Електронен реле – регулатор Йордан Йорданов
Радио телевизия електроника 1985/3/стр.32-34
Реле – регулаторът е важен елемент в електрооборудването на автомобила.
От способността му да поддържа постоянна стойност на отдаваното от
генератора напрежение до голяма степен зависи нормалната работа и
дълговечността на всички електрически апарати и консуматори, особенно на
лампите и акумулатора. Засега най – разпространени (1985г.) са
електромеханичните регулатори на напрежение, които са по евтини, но
притежават следните съществени недостатъци:
1. Наличието на електрически контакти, подложени на износване,
замърсяване и чувствителни към вибрации, налага често обслужване и
регулиране.
2. Нестабилност на параметрите и ниска чувствителност, дължащи се на
факта, че задаващ елемент е пружина, която с времето си и под влиянието
на температурата променя еластичността си.
3. Малък обхват на регулиране, определен от отношението на максималния
към минималния ток, който може да осигури регулиращият елемент. За
съвременните механични реле – регулатори той достига 12, като по –
нататъшното му разширяване води до увеличено искрене на контактите и
съответно до по – бързото им износване.
Тези, както и накои по – второстепенни недостатъци наложиха замяната на
механичните регулатори с електронни, които се регулират по – лесно, по –
рядко се нуждаят от обслужване, експлоатационно са по – надеждни и имат
по – стабилни характеристики.
 |
Практическа схема на електронен реле – регулатор на напрежението за 12 – волтов автомобилен генератор е дадена на фиг. 1. Тя се различава от известните схеми по използването на ИС МА723Н, която е електронен стабилизатор на напрежение. Функционалните и възможности обаче позволяват реализирането на схема, при която с минимален брой елементи се постига повишена точност, надеждност и температурна стабилност както при намалени габарити.
 |
За да бъде обяснен принципът на действие на „класическия”
електронен реле-регулатор, на фиг. 2 е дадена неговата най – обща
блокова схема. Напрежението от положителната клема на акумулатора и
еталонното напрежение постъпват в сравняващ елемент. Изработеният от
него сигнал за грешката след съответното (К) усилване постъпва в
компаратор, управляващ работата на мощен електронен ключ, който от своя
страна включва или изключва възбудителния ток през генератора, като по
този начин поддържа едно постоянно изходно напрежение на клемите му,
респективно върху полюсите на акумулатора. ИС МА723Н притежава почти
всички необходими функционални възли:
1. Източник на опорно напрежение, добре компенсиран в широк температурен
обхват (-20 до +70 С).
2. Диференциален усилвател с висок коефициент на усилване (до 6 хиляди
пъти), който може да бъде използван едновременно за сравняващ елемент,
усилвател на грешката и за компаратор.
3. Усилвател на ток (до 150 mA), с чиято помощ може да бъде управляван
електронният ключ.
Принципът на действие на схемата от фиг. 1 е следният: От контактния
ключ към схемата се подава основното захранващо напрежение +12 V, което
през резистора R10 задейства рид – релето. Неговият контакт S включва
Uak – напрежение, което се подава по отделен проводник директно от клема
„плюс” на акумулатора. По този начин през филтърната група R3, C4 се
захранва ИС, а през делителя R1, R, R2 напрежението Uak постъпва за
сравнение на инвертиращия вход на ДУ (извод 2). Чрез S напрежението на
изключване може да се регулира в границите 13,5 – 14,5 V. Koондензаторът
С1 служи да предпази входа от евентуални пикове, възникнали вследствие
на работата на различни уреди и консуматори, а кондензаторът С2 – за
честотна компенсация на ИС. Опорното напрежение (извод 4) се подава на
неинвертиращия вход на ДУ (извод 3) през филтърната група R4, C3.
Вследствие на големия си коефициент на усилване ДУ работи като
компаратор и в зависимост от посоката на грешката в изхода на мощния
усилвател (извод 6) потенциалът се променя от 5,8 до 11 V. Toва налага
връзката с електронния ключ да се осъществи посредством прагов елемент –
ценеровия диод VD1. Електронният ключ е съставен от VT1 и VT2, включени
по схема Дарлингтон с ранополярни транзистори. За да бъде напрежението
на насищане минимално, VT2 трябва да е германиев. Диодът VD2 предпазва
прехода колектор – емитер на VT2 от възникващите при прекъсване на
възбудителния ток пренапрежения. Трябва да се отбележи една особеност на
схемата: когато Uak < 9,5 V, поради наличието на VD1 ключовият
транзистор VT2 е запушен. т.е. при евентуално късо съединение
генераторът е предпзен от претоварване и дефект. Графичната зависимост
на възбудителния ток от напрежението при включен активен товар 4 Оm е
дадена на фиг. 3.
 |
При правилен монтаж устройството започва да
функционира веднага. Настройката му се извършва по следния начин: От
точка +ВН към маса се включва лампа 12 V, 100 mA.
Mинусът на регулируем токоизправител се включва към маса, а точките +Uak
и +12 V към плюса. Напрежението се увеличава плавно от 7 до 15 V. Рид –
релето трябва да се включи в обхвата 8 – 9,5 V. Toва се постига чрез
подбор на R10. При 9,5 – 10 V лампата трябва да светне. Ако това не
стане, трябва да се подбере VD1, тъй като той определя тази граница. При
14,2 V тример – потенциометърът R, поставен при начално пускане в долно
(по схемата) положение, се върти плавно, докато лампата угасне. С това
настройката на устройството е завършена.
Почти всички прибори могат да бъдат без радиатори, но поради по –
ниската работна температура на германиевите транзистори е желателно VT2
да се монтира на охлаждаща повърхност с размери поне 2 х 40 х 60 mm,
надеждно изолирани от нея (или последната от корпуса). На фиг. 4 е
дадена печатната платка с разположението на елементите, без VT2 и VT2.
Oписаният реле – регулатор се експлоатира в автомобил ВАЗ 2101 от м.
ноември 1982 г. и показа надеждна работа.
Реле – регулатор Красимир Клисарски
Радио телевизия електроника 1995/7/стр. 12,17,18
Електрооборудването на повечето съвременни автомобили е с генератори за
променлив ток. Те се наложиха в автомобилостроенето през последните
двадесетина години, тъй като са много по – надеждни от постояннотоковите
и имат по – просто управление.
Дълготрайността на електрическите апарати и консуматори, особено лампите
и акумулатора, силно зависи от големината и постоянната стойност на
отдаваното от генератора напрежение. Разпространените електромеханични
регулатори имат следните съществени недостатъци:
- наличие на електрически контакти, подложени на замърсяване, износване
и вибрации;
- нестабилност на параметрите във времето и температурата.
Тези и някои второстепенни недостатъци наложиха замяната на контактните
регулатори с електронни. Те имат стабилни характеристики, не се нуждаят
от обслужване и са достатъчно надеждни.
Повечето западни автомобили имат алтернатори с вграден реле – регулатор.
Обикновено той е интегриран с четкодържателя.
Реле – регулаторите от този тип най – често не подлежат на ремонт,
защото електронните елементи са залети със специална смола.
Продаваните на пазара руски регулатори работят с ключов транзистор,
монтиран към радиатора чрез изолационна подложка. Малката разсейвана
мощност и лошото топлоотделяне приближават режима близо до граничния и
това води до малка надеждност.
 |
На фиг. 1 е показано схемно решение на реле –
регулатор с просто устройство и много добра надеждност. Стабилни
характеристики на поддържаното напрежение са постигнати само с
осем градивни елемента. Схемата работи по следния начин: При стартиране на двигателя, |
напрежението на акумулаторната батерия е по – ниско от поддържаното. Ценеровият диод VD1 е запушен. Напрежението в базата на транзистора VT1 е почти нула и той е запушен. Транзисторът VT2 е свързан като емитерен повторител и в базата му има висок потенциал спрямо маса. Това води до подаване на максимално възбуждане към клема 67. При заработване на генерарора, напрежението нараства бързо, вследствие на което VD1 се отпушва. Потенциалът на базата на VТ1 надвишава 0,65 V и той се отпушва. Напрежението на базата на VT2 става по – малко положително, което води до прекратяване на възбуждането. При консумация или ниски обороти, напрежението на извод 15 намалява и процесът се повтаря (многократно и с голяма бързина).
 |
Устройството не се нуждае от предпазен диод заради самоиндуцираното ЕДН при прекъсване на тока във възбудителната намотка – той е монтиран в корпуса на съставния транзистор VT2. TIP 122 може успешно да се замени с TIP 121 или TIP 120. Ако възбудителната намотка има съпротивление, по – голямо от 2,8 Om (а такива са почти всички алтернатори за леки автомобили), VT2 може да се замени с TIP 112, TIP 111 или TIP 110.Последната гама има по – малък колекторен ток |
и по – малка мощност. Поради импулсния характер на
работа VT2 слабо загрява и това позволява да се употреби малък радиатор.
Неговите размери са 18 х 18 х 40 mm и има осем надлъжни ребра.
Транзисторът VT1 е с голямо усилване и може да се замени със SF 129F.
Ценеровият диод VD1 е прецизен за 9 V. Oпорното му напрежение е
термокомпенсирано.
Схемата е работоспособна и с ценеров диод Д814Б (Uz = 8,5 – 9 V), но той
има 80 пъти по – лош температурен коефициент на стабилизация. За
прецизна настройка на регулираното напрежение се използва високостабилен
жичен тример – потенциометър тип СП5-22.
В някои схеми на реле – регулатори в делителя R1 – R3 се поставя
термистор, като се предполага, че през зимата зарядният ток ще е по –
голям. Истината в това твърдение е малко, защото релето е разположено в
моторния отсек и при работа на двигателя въздухът е достатъчно топъл.
С изправни елементи устройството заработва веднага. За настройка е
необходим регулируем стабилизиран токоизправител, осигуряващ изходно
напрежение от порядъка на 16 V. Между клеми 67 и маса се включват
паралелно лампа с нажажаема жичка 24 V, 50 mA и цифров волтметър. RP2 се
завърта до загасване на лампата при напрежение 14, 65 V. Tази стойност е
спорна, защото в редица публикации се посочва по – ниска стойност.
Контактно – транзисторният регулатор РР362 (362А, 362Б) поддържа
напрежението в границите 13,8 – 14,5 V при летен режим, а през зимата
14,1 – 14,9 V. Описаното устройство има хистерезис, по – малък от +/-
0,15 V. Toй осигурява малка динамична грешка на реле – регулатора (максималното
отклонение делтаU в зависимост от честотата на въртене n). По – високото
напрежение на бордовата мрежа оказва влияние главно върху живота на
лампите и акумулатора, който е решаващ фактор поради високата си цена. В
автомобила батерията работи в буферен режим и никога не може да се
зареди 100% при изправна бордова мрежа. Ако регулаторът осигурява
напрежение 14,7 V, akумулаторът може да се зареди до тази стойност (2,45
V на клетка). Батерията е заредена 100%, когато напрежението върху
клетките и достигне 2,6 – 2,7 V. В автомобила тя се зарежда около 75 –
85% в зависимост от експлоатацията и температурата.
Преди монтиране в автомобила, платката се импрегнира против влага с два
слоя карболитов лак. Така са направени повечето ремонтопригодни реле –
регулатори.
Номерацията на изводите съответства на монтаж в автомобил „ЛАДА” и
неговите модификации. Други възможни номерации са показани в табл. 1.
Устройството може да се монтира в различни марки автомобили, работещи с
генератор с възбудителна намотка, свързана към маса. Съпротивлението на
възбудителната намотка на някои типове алтернатори за леки автомобили е
дадено в табл. 2.
 |
ЛИТЕРАТУРА
1. Божинов, Б. Неизправности в електрическата схема на автомобила.
Техника, 1985, с. 36 – 39.
2. Фирмен каталог на Филипс (Холандия) SEMICONDUCTORS BOOK S4B, 1986, с.
801 и 813.
3. Фирмен каталог на RFT, AKTIVE ELEKTRONISCHE BAUELEMENTE, 1986, TEIL
2, с. 507.
4. Круглов, С. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых
автомобилей. М., Высшая школа 1987, с. 29.
5. Шестопалов, К. Легковые автомобили. М., ДОСААФ, 1985, с. 118с.
Реле – регулатор за лек автомобил Красимир Клисарски
Радио, телевизия, електроника 1996/3/стр. 20,21
Известмо е, че индуцираното електродвижещо напрежение в алтернатора на
автомобила е правопропорционално на честотата на въртене. От друга
страна, правилната работа на различните консуматори на електрическа
енергия в него зависи от постоянството на това напрежение. Затова в
електрическата схема на автомобила се използва реле – регулатор. Той
регулира напрежението на генератора в определени граници. В по – старите
модели автомобили се използват контактни или контактно – транзисторни, а
в съвременните – безконтактни регулатори.
Съвременно схемно решение е монтирането на регулатор на напрежение в
един блок с четкодържателя. Такива интегрални регулатори има във ВАЗ
2105 и 2107, Вартбург 353, Застава 1100, Юго 45, Олтсит и в повечето
западни автомобили. Всички алтернатори „Bosch” са снабдени с такъв
регулатор. За съжаление конструкцията е неразглобяема и няма достъп до
електронните елементи, затова при неизправност той се заменя с нов или
се поставя външно реле – регулатор от дръг тип. В случая се използват
изходите от четкодържателя.
Едно възможно решение е използване на описаното устройство. То е
предназначено за генератори с край на възбудителната намотка, свързан
към маса.
Схемата има следните предимства:
- осигурява точен пермостабилизиран праг на превключване;
- има малък хистерезис;
- възможност за прецизно регулиране на изходното напрежение;
- оразмерена е със запас и има добра надеждност.
На страниците на списанието са публикувани многократно качествени схеми
на реле – регулатори. Едно интересно решение е използването на
многофункционалния операционен усилвател тип 723, наричан често
стабилизатор на напрежение, поради широкото му използване в подобни
схеми. Описан е в [1], но достойнствата му са постигнати с 22 елемента.
 |
Предлаганото схемно решение (фиг. 1) съдържа само осем елемента благодарение на рационалното използване на DA1. Tук вграденият операционен усилвател работи без обратна връзка и е свързан като компаратор на напрежение. На неинвертиращия вход 3 се подава половината от |
термостабилизираното опорно напрежение (около 3,6 V),
a на инвертиращия 2 – част от контролираното посредством делителя
R1,RP2.
При стартиране на двигателя, напрежението на акумулаторната батерия е по
– малко от поддържаното (зададено с RP2), потенциалът на извод 2 на DA1
е по – малък от опорния на входа 3 и в изхода 6 се установява сигнал с
високо ниво. Транзисторът VT1 е свързан като емитерен повторител и през
възбудителната намотка на алтернатора протича максимален ток. Поради
нарастване на генерираното напрежение, потенциалът на извод 2 нараства,
компараторът се задейства и в изхода му се установява сигнал с ниско
ниво. При това положение на базата на VT1 има напрежение, близко до нула,
и възбуждането се прекратява.
При повишаване на консумацията или намаляване на оборотите на
алтернатора, генерираното напрежение намалява и описаният процес се
повтаря. Обикновено честотата на превключване е стотици пъти в минута.
Схемата не се нуждае от диод за предпазване от самоиндуцираното ЕДН при
прекъсване на тока във възбудителната намотка, защото той е вграден в
корпуса на съставния транзистор VT1. Вместо посочения тип може да се
използват TIP 121 или в краен случай TIP 110. Tранзисторът работи в
ключов режим и слабо загрява, затова има сравнително малък радиатор.
Използва се отрязък от стандартна алуминиева радиаторна шина 60 х 20 mm
с дължина 25 mm. Интегралният регулатор DA1 е в метален корпус ТО – 100.
Тример – потенциометърът RP2 e високостабилен, многооборотен, тип СП5-14
или СП5-22.
Схемата се настройва с помощта на регулируем стабилизиран токоизправител
и цифров волтметър. На клема 15 се подава захранване +14,65 V, а в
изхода 67 вместо възбудителната намотка се свързват паралелно лампа с
нажежаема жичка 24 V, 50 mA и волтметърът. Винтът на тример –
потенциометъра RP2 се завърта до загасване на лампата (волтметърът
отчита рязко намаляване на измерваното напрежение). Входното напрежение
се намалява и се следи дали лампата се запалва. Хистерезисът на схемата
е изключително малък. С това устройството е готово за монтиране в
автомобила. Необходимо е само импрегниране на платката против влага с
два слоя карболитов лак.
 |
Нa фиг. 2а и б са показани графичният
оригинал на печатната платка и разположението на елементите.
Устройството има добра повтаряемост и при правилен монтаж с
изправни елементи заработва веднага. Препоръчвам всички писти да
се калайдисат изцяло. Номерацията на изводите съответства на монтаж в автомобили ВАЗ, но реле – регулаторът може да се използва в различни марки автомобили, чиито алтернатор има възбудителна намотка, свързан към маса, а съпротивлението на възбудителната намотка превишава 2,8 Om. Почти всички алтернатори за леки автомобили отговарят на последното условие. |
ЛИТЕРАТУРА
1. Иорданов, И. Електронен реле-регулатор.- Радио, телевизия,
електроника, 1985, N 3.
2. Божинов, Б. Неизправности в електрическата уредба на автомобила. С.,
Техника, 1985, с. 36 – 39.
3. Фирмен каталог на PHILIPS (Холандия), SEMICONDUCTORS BOOK S4B 1986, с
801 и 814.
4. Шестопалов, К. Легковые автомобили. М., ДОСААФ, с. 118.
Реле – регулатор Красимир Клисарски
Радио телевизия електроника 1996/7/ стр.8,9
Съвременните микроелектронни елементи позволяват създаване на интегрални
регулатори на напрежение с размери, достатъчни за монтаж в автомобилните
генератори за променлив ток. В германските автомобили с алтернатори на
фирмата „Bosch” – блокът реле – регулатор – четкодържател е общ, а в
лада 2105, 2107, Трабант, Вартбург, Олтсит и др. – разглобяем.
Интегралните регулатори държат напрежението на генератора в определени
граници (около 14,3 V) независимо от честотата на въртене на генератора
и натоварването. Въпреки голямата си надеждност и те показват дефекти.
Най – честите повреди са пробив или прекъсване в съставните транзистори
или в крайния транзистор. В първия случай напрежението на генератора
рязко се повишава, а във втория липсва изобщо. Тъй като конструкцията е
неразглобяема, при всяка меизправност, релето трябва да се смени с ново,
а при липса на такова да се използва реле-регулатор от друг автомобил.
Възможностите за свързване на възбудителната намотка вместо към минус
към плюс на захранването или обратно позволява да се използва реле –
регулатор от друг тип.
Автомобилите Вартбург 353 и Трабант 601 са снабдени с реле-регулатор тип
DRL-2. Връзката с четкодържателя е разглобяема, а електронният блок е
залят със силикон. Именно той се продава като резервна част, но се
намира трудно и е скъп. Двата автомобила вече не се произвеждат и части
за тях се намират трудно.
 |
Схемата за проверка на регулатора DRL-2 e показана на фиг. 1. При плавно нарастване на напрежението до около14 V, лампата Н1 свети, а след преминаване на прага на превключване – загасва. |
Стойността е индувидуална и се намира в границите 14,1 +/- 0,17 V. Ako горното условие не е изпълнено, се пристъпва към ремонт. С остро ножче внимателно се сваля силиконът и платката се изважда. Тя се почиства от остатъците и се проверяват регулиращият транзистор VT4 и средномощният VT3 (оригиналната схема е показана на фиг. 2). Ключовият транзистор може да се замени с КТ805БМ, а VT3 – с KF517 или с 2T6821 със синя или виолетова точка.
 |
По – голямата част от елементите на регулатора са оформени като едноредова интегракна схема (ХИС) тип 4544.8 – 646961. Ако тя е повредена, удобно е регулаторът да се повтори с дискретни елементи, като се използват показаните на фиг. 3а и б графичен оригинал и разположение на елементите. Транзисторите VT1 и VT2 са 2Т3167, а VD1 – КС168.
 |
Резисторът R1 e заменен с последователно свързани резистор R1a и тример-потенциометър R1b със съпротивление съответно 1,5 и 2,2 кОm. Схемното решение има добра повтаряемост и параметрите му не се отличават от тези на оригиналния реле-регулатор. Точните резистори са от серията TR161, a тример-потенциометърът е жичен, многооборотен тип СП5-22. Транзисторът VT4 e поставен на алуминиев
 |
радиатор с размери 18х18х40 mm и с 8 надлъжни
ребра. По този начин се избягва основният недостатък на
оригиналната схема – монтаж на ключовия транзистор с изолационна
подложка, и следствието от това – влошен температурен режим. За
настройка на аналога на реле-регулатора DRL-2 се използва
схемата от фиг. 1. От стабилизирания токоизправител се подава
напрежение 14,2 V и тример-потенциометърът R1b се завърта до
загасване на лампата. Намалява се напрежението и се следи за
светването и. Ако хистерезисът е от порядъка на +/- 0,2 V,
реле-регулаторът може да се смята за изправен и се импрегнира
против влага с карболитов лак. Свързването на DRL-2 към бордовата мрежа на Вартбург 353 и Трабант 601 е показано на фиг. 4. Реле-регулаторът DRL-2 (както и неговият дискретен аналог) може да се използва и в други автомобили с възбудителна намотка на алтернатора, свързана към маса. На фиг. 5 е показано свързване към инсталацията на ВАЗ 2101, имащ вибрационен реле-регулатор. На фиг. 6 е показано свързване на DRL-2 към бордовата мрежа на ВАЗ 2105, който има интегрален регулатор, вграден в алтернатора. И в двата случая свързването е |
външно. В последните две схеми за контрол на работата
на алтернатора се използва електромагнитно реле Р, управляващо
контролната лампа H1, koято се намира на арматурното табло на автомобила.
В оригиналната схема на Вартбург и Трабант при работоспособен генератор
H1 загасва – към лампата се подава положително напрежение от изхода на
алтернатора посредством допълнителен диоден изправител.
Описаните приложения не изчерпват възможностите за свързване на DRL-2
kъм алтернатори на други марки автомобили. Този реле-регулатор е
подходящ за външно свързване към почти всички 12 V автомобилни
алтернатори на фирмата „Bosch”, предназначени за ток до 48 А –
необходимо е да се развалцова и разлепи с поялник електронният блок, а
към проверения и изправен четкодържател да се монтират свързващи
проводници. DRL-2 е оразмерен за максимален възбудителен ток 5 А.
ЛИТЕРАТУРА
1. Божинов, Б. Неизправности в електрическата уредба на автомобила. С.,
Техника, 1986, с. 41, приложения 18 и 19.
2. Трайков, Б. Електроника в автомобила. С., Техника, 1977, с. 134-136.
3. Кунев, Н., П. Попов, М. Недялков. Електронни устройства за автомобила.
С., Техника, 1982, с. 78 – 80.
4. Фирмен каталог на RFT (бивша ГДР), AKTIVE ELEKTRONISCHE BAUELEMENTE
1979/80 г., 253 с.
5. Фирмен каталог на RFT, HALBLEITER BAUELEMENTE 1981 г., 82 с.
Реле – регулатор за лек автомобил
инж. Мирко Мирков
Радио телевизия електроника 1985/4/стр. 35
Много притежатели на леки са се сблъсквали по време на път с една
значително неприятна ситуация – излизане от строя на реле – регулатора.
Освен това на всички са известни недостатъците на контактните и
контактно – транзисторните реле – регулатори на по – старите марки
автомобили. Напоследък безконтактните регулатори получиха голямо
разпространение поради по – малките си размери и тегло, по – добрите си
качества и немаловажния факт, че не се нуждаят от настройка и грижи за
тях след първоначалното им включване.
 |
Описаната схема притежава всички тези положителни
качества и може да се използва както като резервен, така и като основен
реле – регулатор в автомобила. Тъй като габаритите му са по – големи от
тези на R112A и R112B, които се монтират на леките автомобили „Москвич –
2140” и „ВАЗ – 2105” (1985 г.), за предпочитане е описаният реле –
регулатор да се монтира на автомобила, а старият да се използва като
резервен. Друго предимство на новия реле – регулатор е, че напрежението
на генератора се регулира във функция и от температурата, което
позволява да се удължи животът на акумулатора.
Регулаторът е предназначен за работа съвместно с генератор за променлив
ток (алтернатор), вграждан в почти всички модели съвременни автомобили.
Има следните параметри:
- напрежение на регулиране 14 V +/-0,1 V;
- максимален ток на възбуждане 4 А;
- защитава от увеличаване на напрежението при прекъсване на веригата за
захранване на входния делител;
- регулира напрежението директно върху клемите на акумулатора, като се
избягва спадът на напрежението върху проводниците и ключа на запалването;
- регулирането на напрежението се извършва в зависимост от околната
температура.
Най – важен елемент на регулатора на устройството за сравнение,
реализирано по схемата на компаратор на напрежение с операционен
усилвател МА709. Източник на опорно напрежение е ценеровият диод КС
156А. Изборът КС 156А не е случаен, защото именно той участва в
регулирането на напрежението в зависимост от температурата.
Температурният му коефициент на напрежението на стабилизация е
отрицателен – т.е. с увеличаване на температурата, напрежението на
стабилизация спада, а следователно и схемата за сравнение сработва по –
рано и напрежението на регулатора спада.
Схемата за сравнение с МА709 представлява компаратор на напрежение,
свързан по схемата на инвертиращ усилвател с коефициент на усилване К =
200, който се определя от съотношението на съпротивленията на
резисторите R7 и R6. Големият коефициент на усилване на операционния
усилвател позволява да се получи голяма точност на регулиране на
напрежението на атенюатора.
Входният делител се състои от резисторите R1, R2 и R3, свързани директно
към положителната клема на акумулатора (с корпуса е свързан минусът и).
Това осигурява независимост на напрежението на заряд на акумулатора от
състоянието на контактите на ключа за запалване и спада върху
проводниците. Токът през входния делител е от порядъка на 120 – 150 мкА,
което е много по – малко от тока на саморазряд на акумулатора. Поради
това не се налага акумулаторът да се изключва дори и при продължителен
престой на автомобила.
Диодът VD1 предотвратява аварийното повишаване на напрежението при
случайно прекъсване във веригата на захранване на делителя. При
прекъсване напрежението ще се увеличи само с 0,6 – 0,7 V, колкото е
спадът на напрежение върху VD1, който се оказва включен в права посока.
Ако напрежението върху клемите на акумулатора е по – ниско от
напрежението на сработване на компаратора, което е равна на напрежението
на стабилизация на ценеровия диод (Uz = 5,6 V), на изхода на
операционния усилвател ще има положително напрежение от порядъка на 10,5
– 11 V. Диодите VD4 и VD5 служат за защита на изхода на операционния
усилвател. Транзисторът VT1 е наситен и към алтернатора се подава
напрежение на възбуждане. При достигане на прага на сработване на
компаратора, напрежението на изхода на МА709 е от порядука на 0,7 V и
VT1 се запушва, а след него се запушват и VT2 и VT3.
Кондензаторите С1, С4 и С5 подобряват шумозащитеността на релето.
Диодите VD7 – VD9 подобряват температурната стабилност на захранващото
напрежение на МА709, но това не е основното им предназначение. Именно те
стабилизират тока на ценеровия диод и по този начин напрежението се
регулира само в зависимост от околната температура, като влиянието на
захранващите напрежение се свежда до минимум, а оттук намаляват и
измененията в тока на стабилитрона VD3.
Кондензаторите С2 и С3 и резисторът R9 служат за корекция. При занижени
изисквания както те, така и диодите VD7 – VD9 могат да се изключат от
схемата.
Необходимо е транзисторът VT1 да има коефициент на усилване по ток, не
по – малък от 120, а VT2 и VT3 могат да се заместят с един PNP мощен
транзистор от типа 2Т7532, но коефициентът му на усилване при ток на
възбуждане 3,3 А не трябва да е по – малък от 50. При наличие на
посочените в схемата транзистори не е нужно да се утежняват режимите на
работа на операционния усилвател и транзистора VT1, а също така може да
се наложи и уточняване на стойността на резистора R13.
Схемата е изградена с елементи, които се намират лесно на пазара (1985
г.). Единствената и настройка е чрез прецизния тример – потенциометър
R2.
За настройката са необходими регулируем източник на постоянно напрежение,
пулсациите на който не превишават 0,1 V, и волтметър с не по – малко от
20 кОm/V входно съпротивление и по възможност с разширена скала (фиг.
2).
 |
Измерванията се извършват на обхват 1 V. Волтметърът се включва първоначално между клеми 12 (В3) и 14 (маса), като същевременно се свързват накъсо клеми 11 (+12 V) и 12. Напрежението на захранващия източник се регулира чрез волтметъра на 14,1 V. За улесняване на настройката и при наличие на волтметър с входно съпротивление 1 Mom той се включва към средния извод на тримера с прецизна настройка и напрежението, снемано от делителя, се нагласява да е близко до това на VD3. След това платката от схемата на фиг. 2 се включва към клеми 13 (Ш) и 14 и посредством R2 се настройва така, че при подаване на напрежението компараторът да сработи, т.е. по волтметъра трябва да се отчете 0 V. С това настройката е завършена и устройството може да се монтира на автомобила.
 |
 |
Съществува възможност да се проверят и границите на
регулиране на напрежението в зависимост от температурата. За целта се
използва схемата от фиг. 2, като ценеровият диод VD3 се поставя в
резистор ПЭВ-20, загрят до 60 С. Най – лесно това може да се провери на
практика през горещите летни месеци, когато автомобилът е изложен на
преките слънчеви лъчи.
Реле регулаторът се експериментира в продължение на три месеца на лек
автомобил „Москвич” и показа отлични резултати.
Монтирането на реле – регулатора в автомобила става по следния начин:
1. Необходимо е от магазините на „Мототехника” да се купи четкодържател
(може да се използва и четкодържател от Я112А).
2. С проводник ПГВА (2,5 кв. mm) се свързват клема Ш на четкодържателя и
клема 13 (Ш) на реле – регулатора.
3. С друг проводник се свързват клема „-„ на генератора и маса (клема
14) на регулатора.
4. Проводникът, който по – рано е бил включен към клема Ш на Я112А (оранжев
със сечение 2,5 кв. mm), се включва с клема 12 (В3) на релето).
5. Клема 11 (Б) от реле-регулатора се свързва с положителната клема на
акумулатора.
Електронно реле – регулатор
Млад Конструктор 1993/3/стр. 19-21
Междувременно все повече автомобили се движат с електронни реле
регулатори. Електромеханичните реле-регулатори отстъпват своето място
(1993 г.) и това е неспасяемо. С течение на времето контактите им се
покриват с нагар, пружините на контактите им губят своята елестичност.
Когато поради тази причина акумулаторът не се зарежда достатъчно, не е
чак толкова страшно. Но, когато акумулаторът постоянно се презарежда,
тогава той „завира” в буквалния смисъл на думата, като в най – добрия
случай той загива, а генераторът остава здрав. А може и да се повреди. И
тогава вече е солено.
При електронните регулатори няма проблеми с контактите, освен това те
предлагат и две други предимства: ако схемата се монтира в близост до
акумулатора, температурата му се намесва в регулирането. Освен това
отпадат и грозните и неприятни високочестотни смущения на
електромеханичните регулатори.
ЗАЩО И КАК СЕ РЕГУЛИРА? За да не се използва манивелата при всяко
стартиране, както през добрите стари времена, в колата отдавна е вграден
стартер, акумулатор и генератор. А и карбидните фенери са заменени с
електрически фарове.
Акумулаторът се нуждае от определено напрежение, за да се дозарежда.
Освен това яркостта на светене на фаровете не бива да се влияе от
оборотите на двигателя. Напрежението, което се произвежда от генератора,
следователно трябва да се поддържа постоянно в определени граници.
Генерираното напрежение зависи както от оборотите на двигателя, които
постоянно се променят, така и от напрежението върху възбудителната
намотка в ротора. Затова целта на този регулатор е именно напрежението
на възбудителната намотка.
 |
Фиг. 3 показва тази зависимост като блокова схема. Изходното напрежение на D+ на генератора служи същевременно като захранващо напрежение за регулатора. На регулатора освен това се подава вътрешно и едно напрежение с определена стойност. От разликата между двете стойности регулаторът създава регулиращ сигнал, в случая – ток към възбудителната намотка на генератора. Ако изходното напрежение на генератора стане по – високо (при подаване на газ), регулаторът намалява възбудителното напрежение, докато изходното напрежение отново съвпадне със зададената стойност.
 |
Схема. Фиг. 1 показва схемата на регулатора във
взаимодействие с променливия регулатор и акумулатора. Регулаторът е
предвиден за автомобили с бордово захранване 12 V.
Генераторът действа на следния принцип. Когато през възбудителната
намотка протича ток, а роторът се върти, в статорната намотка се
получава трифазен ток. Този ток се изправя от диодите ДГ1…3 за
регулатора и от ДГ4…6 за акумулатора и останалите консуматори. Чрез
клема D+ този пулсиращ постоянен ток достига до регулатора.
Кондензаторът С1 се грижи най – напред за това, на регулатора да се
подава изгладено захранващо напрежение. Диодите Д1, Д2 и Д3 осигуряват
еталонното напрежение. Падът на напрежение върху трите диода е около 6,9
V. Транзисторите Т1…Т3 изграждат диференциален усилвател. Базата на Т1 е
инвертиращият вход, а базата на Т2 – неинвертиращият. Колекторът на Т3 е
изходът.
Когато се стартира, ток тече от акумулатора през лампата за контрол на
заряда и R6 в базата на транзистора Т4. Той се отпушва, а с това и Т5, и
освобождава пътя на тока в намотката.
Моторът както и генераторът започват да се въртят, а статорните намотки
започват да осигуряват след 1500 min (-1 степен) едно бързо нарастващо
напрежение. Понеже напрежението на катодите на ДГ1...3 и ДГ4...6 са
еднакви, контролната лампа за заряда загасва. Поради това, че базовото
напрежение на Т1 се поддържа постоянно от източника на еталонно
напрежение Д1...3, а Т2 получава през делителя R3-R4-P1 едно бързо
нарастващо базово напрежение (входното на генератора), транзисторът Т2
се отпушва. Т3 получава базово напрежение и „издърпва” базовото
напрежение на Т4 на „маса”, Т4, а с него и Т5 се отпушват и
възбудителният ток спада. Осигуряваното от генератора общо напрежение
спада, а базовото (постоянно поддържаното) напрежение на Т1 превишава
базовото на Т2. Той се активира, а с това също и Т3, Т4 и Т5 се отпушват,
като управляващата верига се затваря.
Кондензаторът С2 служи за противошумов елемент, който спира всякакви
шумове от генератора и реле регулатора. Диодът Д4 изпълнява много
полезна функция при изключване. Както всяка бобина и възбудителната
намотка естествено акумулира магнитна енергия. При изключване могат да
се получат високи индуктивни напрежения, които са с обратна полярност.
Диодът VD4 дава накъсо възбудителната намотка в такива случаи на
изключване.
Днес (1993 г.) повечето модерни автомобили са с електронен
реле-регулатор. Много често регулаторът е вграден в кутията на
регулатора. Това има както предимства така и недостатъци. Диодите Д2 и
Д3 имат негативен температурен коефициент. С нарастване на температурата
еталонната стойност намалява, а с това и общото напрежение на генератора.
Ако схемата на регулатора е монтирана в близост до акумулатора, при
повишаване на температурата на акумулатора зарядното напрежение спада –
една много полезна и щадяща акумулаторна функция.
 |
Монтаж и настройка. Фиг. 2 показва платката за регулатора. С нея не би трябвало да има проблеми при направата. Транзисторът Т5 трябва да е снабден с охлаждащ радиатор. Малко по – сложно е с настройката. Тя трябва да се направи преди вграждането в автомобила. За настройката са необходими един цифров волтметър (или в краен случай един много прецизен високоомен стрелкови), по възможност две отделни токозахранващи устройства ТЗУ и лампа 12 V/18 W.
 |
Фиг. 4 е показва схемата за настройката. ТЗУ1 трябва
да може да осигури минимум 100 mA при стабилизирано изходно напрежение
от 15 V (повече ток или напрежение не са излишни). ТЗУ2 изгражда мощната
част и трябва да осигурява точно 12 V. То трябва да може да осигурява и
ток минимум 1,5 А. При липса на такова ТЗУ може да се използва самият
акумулатор.
След като е реализирана схемата от фиг. 4, изходното напрежение на ТЗУ
се повишава от най – ниската възможна стойност и се следи показанието на
цифровия волтметър. Показанието на евентуално вградения в ТЗУ волтметър
е невалидно. При 3 … 5 V лампата трябва да светне. Напрежението се
повишава по нататък, лампата свети по – ярко. При 14,3 V лампата трябва
да изгасне. Тази прагова стойност се настройва с помощта на P1. До този
праг, както се вижда, се приближаваме „отдолу”. Ако с Р1 е настроена
вярната прагова стойност, процесът се повтаря още веднъж. За целта
изходното напрежение на ТЗУ1 се настройва на около 15 V и се намалява
постепенно. При 13,9 … 14 V лампата трябва да светне отново. Този
хистерезис от около 0,3 V се определя от R3. Всички посочени стойности
са валидни за околна температура от 20 С, следователно настройката
трябва да става в помещение с посочената температура.
За да се улесни монтажът в автомобила, на фиг. 1 са посочени номерата на
изводите според европейския стандарт. Ако по някаква причина тези
обозначения липсват, трябва да бъдат точно намерени всичките три извода.
А това не е трудно, тъй като със същите изводи „работят” и старите
електромеханични релета.
Електронно реле - регулатор инж. Светослав Стефанов Млад Конструктор 1983/10/стр. 19,20
 |
 |
Статтията като съдържание не завършва, защото обемът и е многократно по - голям и ще бъде продължена със следващи публикации по темата.
Публикуването на подобни устройства на сайта ще продължава и по - нататък!
Материалите подготви за сайта:
Иван Парашкевов
e-mail: ivanparst@dir.bg