Шим регулятор напряжения ваз

Шим регулятор напряжения ваз

Предлагаемые усовершенствования регулятора обеспечивают повышенную стабильность выходного напряжения автомобильного генератора при изменении тока его нагрузки и режима работы двигателя. Современные автомобили имеют сложное и многофункциональное электрооборудование,

надёжная работа которого обеспечивает работоспособность транспортного средства и безопасность его эксплуатации. Надёжность электрооборудования во многом зависит от стабильности напряжения в бортовой сети. Обеспечение неизменности этого напряжения — сложная задача, особенно на переходных режимах, когда частота вращения генератора и ток его нагрузки резко изменяются.

Вместе с регулятором напряжения, поддерживающим его постоянство, генератор образует систему автоматического регулирования. При определённых условиях такая система может терять устойчивость, что проявляется в виде резких колебаний выходного напряжения генератора и зарядного тока аккумуляторной батареи. Поэтому очень важно обеспечить устойчивость системы регулирования во всех условиях эксплуатации.

Наиболее широкое распространение сегодня получили электронные регуляторы, работающие в релейном автоколебательном режиме Такой регулятор при превышении выходным напряжением генератора заданного верхнего порога отключает его обмотку возбуждения от бортсети.

Ток в обмотке начинает спадать, что приводит к уменьшению генерируемого напряжения. Как только оно становится меньше нижнего порога, обмотка возбуждения вновь подключается к бортсети и ток в ней, а с ним и выходное напряжение генератора нарастают Таким образом, напряжение генератора всё время колеблется, но его среднее значение поддерживается стабильным.

Шим регулятор напряжения ваз

Регуляторы с «принудительной» ШИМ более совершенны. За счёт повышенной частоты коммутации обмотки возбуждения напряжение генератора в установившемся режиме практически неизменно, хотя в переходных режимах колебания всё же могут возникать.

Такие регуляторы (один из них описан в статье Е. Тышкевича «ШИ регулятор напряжения». — Радио, 1984, № 6, с. 27, 28) не получили широкого распространения, вероятно, из-за того, что их параметры не намного лучше, чем обычных автоколебательных. Хотя они и выпускаются серийно, в магазинах их найти трудно. Продавцы либо вообще ничего не знают о таких регуляторах, либо утверждают, что они не пользуются спросом.

При эксплуатации автомобиля важную роль имеет такой параметр, как нагрузочная способность генератора при малых оборотах двигателя. От неё зависит минимальная частота вращения вала двигателя, при которой обеспечивается зарядка батареи. Электронные регуляторы напряжения чаще всего теряют устойчивость именно в ситуациях, когда частота вращения мала, а ток нагрузки велик.

Эта их особенность хорошо известна автомобилистам, некоторые из которых заменяют электронные регуляторы устаревшими контактно-вибрационными, которые в этом отношении более надёжны. Но вместе с повышенной устойчивостью они получают недостатки, свойственные этому типу регуляторов. Многие автомобилисты заменяют штатную аккумуляторную батарею другой, имеющей повышенную ёмкость, так как считают, что это улучшает устойчивость работы электронных регуляторов.

К сожалению, колебания выходного напряжения генератора не берутся устранять в автосервисах. При этом их работники утверждают, что никакой неисправности нет, поскольку аккумуляторная батарея всё-таки заряжается, хотя и зарядный ток, и напряжение генератора пульсируют.

Учитывая всё сказанное, автор попытался повысить устойчивость работы стандартного электронного регулятора напряжения 59.3702-01. На рис. 1 изображена его схема после первого варианта доработки, которая свелась к установке дополнительной цепи из резистоpa R8 и конденсатора С2, выделенной на рисунке цветом. Импортный диод S1М можно заменить отечественным из серии КД202 или КД209.

Принцип работы регулятора остался прежним. По мере увеличения напряжения в бортсети, поданного на вывод «15» регулятора, потенциал базы транзистора VT1 относительно его эмиттера становится более отрицательным и при некотором значении этого напряжения (заданном перемычками S1— S3) транзистор открывается.

В результате закрываются транзисторы VT2 и VT3 разрывающие цепь питания обмотки возбуждения генератора, подключённой между выводом «67» регулятора и общим проводом. Но ток в обладающей значительной индуктивностью обмотке не может прекратиться мгновенно. Он продолжает течь через открывшийся диод VD2, постепенно спадая.

Вместе с током возбуждения спадает и напряжение, отдаваемое генератором в бортсеть. Через некоторое время транзистор VT1 закрывается, a VT2 и VT3 открываются, что приводит к нарастанию тока в обмотке возбуждения генератора и увеличению напряжения. Описанный процесс периодически повторяется, и среднее значение напряжения генератора поддерживается неизменным. Цепь R7C3 ускоряет процесс переключения транзисторов VT1—VT3.

При увеличении напряжения в бортсети, вызванном, например, отключением мощной нагрузки или увеличением частоты вращения двигателя, вновь установленный конденсатор С2 заряжается, причём зарядный ток, часть которого протекает через базовую цепь транзистора VT1, пропорционален скорости нарастания напряжения.

В результате VT1 открывается, а транзисторы VT2 и VT3 закрываются раньше, чем это было без конденсатора. Спад тока в обмотке возбуждения также начинается раньше, что в значительной мере замедляет или вовсе устраняет увеличение напряжения, вызванное внешним фактором. Подобный процесс происходит и при быстром снижении напряжения.

Читайте также:  Как быстро рубить дрова

Возникающие колебания демпфируются, и их размах значительно уменьшается. При медленных изменениях напряжения ток через конденсатор С2 мал и практически не влияет на работу регулятора в установившемся режиме, а также на точность стабилизации среднего значения напряжения.

Для проверки устойчивости системы стабилизации напряжения можно при работающем двигателе и генераторе включать и выключать мощный потребитель, например фары, контролируя амперметром ток аккумуляторной батареи.

При этом стрелка амперметра после первичного максимального отклонения от установившегося положения (оно связано с инерционностью генератора и неизбежно даже при идеальном регуляторе) должна возвращаться к старому или приходить к новому установившемуся положению монотонно без каких-либо колебаний.

Можно в некоторых пределах регулировать динамические характеристики системы, подбирая ёмкость конденсатора С2 и сопротивление включенного с ним последовательно резистора R8. Минимальная длительность переходного процесса обычно достигается при емкости конденсатора С2, немного большей той, при которой возникают колебания. Дальнейшее увеличение ёмкости приводит к сильному замедлению реакции системы на изменяющиеся внешние условия.

Следует обратить внимание, что для регулятора с описанной доработкой очень опасен момент его первичного подключения к бортсети. Конденсатор С2 в это время полностью разряжен Его зарядный ток вполне может достичь опасного для транзистора VT1 значения и вывести его из строя. Поэтому не следует значительно уменьшать номинал резистора R8 или вовсе исключать его.

Шим регулятор напряжения ваз
Рис. 2

Хотя в практике автора отказов доработанного регулятора по описанной причине не случалось, рекомендуется принять меры по ограничению тока, текущего через базу транзистора VT1, например, включить дополнительный резистор в разрыв цепи, связывающей базу с точкой соединения резисторов R6—R8, конденсатора С1 и стабилитрона VD1. Номинал его следует выбирать максимальным, не ухудшающим заметно работу регулятора без конденсатора С2.

Известно, что для увеличения срока службы аккумуляторной батареи напряжение в бортсети должно возрастать с понижением температуры. Поэтому на практике производят сезонную регулировку напряжения В регуляторе 59.3702-01 перемычками S1—S3, замыкающими резисторы R1—R3, среднее напряжение генератора можно изменять в пределах 13,8… 14,6 В. При удалении перемычек оно уменьшается. Резисторы R1—R3 можно заменить одним под-строечным, что позволит регулировать напряжение генератора плавно.

Назначение светодиодов HL1 и HL2 после доработки не изменилось. Они позволяют оценить работоспособность системы регулирования. При включённом зажигании и неработающем двигателе должен светиться только светодиод HL2, показывая, что напряжение на обмотку возбуждения генератора подано. Свечение светодиода HL1 при неработающем двигателе означает, что регулятор неисправен. Когда двигатель работает, светятся оба светодиода.

Уменьшение частоты его вращения или увеличение нагрузки на бортсеть приводит к тому, что яркость светодиода HL2 растёт, a HL1 — падает. С увеличением частоты вращения или снижением нагрузки яркость изменяется в обратном направлении.

Регулятор до и после описанной доработки был испытан на старом автомобиле со старым аккумулятором. Было замечено, что на этом автомобиле из-за окисления контактов заметно увеличилось сопротивление электропроводки, а у аккумулятора возросло внутреннее сопротивление. Оба этих фактора приводят к снижению устойчивости системы регулирования напряжения.

С недоработанным регулятором 59.3702-01 стрелка амперметра, включённого в разрыв провода, соединяющего плюсовой вывод аккумуляторной батареи с бортсетью автомобиля, обычно колебалась с размахом 5… 10 А. Непосредственно после запуска двигателя размах колебаний нередко превышал 10 А начинали мигать фары. При длительной езде с большой скоростью размах иногда становился меньше 5 А, но это происходило нечасто.

После рассмотренной выше доработки регулятора стрелка амперметра никогда не колебалась с размахом более 0,5… 1 А. После запуска двигателя включённые фары никогда не мигали При длительной езде на большой скорости размах колебаний стрелки обычно уменьшался настолько, что их трудно было заметить.

При дальнейшей доработке из рассматриваемого регулятора были удалены резистор R7 и конденсатор СЗ, а между базой транзистора VT2 и точкой соединения коллектора транзистора VT1 с конденсатором С1 и резистором R9 вставлен узел, схема которого приведена на рис. 2. На схеме, изображённой на рис. 1, места разрывов цепей показаны крестами. Нумерация элементов на рис. 2 продолжает начатую на рис. 1.

В регулятор добавлены генератор импульсов экспоненциальной формы на логических элементах DD1.1 и DD1.3 и пороговое устройство на элементе DD1 2 с усилителем импульсов на транзисторе VT4. Микросхема DD1 питается напряжением 5 В от интегрального стабилизатора DA1.

После доработки транзистор VT1 служит усилителем сигнала рассогласования. Напряжение на его нагрузке — резисторе R9 — линейно зависит от разности текущего и номинального значений напряжения в бортсети. Это напряжение с помощью резисторов R13 и R14 суммируется с импульсами генератора. Сумма поступает на вход порогового устройства.

Читайте также:  Бульдозер для мотоблока своими руками

В результате на его выходе формируются импульсы, длительность которых зависит от отклонения напряжения в бортсети от номинала, а частота следования постоянна (около 2 кГц). Через усилитель на транзисторе VT4 они поступают на базу транзистора VT2 и управляют напряжением на обмотке возбуждения генератора.

Вид доработанного регулятора со снятой крышкой показан на рис. 3.

Шим регулятор напряжения ваз

Дополнительные детали добавлены в него навесным монтажом. После установки этого регулятора на автомобиль стрелка амперметра никогда не колебалась с размахом более 0,5 А. Можно предположить, что при малом переходном сопротивлении контактов электропроводки и с новой аккумуляторной батареей колебания тока будут ещё меньше.

Автор; А. СЕРГЕЕВ, г. Сасово Рязанской обл Радио 314

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Шим регулятор напряжения ваз

Шим регулятор напряжения ваз

Представляем простую конструкцию регулятора мощности, схема которого построена на таймере 555, работающем в режиме ШИМ. Транзисторы IRF3205 являются управляемыми элементами, причем транзисторы соединены параллельно для уменьшения сопротивления и лучшего рассеивания тепла.

Схема ШИМ на 12 В для ламп

Напряжение от трансформатора выпрямляется мостом на 50 А, установленным на радиаторе. Подается оно далее на стабилизатор 8 В, а затем в схему управления. Устройство должно было работать с несколькими галогенками 12 В 50 Вт.

Шим регулятор напряжения ваз

Кстати, вы можете хорошо уменьшить нагрев транзисторов снизив частоту коммутации — на это стоит обратить внимание.

Шим регулятор напряжения ваз

При полной яркости будет ток в нагрузке около 25 А. Так что уделите особое внимание винтовым соединительным разъемам. Кабели сечением 1,5 мм2 тоже недостаточны для такого большого тока.

Шим регулятор напряжения ваз

Конечно, затворы лучше переключать напряжением около 10 — 12 В (не более 15 В для безопасности МОП-транзисторов), чем 6 В, хотя бы для того чтобы быть уверенным в их насыщении во включенном состоянии. А более высокое напряжение также означает более быструю перезагрузку затворов, что приводит к более короткому переходному времени, а это снижает потери мощности на них. Если они не насыщаются, то тепло, генерируемое на них с высокой рабочей мощностью, заставит транзисторы сильно греться.

Чтобы поднять управляющее напряжение, достаточно подключить R3 напрямую к источнику питания, а не к стабилизатору. Чтобы ускорить переключение, предлагаем конденсатор 0.1 мкФ поставить параллельно с R2 и, если необходимо, дополнительно в ряд перед этим параллельным соединением резистор, чтобы минимизировать токи при разряде конденсатора.

Шим регулятор напряжения ваз

Вместо резистора R3 ещё лучше ставить резисторы 5-10 Ом в затворах mosfet и использовать более мощные биполярные транзисторы, например семейства BD136 — BD140 соответствующих типов проводимости.

Упрощенный ШИМ 12V регулятор постоянного тока

Шим регулятор напряжения ваз

Для регуляторов оборотов мотора постоянного тока можно использовать эту, показанную выше схему. Здесь нет необходимости использовать управляющие транзисторы. Mosfet могут быть подключены параллельно, добавив один 30-ти омный резистор к затвору каждого транзистора. Плату можете скачать в архиве.

#1 dimon_21061

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 2 081 сообщений
  • Регистрация 31-Август 08
    • Откуда: Киев
    • Авто: 21043

    Наконец-то я нашел не сложную схему РР на ШИМ.

    Шим регулятор напряжения ваз

    Описание и принцип работы тут

    попробую собрать по результату отпишусь.

    Предварительно схема рабочая.

    #2 dimon_21061

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 2 081 сообщений
  • Регистрация 31-Август 08
    • Откуда: Киев
    • Авто: 21043

    Теперь нужно собрать в какую нибудь коробочку

    #3 dimon_21061

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 2 081 сообщений
  • Регистрация 31-Август 08
    • Откуда: Киев
    • Авто: 21043

    Приобрел донора для РР.

    Шим регулятор напряжения ваз

    Шим регулятор напряжения ваз

    На первый взгляд схема классическая,

    но есть регулятор напряжения.

    Шим регулятор напряжения ваз

    Шим регулятор напряжения ваз

    Шим регулятор напряжения ваз

    Все равно от этой фигни нужна только коробочка.

    #4 dan241

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 124 сообщений
  • Регистрация 28-Сентябрь 13
  • сколько стоит такое чудо сделать?

    #5 dimon_21061

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 2 081 сообщений
  • Регистрация 31-Август 08
    • Откуда: Киев
    • Авто: 21043

    сколько стоит такое чудо сделать?

    Если ты про стоимость деталей то это около 50грн.

    #6 Юрий 5757

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 3 сообщений
  • Регистрация 14-Ноябрь 16
    • Откуда: Южноукраинск
    • Авто: Сенс

    Смущает два момента:

    1 – выбор силового транзистора. Из предложенных на замену лучший из них IRF5210 имеет RDS(on) 0.06 Ohm (P; 100V; 40A; 200W; 0.06 Ohm) – 33грн. Я бы взял IRF4905 TO220(P; 55V; 74A; 200W; 0.02 Ohm) – 21грн. Все радиодетали беру здесь : http://radioled.com/

    2 – схема управления этим транзистором. Для быстрого переключения транзистора из одного состояния в другое, дабы он не грелся, резистор в цепи затвора выбирают исходя из условия – чем меньше – тем лучше. В Вашей схеме он равен 10 К а у меня в схеме – 45 Ом. Но в отличии от К561ТЛ1 в МС UC3843 ток выхода = 1 А а не 1,5 Ма как в вашем случае.

    Читайте также:  Технология металлообработки на металлорежущих станках

    Я в данный момент сделал схему РР на ШИМ по схеме http://www.radiokot. f0fa295bea12f8a Схему я доработал ( С1 = 0,47 МКФ, R5 = 2 К. Вместо R3 установил цепочку из соединенных последовательно резистора 8,2 К и семи диодов КД522, плюс пара конденсаторов для сглаживания помех, также имеется цепочка блокировки подачи тока в ОВ при неработающем двигателе,) для использования датчика температуры аккумулятора с настраиваемой величиной термокомпенсации напряжения РР. На днях буду испытывать на авто. О результатах отпишусь. На лабораторном столе нагружал РР галогенной лампой 150Вт 24В (эквивалент ротора генератора) – транзистор чуть теплый. В моей схеме мне не нравится только один момент – заполнение ШИМ = 96% и падение напряжения на транзисторе при этом равно 0,44 вольта. Я считаю что это много так как сопротивление канала открытого транзистора = 8 МилиОм и при токе 5 Ампер при ШИМ = 100% на нем будет падение 0,04 Вольта. Но если схема будет работать нормально придется смириться с этой особенностью ( на заводских РР падение напряжения на регулирующем транзисторе = 1,2 – 1,5 Вольт).

    Согласно ТУ на свинцово кислотные АКБ очень желательна термокомпенсация, ее величина — порядка -15 мв/градус.

    Полезные ссылки на тему термокомпенсации РР:

    Полезные ссылки на тему готовые промышленные современные МС для РР

    И еще мне кажется что если устанавливать на генератор выносной РР, то следует подумать о применении транзистора N типа, так как у этих транзисторов, по сравнению с P типом — цена меньше вполовину а характеристики лучше раза в три. При этом ОВ генератора придется подключить по другому — один конец к плюсу другой к выводу РР, что сделать совсем не сложно при установке выносного РР.

    #7 dimon_21061

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 2 081 сообщений
  • Регистрация 31-Август 08
    • Откуда: Киев
    • Авто: 21043

    #8 Юрий 5757

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 3 сообщений
  • Регистрация 14-Ноябрь 16
    • Откуда: Южноукраинск
    • Авто: Сенс

    Мне кажется все дело в постоянная времени цепи обратной связи которая не нарисована на той схеме которую я взял за основу. Схема по ссылке http://www.radiokot. f0fa295bea12f8a

    Я эту цепочку добавил и буду пробовать ее настроить. Ведь эта МС в импульсных блоках питания с обратной связью по напряжению прекрасно работает в режиме ШИМ. Правда постоянная времени цепи обратной связи там меньше чем в нашем случае. А какую конкретно схему на UC3843 Вы делали? Может общими усилиями можно решить эту проблему. И еще в схеме по ссылке задана частота 36600 Гц, а я задал частоту ШИМ = 366 Гц. Читал интервью с разработчиками советских генераторов и там они указывали что расчетная частота тока ОВ лежит в пределах 50-400 Гц. Этой частоты придерживаются все разработчики импортных специализированных МС для РР например серия L9ХХХ

    #9 dimon_21061

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 2 081 сообщений
  • Регистрация 31-Август 08
    • Откуда: Киев
    • Авто: 21043

    Ведь эта МС в импульсных блоках питания с обратной связью по напряжению прекрасно работает

    проскроль эту тему (сообщение 60)

    #10 Юрий 5757

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 3 сообщений
  • Регистрация 14-Ноябрь 16
    • Откуда: Южноукраинск
    • Авто: Сенс

    Я эту и другие похожие темы уже перечитал . Я согласен с твоим изречением " Поэтому моё убеждение в том что нужен регулятор на ШИМ не изменилось. Частотой 200-500Гц. Больше смысла нет. Моё мнение". Просто у меня с 1997 года сперва на Таврии а затем на Сенсе стоял самодельный термокомпенсированный РР по схеме с журнала Радио, только сильно модифицированный, который недавно забастовал и его пришлось утилизировать. Сейчас передо мной стоит задача сделать новый на современной элементной базе с правильной термокомпенсацией и блокировкой подачи тока в ОВ при неработающем ДВС. Хочется сделать несложный прибор с хорошей повторяемостью так как ожидаются заказы на изготовление друзьям-товарищам — знакомым и т.д. Попробую заставить работать UC3843 — если получится напишу статью. Почему UC3843 — готовый ШИМ + драйвер полевика в одном корпусе — очень заманчиво. Ну или попробовать найти CS3361 и сделать РР на ее основе. http://www.onsemi.co. al/CS3361-D.PDF

    #11 dimon_21061

  • Шим регулятор напряжения ваз
  • Пользователи
  • 2 081 сообщений
  • Регистрация 31-Август 08
    • Откуда: Киев
    • Авто: 21043

    Наконец то я дособирал пробный вариант РР по схеме из первого поста.

    Вид не очень но это не главное, вариант пробный.

    Шим регулятор напряжения ваз

    Шим регулятор напряжения ваз

    Шим регулятор напряжения ваз

    Итак генератор Г222.

    На ХХ, вкл ближний, кулер на радиаторе, мотор печки на полную, держит на АКБ 14вольт без пульсаций.