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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Un simple régulateur de tension compensé en température pour une voiture
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Voiture. Appareils électroniques La plupart des régulateurs de tension amateurs décrits pour une voiture, ainsi que les régulateurs industriels équipés de voitures disponibles dans le commerce, sont conçus pour maintenir une tension stable et invariable aux bornes du générateur. Avec une augmentation de la charge (allumer les phares, un ventilateur et d'autres consommateurs), la chute de tension sur les fils augmente, et la tension du réseau de bord diminue en conséquence, et le courant de charge de la batterie diminue également. Pour stabiliser la tension aux bornes de la batterie, l'entrée du régulateur est reliée directement à la batterie. Comme vous le savez [L], pour une recharge normale de la batterie, la tension à ses bornes doit être augmentée lorsque la température diminue. Par conséquent, l'indépendance de la tension stabilisée par le régulateur de la température doit être considérée comme un gros inconvénient. Même si le régulateur est capable d'ajuster la tension en fonction de la température du compartiment moteur, cela ne suffit pas. Réglé pour des performances optimales en été, le régulateur met la batterie dans une position difficile en hiver, lorsque l'air sous le capot se réchauffe rapidement et la batterie elle-même après seulement quelques heures de conduite. En conséquence, la batterie reste sous-chargée et, pendant la saison froide, elle doit être rechargée. Si le régulateur est configuré pour un fonctionnement optimal par temps froid, en été, il rechargera la batterie et vous devrez y ajouter périodiquement de l'eau distillée. La meilleure solution est de contrôler la température de la batterie elle-même et la tension à ses bornes avec un régulateur. Un tel contrôleur est décrit dans [L], mais il est plutôt compliqué, contient un relais électromagnétique et des stabistors rares dans le capteur de température. Le régulateur de tension décrit ici ne contient pas de relais, des diodes au silicium de faible puissance sont utilisées comme capteur. De plus, sa conception est nettement plus simple. Selon [L], le coefficient de température de tension absolu (TKV) requis, que le régulateur doit fournir, est de -40,5 mV / ° C, ou en unités relatives -0,298% / ° C. Environ le même coefficient de température relatif de tension a des diodes au silicium de faible puissance avec un courant direct de plusieurs milliampères, ainsi que des stabistors, qui sont plusieurs diodes connectées en série. Le TKN absolu d'une diode est d'environ -2 mV / ° С, ce qui, avec une chute de tension de 650 mV à ses bornes, donne une valeur relative de -2 / 650 \u0,307d -1% / ° С. A noter que la valeur relative du TKN d'un circuit de plusieurs diodes ou stabistors ne dépend pas de leur nombre. Le circuit du contrôleur est illustré à la Fig.XNUMX.  (cliquez pour agrandir) La sortie B du régulateur est connectée avec un fil séparé à la borne positive de la batterie, les sorties I et W - à la sortie du pont redresseur du générateur et à son enroulement d'excitation, respectivement. Le fil commun du régulateur est connecté à la carrosserie de la voiture à l'endroit où le régulateur est installé. Une chaîne de huit diodes VD4-VD 11 est fixée au boîtier de la batterie et a un contact thermique avec celui-ci. Ce circuit sert de source de tension de référence dépendant de la température avec le TKN nécessaire. Lorsque le contact de la voiture est coupé, il n'y a pas de tension à la borne I, les transistors VT1-VT3 sont fermés, la tension d'alimentation n'est pas fournie à l'amplificateur opérationnel DA1, les transistors VT4-VT6 sont également fermés, seuls les le courant de collecteur initial des transistors VT1 et VT2 est consommé par la batterie, ce qui est infiniment inférieur au courant d'autodécharge de la batterie. Lorsque le contact est mis, les transistors VT1-VT3 s'ouvrent, à travers le transistor VT3, la tension d'alimentation est fournie à l'ampli-op DA1. La tension de la borne positive de la batterie à travers le transistor VT2 est connectée au diviseur R5R6R7, et du moteur de la résistance R6 - à l'entrée inverseuse de l'ampli-op DA1. La tension est appliquée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel à partir d'un circuit de diodes VD4-VD11. Lorsque le moteur est éteint, la tension prélevée sur le moteur de la résistance R6 est inférieure à la chute de tension aux bornes des diodes VD4-VD11, la tension à la sortie de l'ampli-op est proche de la tension de la batterie et les transistors VT4-VT6 sont ouvert, le courant circule dans l'enroulement d'excitation du générateur. Après le démarrage du moteur, le générateur commence à générer du courant, la tension de la batterie augmente, l'amplificateur opérationnel DA1 commute, les transistors VT4-VT6 se ferment, le courant. généré par le générateur diminue, à la suite de quoi l'amplificateur opérationnel est à nouveau commuté et le courant augmente à travers l'enroulement d'excitation du générateur. L'ouverture et la fermeture des transistors VT4-VT6 se produisent à une fréquence de plusieurs dizaines ou centaines de hertz, en maintenant la tension requise aux bornes de la batterie. Une rétroaction positive à travers la résistance R12 fournit l'hystérésis de l'amplificateur opérationnel et transforme l'amplificateur opérationnel en déclencheur de Schmitt. La diode Zener VD2 fait correspondre la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel avec le seuil de commutation du transistor VT4. On notera en particulier le rôle de la diode zener VD1, qui est fermée dans le mode de fonctionnement normal du régulateur. S'il n'y était pas, alors si les fils menant au capteur de température VD4-VD11 étaient cassés, le courant circulerait en continu dans l'enroulement d'excitation du générateur, la tension du réseau de bord augmenterait considérablement, ce qui est dangereux à la fois pour la batterie et pour les autres consommateurs d'électricité. La diode Zener VD1, lorsque le capteur de température est éteint, s'ouvre et commence à fonctionner comme une source de tension exemplaire. La tension dans le réseau de bord, bien qu'elle augmente, n'est pas aussi importante qu'en son absence. Concevoir. Tous les éléments du régulateur, à l'exception des diodes VD4-VD11, sont placés sur une carte de circuit imprimé aux dimensions de 93x60 mm en fibre de verre de 1,5 mm d'épaisseur - Le dessin de la carte est illustré à la Fig. 2.  Le transistor VT6 est installé sur la carte sans dissipateur thermique sur deux douilles en laiton, les fils de base et d'émetteur sont soudés directement sur la carte. La carte est conçue pour être installée dans le boîtier du régulateur-relais électromécanique RR-24 sur trois tiges filetées en laiton. Les sorties sont les sorties correspondantes sur le boîtier. Le capteur de température se compose de trois plaques pliées dans un emballage aux dimensions de 80x30x2 mm, une en laiton et deux en fibre de verre. Dans la plaque médiane en fibre de verre, approximativement en son milieu, une fenêtre de dimensions 50x8 mm est découpée. Huit diodes connectées en série sont placées dans cet espace. Les conclusions du fil MGTF-0,14 sont placées dans un tube en PVC posé dans une rainure étroite sciée dans la plaque médiane. Toute la structure est collée avec du mastic époxy et la cavité interne de la plaque médiane en est également remplie. La plaque en laiton doit être étamée avant collage, toutes les pièces du capteur doivent être soigneusement dégraissées. Les fils du capteur sont soudés directement aux points correspondants sur le PCB. Pour plus de fiabilité, il est souhaitable de fixer en outre les conclusions au corps du régulateur avec une petite pince. Avec une plaque en laiton, le capteur est légèrement enfoncé dans le mastic chauffé pour remplir la batterie. S'il n'y a pas de mastic, la plaque en laiton doit être pressée contre une section plate de la surface latérale du boîtier de la batterie avec un anneau en caoutchouc découpé dans la chambre de la roue. La conclusion B du régulateur est plus pratique, connectez-vous non pas à la borne positive de la batterie, mais à la pince de courant positive du démarreur. Détails. Dans le contrôleur, au lieu de KT3102A (VT1, VT3, VT4) et KT208K (VT2), presque tous les transistors au silicium de faible puissance de la structure correspondante peuvent être utilisés. Le transistor VT5 doit permettre un courant de collecteur d'au moins 150 mA ; ici, vous pouvez utiliser des transistors des séries KT208, KT209, KT313, KT3108, KT814, KT816 avec n'importe quel index alphabétique. La préférence doit être donnée aux transistors dans un boîtier métallique. Diode Zener VD2 - quelconque pour une tension de 3,3 ... 7 V. La diode VD3 peut être quelconque pour un courant continu d'au moins 206A. Il est pratique de monter des diodes de la série KD1 sur la carte, car une anode est placée sur leur boîtier. Condensateurs C2, C4, C5 - KM6 ou KM53, SZ -K1-53 ou K4-50. L'utilisation de condensateurs de la série K52 ou K1 n'est pas souhaitable. Accélérateur L0,1 - DM-6 ; résistances fixes - MT ou MLT, réglage R19 - SPZ-16,5a. L'appareil doit être configuré dans un certain ordre. Tout d'abord, une source de tension continue réglable jusqu'à 100 V est connectée à la sortie B du régulateur et au boîtier et le courant consommé par celle-ci est mesuré. L'aiguille d'un microampèremètre de 120 µA ne doit pas dévier sensiblement. Ensuite, une résistance de 2 Ohm d'une puissance de 18 W est connectée entre la borne Ø et le fil commun avec un voltmètre connecté en parallèle (ou une lampe à incandescence de faible puissance pour une tension de 24 ... XNUMX V). Conclusion I est connecté à la même source, en fixant sa tension à 13,6 V, et la résistance R6 définit un tel seuil de commutation auquel la tension de sortie à la broche III est proche de zéro lorsque la tension de la source dépasse 13,6 V et est proche de l'alimentation tension lorsque la tension descend en dessous de cette valeur. Ensuite, le circuit de diodes VD4-VD11 est éteint et la diode zener VD1 est sélectionnée, réalisant une commutation similaire du régulateur à une tension d'alimentation de 16 ... 16,5 V. Lors de la sélection, si nécessaire, vous pouvez allumer un ou deux diodes au silicium de faible puissance en direction directe. Un réglage plus précis est effectué sur la voiture. Après avoir complètement chargé la batterie, un voltmètre (de préférence numérique) mesure la tension à ses bornes sans charge. Le moteur est démarré sans démarreur et la résistance R6 fixe la valeur de tension mesurée aux bornes de la batterie. S'il y a un ampèremètre sur la voiture, le critère pour le réglage correct de l'appareil peut être la valeur du courant de charge 5 ... 10 minutes après le démarrage du moteur à une vitesse moyenne du vilebrequin et une batterie chargée. Le courant doit être compris entre 2 et 3 A, quelle que soit la puissance de la charge incluse. Le régulateur décrit ci-dessus avec la diode zener D818E traditionnelle à compensation de température au lieu des diodes VD1 et VD4-VD11 a fonctionné pendant plusieurs années sur une voiture GAZ-24. En été, il était nécessaire d'ajouter de l'eau à la batterie, au printemps et en automne - pour la recharger. Après l'installation du capteur VD4-VD11, la nécessité de ces opérations a disparu. Associé à l'utilisation d'une unité d'allumage électronique à thyristor-transistor avec une étincelle prolongée, qui permet un démarrage rapide du moteur dans une grande variété de conditions de fonctionnement, le régulateur de tension décrit a permis d'augmenter la durée de vie de la batterie à neuf ans. littérature Lomanovich V.A. Régulateur de tension à compensation thermique. - Radio, 1985, n° 5, p. 24-27. Auteur : S. Biryukov, Radio 1, 1994 ; Publication : cxem.net
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