|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Stabilisateur de tension avec compensation thermique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Parasurtenseurs Le stabilisateur de tension est l'un des composants les plus importants du système électrique d'une voiture moderne. Pour cette raison, des articles sur la conception et le fonctionnement du nœud sont apparus plus d'une fois sur les pages du magazine Radio. Et pourtant, apparemment, il est trop tôt pour mettre fin à ce sujet... Les conceptions les plus réussies du stabilisateur publiées dans "Radio", par exemple, [1; 2], permettent de maintenir la charge optimale de la batterie à différentes températures. L'article [3] décrit un stabilisateur de tension avec contrôle de la largeur d'impulsion, qui diffère des similaires par la constance de la fréquence de fonctionnement. Outre les avantages évidents de ces appareils, ils présentent également un inconvénient important - une puissance importante de leurs propres pertes. Dans ma version du stabilisateur, la perte de puissance est réduite d'un facteur trois, ce qui a permis d'éliminer le problème d'évacuation de la chaleur des éléments de sortie de l'appareil. Pour assurer une compensation thermique maximale, le capteur de température est immergé directement dans la solution d'électrolyte de la batterie. Le stabilisateur est de conception plus simple, mais a une meilleure stabilisation de la tension. On sait que dans les modèles "classiques" de voitures VAZ, en raison de l'éloignement relatif du stabilisateur 121.3702 du générateur et de la batterie, il n'est pas possible de surveiller avec précision la tension aux bornes de la batterie en raison de la chute de tension sur la connexion fils, contacts de connecteur. De ce fait, la stabilisation est très conditionnelle. Des mesures ont montré que l'instabilité, même dans une voiture neuve, peut atteindre plusieurs centaines de millivolts. Le stabilisateur porté à l'attention des lecteurs est destiné à être installé à la place du nœud 121.3702 et présente les principales caractéristiques techniques suivantes :
Lors du développement du stabilisateur, les idées proposées dans [1-3], ainsi que l'expérience de conduite d'une voiture dans diverses conditions météorologiques, ont été prises en compte. Le schéma de principe de l'appareil est illustré à la fig. 1. Fonctionnellement, il se compose de deux parties - mesurer A1 et réguler A2. La carte avec la partie de mesure est montée près de la batterie et avec la partie de régulation - à la place de l'ancien stabilisateur.
Lorsque les contacts SA1 sont fermés, l'interrupteur électronique s'ouvre, dont le rôle est joué par le transistor à effet de champ VT1, et relie des capteurs de tension et de température à la batterie GB1, formant un élément de mesure en pont. Le capteur de tension est un diviseur résistif R5R6 et le capteur de température est un circuit série de diodes VD1-VD4. Le signal prélevé sur la diagonale du pont est envoyé à l'entrée d'un amplificateur différentiel. Le signal amplifié est converti en une séquence d'impulsions avec un rapport cyclique variable proportionnel au niveau du signal. La fréquence des impulsions est déterminée par le générateur de tension auxiliaire en dents de scie. En outre, le signal après amplification de courant est envoyé au commutateur de sortie. Le lien principal du stabilisateur est le contrôleur de largeur d'impulsion DD1, qui comprend l'amplificateur différentiel, le générateur, le convertisseur et l'amplificateur de courant mentionnés. L'utilisation d'un commutateur synchrone push-pull, réalisé sur des transistors à effet de champ VT3-VT5, peut réduire considérablement les pertes de puissance. Dans un système électrique conventionnel, lorsque le contact est mis, le courant commence à circuler dans l'enroulement d'excitation du générateur, et si le démarrage du moteur est retardé pour une raison ou une autre, de l'énergie est gaspillée pour le chauffer. Pour éliminer cet inconvénient, un dispositif de blocage est introduit dans le stabilisateur décrit, relié électriquement au capteur de pression d'huile. En d'autres termes, tant que le moteur n'est pas entré en mode de fonctionnement (et que le voyant "Pas de pression d'huile" est allumé au tableau de bord), aucun courant n'est fourni à l'enroulement d'excitation. Dans l'état initial, les contacts du contacteur d'allumage SA1 sont ouverts et les contacts du capteur de pression d'huile SF1 sont fermés. L'interrupteur VT1 est fermé. Lorsque le contact est mis, les transistors VT2 et VT1 s'ouvrent, la tension de la batterie GB1 est fournie aux capteurs de tension et de température. L'utilisation d'un transistor à effet de champ à canal induit pour un interrupteur est due, d'une part, à la facilité de commande d'ouverture et de fermeture, d'autre part, à l'absence de tension résiduelle caractéristique des transistors bipolaires, et, troisièmement, à la faible résistance du canal ouvert. Dans le même temps, le voyant de contrôle HL1 s'allume sur le tableau de bord de la voiture, indiquant l'absence de pression d'huile. Le courant déterminé par la résistance R7 ne circule pas encore à travers les diodes VD1-VD4, car il se ferme à travers la diode interne du contrôleur DD1, connectée entre les broches 1 et 2, et les contacts fermés SF1 à un fil commun. La description du principe de fonctionnement du contrôleur K1156EU1 et ses paramètres électriques sont omis ici, mais ils peuvent être trouvés dans [4 ; 5], puisqu'il s'agit d'un analogue du célèbre contrôleur Motorola uA78S40. Étant donné que la tension à l'entrée non inverseuse (broche 6) de l'amplificateur opérationnel interne du microcircuit DD1, allumé par un amplificateur différentiel, est supérieure à celle à l'entrée inverseuse (broche 7), un niveau haut est présent à son Sortie OAout (broche 4). Une tension de polarisation égale à la moitié de la tension d'alimentation est appliquée à l'entrée non inverseuse du CMP (broche 9) du comparateur du diviseur R12R13, et comme il y a un niveau haut à l'entrée inverseuse (broche 10), la tension à la sortie du comparateur est proche de zéro. La logique du contrôleur est telle que si la sortie du comparateur est au niveau bas, il est interdit de rendre conducteur le transistor de sortie interne de l'amplificateur de courant. Cet amplificateur a une sortie asymétrique et le commutateur synchrone nécessite un contrôle biphasé pour un fonctionnement correct. A cet effet, un inverseur de phase sur un transistor à effet de champ VT3 a été introduit dans le stabilisateur. Le diviseur de tension R15-R17 assure que l'ouverture des transistors VT3, VT5 et VT4 est fermée, car la chute de tension aux bornes de la résistance R19 ne dépasse pas la tension de coupure. Le condensateur élévateur de tension C3 est chargé en courant à travers la diode VD5 et le transistor VT5 à la tension d'alimentation. Après le démarrage du moteur, les contacts SF1 du capteur de pression d'huile s'ouvrent et le voyant HL1 s'éteint. Le courant à travers la diode interne du contrôleur DD1 (broches 1 et 2) est interrompu et commence à traverser le capteur de température VD1 - VD4, une tension proportionnelle à la température de l'électrolyte y est réglée. A partir de ce moment, la tension sur la diagonale du pont de mesure change de signe, et donc la tension à la sortie OAout du contrôleur devient inférieure à la moitié de la tension d'alimentation, le comparateur passe à un état haut, et l'amplificateur de courant s'allume. En conséquence, les transistors VT3 et VT5 sont fermés et la fermeture du transistor VT5 est accélérée grâce à la diode VD6. La tension du condensateur chargé C3 à travers la résistance R18 est fournie à la grille du transistor VT4 dans la polarité d'ouverture, ce qui conduit à son ouverture. En effet, la tension sur la grille du transistor VT4 en régime établi est environ égale à deux fois la tension d'alimentation. Dans cet état, le transistor reste pendant un certain temps ton, déterminé par la capacité du condensateur C2 [4 ; 5] : ton = 25 103 C2, où ton est en microsecondes, C2 est en microfarads. Pour un fonctionnement fiable du transistor VT4, il faut que la constante de temps du circuit de décharge traz3 du condensateur C3 vérifie la condition : traz3 = (R18 + R19) -C3 >> ton Il est à noter que ce condensateur se recharge en mode de fonctionnement à travers la charge (bobinage de champ). Le rapport de temps d'ouverture à fermeture à la sortie du contrôleur est limité en interne à environ 9:1. Par conséquent, après un certain temps, l'amplificateur de courant se ferme et le transistor VT3 s'ouvre. Le transistor VT4 s'éteint et allume VT5. Ce cycle (période) de commutation se termine. La durée des états ouvert et fermé des transistors VT4 et VT5 est choisie de manière à ce que le courant traversant soit minimal. Étant donné que le courant dans l'enroulement d'excitation du générateur n'atteint pas la valeur requise en une période de commutation, le contrôleur fonctionne avec le cycle de service spécifié pendant plusieurs cycles. Le courant dans l'enroulement et la tension sur la batterie augmentent. Dès que la tension dans la diagonale de mesure du pont approche de zéro, le contrôleur, en modifiant le rapport cyclique, maintiendra cet état. En réalité, compte tenu de l'inertie du système (inductance de l'inducteur, etc.) et du déphasage, l'allure de la tension de charge a une forme trapézoïdale. Sur la fig. 2 sont présentés à titre de comparaison de la famille de caractéristiques de pertes inhérentes du stabilisateur industriel automobile 121.3702 et celle décrite ci-dessus. Les graphiques montrent que pour un stabilisateur avec commande SHI, la puissance de perte Ppot est plus petite et constante sur toute la plage de variations de la charge Рn et de la vitesse de vilebrequin N du moteur. En conséquence, son efficacité est plus élevée. Le gain dans le secteur de l'énergie est également évident par rapport à [1 ; 2]. Tout ce qui précède confirme l'opportunité d'utiliser un commutateur synchrone sur des transistors à effet de champ.
L'appareil utilise des résistances de précision R5-R11 S2-29V, S2-14, etc. avec un TCR pas pire que ±200-10-6 °C-1. Il est permis d'utiliser une résistance d'accord SP5-6V ou similaire à la place de R5 et R1 ; les résistances restantes sont à usage général. Condensateurs C1, C3 - K50-35, C2 - K73-17. Inductance L1 - inductance DM0.1 "! 60 μH. Le transistor à effet de champ BS250 peut être remplacé par tout autre transistor à canal p avec une grille isolée et une résistance de canal ouvert ne dépassant pas 10 ohms. Au lieu du BSS91, n'importe quel transistor à effet de champ à grille isolée de puissance moyenne à canal n avec une résistance de canal ne dépassant pas 20 ohms fera l'affaire. Les puissants transistors à canal n VT4, VT5 doivent avoir une résistance de canal ne dépassant pas 0,03 Ohm et une tension de fonctionnement grille-source d'au moins 20 V. Il est plus pratique d'utiliser des transistors dans des boîtiers DPAK (TO-252) de petite taille. , par exemple, Motorola MTD3302. Les diodes KD102A peuvent être remplacées par KD103 avec n'importe quel index alphabétique. Au lieu de K1156EU1, le contrôleur KR1156EU1 convient s'il n'est pas destiné à faire fonctionner la voiture à des températures inférieures à -15 ° C. Structurellement, les parties de mesure et de contrôle sont assemblées sur deux plaques de montage, les connexions sont réalisées avec du fil MGTF 0,07. Pour les circuits à courant élevé, un fil de montage d'une section d'au moins 0,75 mm2 est utilisé. Les cartes sont interconnectées par un câble souple à deux fils РВШЭ1 dans une tresse de blindage ; les fils sont torsadés en un cordon. Le même cordon, mais sans tresse, a été utilisé pour relier la partie mesure à la batterie. La toise doit être placée dans une boîte métallique appropriée. La conception du capteur de température ne diffère généralement pas de celle décrite dans [2]. Le flacon à diodes est constitué d'une gaine de câble en polyéthylène. Les diodes sont immergées dans la pâte thermoconductrice KPT-8 pour un meilleur transfert de chaleur des parois vers l'intérieur des diodes. Un tube en polyéthylène de plus petit diamètre est posé sur les conducteurs (paire torsadée) avec un ajustement serré. Avec un fer à souder, chauffé au point de fusion du polyéthylène, le fond du ballon est pré-infusé. Enfin, la jonction du flacon et du tube de câble est soudée. L'étanchéité des coutures doit être élevée, car le ballon sera immergé dans l'électrolyte de la batterie pendant le fonctionnement. Pour établir un stabilisateur de tension, vous aurez besoin d'une source CC avec une tension de sortie régulée de 10 à 15 V à un courant de charge allant jusqu'à 3 A, d'un voltmètre CC avec une classe de précision d'au moins 0,1 et d'une résistance de charge avec un résistance de 5 ohms. En parallèle avec la source, il est nécessaire de connecter un condensateur à oxyde d'une capacité d'au moins 10000 6 microfarads. Temporairement, la résistance R3 est remplacée par une variable ayant une résistance de 1 kOhm et la borne XNUMX du contrôleur est connectée à un fil commun. Tout d'abord, une tension de 15 V est fournie à partir de la source d'alimentation et le courant consommé par l'appareil est contrôlé - il ne doit pas dépasser 50 mA. La connexion temporaire de la borne 1 avec un fil commun est ouverte et la tension d'alimentation est réduite à 13,6 V. La résistance variable R6 est utilisée pour obtenir l'apparition d'une séquence d'impulsions aux sorties DC et SC du contrôleur, et une impulsion inversée séquence d'amplitude égale à la tension d'alimentation en sortie du stabilisateur. Le transistor VT4 ne doit pas chauffer. Le stabilisateur est finalement ajusté après son installation sur la voiture. Le capteur de température est immergé dans la solution d'électrolyte à travers un trou dans le bouchon de l'une des boîtes centrales de la batterie. Connectez tous les circuits selon le schéma, mettez le contact et assurez-vous qu'il n'y a pas de tension à la sortie du stabilisateur. Le moteur est démarré, et au ralenti avec les consommateurs éteints, la tension de charge sur la batterie est réglée avec une résistance variable R6 conformément aux recommandations [1]. Si la voiture n'a pas fonctionné pendant une longue période, les températures de l'air ambiant et de l'électrolyte peuvent être considérées comme égales. Après avoir réglé la tension, la résistance variable R6 est remplacée par une constante. En modifiant la vitesse du vilebrequin du moteur et la charge du générateur, l'instabilité de la tension de charge est contrôlée ; elle ne doit pas être inférieure à ± 0,02 V. Lors de la conduite dans des conditions hivernales, il peut parfois être nécessaire de clarifier la valeur de la résistance R7. Il faut se rappeler qu'après avoir réglé la résistance R7, il faut re-sélectionner R6. Pour le fonctionnement efficace du stabilisateur et la prolongation de la durée de vie de la batterie, il est souhaitable, premièrement, d'égaliser la densité de l'électrolyte dans toutes les banques à ± 0,01 g/cm3, et la densité doit correspondre à la zone climatique [6], et deuxièmement, essuyez périodiquement le couvercle de la batterie avec une solution aqueuse faible d'ammoniac (10%) pour éviter les fuites de courant par la pollution, troisièmement, collez sur le boîtier de la batterie autour du périmètre, s'il est noir, avec du papier d'aluminium (par exemple, Colle Quintol ou Moment) - cela abaissera la température de l'électrolyte à 5 ... 10 ° C, ce qui est particulièrement important en été. Pendant une période de fonctionnement de trois ans du stabilisateur sur une voiture VAZ 2106, aucune remarque n'a été notée lors de son fonctionnement, l'électrolyte de la batterie n'a pas bouilli, il n'était pas nécessaire d'ajouter de l'eau. Lors du contrôle technique annuel de la batterie, je vérifie la densité de l'électrolyte et la tension de charge. littérature
Auteur : V. Khromov, Krasnoïarsk
Cuir artificiel pour émulation tactile
15.04.2024 Litière pour chat Petgugu Global
15.04.2024 L’attractivité des hommes attentionnés
14.04.2024
▪ Parade Technologies Répéteurs USB 3.0 ▪ Plate-forme AMD AM1 (Kabini) ▪ Drone pas cher qui n'a pas besoin de carburant ▪ Assistant à domicile Alibaba Tmall Genie
▪ LED de la section du site Web. Sélection d'articles ▪ article Étendre la canneberge. Expression populaire ▪ article Qu'est-ce que la fumée ? Réponse détaillée ▪ article Machine universelle à quatre broches. atelier à domicile ▪ article Mordant pour imiter le bois de chêne. Recettes et astuces simples
Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site
www.diagramme.com.ua |
Voir d'autres articles section 
Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Toutes les langues de cette page