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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Régulateur de tension simple. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Voiture. Appareils électroniques La plupart des régulateurs de tension amateurs pour voitures décrits, ainsi que les régulateurs industriels équipés de voitures produites commercialement, sont conçus pour maintenir une tension constante et stable aux bornes du générateur. Lorsque la charge augmente (les phares, les ventilateurs et autres consommateurs sont allumés), la chute de tension sur les fils augmente et la tension de bord diminue en conséquence, ainsi que le courant de charge de la batterie. Pour stabiliser la tension aux bornes de la batterie, l'entrée du régulateur est connectée directement à la batterie. Comme on le sait [L], pour une recharge normale d'une batterie, la tension à ses bornes doit être augmentée à mesure que la température diminue. Par conséquent, l’indépendance de la tension stabilisée par le régulateur par rapport à 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 en mode optimal 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 ne se réchauffe qu'après plusieurs heures de conduite. En conséquence, la batterie reste sous-chargée et doit être rechargée pendant la saison froide. 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 consiste à utiliser un régulateur pour contrôler la température de la batterie elle-même et la tension à ses bornes. C'est précisément un tel régulateur qui est décrit dans [L], mais il est assez complexe, contenant un relais électromagnétique et de rares stabilisateurs 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 absolu de tension de température (TCV) requis, que le régulateur doit fournir, est égal à -40,5 mV/°C ou en unités relatives -0,298 %/°C. Les diodes au silicium de faible puissance avec un courant direct de plusieurs milliampères, ainsi que les stabilisateurs, qui sont plusieurs diodes connectées en série, ont approximativement le même coefficient de température relatif de tension. Le TKN absolu d'une diode est d'environ -2 mV/°C, ce qui, avec une chute de tension à ses bornes de 650 mV, donne une valeur relative de -2/650 = -0,307 %/°C. A noter que la valeur relative du TKN d'un circuit de plusieurs diodes ou stabilisateurs ne dépend pas de leur nombre. Le circuit régulateur est illustré à la Fig. 1.
La borne B du régulateur est connectée par un fil séparé à la borne positive de la batterie, les bornes I et Ш sont connectées respectivement à la sortie du pont redresseur du générateur et à son enroulement d'excitation. 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 corps de la batterie et est en contact thermique avec celui-ci. Ce circuit sert de source de tension de référence dépendante 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, seul le courant de collecteur initial des transistors VT1 et VT2 sont consommés 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, via le transistor VT3, la tension d'alimentation est fournie à l'ampli opérationnel DA1. La tension de la borne positive de la batterie est connectée via le transistor VT2 au diviseur R5R6R7 et du curseur de la résistance R6 à l'entrée inverseuse de l'ampli opérationnel DA1. La tension est fournie à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel à partir du circuit à diodes VD4-VD11. Lorsque le moteur est éteint, la tension supprimée de la résistance R6 du moteur est inférieure à la chute de tension aux bornes des diodes VD4-VD11, la tension de sortie de l'ampli-op est proche de la tension de la batterie et les transistors VT4-VT6 sont ouverts, le courant circule à travers l’enroulement d’excitation du générateur. Après le démarrage du moteur, le générateur commence à produire du courant, la tension sur la batterie augmente, l'amplificateur opérationnel DA1 commute, les transistors VT4-VT6 se ferment, le courant circule. généré par le générateur diminue, à la suite de quoi l'ampli-op commute à nouveau 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, maintenant la tension requise aux bornes de la batterie. Une rétroaction positive via la résistance R12 fournit une hystérésis à l'ampli-op et transforme l'ampli-op en un déclencheur de Schmitt. La diode Zener VD2 fait correspondre la tension de sortie de l'ampli-op avec le seuil de commutation du transistor VT4. Il convient de noter particulièrement le rôle de la diode Zener VD1, qui est fermée en fonctionnement normal du régulateur. Sans cela, si les fils allant au capteur de température VD4-VD11 se cassaient, le courant traversant l'enroulement d'excitation du générateur circulerait en continu, 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. Lorsque le capteur de température est éteint, la diode Zener VD1 s'ouvre et commence à fonctionner comme source de tension de référence. Bien que la tension dans le réseau de bord augmente, elle n'est pas aussi importante qu'en son absence. conception Tous les éléments du régulateur, à l'exception des diodes VD4-VD11, sont placés sur un circuit imprimé mesurant 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 bagues en laiton ; les bornes de base et d'émetteur sont soudées directement dans la carte. La carte est conçue pour être installée dans le boîtier d'un relais-régulateur électromécanique PP-24 sur trois supports filetés en laiton. Les sorties sont les bornes correspondantes sur le corps. Le capteur de température se compose de trois plaques pliées dans un emballage de dimensions 80x30x2 mm, une en laiton et deux en fibre de verre. Dans la plaque centrale en fibre de verre, approximativement en son milieu, une fenêtre mesurant 50x8 mm est découpée. Huit diodes connectées en série sont placées dans cet espace. Les fils du fil MGTF-0,14 sont placés dans un tube en PVC placé dans une rainure étroite sciée dans la plaque médiane. La structure entière est collée avec du mastic époxy et la cavité interne de la plaque médiane en est également remplie. La plaque de laiton doit être étamée avant le collage, et toutes les pièces du capteur doivent être soigneusement dégraissées. Les fils du capteur sont soudés directement aux points correspondants du circuit imprimé. Pour plus de fiabilité, il est conseillé de fixer en plus les câbles au corps du régulateur avec une petite pince. Le capteur est légèrement enfoncé dans le mastic chauffé de remplissage de la batterie avec une plaque en laiton. S'il n'y a pas de remplissage de mastic, la plaque en laiton doit être pressée contre une zone plane de la surface latérale du boîtier de la batterie avec un anneau en caoutchouc découpé dans la chambre de la roue. Il est plus pratique de connecter la borne B du régulateur non pas à la borne positive de la batterie, mais à la borne de courant positive du démarreur. Les détails Dans le régulateur, au lieu du KT3102A (VT1, VT3, VT4) et du KT208K (VT2), presque tous les transistors en silicium de faible puissance de la structure correspondante peuvent être utilisés. Le transistor VT5 doit permettre un courant 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 de lettre. La préférence devrait être donnée aux transistors dans un boîtier métallique. Diode Zener VD2 - toute tension 3,3...7 V. La diode VD3 peut être de n'importe quel type pour un courant continu d'au moins 3 A. Les diodes de la série KD206 sont pratiques à monter sur une carte, puisque leur anode est connectée à leur corps. Condensateurs C1, C2, C4 - KM5 ou KM6, C3 - K53-1 ou K53-4. L'utilisation de condensateurs de la série K50 ou K52 n'est pas souhaitable. Accélérateur L1 - DM-0,1 ; résistances fixes - MT ou MLT, résistance de réglage R6 - SPZ-19a. régler l'appareil suit un certain ordre. Tout d'abord, une source de tension constante réglable jusqu'à 16,5 V est connectée à la borne B du régulateur et au boîtier et le courant consommé par celle-ci est mesuré. L'aiguille du microampèremètre 100 µA ne doit pas s'écarter sensiblement. Ensuite, une résistance d'une résistance de 120 Ohms et d'une puissance de 2 W est connectée entre la borne Ш et le fil commun avec un voltmètre connecté en parallèle (ou une lampe à incandescence de faible puissance avec une tension de 18...24 V) . La broche I est connectée à la même source, fixant sa tension à 13,6 V, et la résistance R6 définit un tel seuil de commutation auquel la tension de sortie sur la broche Ш est proche de zéro lorsque la tension de la source augmente au-dessus de 13,6 V et proche de l'alimentation. tension en diminuant la tension en dessous de cette valeur. Ensuite, le circuit de diodes VD4-VD11 est déconnecté et la diode Zener VD1 est sélectionnée, obtenant une commutation similaire du régulateur à une tension d'alimentation de 16...16,5 V. Lors de la sélection, si nécessaire, vous pouvez en connecter un ou deux diodes au silicium de faible puissance en ligne directe avec la direction de la diode Zener VD1. Des réglages plus précis sont effectués sur la voiture. Après avoir complètement chargé la batterie, utilisez un voltmètre (de préférence numérique) pour mesurer la tension à ses bornes sans charge. Le moteur démarre sans démarreur et la résistance R6 est utilisée pour régler la valeur de tension mesurée aux bornes de la batterie. S'il y a un ampèremètre sur la voiture, le critère de réglage correct de l'appareil peut être la valeur du courant de charge 5...10 minutes après le démarrage du moteur à un régime de vilebrequin moyen et une batterie chargée. Le courant doit être compris entre 2 et 3 A, quelle que soit la puissance de la charge connectée. Le régulateur décrit ci-dessus avec une diode Zener traditionnelle à compensation de température D818E au lieu des diodes VD1 et VD4-VD11 a fonctionné pendant plusieurs années sur une voiture GAZ-24. En été, nous devions ajouter de l'eau à la batterie, et au printemps et en automne, nous devions la recharger. Après avoir installé le capteur VD4-VD11, ces opérations n'ont plus été nécessaires. Associé à l'utilisation d'une unité d'allumage électronique à thyristor-transistor à étincelle prolongée, qui assure 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
Auteur : S. Biryukov ; Publication : radioradar.net
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Commentaires sur l'article : Peter Je voudrais connaître le secret - quel type de diodes VD4-VD11 ?
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