Как сделать регулятор напряжения 12 вольт

Как сделать регулятор напряжения 12 вольт?

Имелся стабилизированный импульсный блок питания, дающий на выходе напряжение 17 вольт и ток 500 миллиампер. Требовалось периодическое изменение напряжения в пределе 11 – 13 вольт. И общеизвестная схема регулятора напряжения на одном транзисторе с этим прекрасно справлялась. От себя добавил к ней только светодиод индикации да ограничительный резистор. К слову, светодиод здесь это не только «светлячок» сигнализирующий о наличии выходного напряжения. При правильно подобранном номинале ограничительного резистора, даже небольшое изменение выходного напряжения отражается на яркости свечения светодиода, что даёт дополнительную информацию о его повышении или понижении. Напряжение на выходе можно было изменять от 1,3 до 16 вольт.

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.

Слева снятые электронные компоненты, справа приготовленные им на замену. Разница по количеству в два наименования, а по качеству схем, бывшей и той, что решено было собрать, она несопоставима. Напрашивается вопрос – «Стоит ли собирать схему с ограниченными возможностями, когда существует более продвинутый вариант «за те же деньги», в прямом и переносном смысле этого изречения?»

Блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

Всем известно, что мощный регулируемый блок питания с регулировкой напряжения и тока самое популярное и востребованное электронное устройство, с изготовления которого начинают свой творческий путь начинающие радиолюбители. Схем очень много, какую выбрать и с чего начинать многие просто теряются. Одним нужен простой лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока, другим мощное зарядное устройство для зарядки автомобильного аккумулятора, а я предлагаю вам собрать своими руками простой универсальный блок питания с регулировкой напряжения и тока, который можно использовать для выполнения любых задач, питания электронных самоделок и зарядки автомобильного аккумулятора. Все, что от вас потребуется это усидчивость, минимальные знания электроники и умение пользоваться паяльником. А если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях, я вам обязательно помогу.

Хватит слов приступим к делу!

На этом рисунке изображена схема блока питания с регулировкой напряжения и тока от 2.4В до 28В и силой тока до 30А.

Схема блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Важным элементом данной схемы является регулируемый стабилизатор напряжения микросхема TL431 или, как ее еще называют управляемый стабилитрон позволяющий плавно регулировать напряжение от 2.4 вольта до 28 вольт. Благодаря четырем силовым транзисторам, установленным на больших радиаторах, блок питания может выдержать ток до 30А. Также имеется регулировка тока и защита от переполюсовки, поэтому блок питания можно и даже нужно использовать, как зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Делитель напряжения, построенный на мощном 5 Вт резисторе R1 и переменном резисторе Р1 ограничивает ток на катоде и на управляющем электроде стабилитрона TL431. Вращением ручки переменного резистора Р1 задается выходное напряжение стабилитрона, стабилизатор напряжения TL431, автоматически стабилизирует напряжение заданное переменным резистором Р1. С микросхемы TL431 ток поступает на базу транзистора Т1. Транзистор выполняет роль ключа и управляет двумя мощными биполярными транзисторами Т2 и Т3 соединенных параллельно для увеличения выходной мощности. В выходной каскад транзисторов установлены уравнительные резисторы R2 и R3. Далее ток поступает на плюсовую клейму блока питания.

Как работает регулировка тока?

В данной схеме реализована функция ограничения тока на двух мощных полевых транзисторах Т4 и Т5 соединенных параллельно. Давайте рассмотрим, как это работает. С диодного моста ток поступает на стабилизатор напряжения L7812CV, напряжение снижается до 12В, это безопасное значение для затворов транзисторов. Далее ток поступает на делитель напряжения собранный на переменном резисторе Р2 и постоянном резисторе R4. С движка переменного резистора Р2 ток проходит через тока ограничительные резисторы R5 и R6 открывая затворы полевых транзисторов Т4 и Т5. Транзисторы проводят через себя определенное количество тока в зависимости от сопротивления переменного резистора Р2. В данной схеме ток регулируется при любом выходном напряжении.

Также предусмотрена защита от переполюсовки, состоящая из двух светодиодов. Зеленый светодиод сигнализирует о правильном подключении автомобильного аккумулятора к выходу блоку питания, а красный светодиод, о ошибке подключения. Резисторы R7 и R8 ограничивают ток для светодиодов.

А, вот и печатная плата!

На этом рисунке изображена печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Печатную плату вы можете изготовить с помощью лазерно утюжной технологии для продвинутых, а также навесным монтажом этот способ больше подходит для начинающих радиолюбителей и они о нем прекрасно знают. Для изготовления печатной платы вам понадобиться фольгированный стеклотекстолит размером 100х83 мм. Большинство деталей устанавливаются на печатной плате за исключением транзисторов Т2, Т3, Т4, Т5, а также стабилизатор напряжения L7812CV и резисторы R2, R3, Р1, Р2. Биполярные транзисторы Т2 и Т3 устанавливаются на отдельном радиаторе без изоляционных прокладок, потому, что коллекторы транзисторов все равно по схеме соединяются вместе. Полевые транзисторы Т4, Т5 надо тоже установить на отдельном радиаторе без изоляции.

На этом рисунке изображены два радиатора с установленными транзисторами. Между собой радиаторы скреплены двумя лентами двухстороннего автомобильного скотча выполняющего роль электро изоляции. Сверху к радиаторам прикручена винтами пластиковая скрепляющая пластина, придающая жесткость конструкции. К ней будет крепиться дополнительная пластина с печатной платой и вентилятор.

Поскольку уравнительные резисторы R2 и R3 довольно большого размера для их предусмотрена специальная печатная плата, которая изображена на этом рисунке. Размер печатной платы 85х40 мм.

Печатная плата блока резисторов

Схема номер 2

В новой схеме также присутствует трёхвыводной эл. компонент (но это уже не транзистор) постоянный и переменный резисторы, светодиод со своим ограничителем. Добавлено только два электролитических конденсатора. Обычно на типовых схемах указаны минимальные значения C1 и C2 (С1=0,1 мкФ и С2=1 мкФ) которые необходимы для устойчивой работы стабилизатора. На практике значения емкостей составляют от десятков до сотен микрофарад. Ёмкости должны располагаться как можно ближе к микросхеме. При больших емкостях обязательно условие C1>>C2. Если ёмкость конденсатора на выходе будет превышать ёмкость конденсатора на входе, то возникает ситуация при которой выходное напряжение превышает входное, что приводит к порче микросхемы стабилизатора. Для её исключения устанавливают защитный диод VD1.

У этой схемы уже совсем другие возможности. Входное напряжение от 5 до 40 вольт, выходное 1,2 – 37 вольт. Да, имеется падение напряжения вход – выход равное примерно 3,5 вольтам, однако роз без шипов не бывает. Зато микросхема КР142ЕН12А именуемая линейным регулируемым стабилизатором напряжения имеет неплохую защиту по превышению тока нагрузки и кратковременную защиту от короткого замыкания на выходе. Её рабочая температура до + 70 градусов по Цельсию, работает с внешним делителем напряжения. Выходной ток нагрузки до 1 А при длительной работе и 1,5 А при непродолжительной. Максимально допустимая мощность при работе без теплоотвода 1 Вт, если микросхему установить на радиатор достаточного размера (100 см.кв.) то Р макс. = 10 Вт.

Разновидности 12В стабилизаторов

В зависимости от конструкции и способа поддержания 12-ти вольтного напряжения выделяют две разновидности стабилизаторов:

• Импульсные – стабилизаторы, состоящие из интегратора (аккумулятора, электролитического конденсатора большой емкости) и ключа (транзистора). Поддержание напряжения в заданном интервале значений происходит благодаря циклическому процессу накопления и быстрой отдачи заряда интегратором при открытом состоянии ключа. По конструктивным особенностям и способу управления такие стабилизаторы подразделяются на ключевые устройства с триггером Шмитта, выравниватели с широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляцией.
• Линейные – стабилизирующие напряжение устройства, в которых в качестве регулирующего устройства применяются подключаемые последовательно стабилитроны или специальные микросхемы.

Наиболее распространены и популярны среди автолюбителей линейные устройства, отличающиеся простотой самостоятельной сборки, надежностью и долговечностью. Импульсный вид используется значительно реже из-за дороговизны деталей и сложностей самостоятельного изготовления и ремонта.

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.

Регулятор напряжения на динисторе

Библиографическая ссылка на статью:
// Современная техника и технологии. 2012. № 5 [Электронный ресурс]. URL: https://technology.snauka.ru/2012/05/939 (дата обращения: 07.12.2021).

канд. техн. наук, доц., Рогачев В.Д.;

канд. техн. наук Гумелёв В.Ю.,

канд. техн. наук Картуков А.Г.

Бесконтактный регулятор напряжения 2712.3702 служит для поддержания постоянства напряжения в электрической сети автомобиля. Он представляет собой электронный прибор на 3-х кремниевых транзисторах, неэкранированный, пылебрызгозащищенный.

Применяемость: генераторы Г 288Е, 1702.3771 902.3701, 9012.3701, 9022.3701 на автомобилях ЗиЛ-4334 и его модификации, КамАЗ, УРАЛ, КРАЗ, на автомобильной технике, предназначенной для строительства дорог и карьерных работ семейства МоАЗ.

Технические характеристики регулятора напряжения 2712.3702: трехуровневый; номинальное напряжение 28В; номинальный ток 3А; габаритные размеры (140×80×55) мм. Он взаимозаменяем с регуляторами напряжения Р 2712.3702,
1112.3702 и 671.3702 .

На автомобиле УРАЛ-4320-31 регулятор напряжения 2712.3702 работает с генераторами Г 288Е и 1702.3771. Особенность конструкции – переключатель величины регулируемого напряжения представляет собой герконы и управляющий ими магнит, который находится в рукоятке, переключающей уровни напряжения. Рукоятка в свою очередь располагается снаружи корпуса, что позволяет не нарушать герметичность корпуса.

Геркон (герметичный контакт, reed switch, magnet switch) состоит из пары гибких металлических контактов из магнитного материала, запаянных в стеклянную трубку или колбу (она может быть выполнена и из других немагнитных материалов), заполненную инертным газом. Контакты замыкаются при приближении магнита, по длине они перекрываются и находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Контактирующие поверхности покрываются специальными сплавами для долговременной и стабильной работы. Устройство и принцип работы геркона представлены на рисунке 1.

При воздействии магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом или катушкой из провода с током, контакты намагничиваются. Если сила магнитного притяжения больше силы упругости, контакты соединяются, и цепь замыкается. Когда магнитное поле исчезает, контакты опять размыкаются под действием силы упругости, и цепь размыкается.

Основные свойства герконов: компактность и малый вес – герконы можно монтировать на ограниченном пространстве; долговечность – переключающие контакты герметично запаяны в инертном газе, не подвергаясь окислению при искрении входе рабочего цикла «размыкание-замыкание» [1].

а – внешний вид геркона;б принципиальное устройство геркона;

в – замыкание при помощи постоянного магнита контактов геркона

Рисунок 1 – Геркон, его устройство и принцип работы

Напряжение настраивают переключателем, расположенным на передней крышке регулятора (рисунок 2).

а – устройство регулятора; б – переключение уровней регулирования напряжения и маркировка регулятора напряжения

1 – корпус; 2 – переключатель; 3 – вывод «+»; 4 – вывод «Ш»; 5 – вывод «–» («масса»)

Рисунок 2 – Регулятор напряжения 2712.3702

Маркировка уровней напряжения расположена на передней крышке регулятора. Регулятор выпускается с завода со средним уровнем настройки. Положение рычажка переключателя соответствует уровням напряжения: горизонтальное правое – средний; горизонтальное левое – максимальный; вертикальное – минимальный. Напряжение, поддерживаемое регулятором при плюс (15-35) 0 С, должно быть от 26,5 до 27,9 В на минимальном уровне, от 28,1 до 28,7 В на среднем уровне, от 28,7 до 30 В на максимальном уровне настройки.

Регулятор напряжения 2712.3702 по принципу действия аналогичен регулятору 1112.3702 , отличается только построением схемы и устройством переключателя величины регулируемого напряжения.

В корпусе, отлитом из алюминиевого сплава, расположена монтажная плата (МП), на которой смонтированы все элементы схемы кроме исполнительного (силового) транзистора (рисунок 3).

а – корпус и основание регулятора напряжения; б – монтажная плата;

1 – корпус; 2 – уплотнительная прокладка; 3 – основание

Рисунок 3 – Устройство регулятора напряжения 2712.3702

Ниже монтажной платы расположена алюминиевая пластина – теплоотвод АП (рисунок 4), на которой расположен силовой транзистор. Монтажная плата отделена от алюминиевой пластины изолирующей подставкой ПД. Все три детали – плата МП, подставка ПД и алюминиевая пластина (теплоотвод) АП привернуты к корпусу реле винтами. В целях повышения герметичности электронных элементов монтажная плата и алюминиевая пластина покрыты водонепроницаемым лаком.

Рисунок 4 – Теплоотвод с силовым транзистором

У генераторов Г 288Е и 1702.3771 оба вывода обмотки возбуждения изолированы от корпуса. Один соединяется через выключатель стартера и приборов с выводом «+» источника питания, а другой – через силовые транзисторы регулятора напряжения с отрицательным выводом источника. Схема подключения генераторной установки представлена на рисунке 5.

S1 – выключатель аккумуляторных батарей; S2 – выключатель стартера и приборов

Рисунок 5 – Схема подключения генераторной установки двигателя

На рисунке 6 представлена электрическая схема регулятора напряжения 2712.3702. Схема регулятора напряжения включает в себя задающее, измерительное и сравнивающее устройство 1, состоящее из делителя напряжения (резисторы R1-R7), стабилитронов VD1 и VD2, магнитоуправляемых контактов (герконов) S1и S2; усилитель 2 ( транзистор VT1, резисторы R8,R9 ); исполнительный транзистор VT3 и другие элементы, улучшающие его работу.

Рисунок 6 – Схема электрическая принципиальная регулятора

Регулятор напряжения установлен под капотом автомобиля УРАЛ-4320-31 на передней панели кабины и подключен к бортовой сети автомобиля в соответствии с рисунком 7.

1 – провод от клеммы «масса» регулятора напряжения к клемме «масса» генератора; 2 – провод от вывода «Ш 2» щеткодержателя генератора к выводу «Ш» регулятора напряжения;
3 – провод от вывода «+» регулятора напряжения к выводу «Ш 1» щеткодержателя генератора; 4 – провод то вывода «+» регулятора напряжения к нормально замкнутым контактам реле отключения регулятора напряжения, от них – к клемме «ВК» выключателя стартера и приборов; 5 – провод от вывода «+» регулятора напряжения к фильтру конденсаторному

Рисунок 7 – Установка и подключение регулятора напряжения

Делитель напряжения обеспечивает согласование входного напряжения генератора U_Г с напряжением стабилизации стабилитронов. Резисторы R1 – R7 подобраны таким образом, что когда U_Г становится установленной величины, напряжение на стабилитронах VD1, VD2 становится равным напряжению стабилизации и происходит их пробой. Через стабилитроны проходит ток, который является сигналом о достижении U_Г установленного значения. При снижении U_Г сопротивление стабилитронов резко возрастает, стабилитроны закрываются, и ток через них не идет. Таким образом, устройство 1 выполняют функции: измерения напряжения генератора U_Г; сравнения его с заданным значением; выработки сигнала отклонения в виде тока через стабилитроны.

Регулятор напряжения имеет два режима работы: первый режим, когда напряжение бортовой сети меньше напряжения регулирования, второй режим – когда оно равно напряжению регулирования. Напряжение регулирования устанавливается с помощью рукоятки переключателя, расположенного на крышке регулятора. В рукоятке переключателя установлен магнит, который управляет состоянием герконов. Рукоятка может находиться в трёх положениях: «МИН», «СР», «МАКС».

При включении выключателя стартера и приборов в первое фиксированное положение на регулятор и обмотку возбуждения подаётся напряжение аккумуляторной батареи, равное 24 В. В этом случае с делителя напряжения на стабилитроны поступает напряжение, которое меньше суммарного напряжения пробоя стабилитронов, и ток через стабилитроны не проходит. В результате этого транзистор VT1 будет закрыт, а на базу транзистора VT3 будет подаваться напряжение через резистор R9, и он будет открыт. Через открытый транзистор VT3 протекает ток в обмотку возбуждения генератора. Путь тока: вывод «+» регулятора напряжения, обмотка возбуждения, вывод «Ш» регулятора напряжения, коллекторно-эмиттерный переход транзистора VT3, корпус, «минус» аккумуляторной батареи.

Вокруг обмотки возбуждения создаётся постоянное магнитное поле. Когда ротор генератора начинает вращаться, в обмотках статора наводится переменное трёхфазное напряжение. Это напряжение подаётся на выпрямитель, после которого постоянное напряжение генератора поступает в бортовую сеть автомобиля. Генератор вступает в работу, когда его напряжение превышает напряжение аккумуляторной батареи.

Когда напряжение генератора достигает напряжения регулирования, состояние схемы регулятора изменяется. Напряжение, подаваемое с делителя напряжения на стабилитроны, достигает напряжения их пробоя и через них начинает протекать ток базы транзистора VT1. Транзистор VT1 открывается, сопротивление его перехода коллектор-эмиттер становится равным нулю и замыкает базу транзистора VT3 на корпус. Транзистор VT3 закрывается, прекращая ток обмотки возбуждения. Напряжение генератора начинает уменьшаться, напряжение на стабилитронах становится меньше напряжения их пробоя, ток через них прекращается, и схема регулятора возвращается в исходное состояние: VT1 – закрыт, а VT3 – открыт. Напряжение генератора вновь начинает расти и далее описанный процесс повторяется с определённой частотой, поддерживая напряжение генератора на уровне напряжения регулирования.

Величина напряжения регулирования задаётся рукояткой переключателя. Когда рукоятка переключателя направлена вниз (положение «МИН») герконы S1 и S2 находятся в разомкнутом состоянии и на стабилитроны поступает напряжение, определяемое всеми резисторами делителя напряжения. В этом случае оно максимальное и стабилитроны пробиваются при меньшем напряжении генератора, и он вырабатывает минимальное напряжение. При установке рукоятки переключателя в правое горизонтальное положение «СР» замыкается геркон S1 и шунтирует резистор R6. Общее сопротивление нижнего плеча (резисторы R4, R5, R6, R7) делителя напряжения становится меньше, на стабилитроны поступает меньшее напряжение и они пробиваются при большем напряжении генератора. Генератор в этом случае вырабатывает среднее напряжение. При установке рукоятки переключателя в левое горизонтальное положение «МАКС» замыкается геркон S2 и шунтирует резистор R7. Общее сопротивление нижнего плеча делителя напряжения становится минимально возможным, на стабилитроны поступает наименьшее напряжение и они пробиваются при самом большом напряжении генератора. Генератор в этом случае вырабатывает максимальное напряжение.

Если температура окружающей среды установилась 0 0 С и ниже, перевести рычажок переключателя в положение «МАКС» для предотвращения недозаряда аккумуляторных батарей. При температуре 0 0 С и выше рычажок перевести в положение «МИН» для предотвращения выкипания электролита. При недозаряде батарей при температуре окружающей среды 0 0 С и выше или при выкипании электролита при температуре окружающей среды 0 0 С и ниже рычажок установить в положение «СР».

Дроссель L1 уменьшает пульсацию на стабилитронах, что обеспечивает более точную величину регулируемого напряжения генератора.

Для повышения частоты переключения и уменьшения времени перехода схемы из одного состояния в другое в ней предусмотрена цепочка обратной связи, включающая резистор R10. При повышении входного напряжения, когда транзистор VT1 начинает открываться, а транзистор VT3 закрываться, ток, проходящий по резистору R10 и дросселю L1, уменьшается, что приводит к уменьшению падения напряжения на дросселе L1. В этом случае напряжение на стабилитронах VD1, VD2 увеличивается, вызывая более раннее возрастание базового тока транзистора VТ1 и более быстрое переключение этого транзистора. При понижении входного напряжения цепочка обратной связи способствует более быстрому закрыванию транзистора. Диод VD4 шунтирует ЭДС самоиндукции, возникающую в обмотке возбуждения генератора при прерывании в ней тока (закрытии транзистора VT3), защищая тем самым этот транзистор от перенапряжений. Конденсатор С1 исключает срабатывание регулятора напряжения от случайных импульсов напряжения, возникающих в бортовой сети при коммутациях.

Транзистор VT2, конденсатор С2, диод VD3, резисторы R11, R12 увеличивают скорость переключения транзистора VT3. При закрывании транзистора VT3 в обмотке возбуждения наводится ЭДС самоиндукции, от которой заряжается конденсатор С2 через резисторы R11 и R12. При этом на базе транзистора VT2 создаётся положительное напряжение, от которого последний открывается, соединяя базу транзистора VT3 с корпусом и ускоряя его закрытие. При открывании транзистора VT3 конденсатор С2 разряжается через него и диод VD3, создавая отрицательное смещение на базе транзистора VT2 и увеличивая сопротивление его перехода коллектор – эмиттер, что приводит к более быстрому открытию транзистора VT3.

Особенностью регулятора напряжения 2712.3702 является применение в нем стабилитронов с отрицательным температурным коэффициентом стабилизации и терморезистора R3. Напряжение стабилизации такого стабилитрона при нагреве и сопротивление терморезистора снижаются. При этом, несмотря на увеличение активного сопротивления дросселя L1, напряжение генератора не только не повышается, а даже несколько снижается.

Небольшое снижение напряжения генератора необходимо дня предотвращения перезарядки аккумуляторной батареи при повышении температуры электролита.

Схема подключение генераторной установки к бортовой сети автомобиля УРАЛ-4320-31 представлена на рисунке 8.

1 – генератор; 2 – регулятор напряжения; 3 – фильтр конденсаторный; 4 – реле отключения регулятора напряжения; 5 – провод красного цвета от вывода «+» генератора к клемме «+» указателя тока; 6 – провод красного цвета от кнопки электрофакельного устройства (ЭФУ);
7 – провод красного цвета к резистору добавочному с электротермическим реле; 8 – провод синего цвета от вывода «ВК» выключателя стартера и приборов;
9 – провод черного цвета от вывода фазы генератора «W» к реле блокировки стартера и тахометру

Типы регуляторов напряжения

Объяснение трех различных типов регуляторов напряжения

Когда требуется стабильное, надежное напряжение, регуляторы напряжения являются неотъемлемым компонентом. Они принимают входное напряжение и создают регулируемое выходное напряжение независимо от входного напряжения либо на фиксированном уровне напряжения, либо на регулируемом уровне напряжения (путем выбора правильных внешних компонентов).

Это автоматическое регулирование уровня выходного напряжения обрабатывается различными методами обратной связи, некоторые из которых так же просты, как стабилитрон, в то время как другие включают сложные топологии обратной связи, которые могут улучшить производительность, надежность, эффективность и добавить другие функции, такие как повышение выходного напряжения выше входного напряжения для регулятор напряжения

Типы регуляторов напряжения

Существует несколько типов регуляторов напряжения, которые варьируются от очень доступных до очень эффективных. Наиболее доступным и часто самым простым типом регулятора напряжения являются линейные регуляторы напряжения.

Линейные регуляторы бывают нескольких типов, очень компактны и часто используются в системах с низким напряжением и низкой мощностью.

Импульсные регуляторы намного эффективнее линейных регуляторов напряжения, но с ними сложнее работать и они более дороги.

Линейные регуляторы

Одним из основных способов регулирования напряжения и обеспечения стабильного напряжения для электроники является использование стандартного 3-контактного линейного стабилизатора напряжения, такого как LM7805, который обеспечивает выходной сигнал 5 Вольт на 1 А при входном напряжении до 36 В ( в зависимости от модели).

Линейные регуляторы работают, регулируя эффективное последовательное сопротивление регулятора на основе напряжения обратной связи, по существу превращаясь в схему делителя напряжения. Это позволяет регулятору выдавать эффективное постоянное напряжение независимо от того, какая нагрузка на него возложена, вплоть до его текущей емкости.

Одним из существенных недостатков линейных регуляторов напряжения является большое минимальное падение напряжения на регуляторе напряжения, которое составляет 2,0 В на стандартном линейном стабилизаторе напряжения LM7805. Это означает, что для получения стабильного 5-вольтного выхода требуется как минимум 7-вольтный вход. Это падение напряжения играет большую роль в мощности, рассеиваемой линейным регулятором, который должен рассеивать не менее 2 Вт, если он выдает нагрузку 1 А (время падения напряжения 2 В 1 А).

Рассеиваемая мощность ухудшается, чем больше разница между входным и выходным напряжением. Так, например, в то время как 7-вольтовый источник, регулируемый на 5 вольт, подающий 1 ампер, будет рассеивать 2 Вт через линейный регулятор, 10-вольтный источник, отрегулированный на 5 вольт, подающий тот же самый ток, будет рассеивать 5 ватт, делая регулятор только 50 % эффективный.

Импульсные регуляторы

Линейные регуляторы являются отличным решением для маломощных и недорогих приложений, где разница напряжений между входом и выходом невелика и не требует большой мощности. Самым большим недостатком линейных регуляторов является то, что они очень неэффективны, и именно здесь включаются переключающие регуляторы.

Когда требуется высокая эффективность или ожидается широкий диапазон входного напряжения, включая входные напряжения ниже желаемого выходного напряжения, переключающий регулятор становится наилучшим вариантом. Импульсные регуляторы напряжения имеют КПД 85% или выше по сравнению с линейными регуляторами напряжения, которые часто ниже 50%.

Импульсные регуляторы обычно требуют дополнительных компонентов по сравнению с линейными регуляторами, и значения компонентов оказывают гораздо большее влияние на общую производительность импульсных регуляторов, чем линейные регуляторы.

Существует также более сложная задача при эффективном использовании регуляторов переключения без ущерба для производительности или поведения остальной части цепи из-за электронного шума, который может генерировать регулятор.

Стабилитроны

Одним из самых простых способов регулирования напряжения является стабилитрон. В то время как линейный регулятор является довольно базовым компонентом с несколькими дополнительными компонентами, необходимыми для работы, и очень малой сложностью конструкции, стабилитрон может обеспечить адекватное регулирование напряжения в некоторых случаях только одним компонентом.

Поскольку стабилитрон шунтирует все дополнительное напряжение, превышающее пороговое значение пробивного напряжения, на землю, его можно использовать в качестве очень простого регулятора напряжения с выходным напряжением, протянутым через выводы стабилитрона.

К сожалению, стабилитроны часто очень ограничены в своей способности управлять мощностью, что ограничивает возможности их использования в качестве регуляторов напряжения только для приложений с очень низким энергопотреблением. При использовании стабилитронов таким способом лучше всего ограничить доступную мощность, которая может протекать через стабилитрон, путем стратегического выбора резистора правильного размера.

Реле-регулятор напряжения генератора: проверка неисправностей современных и устаревших моделей

Ремонт

В случае проблем с аккумулятором необходимо проверить регулятор напряжения генератора. В частности, аккумулятор недостаточно заряжен или перезаряжен. Если возникает эта неисправность, самое время проверить реле регулятора напряжения генератора.

Реле должно отключаться при напряжении 14,2-14,5 В.

Задача этого простого устройства — регулировать величину электрического тока, который подается от генератора к батарее. В случае выхода из строя батарея будет недозаряжена или перезаряжена, что также опасно, так как значительно сокращает срок службы батареи.

Согласитесь, такая перспектива не очень хороша для одной маленькой детали. Именно поэтому так важно проверить техническое состояние регулятора напряжения (его еще можно назвать таблеткой или планкой). Однако, чтобы правильно проверить регулятор напряжения, нужно знать его тип и некоторые важные характеристики.

Типы регуляторов напряжения

После понимания того, какие типы этих устройств, каковы их характеристики и свойства, придет полное понимание процедур контроля. Так же ответит на то, какая схема, как и чем проверить регулятор напряжения генератора.Регуляторы бывают двух типов:

В первом случае дело в том, что корпус регулятора подключается к щеточному узлу непосредственно в корпусе генератора. Во втором случае регулятор — это отдельное устройство, которое находится на кузове автомобиля, в моторном отсеке и ведет от генератора к нему, а от него ведет к аккумулятору.

Особенность регуляторов в том, что их корпуса несъемные. Как правило, их закрывают герметиком или специальной смолой. И ремонтировать их нет смысла, потому что устройство не дорогое. Поэтому основная проблема с этим ключом — проверка реле регулятора напряжения генератора. Независимо от типа регулятора знаки напряжения будут одинаковыми.

Признаки неисправности

Так что в случае низкого напряжения аккумулятор просто не будет заряжаться.

Это значит, что с утра машина не сможет завестись, может даже не загореться свет на приборной панели, или возникнут проблемы во время движения.

Например, приглушенный свет ночью, нестабильная работа электросистемы (проблемы с электроприборами — дворниками, отоплением, магнитолой и т.д.)

Высокое напряжение может вызвать падение уровня электролита в элементах батареи или его кипение. Это может вызвать появление белого налета на аккумуляторе. Если аккумулятор слишком заряжен, он может вести себя некорректно.

Признаки, неисправности и ремонт генератора и регулятора напряжения

Кроме того, можно также обратить внимание на следующие признаки выхода из строя регулятора напряжения (в некоторых случаях некоторые из них могут присутствовать, а могут и не присутствовать, все зависит от конкретной ситуации):

• после включения зажигания контрольная лампа на панели приборов не загорается (однако может указывать на другие неисправности, например, перегорела лампа, отвалился контакт и т. д .;)
• лампочка управления аккумулятором на панели приборов не гаснет после запуска, а это значит, что есть явные проблемы с зарядкой аккумулятора;
• яркость фар становится зависимой от оборотов двигателя (это можно проверить где-нибудь в уединенном месте, поставив машину у стены и разогнавшись — если яркость меняется, вероятно, неисправен регулятор напряжения)
• машина не заводится нормально с первого раза;
• аккумулятор постоянно разряжается;
• индикаторы на панели приборов выключаются при превышении оборотов двигателя 2000 об / мин;
• снижаются динамические характеристики машины, особенно это заметно на высоких оборотах двигателя;
• в некоторых случаях аккумулятор может выкипеть.

Причины отказа реле-регулятора

Причинами выхода из строя регулятора напряжения могут быть:

• короткое замыкание в цепи, в том числе межвитковое замыкание в обмотке возбуждения;
• Выход из строя выпрямительного моста (выход из строя диодов);
• переполюсовка или неправильное подключение к клеммам АКБ;попадание влаги внутрь регулятора и / или корпуса генератора (например, после мытья автомобиля или езды под сильным дождем);
• механическое повреждение устройства;
• естественный износ устройства, в том числе щеток;
• невысокое качество устройства, непосредственно проверенное.
• Есть несколько простых способов проверить регулятор вне зависимости от того, съемный узел или нет.

Самый простой способ проверить инвертор — измерить напряжение мультиметром. на клеммах аккумулятора. Однако следует отметить, что приведенный ниже алгоритм не дает 100% вероятности отказа контроллера.

Простейший способ проверки регулятора напряжения генератора

Возможно сломан сам генератор. Однако преимущество этого метода в том, что он прост и не требует демонтажа устройства с автомобиля.

Итак, алгоритм проверки регулятора напряжения генератора с помощью мультиметра следующий:

Установите тестер в режиме измерения постоянного напряжения на предельное значение около 20 В (это зависит от конкретной модели, самое главное, чтобы значения до 20 В были как можно точнее).

• Запустить двигатель.
• Измерьте напряжение на выводах аккумуляторной батареи на холостом ходу (1000 … 1500 об / мин). При исправном АРН и генераторе это значение должно находиться в диапазоне 13,2 … 14 В.
• Увеличьте скорость до значения 2000 … 2500 об / мин. При нормальных условиях работы схемы соответствующее напряжение возрастет до 13,6 … 14,2В.
• При увеличении скорости вращения до 3500 об / мин и выше напряжение не должно превышать 14,5 В.
• Если при проверке напряжения значительно отличаются от приведенных, возможно, в автомате поврежден регулятор напряжения. Помните, что напряжение не должно опускаться ниже 12 В и не должно превышать 14,5 В.

Как упоминалось выше, регулятор может быть отделен от генератора переменного тока или объединен с ним. Сегодня практически все иномарки и большинство современных отечественных автомобилей оснащены многофункциональными реле. Это связано со спецификой их работы и экономией места.

Проверка совмещенного реле-регулятора

Проверка регулятора напряжения ВАЗ 2110

Для проведения соответствующих проверок необходимо собрать схему, показанную на рисунке.

Зарядное устройство или блок питания с регулируемой нагрузкой (важно, чтобы с его помощью можно было регулировать напряжение в цепи), лампочка на 12 В (например, от указателя поворота или фары, мощность 3 …

4 Вт), мультиметр, сам регулятор напряжения (может быть от Bosch, Valeo или другого генератора). Желательно, чтобы провода, используемые для переключения, были «зажимами-крокодилами».

Проверка регулятора напряжения в генераторе 37.3701: 1 — аккумулятор; 2 — вывод «масса» регулятора напряжения; 3 — регулятор напряжения; 4 — клемма регулятора «W»; 5 — клемма регулятора «В»; 6 — контрольная лампа; 7 — вывод «В» регулятора напряжения.