к радиатору соединенный механизм.

Резистор на 1кОм припаиваем к крайним ножкам переменного резистора и транзистора.

Схема готова.

Фото 7

Фото 7

Регулятор скорости двигателя постоянного тока с помощью 2 конденсаторов на 14 вольт.

Практичность таких двигателей доказана, они используются в механических игрушках, вентиляторах и др. У них малый ток потребления, поэтому требуется стабилизация напряжения. Часто возникает необходимость подстройки частоты вращения или изменения скорости двигателя для корректировки выполнения цели, представленной какому – либо типу электродвигателя любой модели.

Эту задачу выполнит регулятор напряжения, который совместим с любым типом блока питания.

Чтобы это осуществить, надо изменить выходное напряжение, не требующее большого тока нагрузки.

Необходимые детали:

  1. 2 Конденсатора
  2. 2 переменных резистора

Соединяем части:

  1. Подключаем конденсаторы к самому регулятору.
  2. Первый резистор подключается с минусом регулятора, второй на массу.

Теперь менять скорость двигателя у прибора по желанию пользователя.

Регулятор напряжения на 14 вольт готов.

Простой регулятор напряжения 12 вольт

Регулятор оборотов 12 вольт для двигателя с тормозом.

Состав:

  • Реле – 12 вольт
  • Теристор КУ201
  • Трансформатор для запитки двигателя и реле
  • Транзистор КТ 815
  • Вентиль от дворников 2101
  • Конденсатор

Используется для регулировки подачи проволоки, поэтому в ней присутсвует тормоз двигателя, реализованный с помощью реле.

К реле подключаем 2 провода от блока питания. На реле подается плюс.

Всё остально подключается по принципу обычного регулятора.

Схема полностью обеспечила 12 вольт для двигателя.

Регулятор мощности на симисторе BTA 12-600

Симистор – полупроводниковый аппарат, причисляется к разновидности тиристора и используется в целях коммутации тока. Он  работает на переменном напряжении в отличие от динистора и обычного тиристора. От его параметра зависит вся мощность прибора.

Ответ на вопрос. Если схема собиралась бы на тиристоре, необходим был бы диод или диодный мост.

Для удобства схему можно собрать на печатной плате.

Плюс конденсатора нужно припаять к управляющему электроду симистора, он находится справа. Минус спаять с крайним третьим выводом, который находится слева.

К управляющему электроду симистора припаять резистор с номинальным сопротивлением 12 кОм. К этому резистору нужно присоединить подстрочный резистор. Оставшийся вывод нужно припаять к центральной ножке симистора.

К минусу конденсатора, который припаян к третьему выводу симистора необходимо прикрепить минус от выпрямительного моста.

Плюс выпрямительного моста к центральному выводу симистора и к той части, к которой симистор крепится на радиатор.

1 контакт от шнура с вилкой припаиваем к необходимому прибору. А 2 контакт к входу переменного напряжения на выпрямительном мосту.

Осталось припаять оставшийся контакт прибора с последним контактом выпрямительного моста.

Идет тестирование схемы.

Включаем схему в сеть. С помощью подстрочного резистора регулируется мощность прибора.

Мощность можно развить до 12 вольт для авто.

Динистор и 4 типа проводимости.

Это устройство, называется тригерным диодом. Обладает небольшой мощностью. В его внутренности нет электродов.

Динистор открывается при наборе напряжения. Скорость набора напряжения определяется конденсатором и резисторами. Вся регулировка производится через него. Работает на постоянном и переменном токе. Его можно не покупать, он находится в энергосберегающих лампах и его легко оттуда достать.

В схемах используется не часто, но чтобы не затрачивать деньги на диоды, применяют динистор.

Он содержит 4 типа: P N P N. Это сама электрическая проводимость. Между 2 прилегающими друг к другу областями образуется электронно-дырочный переход. В динистре таких переходов 3.

Схема:

Подключаем конденсатор. Он начинает заряжаться с помощью 1 резистора, напряжение почти равно тому, что в сети. Когда напряжение в конденсаторе достигнет уровня динистора, он включится. Прибор начинает работать. Не забываем про радиатор, иначе всё перегреется.

3 важных термина.

Регулятор напряжения – прибор, позволяющий на выходе подстраивать напряжение под устройство, для которого он необходим.

Схема для регулятора – рисунок, изображающий соединение частей устройства в одно целое.

Автомобильный генератор – устройство, в котором используется стабилизатор, обеспечивает превращение энергии коленчатого вала в электрическую.

7 основных схем для сборки регулятора.

Фото 8

Фото 8

СНИП

Использование 2 транзисторов. Как собрать стабилизатор тока.

Резистор 1кОм равен стабилизатору тока для нагрузки 10Ом. Главное условие – напряжение питания было стабилизированным. Ток зависит от напряжения по закону Ома. Сопротивление нагрузки намного меньше, чем сопротивление тока ограничивающего резистора.

Резистор 5 ватт, 510 Ом

Переменный резистор ППБ-3В , 47 Ом. Потребление – 53миллиампера.

Транзистор кт 815, установленный на радиаторе ток базы данного транзистора, задан резистором номиналом 4 и 7 кОм.

Фото 9

Фото 9

СНИП

Фото 10

Фото 10

СНИП

Еще важно знать

  1. На схеме стоит знак минуса, чтобы он был и в работе, то транзистор должен быть NPN структуры. Нельзя использовать PNP так как минус будет плюсом.
  2. Напряжение нужно постоянно регулировать
  3. Какая величина тока в нагрузке, это нужно знать, чтобы регулировать напряжение и прибор не переставал работать
  4. Если разность потенциалов будет больше 12 вольт на выходе, то значительно уменьшится уровень энергии.

Топ 5 транзисторов

Разные виды транзисторов применяются для разных целей, и существует необходимость его выбирать.

  • КТ 315. Поддерживает NPN структуру. Выпущен в 1967 году, но до сих пор используется. Работает в динамическом режиме, и в ключевом. Идеален для приборов малой мощности. Больше подходит для радиодеталей.
  • 2N3055. Лучше всего подходит для звуковых механизмов, усилителей. Работает в динамическом режиме. Спокойно используется для регулятора 12 вольт. Удобно крепится на радиатор. Работает на частотах до 3 МГц. Хоть транзистор и выдерживает только до 7 ампер, он вытягивает мощные нагрузки.
  • КП501. Производитель рассчитывал его на применение в телефонных аппаратах, механизмах связи и радиоэлектронике. Через него происходит управление приборами с минимальными затратами. Преобразует уровни сигнала.
  • Irf3205. Пригоден  для автомобилей, повышает высокочастотные инверторы. Поддерживает значительный уровень тока.
  • KT 815. Биполярен. Имеет структуру NPN. Работает с усилителями низкой частоты. Состоит из пластмассового корпуса. Подходит для импульсных устройств. Используется часто  в генераторных схемах. Транзистор сделан давно, по сей день работает. Даже есть шанс, что он находится в обычном доме, где лежат старые приборы, нужно только их разобрать и посмотреть, есть ли там.

3 ошибки и как их избежать.

  1. Ножки транзистора и резистора спаяны друг с другом полностью. Чтобы этого избежать, нужно внимательно читать инструкцию.
  2. Хоть и поставлен радиатор, перегрелся прибор.Это связано с тем, что во время того, как детали спаиваются, происходит перегрев. Для этого нужно, ножки транзистора держать пинцетом для отвода тепла.
  3. Реле не стало работать после починки. Выгоняет проволоку после того как отпустил кнопку. Проволока по инерции тянется. Значит, не работает электротормоз. Берем реле с хорошими контактами и подключаем к кнопке. Подключить провода для питания. Когда на реле не подается напряжение, контакты становятся замкнутыми, поэтому обмотка замыкается сама на себя. Когда на реле подается напряжение(плюс), меняются контакты в схеме и напряжение подается на мотор.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов

  • Почему входное напряжение выше, чем выходное?

По такому принципу работают все стабилизаторы, при таком типе работы напряжение приходит в норму и не скачет от условленных ей значений.

  • Может ли убить током при неполадке или ошибке?

Нет, не убьет током, напряжение в 12 вольт слишком мало, чтобы это произошло.

  • Нужен ли постоянный резистор? И если нужен, то, для каких целей?

Не обязательно, но используется. Он нужен для того, чтобы ограничить ток базы транзистора при крайнем левом положении переменного резистора. И также при его отсутствии может сгореть переменный.

  • Можно ли использовать схему КРЕН вместо резистора?

Если вместо переменного резистора включить регулируемую схему КРЕН, которую часто используют, то тоже получится регулятор напряжения. Но есть оплошность: низкий КПД. Из-за этого высокое собственное энергопотребление и тепловыделение.

  • Резистор горит, но ничего не крутится. Что делать?

Резистор обязательно 10кОм. Желательно использовать транзисторы КТ 315 (старой модели) – они желтого или оранжевого  цвета с буквенным обозначением.

Регулятор напряжения, тока, мощности | Все своими руками

Максимальные обороты болгарки

— Эдуард Орлов Просмотры 1 900

Здравствуйте. Сегодня зачищая мелкую заготовку, болгаркой с шлиф кругом, чуть не попортил себе шкуру. Болгарка держит 10000 оборотов и круг все время норовит сорваться с…

Максимальные обороты болгарки Загрузка… Выходное напряжение дополнительного канала 12В

— Эдуард Орлов Просмотры 4 231

Здравствуйте. В сегодняшней статье я закончу то что начал собирать два месяца назад, а именно регулируемый блок питания из Китая. В предыдущей статье Регулируемый блок…

Максимальные обороты болгарки Загрузка… Потребление при 36 градусах C. Минимальные обороты вентилятора

— Эдуард Орлов Просмотры 1 432

Здравствуйте. Сегодня хочу рассказать о нестандартном применении импульсного преобразователя LM2596. Это понижающий модуль, подробней рассказывал совсем недавно в статье Понижающий преобразователь LM2596. Сегодня же я превращу…

Максимальные обороты болгарки Загрузка… Тест на токе 2,5А

— Эдуард Орлов Просмотры 3 122

Приветствую. В первой части я рассказывал как собрал блок питания из кит набора. Выставил максимальное напряжение 25В, спалил ОУ и восстановил его приспособив LM358, выяснил…

Максимальные обороты болгарки Загрузка… Выставляю напряжение на выходе 25В

— Эдуард Орлов Просмотры 2 528

Здравствуйте. В интернете немало прочитал статей про этот набор лабораторного блока питания, вот ссылка на него. Кто то собирал, кто то дорабатывал, а кто то…

Максимальные обороты болгарки Загрузка… Тест LM2596 на нагрузке 3А

— Эдуард Орлов Просмотры 1 319

Привет. Сегодня постараюсь порадовать обзором понижающего модуля на микросхеме LM2596. Уже как то я писал про понижающий преобразователь на XL4015, LM2596 это примерно такой же…

Максимальные обороты болгарки Загрузка… Модуль на XL4015

— Эдуард Орлов Просмотры 27 194

В сегодняшней статье хочу сделать небольшой обзор понижающего преобразователя на XL4015. Этот дешевый модуль на удивление очень мощный для своего маленького размера.

Максимальные обороты болгарки Загрузка… Регулятор оборотов дрели на LM2596 навесным монтажом

— Эдуард Орлов Просмотры 7 893

Написал мне недельки две назад один из посетителей из республики Башкортостан. Понравилась ему на Радиокоте схема электронного регулятора оборотов для микро дрели, только есть в…

Максимальные обороты болгарки Загрузка…

— Эдуард Орлов Просмотры 4 294

Вчера я написал статью о лабораторном блоке питания  и буквально через пару часов мне написал письмо один из посетителей мастерской. Ему очень понравился представленный блок питания,…

Максимальные обороты болгарки Загрузка… Первое включение лабораторного блока питания

— Эдуард Орлов Просмотры 14 723

Для питания различных схем нужны разные блоки питания с разными напряжениями и токами, для таких целей в мастерской необходим регулируемый блок питания, то есть лабораторный…

Максимальные обороты болгарки Загрузка…

Реле регулятора напряжения генератора: устройство и принцип работы

Создано реле регулятор напряжения генератора для корректировки выдаваемого в бортовую сеть и на клеммы аккумулятора «вольтажа» в заданном диапазоне 13,8 – 14,5 В (реже до 14,8 В). Кроме того, регулятор корректирует напряжение на обмотке самовозбуждения генератора.

Рис. 1 Реле регулятор напряжения генератора

Рис. 1 Реле регулятор напряжения генератора

Назначение реле регулятора напряжения

Независимо от стажа и стиля вождения владелец авто не может обеспечить одинаковые обороты двигателя в разные моменты времени. То есть, коленвал ДВС, передающий крутящий момент генератору, вращается с разной скоростью. Соответственно, генератор вырабатывает разное напряжение, что крайне опасно для АКБ и прочих потребителей бортовой сети.

Поэтому замена реле регулятора генератора должна производится при недозаряде и перезаряде аккумулятора, горящей лампочке, мигании фар и прочих перебоях электроснабжения бортовой сети.

Реле регулятор

Взаимосвязь источников тока авто

В транспортном средстве находится минимум два источника электроэнергии:

  • аккумулятор – необходим в момент запуска ДВС и первичного возбуждения обмотки генератора, энергию не создает, а только расходует и накапливает в момент подзарядки
  • генератор – питает бортовую сеть на любых оборотах и подпитывает АКБ только на высоких оборотах
Рис. 2 В машине генератор и аккумулятор объединены в общую сеть

Рис. 2 В машине генератор и аккумулятор объединены в общую сеть

В бортовую сеть необходимо подключение обоих указанных источников для корректной работы двигателя и прочих потребителей электричества. При поломке генератора АКБ «протянет» максимум 2 часа, а без аккумулятора не заведется двигатель, приводящий в движение ротор генератора.

Существуют исключения – например, а счет остаточной намагниченности обмотки возбуждения штатный генератор ГАЗ-21 запускается самостоятельно при условии постоянной эксплуатации машины. Можно завести авто « с толкача», если в нем установлен генератор постоянного тока, с прибором переменного тока такой трюк невозможен.

Рис. 3 Заводка ДВС с толкача

Рис. 3 Заводка ДВС с толкача

Задачи регулятора напряжения

Из школьного курса физики каждый автолюбитель должен помнить принцип работы генератора:

  • при взаимном перемещении рамки и окружающего ее магнитного поля в ней возникает электродвижущая сила
  • электромагнитом генераторов постоянного тока служат статоры, ЭДС, соответственно возникает в якоре, ток снимается с коллекторных колец
  • в генераторе переменного тока намагничивается якорь, электроэнергия возникает в обмотках статора
Рис. 4 Принцип действия генератора авто

Рис. 4 Принцип действия генератора авто

Упрощенно можно представить, что на величину выходящего с генератора напряжения влияет значение магнитной силы и скорость вращения поля. Основная проблема генераторов постоянного тока – пригорание и залипание щеток при съеме с якоря токов большой величины – решена переходом на генераторы переменного тока. Ток возбуждения, подающийся на ротор для возбуждения магнитной индукции, на порядок ниже, снимать электроэнергию с неподвижного статора гораздо легче.

Однако вместо постоянно расположенных в пространстве клемм «–» и «+» производители авто получили постоянное изменение плюса и минуса. Подзарядка аккумулятора переменным током не возможна в принципе, поэтому диодным мостиком его предварительно выпрямляют.

Рис. 5 Выпрямитель генератора

Рис. 5 Выпрямитель генератора

Из этих нюансов плавно вытекают задачи, решаемые реле генератора:

  • подстройка тока в обмотке возбуждения
  • выдерживание диапазона 13,5 – 14,5 В в бортовой сети и на клеммах аккумулятора
  • отсечение питания обмотки возбуждения от АКБ при заглушенном двигателе
Рис. 6 Назначение реле регулятора напряжения

Рис. 6 Назначение реле регулятора напряжения

Поэтому называют регулятор напряжения еще и реле зарядки, а на панель выведена сигнальная лампа процесса подзарядки АКБ. В конструкцию генераторов переменного тока функция отсечения обратного тока заложена по умолчанию.

Разновидности реле регуляторов

Прежде, чем произвести самостоятельный ремонт устройства регулирования напряжения, необходимо учесть, что существует несколько типов регуляторов:

  • внешние – повышают ремонтопригодность генератора
  • встраиваемые – в пластину выпрямителя или щеточный узел
  • регулирующие по минусу – появляется дополнительный провод
  • регулирующие по плюсу – экономичная схема подключения
  • для генераторов переменного тока – нет функции ограничения напряжения на обмотку возбуждения, так как она заложена в самом генераторе
  • для генераторов постоянного тока – дополнительная опция отсечения АКБ при неработающем ДВС
  • двухуровневые – морально устарели, применяются редко, регулировка пружинами и небольшим рычагом
  • трехуровневые – дополнены специальной платой сравнивающего устройства и сигнализатором согласования
  • многоуровневые – в схеме имеются 3 – 5 добавочных резисторов и система слежения
  • транзисторные – в современных авто не используются
  • релейные – улучшенная обратная связь
  • релейно-транзисторные – универсальная схема
  • микропроцессорные – небольшие габариты, плавные регулировки нижнего/верхнего порога срабатывания
  • интегральные – встраиваются в щеткодержатели, поэтому заменяются после истирания щеток
Рис. 7 Выносное реле

Рис. 7 Выносное реле

Рис. 8 Реле встроено в щеточный узел

Рис. 8 Реле встроено в щеточный узел

Рис. 9 Регулятор двухуровневый

Рис. 9 Регулятор двухуровневый

Рис. 10 Реле трехуровневое

Рис. 10 Реле трехуровневое

Рис. 11 Регулятор транзисторно-релейный

Рис. 11 Регулятор транзисторно-релейный

Рис. 12 Схема реле микроконтроллерного

Рис. 12 Схема реле микроконтроллерного

Рис. 13 Регулятор интегральный

Рис. 13 Регулятор интегральный

Внимание: Без доработки схемы «плюсовой» и «минусовой» регулятор напряжения являются не взаимозаменяемыми приборами.

Реле генераторов постоянного тока

Таким образом, схема подключения регулятора напряжения при эксплуатации генератора постоянного тока сложнее. Поскольку в стояночном режиме авто, когда ДВС заглушен, необходимо отключить генератор от АКБ.

При диагностике проверка реле происходит на выполнение трех его функций:

  • отсечка аккумулятора во время стоянки машины
  • ограничение максимального тока на выходе генератора
  • регулировка напряжения для обмотки возбуждения
Рис. 14 Регулятор напряжения генератора постоянного тока

Рис. 14 Регулятор напряжения генератора постоянного тока

При любой неисправности требуется ремонт.

Реле генераторов переменного тока

В отличие от предыдущего случая диагностика своими руками регулятора генератора переменного тока немного проще. В конструкцию «автомобильной электростанции» уже заложена функция отсечки питания во время стоянки от АКБ. Остается проверить лишь напряжение на обмотке возбуждения и на выходе с генератора.

Рис. 15 Реле для генератора переменного тока

Рис. 15 Реле для генератора переменного тока

Если в машине стоит генератор тока переменного, его невозможно завести разгоном с горки. Так как остаточного намагничивания на возбуждающей обмотке здесь нет по умолчанию.

Встроенные и внешние регуляторы

Для автолюбителя важно знать, что измеряют и начинают регулировать напряжение реле в конкретном месте их установки. Поэтому встроенные модификации воздействуют непосредственно на генератор, а выносные «не знают» о его наличии в машине.

Например, если выносное реле подключено к катушке зажигания, его работа будет направлена на регулировку напряжения лишь на этом участке бортовой сети. Поэтому, прежде чем узнать, как проверить реле выносного типа, следует убедиться, что оно подключено правильно.

Управление по «+» и «–»

В принципе схемы управления по «минусу» и «плюсу» отличаются лишь схемой подключения:

  • при монтаже реле в разрыв «+» одна щетка подключается к «массе», другая к клемме регулятора
  • если же подключить реле в разрыв «–», то одну щетку нужно подключить к «плюсу», другую к регулятору
Рис. 16 Схема включения регулятора в разрыв плюсового провода

Рис. 16 Схема включения регулятора в разрыв плюсового провода

Однако в последнем случае появится еще один провод, поскольку реле напряжения является устройством активного типа. Для него необходимо индивидуальное питание, поэтому «+» нужно подвести отдельно.

Двухуровневые

На начальном этапе в машинах устанавливались механические двухуровневые регуляторы напряжения с простым принципом действия:

  • через реле проходит электрический ток
  • возникающее магнитное поле притягивает рычаг
  • сравнивающим устройством служит пружина с заданным усилием
  • при увеличении напряжения контакты размыкаются
  • на возбуждающую обмотку поступает меньший ток
Рис. 17 Механический регулятор напряжения

Рис. 17 Механический регулятор напряжения

Использовались механические двухуровневые реле в автомобилях ВАЗ 21099. Основным минусом являлась работа с повышенным износом механических элементов. Поэтому на смену этим приборам пришли электронные (бесконтактные) реле напряжения:

  • делитель напряжения собран из резисторов
  • стабилитрон является задающим устройством

Сложная схема соединения и недостаточно эффективный контроль напряжения привели к снижению спроса на эти приборы.

Трехуровневые

Однако двухуровневые регуляторы, в свою очередь, так же уступили позиции более совершенным трехуровневым и многоуровневым приборам:

  • напряжение выходит с генератора на специальную схему через делитель
  • информация обрабатывается, действительное напряжение сравнивается с минимальным и максимальным пороговым значением
  • сигнал рассогласования регулирует силу тока, поступающего на возбуждающую обмотку
Рис. 18 Трехуровневый регулятор

Рис. 18 Трехуровневый регулятор

Более совершенными считаются реле с частотной модуляцией – в них нет привычных сопротивлений, зато увеличена частота срабатывания ключа электронного. Управление осуществляется логическими схемами.

Принцип работы реле регулятора

Благодаря встроенным резисторам и специальным схемам реле получает возможность сравнивать величину вырабатываемого генератором напряжения. После чего, слишком высокое значение приводит к отключению реле, чтобы не перезарядить аккумулятор и не испортить электроприборы, подключенные в бортовую сеть.

Любые неисправности приводят именно к этим последствиям, приходит в неисправность батарея АКБ или резко увеличивается эксплуатационный бюджет.

Переключатель лето/зима

Вне зависимости от сезона и температуры воздуха работа генератора всегда стабильна. Как только его шкив начинает вращаться, электроток вырабатывается по умолчанию. Однако зимой внутренности аккумулятора замерзают, он восполняет заряд значительно хуже, чем летом.

Переключатели лето/зима находятся либо на корпусе регулятора напряжения, либо этим обозначением подписаны соответствующие разъемы, которые нужно найти и подсоединить к ним проводку в зависимости от сезона.

Рис. 19 Регулятор напряжения с зимними и летними клеммами

Рис. 19 Регулятор напряжения с зимними и летними клеммами

Ничего необычного в этом переключателе нет, это лишь грубые настройки реле регулятора, позволяющие повысить до 15 В напряжение на клеммах аккумулятора.

Подключение в бортовую сеть генератора

Если при замене генератора вы подключаете новый прибор самостоятельно, необходимо учесть нюансы:

  • вначале следует проверить целостность и надежность контакта провода от кузова машины к корпусу генератора
  • затем можно подсоединять клемму Б реле регулятора с «+» генератора
  • вместо «скруток», начинающих греться через 1 – 2 года эксплуатации, лучше использовать пайку проводов
  • заводской провод нужно заменить кабелем сечения 6 мм2 минимум, если вместо штатного генератора монтируется электроприбор, рассчитанный на ток больше 60 А
  • амперметр в цепи генератор/аккумулятор показывает, мощность какого источника электроснабжения в данный момент выше в бортовой сети
Рис. 20 Подключение генератора на примере ВАЗ

Рис. 20 Подключение генератора на примере ВАЗ

Амперметры – нужные приборы, с помощью которых можно определить заряд АКБ и работоспособность генератора. Без особых причин не рекомендуется убирать их из схемы.

Схемы подключения регулятора выносного

Монтируется выносное реле регулятора напряжения генератора только после выяснения, в разрыв какого провода оно должно быть подключено. Например:

  • на старых РАФ, Газелях и «Бычках» используются реле 13.3702 в полимерном или стальном корпусе с двумя контактами и двумя щетками, монтируются в «–» разрыв цепи, клеммы всегда промаркированы, «+» обычно берется с катушки зажигания (Б-ВК клемма), контакт Ш регулятора соединяется со свободной клеммой щеточного узла
  • в «жигулях» применяются реле регуляторы 121.3702 белого и черного цвета, существуют двойные модификации, в которых при выходе из строя одного прибора работа второго устройства продолжается простым переключением на него, монтируется в разрыв «+» клеммой 15 к выводу катушки зажигания Б-ВК, к щеточному узлу крепится проводом клемма 67

Встраиваемые реле-регуляторы автолюбители называют «шоколадками», маркированными Я112. Они монтируются в специальные щеткодержатели, прижимаются винтами и защищаются дополнительно крышкой.

На автомобилях ВАЗ реле обычно встроены в щеточный узел, полная маркировка Я212А11, подключаются к замку зажигания.
Если владелец меняет штатный генератор на старом отечественном ВАЗ на устройство переменного тока от иномарки или современной Лады, подключение производится по другой схеме:

  • вопрос крепления корпуса автолюбитель решает самостоятельно
  • аналогом клеммы «плюс» здесь служит контакт В или В+, его включают в бортовую сеть через амперметр
  • выносные реле регуляторы здесь обычно не используются, а встраиваемые уже интегрированы в щеточный узел, из них выходит единственный провод с маркировкой D либо D+, который подсоединяется к замку зажигания (к клемме катушки Б-ВК)
Рис. 21 Замена штатного реле трехуровневым регулятором

Рис. 21 Замена штатного реле трехуровневым регулятором

Для дизельных ДВС в генераторах может присутствовать клемма W, которая присоединяется к тахометру, ее игнорируют при установке на авто с бензиновым мотором.

Проверка подключения

После установки трехуровневого или иного реле-регулятора необходима проверка работоспособности:

  • двигатель заводится
  • напряжение в бортовой сети контролируется на разных оборотах

После установки генератора переменного тока и подключения его по вышеприведенной схеме владельца может ожидать «сюрприз»:

  • при включении ДВС запускается генератор, измеряется напряжение на средних, больших и малых оборотах
  • после выключения зажигания ключом …. двигатель продолжает работать

В этом случае заглушить ДВС можно либо сняв провод возбуждения, либо отпустив сцепление с одновременным нажатием тормоза. Все дело в наличии остаточной намагниченности и постоянном самовозбуждении обмотки генератора. Проблема решается установкой в разрыв возбуждающего провода лампочки:

  • она горит при незапущенном генераторе
  • гаснет после его запуска
  • проходящий через лампу ток недостаточен, чтобы возбудить обмотку генератора

Эта лампа автоматически становится индикатором наличия зарядки АКБ.

Диагностика реле регулятора

Определить поломки регулятора напряжения можно по признакам косвенным. Прежде всего, это некорректная зарядка АКБ:

  • перезаряд – выкипает электролит, раствор кислоты попадает на детали кузова
  • недозаряд – ДВС не запускается, лампы горят в пол накала

Однако предпочтительнее диагностика приборами – вольтметром или тестером. Любое отклонение от максимального значения напряжения 14,5 В (в некоторых авто бортовая сеть рассчитана на 14,8 В) на больших оборотах или минимального значения 12,8 В на малых оборотах становится причиной замены/ремонта реле регулятора.

Встроенного

Чаще всего регулятор напряжения интегрирован в щетки генератора, поэтому необходимо уровневое обследование этого узла:

  • после снятия защитной крышки и ослабления винтов щеточный узел извлекается наружу
  • при износе щеток (осталось меньше 5 мм их длины) замена должна производится в обязательном порядке
  • диагностика генератора мультиметром производится в комплекте с аккумулятором или зарядным устройством
  • «минусовой» провод от источника тока замыкается на соответствующую пластину регулятора
  • «плюсовой» провод от ЗУ или АКБ подключается к аналогичному разъему реле
  • тестер устанавливается в режим вольтметра 0 – 20 В, щупы накладываются на щетки
  • в диапазоне 12,8 – 14,5 В между щетками должно быть напряжение
  • при увеличении напряжения больше 14,5 В стрелка вольтметра должна быть на нуле
Рис. 22 Диагностика реле встроенного

Рис. 22 Диагностика реле встроенного

В данном случае вместо вольтметра можно использовать лампу, которая должна гореть в указанном интервале напряжения, гаснуть при увеличении этой характеристики больше этого значения.

Провод, управляющий тахометром (маркировка W только на реле для дизелей) прозванивается мультиметром в режиме тестера. На нем должно быть сопротивление около 10 Ом. При снижении этого значения провод «пробит», его следует заменить новым.

Выносного

Никаких отличий в диагностике для выносного реле не существует, зато его не нужно демонтировать из корпуса генератора. Проверить реле регулятор напряжения генератора можно при работающем двигателе, изменяя обороты с низких на средние, затем высокие. Одновременно с увеличением оборотов нужно включить дальний свет (как минимум), кондиционер, монитор и прочие потребители (как максимум).

Рис. 23 Диагностика выносного регулятора напряжения

Рис. 23 Диагностика выносного регулятора напряжения

Таким образом, при необходимости владелец транспортного средства может заменить штатное реле регулятор напряжения на более современную модификацию встраиваемого или выносного типа. Диагностика работоспособности доступна собственными силами при наличии обычной автомобильной лампы.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Мощный регулятор сетевого напряжения 220В

 

В последнее время в нашем быту все чаще применяются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. С помощью таких приборов управляют яркостью свечения ламп, температурой электронагревательных приборов, частотой вращения электродвигателей.

Подавляющее большинство регуляторов напряжения, собранных на тиристорах, обладают существенными недостатками, ограничивающими их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электролампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с нагрузкой индуктивного характера — электродвигателем, трансформатором.

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.

Принципиальная схема

Транзисторный регулятор напряжения (рис. 9.6) содержит минимум радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, скорости вращения электродвигателя вентилятора или дрели, напряжения на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения — от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании в регулирующей цепи одного транзистора — не более 100 Вт.

Регулирующий элемент прибора — транзистор VT1. Диодный мост VD1…VD4 выпрямляет сетевое напряжение так, что к коллектору VT1 всегда приложено положительное напряжение. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5…8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6 и сглаживается конденсатором С1.

Принципиальная схема мощного регулятора сетевого напряжения 220В

Рис. Принципиальная схема мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.

Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

При этом выпрямитель, состоящий из диодного моста VD6, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его. Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1, VD3. Если полярность сетевого напряжения положительная, ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1, VD4.

Значение тока нагрузки зависит от величины управляющего напряжения на базе VT1. Вращая движок R1 и изменяя значение управляющего напряжения, управляют величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот.

При крайнем правом по схеме положении движка переменного резистора транзистор окажется полностью открыт и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет.

Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тирис-торным устройствам.

Конструкция и детали

Теперь перейдем к конструкции прибора. Диодные мостики, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 устанавливаются на монтажной плате размером 55×35 мм, выполненной из фольгированного ге-тинакса или текстолита толщиной 1…2 мм (рис. 9.7).

В устройстве можно использовать следующие детали. Транзистор — КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А. Диодные мосты: VD1…VD4 — КЦ410В или КЦ412В, VD6 — КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 — серии Д7, Д226 или Д237.

Переменный резистор — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, MJIT, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность» или любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5…8 В.

Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А. Тумблер — ТЗ-С или любой другой сетевой. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.

Все элементы регулятора размещаются в пластмассовом корпусе с габаритами 150x100x80 мм. На верхней панели корпуса устанавливаются тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Розетка для подключения нагрузки и гнездо предохранителя крепятся на одной из боковых стенок корпуса.

С той же стороны сделано отверстие для сетевого шнура. На дне корпуса установлены транзистор, трансформатор и монтажная плата. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3…5 мм.

Печаная плата мощного регулятора сетевого напряжения 220В

Рис. Печаная плата мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работать сразу после включения в сеть.

Рекомендации

Теперь несколько рекомендаций тем, кто захочет усовершенствовать устройство. Изменения в основном касаются увеличения выходной мощности регулятора. Так, например, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 — 200 Вт, а для КТ847 — 250 Вт.

Если необходимо еще больше увеличить выходную мощность прибора, в качестве регулирующего элемента можно применить несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их соответствующие выводы.

Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов. Кроме того, диодный мост VD1…VD4 потребуется заменить на четыре более мощных диода, рассчитанных на рабочее напряжение не менее 600 В и величину тока в соответствии с потребляемой нагрузкой.

Для этой цели подойдут приборы серий Д231…Д234, Д242, Д243, Д245 ..Д248. Необходимо будет также заменить VD5 на более мощный диод, рассчитанный на ток до I А. Также больший ток должен выдерживать предохранитель.

Источник: None.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *