Замена регулятора напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Случилась неприятность - на вашей иномарке вышел из строя регулятор напряжения. Как быть? На этот вопрос радиолюбитель ответит без колебаний: собрать новый. Да чтоб он был лучше прежнего! О том, как это сделать практически, и рассказывает автор в представленной здесь статье.

На автомобиле NISSAN-MARCH перестал работать генератор. Проверка показала, что причина отказа - неисправность регулятора напряжения, в результате чего ротор генератора остался без тока возбуждения.

Регулятор напряжения конструктивно выполнен в виде гибридной микросхемы, устаноаленной в щеткодержателе генератора (фирмы HITACHI; напряжение 12 В, ток нагрузки 40 А).

Поскольку вышедшую из строя микросхему приобрести не удалось, я решил изготовить альтернативный вариант регулятора, который обеспечил бы высокую точность поддержания напряжения 13,8 В на зажимах аккумуляторной батареи и имел габариты, позволяющие встроить его в щеткодержатель генератора взамен отказавшего.

Падение напряжения на зажимах аккумуляторной батареи при работе генератора с регулятором фирмы HITACHI при включении большинства потребителей (дальний свет, обогреватель заднего стекла, стеклоочиститель, вентилятор отопителя) в режиме холостого хода двигателя автомобиля не превышало 0,5 В. Во всех других возможных режимах работы двигателя и электрооборудования изменения напряжения на зажимах батареи зарегистрировать не удалось. Измерения я проводил универсальным стрелочным прибором РМ2502 фирмы PHILIPS, имеющим класс точности 1,5 при измерении постоянного напряжения.

Как показала практика эксплуатации аккумуляторной батареи на автомобиле, срок ее службы в значительной степени зависит от значения напряжения на ее зажимах, которое должно быть равно 13,8 В, и точности его поддержания [1]. Автор статьи [2] отмечает, что применение в рассматриваемом случае регулятора от отечественных автомобилей нецелесообразно, так как он не обеспечивает высокую точность поддержания напряжения на зажимах аккумуляторной батареи. Кроме того, отечественные реле-регуляторы требуют внесения изменений в проводку автомобиля, да и встроить их на место испортившегося устройства не представляется возможным.

Между тем постааленным требованиям, как оказалась, вполне удовлетворяет регулятор напряжения, описанный в [3]. Небольшое число используемых в нем деталей позволило разместить их на плате размерами 30x20 мм и без особого труда встроить ее в щеткодержатель генератора фирмы HITACHI. Подобным образом возможно восстановить работоспособность генераторов и других моделей зарубежных автомобилей.

Схема регулятора изображена на рис. 1. Там же показано его включение в бортовую сеть автомобиля. Как уже сказано, за основу устройства взят регулятор из [3]. Изменению подвергнута лишь его выходная ступень. Транзисторы VT1 и VT2 включены по схеме составного транзистора, коллекторной нагрузкой которого служит обмотка ротора генератора.

При замыкании контактов замка зажигания SA1 напряжение от аккумуляторной батареи GB1 поступит (через выв. 2) к операционному усилителю (ОУ) DA1 регулятора. На неинвертирующем входе ОУ появится стабилизированное напряжение около 8,2 В, снимаемое со стабилитрона VD1. На инвертирующем входе ОУ постоянно присутствует напряжение, определяемое резистивным делителем R1R2R3 и равное примерно 7,3 В.

Поскольку ОУ DA1 работает без обратной связи, на его выходе появится почти полное напряжение батареи GB1, приложенное к выв. 7 ОУ. Это напряжение через диод VD3 и резистивный делитель R6R7 поступит на базу составного транзистора VT1VT2. В результате транзистор VT2 откроется и от батареи через лампу HL1, обмотку ротора генератора G1 и транзистор VT2 потечет ток. Включится контрольная лампа HL1, и в роторе G1 появится магнитное поле.

После запуска двигателя вырабатываемое рабочими обмотками генератора напряжение выпрямляется диодами, прикладывается к ротору генератора G1 и через разъем Х1 - к батарее GB1, обеспечивая ее подзарядку. Напряжение на обоих выводах лампы HL1 относительно общего провода становится почти одинаковым, и лампа HL1 гаснет, что свидетельствует об исправной работе генератора.

По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя (и связанного с ним вала генератора) напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1 увеличивается. Как только оно станет равным напряжению на неинвертирующем входе, операционный усилитель переключится, его выходное напряжение уменьшится почти до нуля, что приведет к закрыванию составного транзистора VT1VT2 и прекращению тока через обмотку ротора генератора G1. Напряжение на разъеме Х1 уменьшается, ОУ снова переключается, и процесс повторяется.

Таким образом, на разъеме Х1 устанавливается среднее напряжение, устанавливаемое подборкой резистора R2. Легко видеть, что составной транзистор работает в переключательном режиме - либо он надежно закрыт, либо открыт и насыщен.

Резистор R8 обеспечивает полное закрывание транзистора VT2, когда ток возбуждения спадает до нуля. Номинал резистора R5 уменьшен до 1,5 МОм, благодаря чему более четко проявляется электрический "гистерезис" ОУ, уменьшающий вероятность перехода выходной ступени в линейный режим.

Диод VD2 гасит ЭДС самоиндукции обмотки ротора генератора, возникающую в момент закрывания составного транзистора. Диод V1 из исходного устройства исключен, поскольку соединение входного делителя R1R2R3 регулятора с выходным разъемом Х1 конструктивно выполнен внутри щеткодержателя генератора.

Подстроечный резистор R3 также исключен, так как налаженное один раз на стенде устройство в процессе эксплуатации никакой корректировки не требует. Более того, наличие подстроенного резистора в условиях резких изменений температуры, воздействия пыли, влаги (конденсата) и вибрации снизило бы надежность регулятора.

Устройство смонтировано на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Резисторы R4, R6, R7 и диод VD3 припаяны со стороны печатных проводников. Выводы транзистора VT1 изогнуты под углом 90 град.; его располагают торцом к торцу микросхемы. Под транзистор следует вложить картонную прокладку толщиной около 0,5 мм.

Транзистор VT2 крепят вне платы, на внутренней стороне задней крышки генератора на свободном месте рядом со щеткодержателем, через слюдяную прокладку.

В регуляторе можно использовать конденсатор С1-КМ-5, КМ-6 или К10-17; стабилитрон VD1 - КС182Е, КС191Е, КС182Ж или КС191Ж в корпусе КД-2 (КД-3). Вместо КД522Б (VD3) подойдут любые из серий КД521, КД522; диод VD2 - любой из серии КД209 в каплевидном корпусе.

Транзистор КТ817В можно заменить наКТ815Б-КТ815Г, КТ817Б, КТ817Г. Транзистор КТ819В заменим на КТ819Б, КТ819Г

Крепежный винт изолируют от теплоотводящего фланца транзистора VT2 изолирующей втулкой и шайбой. Крышку генератора в месте установки транзистора следует зачистить мелкой наждачной бумагой. Перед окончательной установкой транзистора слюдяную прокладку нужно смазать с обеих сторон теплопроводящей пастой КТП. При ее отсутствии используют смазку ЛИТОЛ-24. Как показала практика, использование ЛИТОЛа дает даже более долговременный результат, чем паста КТП.

Микросхему КР140УД608 заменять другими не рекомендуется из-за их склонности к возбуждению при работе в описываемом регуляторе. В крайнем случае можно попробовать применить КР140УД708.

Целесообразно те печатные дорожки платы, по которым течет значительный ток, продублировать медным голым проводником диаметром 0,5 мм.

При сборке генератора следует проследить за тем, чтобы соединительные провода от транзистора VT2 к плате регулятора не задевали ротора генератора при его вращении. Для этого после монтажа платы выполняют пробную сборку щеткодержателя с платой и задней крышки и подбирают оптимальную длину проводов.

Для налаживания устройства его выводы 1 -3 соединяют вместе и подключают к плюсовому выводу регулируемого источника тока напряжением 12...15 В, обеспечивающего ток нагрузки 3...5 А, а вывод 5 - к минусовому выводу источника. К выводам 1-3 и 4 присоединяют эквивалент нагрузки (ротора генератора) - проволочный резистор сопротивлением 4 Ом мощностью 25...50 Вт. Можно включить и сам ротор генератора, присоединяя (не припаивая) провода к контактным кольцам коллектора. Параллельно нагрузке подключают вольтметр с верхним пределом 15...30 В.

Вместо резистора R2 временно припаивают подстроечный многооборотный резистор СП5-3 сопротивлением 33 кОм, соединив вместе средний и один из крайних его выводов.

Включают источник и устанавливают питающее напряжение 13,8 В. Если вольтметр показывает напряжение, близкое к указанному, вращают винт подстроечного резистора точно до момента пропадания напряжения на нагрузке. Затем питающее напряжение уменьшают до 12 В, при этом вольтметр должен снова показывать напряжение. Плавно увеличивают напряжение питания до момента пропадания напряжения на нагрузке. Переключение должно происходить при показании вольтметра 13,8 В.

Если напряжение переключения не равно указанному, еще точнее повторяют предыдущую операцию. В том случае, когда при первом включении вольтметр не показывает напряжения, вращением винта подстроечного резистора добиваются отклонения стрелки, а затем проводят описанные операции.

Налаживание следует проводить быстро, следя за тем, чтобы не перегреть и нагрузку, и транзистор VT2.

Выпаяв из платы подстроечный резистор, возможно более точно измеряют его сопротивление и заменяют постоянным такого же сопротивления. Еще раз повторяют указанные операции и убеждаются, что переключение происходит четко и при указанном напряжении.

Налаженную плату с обеих сторон покрывают двумя слоями клея БФ-2 с промежуточной сушкой. Готовую плату вклеивают герметиком ВГО-1 в щеткодержатель, который, в свою очередь, устанавливают в заднюю крышку генератора. Затем монтируют транзистор VT2, собирают генератор и проверяют его работу на автомобиле. Контролируют напряжение на зажимах аккумуляторной батареи при различных режимах работы двигателя и электрооборудования.

Эксплуатация автомобиля с описанным регулятором напряжения в течение более двух лет подтвердила его надежность и высокую стабильность поддержания напряжения в бортовой сети.

Аналогичным образом был отремонтирован более мощный (12 В; 60 А) генератор автомобиля NISSAN-SUNNY.

Литература

1. Суетин В. Долголетие - от заботы. - За рулем, 1985, № 2, с. 27.
2. Ломанович В. Термокомпенсированныи регулятор напряжения. - Радио, 1985, № 5, с. 24-27.
3. Трунин В. Регулятор напряжения. - Радио, 1983, №8, с. 33.

Автор: Э.Адигамов, г.Ташкент, Узбекистан

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Полет на Марс: испытание для тела и выживания человечества 10.11.2025

Исследование космоса и перспективы полета на Марс привлекают внимание ученых и инженеров по всему миру. Но за технологическими достижениями скрывается серьезная угроза для здоровья астронавтов. Как отмечает Interesting Engineering, даже самые современные ракеты и системы жизнеобеспечения не способны полностью защитить человека от физических и генетических изменений, возникающих во время длительных космических миссий. Эти риски включают потерю костной массы, ослабление мышц и даже потенциальные повреждения ДНК. Путешествие на Марс длится от шести до девяти месяцев. В условиях невесомости организм, привыкший к земной гравитации, претерпевает значительные изменения. Мышцы атрофируются, кости теряют до 1% плотности в месяц, сердце уменьшается в размерах, а позвоночник удлиняется, вызывая боль и дискомфорт. После возвращения на Землю астронавты сталкиваются с головокружением и проблемами при вставании из-за адаптации к гравитации. Особую опасность представляет перераспределение жидкос ...>>

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Случайная новость из Архива Геймерский смартфон Black Shark 2 21.03.2019 Компания Xiaomi представила новую версию геймерского смартфона Black Shark 2, которая получила платформу Qualcomm Snapdragon 855 и чувствительный к степени нажатия OLED-экран. Смартфон Black Shark 2 оснастили 6,39-дюймовым OLED-дисплеем от Samsung с разрешением Full HD+, поддержкой HDR, кадровой частотой 240 Гц и встроенным под поверхность матрицы сканером отпечатков пальцев. Вдобавок разработчики реализовали технологию распознавания силы нажатия на экран Magic Press, благодаря чему пользователь может самостоятельно назначить программные кнопки по углам экрана для большего удобства игры. Срабатывать такие кнопки будут при более сильном, чем обычно, нажатии на экран. Помимо прочего Xiaomi поработала над оптимизацией характеристик дисплея под игровые нужды, в результате была улучшена цветопередача, снижен эффект мерцания (flicker) при низкой яркости и снижена задержка срабатывания сенсорного слоя до отметки 43,5 мс. В качестве аппаратной платформы в Black Shark 2 используется мощный восьмиядерный процессор Qualcomm Snapdragon 855 с трекластерной системой, на которой самое мощное ядро Kryo 485 работает на частоте 2,84 ГГц, три "средних" - на частоте 2,42 ГГц и оставшиеся младшие - на частотах 1,8 ГГц. За обработку графики отвечает GPU Adreno 640, которая на 20% быстрее, чем аналогичная система в Snapdragon 845. Естественно, разработчики установили усиленную систему охлаждения Liquid Cool 3.0 с медной пластиной и тепловой трубкой, также будет доступен специальный чехол Cooling Case с вентилятором, который дополнительно снизит температуру корпуса во время игры. Для базовой версии модели будет предлагаться конфигурация с 6 ГБ ОЗУ и хранилищем данных на 128 ГБ, более продвинутый вариант получит 8 ГБ ОЗУ и 256 ГБ внутренней памяти. Емкость аккумулятора составляет 4000 мАч, он поддерживает скоростную зарядку в режиме 27 Вт. Основной фотоблок собран из 48 Мп и 12 Мп камер, на фронтальной панели установлена 20 Мп селфи-камера и пара стереодинамиков. На первом этапе смартфон Black Shark 2 будет доступен только в Китае по цене $480 за базовую и $625 за топовую версию, на выбор будут предложены цвета оформления "frozen silver" и "shadow black".

Другие интересные новости:

▪ Нарушить работу HDD можно звуком обычных динамиков

▪ Сетчатка из стволовых клеток

▪ 8-ядерный смартфон Explay Phantom

▪ Сверхточные часы синхронизированы на рекордном расстоянии

▪ Ежегодное ускорение темпов таяния ледовых покровов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Жизнь замечательных физиков. Подборка статей

▪ статья Нет ничего сказанного, что не было бы сказано раньше. Крылатое выражение

▪ статья Какое топливо самое экономичное? Подробный ответ

▪ статья Поводковый узел на основе простого узла. Советы туристу

▪ статья Электродвигатель - своими руками. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Забавный веер. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025