Реле регулятор напряжения генератора своими руками схема
Добавил пользователь Alex Обновлено: 04.10.2024
Собранный однажды простейший регулятор напряжения на одном транзисторе был предназначен для определённого блока питания и конкретного потребителя, никуда больше его подключать было конечно не нужно, но как всегда наступает момент, когда правильно поступать мы перестаём. Следствием этого являются хлопоты и раздумья как жить-быть дальше и принятие решения восстанавливать сотворённое ранее или продолжать творить.
Схема номер 1
КТ829 - мощный низкочастотный кремниевый составной транзистор, был установлен на мощный металлический радиатор и казалось, что при необходимости он вполне может выдержать и большую нагрузку, но случилось короткое замыкание в схеме потребителя и он сгорел. Транзистор отличается высоким коэффициентом усиления и применяется в усилителях низкой частоты – видно действительно его место там а не в регуляторах напряжения.
Схема номер 2
Что получилось
Сам процесс обновлённого монтажа занял времени ни сколько не больше чем предыдущий. При этом получен не простой регулятор напряжения, который подключается к блоку питания стабилизированного напряжения, собранная схема при подключении даже к сетевому понижающему трансформатору с выпрямителем на выходе сама даёт необходимое стабилизированное напряжение. Естественно, что выходное напряжение трансформатора должно соответствовать допустимым параметрам входного напряжения микросхемы КР142ЕН12А. Вместо неё можно использовать и импортный аналог интегральный стабилизатор LM317Т. Автор Babay iz Barnaula.
Форум по обсуждению материала ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ
В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.
Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый - фотографии процесса и получившийся результат.
Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.
Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.
Погорел тут у меня РР купленный на Али за 950р. Отработал примерно он всего 5500км.
Т.к. оригинала не найти, а если и найти то за несусветные финансы, то решено было в родной корпус интегрировать самодельный РР.
Под катом фото сборки, а так же короткий видосик по установке.
Схема РР была найдена на трудер форуме вот ТУТ.
Там же есть список элементов, приведём его и здесь:
Разистор 0.5Вт 300Ом — 4шт
Семисторы BTA26 — 3шт
Сонденсатор 1000пФ — 1шт (керамический)
Микросхема ULN2003 — 1шт
Стабилитрон BZX55C14 — 1шт (возможно использовать BZX55C13)
Диодный мост 36MT60 — 1шт (возможно использовать 36MT80, 36MT120)
Ориентировочная цена всех компонентов: 1000р.
Схема электрическая-принципиальная.
Как говорилось, за основу был взят оригинальный корпус. Вся внутрянка была удалена из него с помощью фрезерного станка и дно пропылили, чтобы обеспечить ровную и гладкую поверхность, для хорошего отвода тепла от электронных компонентов.
Приступим:
В корпусе насверлил отверстий и нарезал резъбу М3, чтобы притянуть к корпусу диодный мост и семисторы.
Так же места прилегания прокапал термопастой. Чтобы уж верняк!
Закрепил все элементы винтами в нарезанные отверстия.
Далее к микросхеме ULN2003 припаеваем элементы в соответствии со схемой.
А теперь конденсатор:
Начинаем внутренний монтаж:
Практически финальный результат:
Далее всё было поверху залито черным герметиком для аквариумов (просто попался под руку). Застыл он отлично, стал такой прочной резиной.
Процесс вживления обратно в мот есть на видео с небольшими комментариями.
К недостаткам можно отнести высоту диодного моста, который чуть выше стенок корпуса родного радиатора в который всё монтировалось.
В следствии чего, придётся ставить не большие проставки между планкой, к которой прикручивается РР, и самим РР, чтобы выступающие части не упирались в эту самую планку.
Собранный РР работает, чем я очень доволен. Теперь проделаю туже процедуру с корпусом от китайского РР с Али. И будет у меня запасной РР!
Спасибо, что дочитали и посмотрели, надеюсь было интересно и познавательно!
Планируемое внедрение кондиционера на элементах Пельтье потихоньку движется. Следующим этапом после установки генератора на 135 Ампер стала модернизация регулятора напряжения. Основной проблемой здесь является работа кондиционера на ХХ двигателя. Дело в том, что при шкиве генератора втрое меньшего размера, чем шкив коленчатого вала, при 1000 оборотах двигателя ротор генератора будет вращаться со скоростью в 3000 оборотов минут, что по таблице токоотдачи даст 110 Ампер при 13,5 Вольтах:
В принципе при потреблении 10ю элементами пельте 60 Ампер должно хватить. Однако, я так думаю, эти показания были сняты при подаче на ротор тех самых 13,5 Вольт. И вот здесь мы упираемся в штатный регулятор напряжения, для которого прямо декларируется падение напряжения в 2 Вольта, то есть на ротор пойдёт максимум 11,5 Вольт. Разница в мощности на роторе составит 13,5 * 13.5 / 11,5 * 11,5 = 37%. То есть от 110 Ампер останется уже только 70, из которых 6 уйдёт на сам генератор. А есть ещё и штатные потребители, то есть на кондиционер останется мало тока. Падение 2х Вольт на регуляторе обусловлено применением в нём качестве ключа биполярного транзистора.
Также при модернизации мне хотелось добавить функцию отключения генератора при пуске двигателя. То есть штатно при работе стартера генератор пытается генерировать, при этом расходуя до 6 ампер тока и тормозя коленчатый вал. При отключении же генератора мы получим минимум 10% прирост в скорости вращения коленчатого вала стартером. Основной эффект от этого должен быть зимой, когда аккумулятор работает на грани своих возможностей.
Разработка
- Широкий рабочий диапазон температур от -40 до +80,
- Стойкость к скачкам напряжения до 60-80 Вольт,
- Стойкость к атмосферным воздействиям,
- Стойкость к вибрациям,
- Возможность отключения при пуске двигателя,
- Малое падение напряжения,
- Отсутствие механических элементов.
Одной из альтернативных схем реглятора напряжения является следующая:
Оригинальная схема регулятора напряжения выглядит так:
Принцип работы примитивный - при превышении установленного напряжения ротор отключается, после снижения напряжения ротор вновь подключается. Принцип работы как у поплавковой камеры карбюратора, ну или бачка унитаза. Меня заинтересовали элементы разрядки энергии остаточной индукции ротора - дроссель 7, диод 12 и конденсатор 11. Для этого купил новый регулятор напряжения, за компанию хотел использовать его корпус:
Как вы понимаете, на завод давно пробрались "эффективные" менеджеры и выкинули эти ненужные элементы, оставив только защитный диод:
При этом, сама плата изготовлена у нас - видна качественная пайка (китайцы так не умеют) и покрыта лаком. Впоследствии вскрыл свой оригинальный регулятор напряжения 96 года и узрел те самые защитные элементы:
При это обратите внимание, болт, через который идёт масса ещё и пропаян, в новоделе просто затянута клемма. Ещё из замечаний к новоделу - тонкие провода, идущие на разъём. Максимальный ток на роторе может быть до 6 Ампер, это подразумевает провод сечением 2 кв. мм., или 1,5 мм в диаметре.
В итоге разработал собственную схему:
- диод д1 - не знаю зачем, в штаном регуляторе должен быть, на напряжение 400 Вольт, ток в 1 Ампер.
- резистор р3, конденсатор ц1 и два стабилитрона вд1 и вд2 защищают управляющие микросхемы и затвор полевого транзистора от скачков напряжения. При превышении 16 Вольт откроются стабилитроны и излишек напряжения рассеется на резисторе р3. Мощность резистора 2 Ватта, стабилитроны по 1 Ватту. Конденсатор несколько сот микрофарад на напряжение 50 Вольт
- Резисторы р1 и р2 - делитель напряжения, по которому ориентируется стабилизатор. Придётся подбирать по месту.
- дд1 - ШИМ стабилизатор изменяет скважность импульсов на полевом транзистор и соответственно на роторе. Имеет хитрый вывод 5, при подаче напряжения на который ШИМ отключается, мы его содиним с реле стартера. Р5 нужен для корректной работы стабилизатора, на этом выводе открытый то ли коллектор, то ли эмиттер.
- резистор р4 гарантированно снимает напряжения со входа отключения, то есть микросхема не зависнет в промежуточном состоянии, диод д3 нужен для разрядки напряжения с удерживающей обмотки реле стартера. Диод д2 ограничивает управляющее напряжение.
- микросхема дд2 ключ управления полевым транзистором, обеспечивает его мгновенное отключение\включение. Это уменьшает нагрев ключевого транзистора в промежуточных состояниях и соответственно повышает КПД схемы. Конденнсатор ц2 поставил по рекомендации даташита.
- резистор р6 гарантированно перекрывает транзистор в непонятных ситуациях.
- диодов д4 и д5 два. Так как я использовал UF4007, а они выдерживают до 1 Ампера, в штатной схеме стоит диод на 1,5 Ампера. Они разряжают накопленную в роторе энергию при размыкании цепи.
- индуктивность л1 и конденсатор ц3 обеспечивают плавную разрядку ротора без большого скачка в схеме.
Платы я вырезаю. Мне так удобнее. Вот плата снизу:
Полевой транзистор изначально использовал CEB4060AL - по причине того, что он на затвор держит до 20 Вольт, а на истоке до 60 Вольт относительно стока. Однако при испытаниях током в 6 Ампер - лампочкой ПТФ на 55 Ватт столкнулся с нагревом транзистора. Не будь драйвера, можно было свалить на медленное открытие/закрытие транзистора, но драйвер был. Взялся за куркулятор. Сопротивление канала CEB4060AL 80 миллиОм. Да, много - но это расплата за способность держать высокое напряжение. Итак мощность рассеяния равна 6 Ампер * 6 Ампер * 0,08 Ом = 2,9 Ватта. Похоже на правду. В общем тепловыделение в 3 Ватта можно было бы стерпеть, если бы не одно но. Под капотом запросто может до +80, а в таких условиях дополнительное тепловыделение просто добъёт схему.
Изучил номенклатуру современной электронной промышленности, остановил свой выбор на IRFP3206. Его характеристики: сопротивление канала 3 миллиОма, держит те же самые 20 Вольт на затворе и 60 Вольт на истоке. Минуса 2 - крупнее и дороже. Стоит 160 рублей, регулятор новый я взял за 120 рублей :) :
Опробовал, никакого нагрева. По куркулятору получается 6 Ампер * 6 Ампер * 0,003 Ом = 0,11 Ватта. Другое дело :) Пришлось правда развернуть мордой вниз, а пайка получилось на весу, провода использовал диаметром 1,5 мм:
А вот и готовое устройство. Для надёжности вывел массу дополнительной клеммой, второй вывод управляющий:
Тем не менее выгода всё равно значительна в сравнении со стоком, да и это ограничение будет достигнуто только при перегрузе генератора. Регулятор установил, все затянутые соединения покрыл цапон-лаком:
На десерт видео - зарядка начинает идти только после того, как отпускаю ключ. И максимальный ток зарядки менее 50 Ампер:
Низкое напряжение на новом генераторе - делаем выносное реле
В большинстве современных автомобильных генераторах в качестве регуляторов напряжения используются реле-регуляторы интегрального типа смонтированные с щетками в один неразборный узел.
Такая компоновка имеет как ряд преимуществ: компактность, дешевизна производства; так и свои недостатки: невозможность быстрой замены вышедшего из строя регулятора - порой необходим демонтаж генератора, замена только вместе с щеточным узлом, невысокая надежность из-за плохого качества комплектующих (особенно на отечественных авто) и, как следствие, частый выход из строя.
При этом, также стоит учитывать, что интегральные регуляторы имеют так называемую функцию термокомпенсации - то есть автоматическое снижение напряжения заряда по мере прогрева двигателя с целью предотвращения закипания батареи, что было актуально для тех же малосурьмянистых батарей.
Однако, современные кальциевые батареи мало подвержены эффекту закипания, особенно в зимний период, когда при поездках на небольшие расстояния батарея просто не успевает сколько-то прогреться по сравнению с небольшим реле, находящимся вблизи двигателя.
Все эти факторы вместе и приводят к хроническому недозаряду батареи и постепенной разрядке в зимний период, что значительно снижает срок ее службы, не считая проблем с запуском автомобиля в морозы.
Соответственно, из всего этого вытекает 2 логических способа решения проблемы недозаряда:
1. Вынос штатного регулятора как можно дальше от двигателя поближе к аккумуляторной батарее, чтобы немного нивелировать эффект термокомпенсации.
2. Замена реле на нештатное, выносное, с ручной регулировкой (например, трехуровневое) или любое другое, выдающее более высокое напряжение (например, от иномарки).
Давайте совместим оба эти способа и сделаем универсальное подключение к генератору для практически любого регулятора. Для этого потребуется отделить штатный регулятор-"таблетку" от щеточного узла и вынести его через проводку в любое легкодоступное место, например, на крыло автомобиля рядом с батареей.
В чем преимущества такой доработки:
1. Оперативность и простота замены регулятора в случае поломки, что актуально в зимнее время
2. Повышение напряжения заряда за счет уменьшения нагрева и термокомпенсации регулятора.
3. Повторное использование отработавших регуляторов с изношенными щетками.
4. Возможность подключения нештатного реле.
5. Возможность ручной регулировки в зависимости от температуры окружающей среды (трехуровневый регулятор и т.п.).
Итак, для работы нам понадобятся:
- Провода, клеммы, термоусадочная трубка
- Электрический паяльник с припоем
- Пассатижи, узкогубцы, отвертки, набор ключей
- Дрель или шуруповерт с набором сверл
В принципе, при наличии можно взять уже готовый комплект щеток и проводки от трехуровнего регулятора, установив на генератор вместо штатного реле-регулятора.
Однако, при их отсутствии, можно использовать штатный регулятор, отделив его от щеток. Для этого высверливаем две алюминиевые заклепки и осторожно расклепываем два контакта на точечной сварке.
Затем, к двум плоским контактам щеток подбираем клеммы "мама" - по размеру подходят 4 мм и 6 мм, припаиваем клеммы к проводам. К выводам регулятора-"таблетки" также припаиваем три коротких провода с клеммами для соединения с проводкой от генератора и "массой" автомобиля. Все контакты изолируем.
В нашем случае уже использована штатная проводка от трехуровневого регулятора с круглыми клеммами, однако, желательно использовать ножевые клеммы типа "папа-мама", которые проще в соединении и изоляции.
Устанавливаем щетки на генератор, подключаем к ним провода.
Подсоединяем регулятор к проводам, согласно схеме, контакты надежно изолируем.
Провод "массы" прикручиваем к шпильке кузова или соединяем напрямую с "минусовой" клеммой батареи.
Проверяем уровень заряда после доработки.
Как мы видим, ситуация немного улучшилась, однако, не намного. Все же целесообразней вместо штатного использовать более совершенные регуляторы, изначально поддерживающие более высокий уровень напряжения. Штатный же можно использовать как запасной, на случай поломки в дороге.
Читайте также: