Разное

Регулятор напряжения трехуровневый схема: схема подключения, как проверить, признаки неисправности

Содержание

схема подключения, как проверить, признаки неисправности

Трехуровневый регулятор напряжения (РН) представляет собой один из основных составляющих элементов генераторного устройства. Как известно, выход из строя генератора может привести к неработоспособности автомобиля в целом, поэтому состояние всех его деталей и механизмов всегда должно быть рабочим. Подробнее о регуляторе, его разновидностях, а также диагностике вы можете узнать из этого материала.

Характеристика регулятора напряжения

Что такое регулятор постоянного тока, какую роль он играет в автомобильном генераторе, какое напряжение должен выдавать генератор? Можно ли поднять и увеличить количество выдаваемого параметра с помощью простейшего трехуровневого устройства? Для начала давайте разберем, какова конструкция элемента и в чем заключается его предназначение.

Назначение

Итак, для чего применяется электронный регулятор напряжения генератора автомобиля? При запуске силового агрегата, как известно, в первую очередь начинает вращаться коленчатый вал, это происходит в результате воздействия на него постоянного тока. Ток в амперах осуществляет начало движения роторного механизма, после чего начинает функционировать генераторный узел. Регулятор постоянного напряжения используется для контроля всех процессов.

Если напряжение будет не высоким, а из-за выхода из строя регулятора напряжения генератора мощность механизма будет отсутствовать, узел запустить не получится. При отсутствии мощности генератора ток в амперах просто не будет подаваться на оборудование. Простой регулятор напряжения дает возможность удерживать ток в амперах в указанном диапазоне, это его основное предназначение.

Конструкция

Теперь разберем вопрос устройства: любой повышающий РН, даже простой и самодельный, будет состоять из:

  1. Выпрямительного блока. Этот элемент включает в себя несколько диодных компонентов, обычно их количество равно шести. Все компоненты этого блока подключаются между собой по специальному мосту.
  2. Роторный механизм с обмоткой. Это устройство осуществляет вращение вокруг оси, его предназначение заключается в образовании магнитного поля внутри узла.
  3. Статорный механизм. На корпусе данного устройства расположены три обмотки, подключенные друг к другу. Благодаря этим обмоткам обеспечивается не только обеспечение более повышенного заряда, а также увеличения мощности для автомобильного аккумулятора. Они также позволяют обеспечить током всю электросеть транспортного средства.
  4. Крыльчатки. Данный элемент устанавливается на внешней части механизма. Крыльчатка используется для обдува и охлаждения обмотки, без нее возможен перегрев последней.
  5. Корпусная крышка. Ее назначение заключается в скрытии все составляющих конструктивных частей узла, благодаря чем у обеспечивается надежная защита устройства от воздействия грязи и пыли. В зависимости от модели, крышка может иметь специальный кожух — если конструкция подразумевает его наличие, то регуляторный элемент будет расположен сразу за ним.
  6. И само реле. Если генератор выдает большое напряжение, не свойственное для бортовой сети, или слишком низкое, то реле позволит стабилизировать этот параметр до нужного уровня. Стабилизатор должен обеспечить именно оптимальное напряжение, не повышенное и не пониженное (автор видео — Виталий Галанкин).

Принцип работы

В том случае, если вы решите подключить обмотку без регуляторного устройства к источнику питания, то значение постоянного тока после подсоединения, разумеется, будет повышенным. С помощью данного устройства осуществляется выравнивание значения, что позволяет предотвратить поломку оборудования. Регуляторное устройство асинхронного генераторного узла — это, фактически, выключатель. Если напряжение на зажимах генератора не соответствует норме, механизм осуществляет регулировку параметра до нужного значения.

Перед тем, как повысить напряжение генератора, необходимо точно узнать, сколько должен быть параметр на конкретном устройстве. В идеале значение должно варьироваться в районе 14-14.2 вольт, но допускается от 13.6 вольт. Здесь многое зависит от модели автомобиля и самого генераторного узла, установленного на нем. Поэтому точно узнать, сколько вольт должно быть, нужно в технической документации.

Следует отметить, что выработка параметра производится по принципу — когда вращается роторный узел, на обмотку поступает невысокое напряжение, а в ходе вращения на выводах механизма образуется переменный ток. Впоследствии он передается на обмотку. Если вы не знаете, как повысить напряжение генератора, то в первую очередь следует проверить качество натяжки самого ремня. Как правило, о необходимости увеличивать и повышать значение напряжения автовладельца задумываются в том случае, если ремешок устройства ослаб, хотя его нужно просто подтянуть (автор видео — канал T-Strannik).

Разновидности

Схема подключения РН практически идентична на всех видах генераторных узлов, однако существуют определенные разновидности девайсов.

Какие виды РН можно найти в продаже:

  1. Двухуровневые РН. Такие регуляторы на сегодняшний день считаются устаревшими, в большинстве своем они используются на отечественных авто. Конструктивно такой РН состоит из электромагнитного элемента, подключаемого к контроллеру обмотки. Также устройство оснащается пружинами, которые используются как задающие элементы, и подвижным рычагом, использующимся для стабилизации.
    Двухуровневые РН обычно небольшие по размерам. Существенным минусом девайсов такого типа считается невысокий срок службы, в результате чего они довольно быстро выходят из строя.
  2. Полупроводниковые РН на 40 ампер. В отличие от вышеописанных, такие РН обладают более высоким сроком службы, а это, в свою очередь, обеспечивает их более стабильную работу на протяжении всего ресурса эксплуатации.
  3. Трехуровневные РН. Такие девайсы по конструктивным особенностям схожи с вышеописанными. Единственно и важно отличие заключается в наличии в конструкции добавочного сопротивления.
  4. Многоуровневые РН. Как можно понять из названия, такие РН имеют много уровней защиты благодаря тому, что в их конструкции может быть 3-5 добавочных сопротивлений. В результате этого многие специалисты считают, что такое РН более эффективны и надежные, чем другие виды.

Фотогалерея «Самые распространенные виды РН»

1. Двухуровневый РН для автомобиля ГАЗ 2. Трехуровневый РН фирмы «Совет автоэлектрика»

Проведение диагностики РН своими руками

Теперь расскажем о том, как проверить трехуровневый регулятор напряжения своими руками. Процедура проверки регулятора может быть произведена как на СТО, так и в гаражных условиях, мы же рассмотрим второй вариант. Проверка регулятора напряжения на 40 ампер или меньше должна выполняться с помощью тестера — вольтметра либо мультиметра. Также следует учитывать, что выявление неисправностей в работе РН должно производиться исключительно при полностью заряженной АКБ.

Итак, как проверить регулятор напряжения генератора с помощью тестера:

  1. В первую очередь нужно открыть капот и повернуть ключ в замке, включив зажигание.
  2. Далее, производится запуск силового агрегата. Двигатель должен поработать вхолостую какое-то время, для получения более точных данных диагностики рекомендуется включить оптику. Число оборотов при работе двигателя должно составлять в районе 2.5-3 тысяч. Чтобы ДВС перешел в такой режим работы, обычно требуется подождать примерно 10 минут.
  3. Затем производится подключение щупов тестера к аккумуляторным выводам. Когда вы подключили тестер, на его дисплее должны высветиться показатели диагностики, в идеале они должны составлять примерно 14.1-14.3 вольта.

Если проверка показала другие значения, будь они более высокими или низкими, то нужно заняться ремонтом генераторного узла. Но как показывает практика, проблема обычно кроется именно в РН, поэтому вероятнее всего, его придется заменить. Перед тем, как приступить к диагностике, удостоверьтесь в том, что ремень нормально натянут. Во время диагностики не допускается замыкание контактов, так как это может стать причиной деформации и выхода из строя выпрямительного блока.

Видео «Подключение трехуровневого РН своими руками»

Подробная инструкция по подключению трехуровневого РН с описанием основных нюансов приведена в ролике ниже (автор — канал altevaa TV).

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Трехуровневый регулятор напряжения 67.3702 Уаз Хантер, установка

Когда стало окончательно ясно, что штатный регулятор напряжения К1216ЕН1 не вполне справляется со своими обязанностями и регулирует напряжение в бортовой сети Уаз Хантер не как это необходимо, а произвольно, только по одному ему известным алгоритмам, было принято решение заменить его на трехуровневый регулятор напряжения 67.3702-02 производства Энергомаш.

Трехуровневый регулятор напряжения 67.3702-02 от Энергомаш, особенности.

Регулятор напряжения Энергомаш 67.3702-02 предназначен для автоматического поддержания уровня заданного напряжения и позволяют обеспечить оптимальный режим заряда аккумуляторной батареи в зависимости от ее состояния и температуры окружающей среды. По сути он являются автоматическими, но с ручным управлением, когда пределы выходного напряжения вы устанавливаете сами.

Универсальным он не является, их вообще выпускается около десятка разных вариантов, каждый из которых подходит только для определенной модели или моделей генераторов, например именно 67.3702-02 предназначен для генераторов 3002.3771, 3202.3771, 3212.3771, 4302.3771, 94.3701, 9402.3701, 9422.3701 и их модификаций. В нашем случае он устанавливался на генератор «БАТЭ» 14В 90А 32121-3771000-01, он же 3212.3771-10, вместо регулятора напряжения К1216ЕН1.

Комплект поставки трехуровневого регулятора напряжения 67.3702-02 включает непосредственно сам интегральный регулятор, щеточный узел и соединительный провод упрятанный в гофру.

Работа трехуровневого регулятора напряжения 67.3702-02 от Энергомаш.

Алгоритм работы трехуровневого регулятора следующий — с помощью встроенного в его корпус трехпозиционного тумблера вы самостоятельно выбираете необходимый в данный момент времени уровень напряжения и включаете нужный вам режим. А именно :

1. Положение переключателя «MIN» — низкий уровень, в среднем соответствует напряжению в 13.6 Вольт, плюс минус. Применяется при высокой температуре окружающей среды, больше 20 градусов Цельсия, или при эксплуатации в особо тяжелых условиях, например движение в пробках, затяжные подъемы в горах и тому подобное.

2. Среднее положение переключателя — номинальный уровень, приблизительно соответствует напряжению в 14.2 Вольта, плюс минус. Применяется при температуре окружающей среды от 0 до 20 градусов Цельсия и по сути является оптимально-универсальным режимом для большинства обычных условий эксплуатации автомобиля.

3. Положение переключателя «MAX» — высокий уровень, приблизительно соответствует напряжению в 14.7 Вольта, плюс минус. Применяется при отрицательных температурах окружающей среды, а также для подзарядки разряженного аккумулятора.

Например, с утра, в мороз, удалось завести автомобиль только после нескольких попыток и соответственно разрядили и так подсевший после холодной ночи аккумулятор, значит переключаете трехуровневый регулятор в положение «MAX» и аккумулятор будет заряжен полностью намного быстрее чем в случае со штатным регулятором, хватит даже кратковременной поездки, как это обычно и бывает в городских условиях.

Причем не надо думать, что трехуровневый регулятор будет непременно и постоянно выдавать именно то выходное напряжение, которые вы выставили в ручную. Он автоматический и его интегральная схема так же как и штатный регулятор, изменяет напряжение в ту или иную сторону в зависимости от нагрузки, состояния и степени разряда аккумулятора, но только в заданных пользователем пределах.

Установка трехуровневого регулятора напряжения Энергомаш 67.3702-02 на генератор 3212.3771.

В случае с Уаз Хантер все очень просто, даже генератор снимать не надо. Общая последовательность такова :

1. Отсоединяем провод от клеммы «минус» аккумулятора.
2. Отсоединяем провода от выводов генератора.
3. Снимаем заднюю крышку, отжав защелки.
4. Выкручиваем два винта крепления и вынимаем щеточный узел с регулятором наряжения К1216ЕН1.
5. Устанавливаем щеточный узел трехуровневого регулятора напряжения 67.3702-02 в генератор и закрепляем его.
6. Производим сборку генератора в обратной последовательности.
7. Сам трехуровневый регулятор напряжения 67.3702-02 крепим в удобном нам месте, лучше в салоне Уаз, отверстием основания на свободную шпильку «массы», очищенную от грязи и ржавчины.

Возможная проблема после установки трехуровневого регулятора напряжения 67.3702-02 от Энергомаш.

Если после установки трехуровневого регулятора напряжения 67.3702-02 красная контрольная лампа разряда аккумуляторной батареи (на фото ниже она посередине) на левом блоке контрольных ламп Уаз Хантер не гаснет сразу после запуска двигателя, как это происходило обычно, до замены регулятора, а гаснет только после принудительного увеличения оборотов двигателя или перегазовки, то переживать не стоит. Ничего страшного не происходит и это вполне поправимо.

Дело в том, что на Уаз Хантер эта контрольная лампа является необходимым элементом цепи возбуждения генератора, и если она не гаснет после запуска двигателя, то это означает что генератору элементарно не хватает тока возбуждения. Как исправить возникшую проблему, написано в этой статье.

Похожие статьи:

принцип действия, устройство, схема и замена

Величина электрического напряжения, вырабатываемого автомобильным генератором, не постоянна и зависит от количества оборотов коленчатого вала. Для того чтобы ее стабилизировать, предназначен специальный регулятор. О нем мы и поговорим в этой статье на примере автомобиля ВАЗ-2110.

Для чего нужен регулятор напряжения

Регулятор служит для поддержания напряжения в сети машины в заданных пределах, независимо от скорости вращения вала генератора, нагрузки, а также температуры воздуха. Кроме того, он обеспечивает стабильную зарядку автомобильного аккумулятора.

Схема подключения и принцип работы

Регулятор напряжения на большинстве автомобилей подключен к бортовой сети по нижеприведенной схеме.

Принцип работы регулятора напряжения (РН) такой же, как и у реле. Иными словами, он размыкает и замыкает электрическую цепь. Именно поэтому устройство еще называют реле-регулятором. Оно срабатывает при изменении заданной величины напряжения, поступающего с генератора.

Первые регуляторы имели электромагнитную конструкцию. Это были самые настоящие реле. Современные устройства изготавливаются на основе полупроводников. Они отличаются небольшими габаритами, а кроме того, работают намного точнее и эффективнее. Некоторые из них даже оснащены специальными сигнализаторами, которые позволяют водителю контролировать их работоспособность.

Регулятор напряжения ВАЗ-2110

РН «десятки» также имеет полупроводниковую конструкцию. Он интегрирован в генератор, что позволяет поддерживать необходимое напряжение непосредственно на выходе устройства.

Стоковый регулятор «десятки» выпускается под каталожным номером 1702.3702. Он может быть также использован в генераторах всех моделей «Самар».

На новых модификациях ВАЗ-2110 регулятор напряжения может иметь маркировку 1702.3702-01. Это новое поколение реле, которые изготавливаются по технологии MOSFET, позволяющей существенно снижать потери мощности на выходе. Кроме этого, эти устройства отличаются повышенной надежностью и устойчивостью к перегреву.

Технические характеристики РН ВАЗ-2110

Реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ-2110 имеет следующие характеристики.

Напряжение регулирования с АКБ при температуре 25оС и нагрузке до 3А, В

14,4±2

Напряжение регулирования с АКБ при температуре 25оС и нагрузке более 3 А, В

14,4 ± 0,15

Диапазон рабочих температур, оС

-45…+100

Максимальная величина тока выходной цепи: стандарт/согласованная с производителем, А

5/8

Допустимое длительное воздействие высокого напряжения, В

18

Допустимое воздействие высокого напряжения длительностью до 5 мин., В

25

Признаки неисправности РН

В автомобилях ВАЗ-2110 регулятор напряжения ломается довольно редко, но если это случается, признаками его неисправности могут быть:

  • Выход из строя подсветки панели управления.
  • Превышение величины напряжения заряда АКБ.
  • Недостаточное напряжение заряда аккумулятора.

При поломке реле-регулятора напряжения ВАЗ-2110 возможно перегорание предохранителей, отвечающих за безопасность цепи питания панели приборов. Если лампы подсветки при включении зажигания не загорелись, существует вероятность того, что виновен в этом именно РН.

То же самое можно предположить, и когда стрелка вольтметра, показывающая уровень зарядки аккумулятора, отклоняется от своей привычной позиции, т. е. показывает больший или меньший вольтаж. Именно этот симптом чаще всего проявляется, когда реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ-2110 выходит из строя. И если во втором случае он может стать причиной только разряда АКБ, то в первом это грозит закипанием электролита и разрушением пластин аккумулятора.

Как проверить РН на ВАЗ-2110, не снимая его

Обнаружив хоть один из перечисленных признаков, не поленитесь проверить на вашем ВАЗ-2110 регулятор напряжения. Эта процедура не займет более 10 минут. Для этого потребуется вольтметр или мультиметр, включенный в его режиме, а также помощник. Порядок проверки следующий:

  1. Запускаем двигатель машины и прогреваем его до рабочей температуры.
  2. Не выключая мотор, присоединяем один щуп вольтметра к клемме «B+» генератора, а второй – к «массе» устройства.
  3. Просим помощника включить фары ближнего света и давить на педаль акселератора, удерживая обороты на уровне 2000-2500 тыс. об./мин.
  4. Замеряем напряжение прибором.

У ВАЗ-2110 регулятор напряжения должен выдавать 13,2-14,7 В. Это норма. Если показатели вольтметра отличаются от приведенных, диагностические мероприятия следует продолжить.

Проверка снятого регулятора напряжения

Чтобы убедиться, что вышел из строя именно РН, а не сам генератор, его следует проверить отдельно. Для этого его потребуется отсоединить от основного устройства. Порядок действий таков:

  1. Снимаем минусовую клемму с АКБ.
  2. Находим место крепления РН к генератору. Откручиваем 2 винта его крепления.
  3. Отсоединяем желтый провод, идущий от регулятора к генератору.
  4. Демонтируем РН.

Для диагностики устройства потребуется блок питания с возможностью регулировки выходного напряжения, лампочка (12 В) с патроном и пара проводов. Алгоритм проверки следующий:

  1. Собираем «контрольку» из лампы и проводов и подсоединяем ее к щеткам регулятора.
  2. Устанавливаем напряжение на блоке питания на уровне 12 В.
  3. К выводу «D+» регулятора подводим «плюс» от блока питания, а к его «массе» – «минус».
  4. Смотрим на лампу: она должна гореть.
  5. Увеличиваем напряжение на блоке питания до 15-16 В. При исправном регуляторе лампа должна погаснуть. Если этого не произошло – РН необходимо заменить.

Замена РН

Процесс замены регулятора напряжения особой сложностью не отличается. Все, что вам необходимо сделать, – это приобрести новое устройство, проверить его вышеописанным способом и установить на генератор, прикрутив двумя винтами. И не забудьте подключить желтый провод!

Трехуровневый регулятор напряжения ВАЗ-2110

А теперь вернемся немного назад. Обнаружив неисправность РН и решив его заменить, не спешите покупать стоковое устройство. Ему существует неплохая альтернатива – трехуровневый регулятор. Чем он отличается от обычного? Он позволяет регулировать величину напряжения на выходе в зависимости от температуры воздуха, тем самым оптимизируя нагрузку на аккумуляторную батарею.

Переключение режимов осуществляется тумблером в таких диапазонах:

  • 13,6 В (минимум) – для работы при температурах свыше +20оС;
  • 14,2 В (норма) – от 0оС до +20оС;
  • 14,7 В (максимум) – для работы при температурах ниже 0оС.

Трехуровневый регулятор напряжения ВАЗ-2110 состоит из двух частей: самого РН и щеткодержателя. Последний устанавливается непосредственно на генератор и связан с первым при помощи провода. Регулятор, оснащенный тумблером, крепится к кузову автомобиля в моторном отсеке в удобном месте. Установить РН можно самостоятельно, используя инструкцию, идущую с ним в комплекте.

80 — Трёхуровневый РН вместо встроенного

О реле-регуляторе (а правильнее говорить – о регуляторе напряжения) я писАл уже не один раз.
Первый раз, в этой теме я показывал, как менять ему щетки.
Второй раз, в этой теме, я показывал, как поднять ему выходное напряжение с помощью диода.
Ну а сейчас, в этой теме, я покажу, как его сломать. )))

Но сначала – не скажу чтобы краткий, но необходимый экскурс в мир бортовой сети автомобиля, чтобы вы поняли, для чего все это делалось.

Итак, генератор. Великий и ужасный. Без которого современное авто обойтись не может никак. Который обеспечивает электроэнергией все потребители, и который поддерживает в живом состоянии аккумуляторную батарею вашего авто.

Выходным напряжением генератора, как известно, управляет регулятор напряжения (в дальнейшем – РН). И от работы этого РН зависит величина и стабильность напряжения бортовой сети автомобиля.

Подавляющее большинство современных РН изготавливаются в одном блоке со щетками и устанавливаются внутри генератора. В автомобилях VAG, Мерседесах, Шкодах, Фордах, и многих других выпуска 80 … 2000 г., конструкция РН отработана чуть ли не до идеала. Вы и сами можете взглянуть на нее, сходив по приведенным выше ссылкам (если раньше не видели). Снимается и ставится такой РН в 10 секунд – для этого достаточно открутить/закрутить всего 2 винта.

Но как бы ни был он хорош с точки зрения простоты и практичности – его конструкция и место его установки имеет несколько очень серьезных недостатков.

Первый, и самый главный недостаток – этот РН питается от трех дополнительных диодов, расположенных внутри генератора.

Для наглядности привожу схему РН генератора Бош. Основная масса РН, изготавливаемых для авто указанных выше годов (а некоторых – и поныне), собрана по аналогичной схеме.


Красным крестиком на схеме указана цепь питания РН с допдиодов генератора. Об этом крестике еще будет упомянуто далее, а сейчас – продолжаем.

Итак, повторюсь, РН питается от трех дополнительных диодов. Напряжение на этих трех диодах является для него эталонным. РН следит за напряжением только на этих трех диодах. РН ничего не знает о напряжении на выходе «+В» генератора, к которому подключены все потребители в авто.

И в результате, при включении мощных потребителей тока (обогрев заднего стекла, фары, вентиляторы, компрессор, и т. д.), напряжение в бортовой сети начинает проседать.

Если бы вход РН был подключен к выходу «+В» генератора – он мгновенно среагировал бы на проседании напряжения, и восстановил бы его. Но РН про проседание напряжения не знает – ведь на допдиодах, к которым он подключен, проседания нет. И в результате, при большой нагрузке, напряжение бортовой сети падает неприлично сильно. У многих оно падает ниже 13 Вольт – и это отрицательно сказывается на аккумуляторе. И особенно – зимой.

Но об аккумуляторах мы еще поговорим позже. А сейчас – о втором недостатке встроенного в генератор РН.

Все схемы РН делаются с термокомпенсацией. Связано это с тем, что при повышении температуры электролита в АКБ, напряжение на ней должно быть снижено для исключения вскипания электролита. Графики зависимости допустимого зарядного напряжения на клеммах АКБ от температуры электролита есть в интернете, желающие могут их поискать. Мы же посмотрим на это с другой точки зрения:

Итак, РН является термокомпенсированным. Но вспомните, где стоит РН, и где стоит аккумулятор.
И спросите себя: а температуру чего же меряет РН?

— Правильно – раскаленного генератора, в котором он стоит!

А аккумулятор в это время стоит где-то там, далеко в уголке, да еще и закрытый крышкой у многих авто…
А у некоторых он стоит вообще в салоне под задним сиденьем…
А у некоторых он находится даже в багажнике…

А нагретый от генератора РН добросовестно снижает напряжение генератора, хотя электролит в АКБ в этот момент еще ледяной… РН снижает напряжение – и без того такое нужное, и уже просевшее при включенных мощных потребителях. И результатом такого недальновидного конструкторского решения становится хронический недозаряд аккумулятора.

А дальше мы имеем то, что имеем – аккумулятор недозаряжается. И мы ездим с полуразряженным аккумулятором – и он медленно, но верно дохнет от этого. (((

Но это летом – медленно. А зимой – очень даже быстро. И если у вас стоит аккумулятор кальциевый – вы выбросите его очень скоро. Достаточно одного глубокого разряда – и вы не вернете его к 100% емкости уже никогда. А основная масса современных аккумуляторов – как раз кальциевые…

Из всего этого можно сделать два основных вывода:

1. РН должен следить за напряжением непосредственно на клеммах АКБ (или хотя бы на клемме «+В» генератора.

2. РН должен иметь датчик температуры, устанавливаемый хотя бы на корпус АКБ, а если это невозможно или технически неоправданно – РН должен находиться ВНЕ генератора.
И лучше – рядом с АКБ.

О третьем пункте будет упомянуто позже. А сейчас – о решении, к которому пришел я:

Как вы помните, я уже переделывал свой РН, подняв ему напряжение. Этот метод имеет право на жизнь, так как он является самым простейшим методом. Но он имеет и отрицательную сторону – диод, добавляемый в цепь массы РН, схемотехнически включается последовательно с обмоткой возбуждения генератора. И из-за сопротивления этого диода снижается мощность, отдаваемая генератором в бортовую сеть. Особенно это сказывается на холостых оборотах двигателя, когда скорость вращения ротора генератора мала. Кроме того, напряжение начинает пульсировать – это хорошо заметно по лампам приборки.

Далее — мало того, что в схемах РН управлением обмотки возбуждения занимается обыкновенный биполярный транзистор, имеющий внушительное сопротивление перехода коллектор-эмиттер – так мы еще добавили в эту цепь еще и диод… А мы стоим на перекрестках с включенными фарами, печками, обогревателями сидений и стекол… И все это начинает питаться от АКБ, так как генератор обеспечить все это не в состоянии…

Выбрав время, я ради эксперимента вскрыл таблетку своего РН (у меня там оказалась схема на бескорпусных элементах), вычислил там управляющий транзистор, выкусил его и воткнул вместо него полевой транзистор (у полевых транзисторов сопротивление сток-исток на порядок меньше, чем у биполярных) — но большего сделать у меня не получилось.

А я надеялся убрать дебильную термокомпенсацию и скорректировать выходное напряжение РН внутри схемы, чтобы убрать установленный когда-то диод… Но не судьба – с бескорпусным монтажом сделать что-либо практически невозможно… (((

На этом мой экскурс заканчивается. Далее пойдет практическая часть.

Замечу только, что в продаже можно было найти РН с повышенным напряжением. Есть такие – на 14,5 Вольт. Но покупать новый РН и наступать на старые грабли (см. два вывода выше) мне не хотелось. Кроме того, напряжение в 14,5 Вольт меня не устраивало (далее будет сказано, почему).

И я совсем уже было собирался соорудить РН по собственным предпочтениям, когда в интернете наткнулся на вот такой выносной регулятор.

Это РН российской фирмы Энергомаш. Имеет встроенный переключатель, которым можно переключать напряжение на выходе генератора. Настроен на три порога: 14.2 Вольта, 14,9 Вольт и 15,2 Вольт. Проехавшись по нашим магазинам, наткнулся на почти такой РН и приобрел его. Почти – потому что в наличии был только РН в сборе со щеточным узлом на переднеприводные модели ВАЗов. И пороги у него были другие — 13,6 Вольт, 14,2 Вольта и 14,7 Вольта. Вот он –

Симпатичная продавщица, узнав, что я беру РН для иномарки, сказала, что если он не подойдет — назад они его не возьмут. )))

На что я ответил, что назад я его не принесу в любом случае.
Знала бы она, что я собираюсь с ним сделать… )))

Кроме того, я купил там же пару проводов с наконечниками под болт, разъем реле стартера ВАЗ (само реле у меня уже было) и выносной предохранитель. Для чего — будет рассказано далее.

Привожу фоты реле с разъемами и предохранителя —

Итак, первым делом, приехавши домой, я вскрыл купленный РН.

Глядите, что у него внутри –

РН внутри залит прозрачным герметиком. Я удалил этот герметик, снял с платы РН транзистор КТ829, и установил вместо него мощный полевик IRF3205, имеющий сопротивление перехода исток-сток всего-навсего 8 миллиОм (0,008 Ом). Замечу, что у лучших экземпляров КТ829 этот параметр имеет значение около 10 Ом, что, как вы сами понимаете, на три (!) порядка выше…

Зачем его туда ставит завод – до сих пор понять не могу…

Далее – сменил дохленький диод 1N4007, шунтирующий обмотку возбуждения, на 5-амперный SR506. Припаял к выводу истока транзистора провод с клеммой под болт и вывел его из корпуса РН к месту отверстия под его крепление. Эта операция связана с не понравившимся мне контактом алюминиевого фланца крепления (он же теплоотвод и вывод массы РН с общим проводником платы, к которому припаян вывод истока). Электроника, как известно – наука о контактах. Лишние заморочки в виде пропадания зарядки из-за хренового контакта мне совсем не нужны…

Затем подключил РН к регулируемому источнику питания и подбором пары резисторов выставил пороги как у первого описанного здесь регулятора (14,2; 14,9; 15,2 Вольт).

Термокомпенсацию убирать не стал, ибо ставить этот РН внутрь генератора, конечно же, не собирался. )))
Ну а потом залил плату парой слоев лака и вернул ее в корпус.

Ну а теперь начинается третья часть – самая для вас интересная.

Снимаем с генератора РН. На фото обозначена цоколевка его выводов.

Нам нужно полностью отрезать соединения щеток от таблетки РН.
Для этого сначала перепиливаем ножовкой по металлу выход РН на дальнюю щетку.

Затем перепиливаем соединение ближней щетки с выходом контакта, на который приходит питание с трех допдиодов. Дополнительно откусываем сам упор контакта, чтобы исключить подачу напряжения с допдиодов не только на щетку – но и на таблетку РН вообще. Двойная перестраховка, так сказать. )))

Если теперь вернуться назад, к схеме этого РН, тот самый красный крестик на схеме и указывает, откуда мы отрезаем плюсовой вход регулятора.

Массу РН трогать не нужно. Я не стал трогать и установленный когда-то диод – он так и остался там на память. )))

Затем отмеряем необходимую длину провода от места установки нового РН до генератора и отрезаем в этом месте ненужный нам щеточный узел нового РН.

После чего припаиваем провода к выводам щеток.

Ставим получившийся щеточный узел в генератор и притягиваем его кабель к одному из винтов крепления хомутиком.

Прокладываем кабель к месту установки РН, крепя его к проводке несколькими пластиковыми стяжками.

Затем устанавливаем сам РН. Я поставил его возле АКБ, на боковую стенку площадки.

Для этого мне пришлось сначала снять блок коммутатора зажигания с бобиной для облегчения работы с дрелью.

Примерившись, сверлим два отверстия и прикручиваем РН и реле стартера на их теперь постоянные места.

Подключаем провода щеточного узла к РН.

Сам РН подключаем по такой схеме – она объясняет, для чего ранее были приобретены в магазине реле стартера и выносной предохранитель —

Плюсовой вывод с АКБ подключаем к контакту 30 реле через предохранитель 7,5 — 10 Ампер. Контакт 87, который при срабатывании реле соединяется с контактом 30, подключаем с входом + регулятора. С этим входом, как видим, соединяется и одна из щеток.

Управляющий обмоткой реле плюс (86 на схеме) подключаем к плюсовому проводу бобины либо коммутатора зажигания – у меня он стоит рядышком. На этом проводе при включении замка зажигания появляется напряжение +12 Вольт – и оно включает реле.

Второй вывод обмотки реле заводим на массу – под болт крепления реле стартера.

Затем ставим на место блок коммутатора с бобиной и подключаем их разъемы.

Вот так оно и стоит у меня теперь.
Дополнительно привожу фото провода питания РН с предохранителем –

Провод я протянул в кембрик и провел под площадкой АКБ – там у меня идет жгут проводки.
К нему я и пристегнул новый провод.

Ну а теперь часть последняя – ради чего все это затевалось:

Напряжение на АКБ при первом положении переключателя РН (лето, жара) –

Напряжение на АКБ при среднем положении переключателя РН (весна-осень) —

Напряжение на АКБ при верхнем положении переключателя РН (зима) –

Как видим, установленные при налаживании РН пороги напряжений снизились примерно на полторы десятые Вольта. Это — следствие сопротивления провода с плюсовой клеммы АКБ, введенного в провод предохранителя и переходного сопротивления контактов реле стартера.

Я планировал чуть позже снять РН и откорректировать пороги чуть вверх (для этого там нужно подобрать всего один резистор) – да так и не собрался. Так и езжу уже четвёртый год. )))

Теперь самое главное – напряжение на АКБ не меняется ни на сотую при включении любых потребителей. Я специально включил все, что было можно – и напряжение осталось неизменным, причем проверялось это на холостых оборотах двигателя.

Во время произведения замеров включился вентилятор охлаждения – и я воочию узрел, как работает РН: напряжение на мгновение просело – и тут же вернулось к своему прежнему значению.

Вот мы и почти подошли к концу темы. Два пункта, о которых писАлось во второй части темы, у меня выполнены. РН подключен к АКБ, и установлен рядом с АКБ – что сделает температурную компенсацию РН более соответствующей эксплуатации.

Остался третий пункт, о котором я обещал сказать: правильный РН должен отключать обмотку возбуждения генератора при пуске двигателя. В этот момент она бесполезно ест нужные при запуске в мороз Амперы (на таких оборотах генератор напряжение выдать не может). Самые навороченные последние РН (и они имеются у Энергомаша) имеют такую функцию. Пока двигатель не раскрутится до 400 об/мин, эти РН не включают обмотку возбуждения генератора – и этим облегчают пуск двигателя. Но для реализации этой возможности нужно будет разобрать генератор и сделать вывод от одной из его фазных обмоток. Этот вывод подключается к измерительному входу РН, после чего и начинает работать эта функция.

В моем выносном РН этой функции нет – и это его единственный теперь на сегодняшний день недостаток. При желании я введу в него такую функцию – но пока такого желания у меня нет.

Зима была на носу, понимаете, а тут надо и гену снимать/разбирать/паять/собирать, и РН пойать… Не, не хотелось… Да и заводится оно у меня зимой с пол-пинка что зимой, что летом: отлаженный моновпрыск делает все сам, мне нужно всего выжать педаль сцепления и повернуть ключ в замке зажигания…

И в заключение – о порогах РН и об АКБ.

Кто-то скажет, что и нынешнее мое бортовое напряжение (а я оставил его на 14, 63 Вольт) слишком велико. Отнюдь нет.

Советую посетить сайты производителей АКБ и почитать их рекомендации для современных кальциевых АКБ. Коротко же скажу, что зарядка таких АКБ производится напряжением 16,2 (!) Вольта , иначе заряд они не возьмут. Я сам убедился в этом на собственном опыте на своем новом АКБ, когда поднимал ему плотность.

Особо интересующимся советую поинтересоваться бортовым напряжением современных авто – хотя бы ВАЗов-Калин, Грант, Ларгусов, и прочая. Там оно у них равно 14,75 Вольт при забортной температуре воздуха +25 градусов. Зимой на морозах оно поднимается до тех самых 15,2 Вольт, которые я и выставлял при настраивании своего РН на верхнем пороге.

Вот тАк вот. Как видим, старые авто не приспособлены под новые АКБ и гробят их из-за незнания этой подлянки их владельцами (а так же из-за замалчивания этой темы производителями АКБ).

Лишний повод сменить старый автомобиль на новый, как говорится. )))

Или усовершенствовать его самому. А что еще нам остается делать?

————————————-

Существенное примечание:

В заводском исполнении, возбуждение на РН приходит через лампочку зарядки в приборке, которая загорается при включении зажигания и гаснет после запуска двигателя.
Отключив РН от обмотки возбуждения генератора, мы тем самым разрываем минусовую цепь лампы и она функционировать перестаёт.

Кроме того, на эту лампу (а точнее — на вход возбуждения генератора) завязан и вход БК (или миничека) приборки, вход АВС (у кого она есть) и еще кое-что — перечислять здесь не буду.

Так вот, чтобы восстановить прежнее функционирование лампы зарядки приборки (и остальных устройств), цепь возбуждения придётся немного доработать.

Для этого достаточно добавить малогабаритное реле, замыкающее минусовую цепь лампы на массу и переключающее после запуска двигателя эту цепь на вход возбуждения генератора.
Реле это можно установить хотя бы и под капотом, разрезав в удобном месте идущий на ОВ генератора провод. Мне же показалось более выгодным поставить это реле прямо в приборку.
Вот схема для подключения этого реле —

Работает она таким образом: при включении зажигания нормально замкнутые контакты реле замыкают выход лампы на массу — и она загорается.
После запуска двигателя с выхода генератора (с тех самых трёх диодов, куда подключен провод с 13 пина на схеме), приходит напряжение заработавшего генератора — этим напряжением включается реле, и оно своими контактами переключает цепь лампы с массы на провод возбуждения — и далее всё работает так, как и было задумано когда-то фрицами. )))

Я немного усложнил схему, включив последовательно с обмоткой реле резистор, подобрав его сопротивление по надёжному срабатыванию реле, и включил в цепь обмотки диод — чисто для перестраховки, чтобы реле меньше грелось (оно у меня слаботочное).
Получилась такая схема —

Реле приклеил возле желтого разъёма приборки, на свободное место —

Как видно, резистор и диод я распаял прямо на выводах реле.

В приборке нужно дополнительно перерезать одну дорожку (её и будет коммутировать ведённое реле), и просверлить отверстие для подключения контакта и обмотки реле к общему проводу (массе) —

Вокруг просверленного отверстия зачищаем лак, облуживаем это место и подпаиваем массовый контакт схемы. Два других контакта впаиваем в уже имеющиеся отверстия на плате приборки — эти места видны на фото.

—————————

И последнее дополнение:

Поездив с пару/тройку лет, я все-таки выбрал время и реализовал третий пункт, о котором писАлось выше — пункт об отключении генератора при запуске двигателя.

Для этого я использовал работу датчика давления масла двигателя — он нормально замкнут при включении зажигания, и размыкается после запуска двигателя.
Именно этот датчик теперь и управляет моим установленным когда-то реле (раньше это реле включалось замком зажигания).

Схема управления реле собрана на полевом транзисторе —

ДДМ в этой схеме — датчик давления масла.

Работает эта схема таким образом: при включении зажигания затвор транзистора замкнут на массу через диод — и транзистор закрыт, реле обесточено.
После запуска двигателя ДДМ размыкается и на вход схемы приходит напряжение 12 Вольт с лампы давления масла, что в приборке.
Этим напряжением начинает заряжаться конденсатор, и когда напряжение на нём достигнет порога открывания транзистора — он открывается и включает реле.
Ну а реле своими контактами подключает РН к АКБ, как и было ранее… Причём, вся эта схема уместилась внутри этого самого реле…

С указанным транзюком и номиналами резистора и конденсатора, задержка включения составляет около 5 секунд после срабатывания датчика давления масла. Этого вполне достаточно, КМК.

По схеме: Стабилитрон КС156А и диод 1N4003 — защитные. Первый защищает затвор транзистора, второй — предохраняет переход исток-сток от самоиндукции обмотки реле при срабатывании.

Диод 1N4148 нужен для мгновенного разряда конденсатора при глушении двигателя. В принципе, он не обязателен, ибо при глушении движка питание с релюхи снимается замком зажигания. Но если после глушения движка тут же его завести, а конденсатор ещё конца не разряжен — реле включится быстрее.
Диод этот помогает и при ситуации, когда ДДМ срабатывает уже во время работы стартера — у меня как раз такая ситуация. Датчик срабатывает несколько раз из-за неравномерного вращения КВ при запуске — и каждый раз при выключении ДДМ конденсатор схемы разряжается на массу, сбрасывая задержку в начало — и так, пока не заведётся двигатель.

Задержку, если кому надо, можно увеличить (или уменьшить) путём увеличения (или, соответственно, уменьшения) сопротивления резистора или ёмкости конденсатора.
Приведенную выше схему я отлаживал на столе, а в релюху засунул другой полевик, 55N03 (взятый с дохлой материнской платы компьютера) из-за его меньших габаритов.
Для этого транзистора для задержки в 3 сек., ёмкость конденсатора пришлось увеличить до 15 мкФ, номиналы остальных деталей остались те же.

Конденсатор взял полимерный. Распаял его и стабилитрон прямо на выводах транзистора рядышком. Оно чудесно подошло по размеру. Резистор и диод уложил на них сверху… )))

Фото, ежели надо, выложу позже. И видео запуска/включения гены могу выложить так же.

Ну и всем, кто смог дочитать до конца эту эпопею — за усидчивость.
И — удачи всем!!!

PS: Фото разворачивается при клике по нему.

 

Схема подключения трехуровневого регулятора напряжения

Создано реле регулятор напряжения генератора для корректировки выдаваемого в бортовую сеть и на клеммы аккумулятора «вольтажа» в заданном диапазоне 13,8 – 14,5 В (реже до 14,8 В). Кроме того, регулятор корректирует напряжение на обмотке самовозбуждения генератора.

Назначение реле регулятора напряжения

Независимо от стажа и стиля вождения владелец авто не может обеспечить одинаковые обороты двигателя в разные моменты времени. То есть, коленвал ДВС, передающий крутящий момент генератору, вращается с разной скоростью. Соответственно, генератор вырабатывает разное напряжение, что крайне опасно для АКБ и прочих потребителей бортовой сети.

Поэтому замена реле регулятора генератора должна производится при недозаряде и перезаряде аккумулятора, горящей лампочке, мигании фар и прочих перебоях электроснабжения бортовой сети.

Взаимосвязь источников тока авто

В транспортном средстве находится минимум два источника электроэнергии:

  • аккумулятор – необходим в момент запуска ДВС и первичного возбуждения обмотки генератора, энергию не создает, а только расходует и накапливает в момент подзарядки
  • генератор – питает бортовую сеть на любых оборотах и подпитывает АКБ только на высоких оборотах

В бортовую сеть необходимо подключение обоих указанных источников для корректной работы двигателя и прочих потребителей электричества. При поломке генератора АКБ «протянет» максимум 2 часа, а без аккумулятора не заведется двигатель, приводящий в движение ротор генератора.

Существуют исключения – например, а счет остаточной намагниченности обмотки возбуждения штатный генератор ГАЗ-21 запускается самостоятельно при условии постоянной эксплуатации машины. Можно завести авто « с толкача», если в нем установлен генератор постоянного тока, с прибором переменного тока такой трюк невозможен.

Задачи регулятора напряжения

Из школьного курса физики каждый автолюбитель должен помнить принцип работы генератора:

  • при взаимном перемещении рамки и окружающего ее магнитного поля в ней возникает электродвижущая сила
  • электромагнитом генераторов постоянного тока служат статоры, ЭДС, соответственно возникает в якоре, ток снимается с коллекторных колец
  • в генераторе переменного тока намагничивается якорь, электроэнергия возникает в обмотках статора

Упрощенно можно представить, что на величину выходящего с генератора напряжения влияет значение магнитной силы и скорость вращения поля. Основная проблема генераторов постоянного тока – пригорание и залипание щеток при съеме с якоря токов большой величины – решена переходом на генераторы переменного тока. Ток возбуждения, подающийся на ротор для возбуждения магнитной индукции, на порядок ниже, снимать электроэнергию с неподвижного статора гораздо легче.

Однако вместо постоянно расположенных в пространстве клемм «–» и «+» производители авто получили постоянное изменение плюса и минуса. Подзарядка аккумулятора переменным током не возможна в принципе, поэтому диодным мостиком его предварительно выпрямляют.

Из этих нюансов плавно вытекают задачи, решаемые реле генератора:

  • подстройка тока в обмотке возбуждения
  • выдерживание диапазона 13,5 – 14,5 В в бортовой сети и на клеммах аккумулятора
  • отсечение питания обмотки возбуждения от АКБ при заглушенном двигателе

Поэтому называют регулятор напряжения еще и реле зарядки, а на панель выведена сигнальная лампа процесса подзарядки АКБ. В конструкцию генераторов переменного тока функция отсечения обратного тока заложена по умолчанию.

Разновидности реле регуляторов

Прежде, чем произвести самостоятельный ремонт устройства регулирования напряжения, необходимо учесть, что существует несколько типов регуляторов:

  • внешние – повышают ремонтопригодность генератора
  • встраиваемые – в пластину выпрямителя или щеточный узел
  • регулирующие по минусу – появляется дополнительный провод
  • регулирующие по плюсу – экономичная схема подключения
  • для генераторов переменного тока – нет функции ограничения напряжения на обмотку возбуждения, так как она заложена в самом генераторе
  • для генераторов постоянного тока – дополнительная опция отсечения АКБ при неработающем ДВС
  • двухуровневые – морально устарели, применяются редко, регулировка пружинами и небольшим рычагом
  • трехуровневые – дополнены специальной платой сравнивающего устройства и сигнализатором согласования
  • многоуровневые – в схеме имеются 3 – 5 добавочных резисторов и система слежения
  • транзисторные – в современных авто не используются
  • релейные – улучшенная обратная связь
  • релейно-транзисторные – универсальная схема
  • микропроцессорные – небольшие габариты, плавные регулировки нижнего/верхнего порога срабатывания
  • интегральные – встраиваются в щеткодержатели, поэтому заменяются после истирания щеток

Внимание: Без доработки схемы «плюсовой» и «минусовой» регулятор напряжения являются не взаимозаменяемыми приборами.

Реле генераторов постоянного тока

Таким образом, схема подключения регулятора напряжения при эксплуатации генератора постоянного тока сложнее. Поскольку в стояночном режиме авто, когда ДВС заглушен, необходимо отключить генератор от АКБ.

При диагностике проверка реле происходит на выполнение трех его функций:

  • отсечка аккумулятора во время стоянки машины
  • ограничение максимального тока на выходе генератора
  • регулировка напряжения для обмотки возбуждения

При любой неисправности требуется ремонт.

Реле генераторов переменного тока

В отличие от предыдущего случая диагностика своими руками регулятора генератора переменного тока немного проще. В конструкцию «автомобильной электростанции» уже заложена функция отсечки питания во время стоянки от АКБ. Остается проверить лишь напряжение на обмотке возбуждения и на выходе с генератора.

Если в машине стоит генератор тока переменного, его невозможно завести разгоном с горки. Так как остаточного намагничивания на возбуждающей обмотке здесь нет по умолчанию.

Встроенные и внешние регуляторы

Для автолюбителя важно знать, что измеряют и начинают регулировать напряжение реле в конкретном месте их установки. Поэтому встроенные модификации воздействуют непосредственно на генератор, а выносные «не знают» о его наличии в машине.

Например, если выносное реле подключено к катушке зажигания, его работа будет направлена на регулировку напряжения лишь на этом участке бортовой сети. Поэтому, прежде чем узнать, как проверить реле выносного типа, следует убедиться, что оно подключено правильно.

Управление по «+» и «–»

В принципе схемы управления по «минусу» и «плюсу» отличаются лишь схемой подключения:

  • при монтаже реле в разрыв «+» одна щетка подключается к «массе», другая к клемме регулятора
  • если же подключить реле в разрыв «–», то одну щетку нужно подключить к «плюсу», другую к регулятору

Однако в последнем случае появится еще один провод, поскольку реле напряжения является устройством активного типа. Для него необходимо индивидуальное питание, поэтому «+» нужно подвести отдельно.

Двухуровневые

На начальном этапе в машинах устанавливались механические двухуровневые регуляторы напряжения с простым принципом действия:

  • через реле проходит электрический ток
  • возникающее магнитное поле притягивает рычаг
  • сравнивающим устройством служит пружина с заданным усилием
  • при увеличении напряжения контакты размыкаются
  • на возбуждающую обмотку поступает меньший ток

Использовались механические двухуровневые реле в автомобилях ВАЗ 21099. Основным минусом являлась работа с повышенным износом механических элементов. Поэтому на смену этим приборам пришли электронные (бесконтактные) реле напряжения:

  • делитель напряжения собран из резисторов
  • стабилитрон является задающим устройством

Сложная схема соединения и недостаточно эффективный контроль напряжения привели к снижению спроса на эти приборы.

Трехуровневые

Однако двухуровневые регуляторы, в свою очередь, так же уступили позиции более совершенным трехуровневым и многоуровневым приборам:

  • напряжение выходит с генератора на специальную схему через делитель
  • информация обрабатывается, действительное напряжение сравнивается с минимальным и максимальным пороговым значением
  • сигнал рассогласования регулирует силу тока, поступающего на возбуждающую обмотку

Более совершенными считаются реле с частотной модуляцией – в них нет привычных сопротивлений, зато увеличена частота срабатывания ключа электронного. Управление осуществляется логическими схемами.

Принцип работы реле регулятора

Благодаря встроенным резисторам и специальным схемам реле получает возможность сравнивать величину вырабатываемого генератором напряжения. После чего, слишком высокое значение приводит к отключению реле, чтобы не перезарядить аккумулятор и не испортить электроприборы, подключенные в бортовую сеть.

Любые неисправности приводят именно к этим последствиям, приходит в неисправность батарея АКБ или резко увеличивается эксплуатационный бюджет.

Переключатель лето/зима

Вне зависимости от сезона и температуры воздуха работа генератора всегда стабильна. Как только его шкив начинает вращаться, электроток вырабатывается по умолчанию. Однако зимой внутренности аккумулятора замерзают, он восполняет заряд значительно хуже, чем летом.

Переключатели лето/зима находятся либо на корпусе регулятора напряжения, либо этим обозначением подписаны соответствующие разъемы, которые нужно найти и подсоединить к ним проводку в зависимости от сезона.

Ничего необычного в этом переключателе нет, это лишь грубые настройки реле регулятора, позволяющие повысить до 15 В напряжение на клеммах аккумулятора.

Подключение в бортовую сеть генератора

Если при замене генератора вы подключаете новый прибор самостоятельно, необходимо учесть нюансы:

  • вначале следует проверить целостность и надежность контакта провода от кузова машины к корпусу генератора
  • затем можно подсоединять клемму Б реле регулятора с «+» генератора
  • вместо «скруток», начинающих греться через 1 – 2 года эксплуатации, лучше использовать пайку проводов
  • заводской провод нужно заменить кабелем сечения 6 мм2 минимум, если вместо штатного генератора монтируется электроприбор, рассчитанный на ток больше 60 А
  • амперметр в цепи генератор/аккумулятор показывает, мощность какого источника электроснабжения в данный момент выше в бортовой сети

Амперметры – нужные приборы, с помощью которых можно определить заряд АКБ и работоспособность генератора. Без особых причин не рекомендуется убирать их из схемы.

Схемы подключения регулятора выносного

Монтируется выносное реле регулятора напряжения генератора только после выяснения, в разрыв какого провода оно должно быть подключено. Например:

  • на старых РАФ, Газелях и «Бычках» используются реле 13.3702 в полимерном или стальном корпусе с двумя контактами и двумя щетками, монтируются в «–» разрыв цепи, клеммы всегда промаркированы, «+» обычно берется с катушки зажигания (Б-ВК клемма), контакт Ш регулятора соединяется со свободной клеммой щеточного узла
  • в «жигулях» применяются реле регуляторы 121.3702 белого и черного цвета, существуют двойные модификации, в которых при выходе из строя одного прибора работа второго устройства продолжается простым переключением на него, монтируется в разрыв «+» клеммой 15 к выводу катушки зажигания Б-ВК, к щеточному узлу крепится проводом клемма 67

Встраиваемые реле-регуляторы автолюбители называют «шоколадками», маркированными Я112. Они монтируются в специальные щеткодержатели, прижимаются винтами и защищаются дополнительно крышкой.

На автомобилях ВАЗ реле обычно встроены в щеточный узел, полная маркировка Я212А11, подключаются к замку зажигания.
Если владелец меняет штатный генератор на старом отечественном ВАЗ на устройство переменного тока от иномарки или современной Лады, подключение производится по другой схеме:

  • вопрос крепления корпуса автолюбитель решает самостоятельно
  • аналогом клеммы «плюс» здесь служит контакт В или В+, его включают в бортовую сеть через амперметр
  • выносные реле регуляторы здесь обычно не используются, а встраиваемые уже интегрированы в щеточный узел, из них выходит единственный провод с маркировкой D либо D+, который подсоединяется к замку зажигания (к клемме катушки Б-ВК)

Для дизельных ДВС в генераторах может присутствовать клемма W, которая присоединяется к тахометру, ее игнорируют при установке на авто с бензиновым мотором.

Проверка подключения

После установки трехуровневого или иного реле-регулятора необходима проверка работоспособности:

  • двигатель заводится
  • напряжение в бортовой сети контролируется на разных оборотах

После установки генератора переменного тока и подключения его по вышеприведенной схеме владельца может ожидать «сюрприз»:

  • при включении ДВС запускается генератор, измеряется напряжение на средних, больших и малых оборотах
  • после выключения зажигания ключом …. двигатель продолжает работать

В этом случае заглушить ДВС можно либо сняв провод возбуждения, либо отпустив сцепление с одновременным нажатием тормоза. Все дело в наличии остаточной намагниченности и постоянном самовозбуждении обмотки генератора. Проблема решается установкой в разрыв возбуждающего провода лампочки:

  • она горит при незапущенном генераторе
  • гаснет после его запуска
  • проходящий через лампу ток недостаточен, чтобы возбудить обмотку генератора

Эта лампа автоматически становится индикатором наличия зарядки АКБ.

Диагностика реле регулятора

Определить поломки регулятора напряжения можно по признакам косвенным. Прежде всего, это некорректная зарядка АКБ:

  • перезаряд – выкипает электролит, раствор кислоты попадает на детали кузова
  • недозаряд – ДВС не запускается, лампы горят в пол накала

Однако предпочтительнее диагностика приборами – вольтметром или тестером. Любое отклонение от максимального значения напряжения 14,5 В (в некоторых авто бортовая сеть рассчитана на 14,8 В) на больших оборотах или минимального значения 12,8 В на малых оборотах становится причиной замены/ремонта реле регулятора.

Встроенного

Чаще всего регулятор напряжения интегрирован в щетки генератора, поэтому необходимо уровневое обследование этого узла:

  • после снятия защитной крышки и ослабления винтов щеточный узел извлекается наружу
  • при износе щеток (осталось меньше 5 мм их длины) замена должна производится в обязательном порядке
  • диагностика генератора мультиметром производится в комплекте с аккумулятором или зарядным устройством
  • «минусовой» провод от источника тока замыкается на соответствующую пластину регулятора
  • «плюсовой» провод от ЗУ или АКБ подключается к аналогичному разъему реле
  • тестер устанавливается в режим вольтметра 0 – 20 В, щупы накладываются на щетки
  • в диапазоне 12,8 – 14,5 В между щетками должно быть напряжение
  • при увеличении напряжения больше 14,5 В стрелка вольтметра должна быть на нуле

В данном случае вместо вольтметра можно использовать лампу, которая должна гореть в указанном интервале напряжения, гаснуть при увеличении этой характеристики больше этого значения.

Провод, управляющий тахометром (маркировка W только на реле для дизелей) прозванивается мультиметром в режиме тестера. На нем должно быть сопротивление около 10 Ом. При снижении этого значения провод «пробит», его следует заменить новым.

Выносного

Никаких отличий в диагностике для выносного реле не существует, зато его не нужно демонтировать из корпуса генератора. Проверить реле регулятор напряжения генератора можно при работающем двигателе, изменяя обороты с низких на средние, затем высокие. Одновременно с увеличением оборотов нужно включить дальний свет (как минимум), кондиционер, монитор и прочие потребители (как максимум).

Таким образом, при необходимости владелец транспортного средства может заменить штатное реле регулятор напряжения на более современную модификацию встраиваемого или выносного типа. Диагностика работоспособности доступна собственными силами при наличии обычной автомобильной лампы.

Сегодня на рынке автозапчастей можно найти порой незаменимые вещи. Ни для кого не секрет, что подключение дополнительных нагрузок в автомобиле (света фар, печки, обогрева зеркал и заднего стекла) при работе двигателя на малых оборотах приводит к разряду аккумуляторной батареи, поскольку штатный регулятор напряжения не способен обеспечить оптимальную подзарядку аккумулятора в таких условиях.

Эту проблему можно решить, установив трехуровневый регулятор напряжения. Благо автомобильная промышленность выпускает их в изобилии.

Для этого нам понадобится набор ключей, фигурная отвертка, плоскогубцы, нож и тестер. Но перед установкой нового регулятора не поленитесь прочитать инструкцию, идущую с ним в комплекте.

Итак, приступим к работе.
1. Снимаем клемму массы с аккумулятора во избежание короткого замыкания.
2. При помощи ключа откручиваем гайку на генераторе и снимаем провода.
3. Вынимаем клеммную колодку и демонтируем пластиковый кожух генератора. Он крепится на трех защелках.
4. Снимаем регулятор напряжения. Он крепится на двух болтах.
5. Для улучшения контакта с диодным мостом нужно доработать напильником или наждачной бумагой торцы дистанционной втулки

6. Устанавливаем щеткодержатель нового регулятора напряжения на генератор. Не будет лишним также уплотнить отверстие для входа проводов резиновой втулкой или силиконовым герметиком.

7. Устанавливаем назад пластиковый кожух генератора, можно немного доработать…

8. Прикручиваем новый регулятор напряжения к корпусу автомобиля. ВАЖНО. Нужно обязательно добиться надежного контакта регулятора с массой. Для этого возможное место крепления регулятора нужно очистить от краски или установить шунт к корпусу генератора.

9. Подсоединяем остальные провода. Всю проводку необходимо связать в жгут при помощи пластиковых хомутов. Она не должны касаться высоковольтных проводов и коллектора отработанных газов.

10. Запускаем двигатель и проверяем работу нового регулятора напряжения. При помощи тестера нужно замерять напряжение на выходе с регулятора. При минимальной нагрузке оно должно составлять порядка 13,4 В.

При средней нагрузке – 14,1 В

и при высокой – 14,5 В.

Между прочим, из старого регулятора напряжения легко можно сделать выносной регулятор, который реагирует на температуру под капотом, а не генератора. Сначала для этого нужно удалить «лишние детали». Припаиваем к ножкам регулятора провода, продеваем их через отверстие для одной из щеток и соединяем со щеткодержателем.

Всем привет. Многие драйвовчане себе ставят трёхуровневый регулятор напряжения вот и я себе решил прикупить. Вещь очень полезная, особенно в морозы или когда аккумулятор начинает умирать. На природе когда гоняешь музыку, то тоже полезная штука. Или например кто редко и ненадолго выезжает, и машина стоит на сигнализации, тоже способ как следует подзарядить.

Моему аккумулятору уже 3 года, стоит с завода, тем не менее проблем с ним незнаю. Ниразу его не заряжал и ниразу он меня пока не подводил. Но например в ливень когда много всего включено напряжение проседает и ехать в пробке некомфортно. Но всё равно решил купить этот девайс, вполне может оказаться полезной в нужное время.

Покупал его на сайте www.12v.ru. Генератор у меня стоит белорусский «БАТЭ» индекс 3202.372.

Перед тем как что-то начать делать скидываем минус с аккумулятора. Я же зная это – скинуть забыл, полез откручивать и что-то коротнуло. К счастью обошлось без каких-либо последствий.

Для начала отгибаем резиновый защитный чехол откручиваем гайку и снимаем клеммы В+. Также отсоединяем колодку D.

Трёхуровневый регулятор напряжения. Включены обогрев зеркал и заднего стекла, ближний свет, вентилятор в 3-м положении.
Минимальное положение – 13.0 v;
Среднее положение — 13.4 v;
Максимальное положение – 13.7 v.

К сожалению нет электронного «напряжометра», поэтому смотрел по приборной панели. А вот бортовой компьютер почемуто напряжение показывает выше на 0.5 v.

Результат на лицо, я доволен. А вот что я заметил. При работе на холостом ходу моргают все лампочки. Причём с набором оборотом моргать перестают.

В чём дело? Что я мог сделать не так? Или неисправен регулятор? Хотя напрягу выдаёт как положено. Стал думать в чём дело. Собрал вроде всё как положено, ничего сложного там нет. Может когда коротнуло диодный мост дубу дал? В итоге логически пришёл к наиболее вероятному выводу, это хреновая масса, на которую посадил тумблер. Открутил его и посадил на минус аккумулятора.

Price tag: 260 ₽ Mileage: 30000 km

FakeHeader

Comments 33

Несколько лет назад разработал схему РР с термодатчиком, тоже самое что и трёхуровневый, только напряжение меняет в зависимости от температуры автоматически.

Когда создавал свой реле регулятор цель была создать надёжный реле регулятор, который облегчит зимний пуск двигателя, т.к. в мороз приходилось снимать аккумулятор и греть-подзаряжать дома, что было не удобно. Когда сделал, поставил проблема с запуском двигателя в мороз исчезла. более того проявились другие полезные качества. Как то увеличение срока службы аккумулятора. Двигатель стал заводиться с аккумуляторами, которые раньше его не заводили(меньшей ёмкости или старыми-убитыми). более стабильное напряжение.

вот видео как работает,



кто заинтересовался, может у меня заказать.
vk.com/id6807678

Пипец мосту пришел от него(((

Красава дружище))себе поставил и тоже заметил такую шляпу.все мерцает, сегодня переделаю +100500 тебе:)

Какраз регулятор сломался. Спасибо буду ставить)

Кстати, удобнее провод выводить через большое отверствие, которое выглядит как круг с прямоугольником. Оно вроде как под W. У нас вывода для этого W нет. На сколько я понимаю схему геннадия, это одна из обмоток генератора (фаза). Это отверствие с правой стороны крышки (если считать что B+ и D c левой) и по вертикали находится между отверствиями под B+ и D.

Понятно. А почему на драйв свою машину не выложишь?

Потому что не люблю фотографировать и фотографироваться. У меня даже фотика нормального нет. Можно взять конечно, но надо еще и помыться, найти место, и ракурс подобрать, фото обработать — заниматься тем чем не люблю. Да и время жалко именно на это. Я лучше с дочей повожусь, или машинкой замусь, или за компом посижу ;-), или посплю =) Да и подому что-то надо делать 😉
Да и не люблю фотоотчеты делать (причина выше — не люблю фоторграфировать).

Молодец, хороший выбор 🙂

Сгорел у меня один такой в августе 🙁 Кстати, нехороший человек, тоже моргал свет. Стоял с начала 2010года.
Купил такой-же, но для 10го семейства. Там токосъемник другой. Но мне не бяда, у меня же есть токосъемник 😉
Поставил туда же — на верхний болт крепления правой блок-фары (не нижний как на фото). Все заработало как и прежде, правда моргания нет совсем 😉

А вообще я моргание связывал с тем, что допускал использование в регуляторе схемы ШИМ (широтноимульсного усиления напряжения). Какая там реально схема не знаю. Почему подозревал?
1. Потому что при использовании ШИМ у постоянного напряжения появляется скважность. Т.е. ток идет прямоугольными импульсами, заданной разработчиком схемы, частоты (скорее всего есть определенные рекомендации выбора этой частоты)
2. Сейчас не моргает. Вот и думаю, а ШИМ ли там применяется? 😉

ЗЫ, господа УСТАНОВИВШИЕ, данное Полезное устройство. СЛЕДИТЕ за напряжением бортовой сети! Я этой весной пожег Osram Night Breaker’ы напряжением не менее 16В ((. Хорошо хоть АКБ живая осталась.
ЗЫЫ, полезнее этого регулятора только (по убывающей)
1) ТОРН Адамчука (термооптимизированный регулятор напряжения, супер навороченный)
2) регулятор напряжения от Шеви. Он сам нормально следит за правильным напряжением в бортовой сети. Стоит копейки, по сравнению со ТОРНом, и даже дешевле трехуровника. НО, Внимание, его надо ставить у автэлектрика, если не разбираетесь в геннадие. И ставить так, чтобы, при выходе его из строя, было легко поменять на него же или родной (вдруг в пути, «далеком кишлаке», не будет регулятора от Шеви).

Добавлю сразу, если истерлись щетки, меняйте просто щетки на токосъемнике 😉 Их отдельно в продаже нету. Можно купить дешевый регулятор с такими же щетками, либо выпросить парочку сгоревших регуляторов у автоэлектрика. Только чтобы щетки были нормальной длины, т.е. чтобы торчали не менее 2/3 от новых. Вы же не хотите часто лазить в генадие и паять щетки 🙂

Регулятор напряжения генератора — схема, проверка

Электрооборудование любого автомобиля включает в себя генератор — устройство, преобразующее механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую. Вместе с регулятором напряжения он называется генераторной установкой.

На современные автомобили устанавливаются генераторы переменного тока. Они в наибольшей степени отвечают предъявляемым требованиям.

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции — защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать в бортовую сеть цепь обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.

В настоящее время все генераторные установки оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, как правило, встроенными внутрь генератора. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут быть различны, но принцип работы у всех регуляторов одинаков.

Напряжение генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки — тем меньше это напряжение.

Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет воздействия на ток возбуждения. Конечно можно изменять ток в цепи возбуждения введением в эту цепь дополнительного резистора, как это делалось в прежних вибрационных регуляторах напряжения, но этот способ связан с потерей мощности в этом резисторе и в электронных регуляторах не применяется.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети, при этом меняется относительная продолжительность времени включения обмотки возбуждения. Если для стабилизации напряжения требуется уменьшить силу тока возбуждения, время включения обмотки возбуждения уменьшается, если нужно увеличить — увеличивается.

Прежде чем проверить регулятор напряжения генератора, нужно убедиться, что проблема кроется именно в нём, а не в других элементах генератора (слабо натянут ремень, окислилась масса и т.д.), для этого нужно проверить сам генератор (Как проверить генератор?). После этого вам нужно снять регулятор напряжения. Процесс демонтажа регулятора описан в статье «как снять регулятор напряжения?».

В двух словах скажу, что сначала нужно снять минусовую клемму, снять все провода с генератора, снять пластиковый кожух с генератора, затем открутить и вынуть регулятор напряжения в сборе вместе с щётками.

Давайте перейдём непосредственно к проверке регулятора напряжения. Проверять регулятор напряжения нужно обязательно в сборе с щёткодержателями – т.к. в случае обрыва цепи щёток и регулятора напряжения, мы сразу это заметим. Перед проверкой, обратите внимание на состояние щёток: если они обломаны или их длина короче 5мм, неподвижны и не пружинят, – то их нужно заменить.

Для проверки нам понадобится:

  • провода;
  • аккумулятор автомобильный;
  • лампочка на 12в 1-3Вт;
  • две обычные пальчиковые батарейки.

Чтобы проверить регулятор напряжения, нам нужно будет построить две схемы: К щёткам подключаем лампочку, К выводам Б и В подключаем «+» от аккумулятора, «-» аккумулятора закрепляем на массу регулятора. Делаем ту же схему, но добавляем последовательно две пальчиковые батарейки. Вывод из всего вышесказанного таков.

Исправный регулятор напряжения генератора: в первой схеме лампа горит, во второй схеме лампа не горит, т.к. напряжение выше 14,7в и подача напряжения на щётки должна быть прекращена. Неисправный регулятор напряжения: в обоих случая лампа горит, значит в регуляторе пробой. Лампа не горит вообще – значит, отсутствует контакт между щётками и регулятором или обрыв цепи в регуляторе.

Сначала узнаем, для чего нужен этот регулятор. Автомобильный генератор во время движения и работы двигателя должен подпитывать аккумуляторную батарею. Тем самым восстанавливается ёмкость аккумулятора, когда он разряжается во время стоянки. Если мы ездим каждый день, то аккумулятор почти не разряжается, если он в исправном состоянии.

Хуже приходиться аккумулятору, когда машина долго стоит без движения, ведь его энергия постепенно уходит на поддержание работы авто сигнализации. Ещё хуже дела обстоят зимой, когда при отрицательных температурах аккумуляторная батарея разряжается очень быстро.

А если вы ездите помалу и не часто, то аккумулятор не заряжается полностью во время движения и может полностью разрядится как-то утром.

Справиться с вышеуказанной проблемой, призван трехуровневый регулятор напряжения. У него три положения работы: это максимальное (выдаёт напряжение на генераторе 14,0-14,2 В), нормальное (13,6-13,8 В) и минимальное (13,0-13,2 В). Как мы знаем из статьи про проверку работоспособности аккумулятора, нормальное напряжение при заведённом двигателе должно быть от 13,2-13,6 В. Это означает, что генератор работает в нормальном режиме и АКБ заряжается в полном объёме.

Это соответствует среднему (нормальному) положению регулятора напряжения. А вот зимой, желательно повысить напряжение до 13,8-14,0 В, т.к. аккумулятор быстрее разряжается при отрицательных температурах. Это делается простым переводом рычажка на регуляторе напряжения. Так будет обеспечена лучшая зарядка АКБ зимой при работающем двигателе.

Летом, особенно когда жара превышает +25 градусов и выше — желательно понизить напряжение генератора до 13,0-13,2 В. Зарядка от этого не пострадает, но генератор не будет “выкипать”, т.е. не будет терять свою номинальную ёмкость и не сокращать ресурс.

Перед заменой регулятора напряжения, обязательно проверьте генератор в целом. Регулятор напряжения нужно менять, если напряжение под нагрузкой бортовой сети (включены дальний, обогрев зеркал, печка) меньше 13в. Так же регулятор напряжения может стать причиной высокого напряжения (выше 14,7в).

Но, как писалось выше, перед снятием регулятора нужно проверить сам генератор, ознакомиться с другими возможными неисправностями (например слабо натянут ремень генератора), и только потом приступать к замене регулятора напряжения. Так же данная статья вам понадобится для замены щёток генератора, т.к. щётки и регулятор напряжения устанавливаются на генератор в сборе.

Итак, как же снять регулятор напряжения? Открываем капот, снимаем минусовую клемму аккумулятора, находим генератор, отсоединяем колодку проводов «D»:

  • снимаем защитный резиновый колпачок с наконечников проводов вывода «+». Откручиваем гайку крепления этих проводов, снимаем их с блока генератора;
  • далее нам нужно снять сам пластиковый блок генератора (чаще всего он черного цвета). Для этого нужно отсоединить три пружинных фиксатора, расположенных по периметру блока;
  • находим регулятор напряжения, и крестовой отверткой откручиваем его крепления;
  • вынимаем регулятор напряжения в сборе с щётками, и отключаем от него колодку проводов;
  • далее нам нужно проверить регулятор напряжения, дабы убедиться в его неисправности.

Устанавливаем регулятор напряжения строго в обратной последовательности. Стоит отметить, что в последнее время, многие автолюбители стали пользоваться трёхуровневым регулятором напряжения генератора, для того, чтобы избавиться от просадок напряжения в бортовой сети.

Автомобильный регулятор напряжения схема | Хитрости Жизни

Реле -регуляторы напряжения широко используются в системе электрооборудования автомобилей. Его основной функцией является поддержание нормального значения напряжения при изменяющихся режимах работы генератора, электрических нагрузках и температуре. Дополнительно схема реле регулятора напряжения обеспечивает защиту элементов генератора при аварийных режимах и перегрузках. С ее помощью происходит автоматическое включение силовой цепи генератора в бортовую сеть.

Принцип работы реле -регулятора

Конструкции регуляторов могут быть бесконтактными транзисторными, контактно-транзисторными и вибрационными. Последние как раз и являются реле -регуляторами. Несмотря на разнообразие моделей и конструкций, у этих приборов имеется единый принцип работы.

Значение напряжения генератора может изменяться в зависимости от того, с какой частотой вращается его ротор, какова сила нагрузочного тока и магнитного потока, который создает обмотка возбуждения. Поэтому в реле содержатся чувствительные элементы различного назначения. Они предназначены для восприятия и сравнивания напряжения с эталоном. Кроме того, выполняется регулирующая функция по изменению силы тока в обмотке возбуждения, если напряжение не совпадает с эталонной величиной.

В транзисторных конструкциях стабилизация напряжения выполняется с помощью делителя, подключенного к генератору через специальный стабилитрон. Для управления током используются электронные или электромагнитные реле . Автомобиль постоянно меняет режим работы, соответственно, это влияет на частоту вращения ротора. Задачей регулятора является компенсация этого влияния путем воздействия на ток обмотки.

Такое воздействие может осуществляться по-разному:

  • В регуляторе вибрационного типа происходит включение в цепь обмотки и выключение резистора.
  • В двухступенчатой конструкции обмотка замыкается на массу.
  • В бесконтактном транзисторном регуляторе выполняется периодическое включение и отключение обмотки в питающую цепь.

В любом случае,на ток оказывает влияние включенное и выключенное состояние элемента переключения, а также время нахождения в таком состоянии.

Схема работы реле регулятора

Реле регулятор служит не только для стабилизации напряжения. Это устройство необходимо с целью уменьшения тока, воздействующего на аккумулятор, когда автомобиль находится на стоянке. Ток в управляющей цепи прерывается, и электронное реле оказывается выключенным. В результате, ток перестает поступать в обмотку.

В некоторых случаях в выключателе зажигания падает напряжение, оказывая влияние и на регулятор. Из-за этого возможны колебания стрелок приборов, мигание осветительных и сигнальных ламп. Чтобы избежать подобных ситуаций применяется более перспективная схема реле- регулятора напряжения. К обмотке возбуждения дополнительно подключен выпрямитель, в состав которого входит три диода. Плюсовой вывод выпрямителя соединяется с обмоткой возбуждения. Аккумуляторная батарея на стоянке разряжается под действием малых токов, проходящих через цепь регулятора.

Работоспособность генератора контролируется реле , у которого контакты находятся в нормальном замкнутом состоянии. Через них поступает питание для контрольной лампы. Она загорается при включенном замке зажигания, а после запуска двигателя гаснет. Это происходит под действием генераторного напряжения, разрывающего замкнутые контакты реле и отключающего лампы от цепи. Горение лампы во время работы двигателя означает неисправность генераторной установки. Существуют разные схемы подключения, и каждая из них применяется индивидуально, в тех или иных типах автомобилей.

Как проверить реле регулятор

Как известно, в любом транспортном средстве генератор является одним из основных узлов, выход из строя которого не позволит осуществить запуск двигателя. Такое устройство состоит из множества компонентов, но одним из самых основных является трехуровневый регулятор. Что представляет собой это устройство напряжения, каково его назначение, какие бывают виды, как произвести диагностику — читайте ниже.

Характеристика регулятора напряжения

Новое и старое реле регулятора

Сколько генератор должен выдавать напряжения, какие существуют виды выносных реле, как работает элемент? Какие признаки неисправности, как повысить или увеличить выходные показатели, что делать если напряжение прыгает? В первую очередь, необходимо разобраться с вопросами конструкции и назначения.

Назначение

Итак, какие признаки неисправности, какие функции выполняет трехуровневый регулятор напряжения? Когда двигатель любого автомобиля запускается, в первую очередь, под воздействием постоянного тока, начинает работать коленвал. Именно из-за постоянного тока он начинает задавать движение ротору, и только после этих действий в работу вступает непосредственно автомобильный генератор. Трехуровневый регулятор напряжения производит мониторинг всех этих процессов, этот элемент также часто называется реле постоянного тока.

Без этого устройства ток в бортовой сети не сможет запустить сам генератор в работу, тем более, что не будет осуществляться контроль подачи тока. Кроме того, трехуровневый регулятор напряжения позволяет удерживать ток в определенном интервале.

Конструкция

Общая схема работы

Даже самый простой и самодельный регулятор должен быть способным оптимально регулировать напряжения, что осуществляется в результате работы ротора. Как правило, в автомобилях современного производства ротор крутится вправо, но бывают и исключения.

Любой регулятор напряжения генератора, даже самодельный и простой будет состоять из следующих компонентов:

  1. Крыльчатка. Этот компонент монтируется на внешней стороне устройства. Его предназначение заключается в обдуве, а также дальнейшем охлаждении обмотки.
  2. Крышка корпуса, предназначена для закрытия доступа к внутренним компонентам устройства, чтобы защитить конструкцию от грязи, пыли и прочего мусора. Помимо этого, крышка может быть дополнительно оснащена кожухом. Если кожух имеется, то сам регулятор будет установлен за ним.
  3. Устройство выпрямителей. Такая схема состоит из нескольких диодов. Как правило, диодов шесть. Следует отметить, что все диоды схемы подсоединяются друг к другу по так называемому мосту.
  4. Ротор с обмоткой. Данный компонент вращается вокруг оси, таким образом, ротор должен выдавать магнитное поле в корпусе.
  5. Статор — еще один компонент схемы. На корпусе статора находится три обмотки, которые соединены между собой. Эти обмотки схемы позволяют не только выдать большое количество заряда и мощности для АКБ, но и обеспечить постоянным током всю бортовую цепь машины.
  6. Непосредственно реле. Благодаря автомобильному реле схема может поддерживать оптимальный уровень напряжение в необходимом диапазоне. Напряжение не должно быть слишком большое — оно всегда оптимальное (автор видео — Николай Пуртов).

Сколько мощности в амперах должен выдавать автомобильный регулятор после подключения? Схема выработки напряжения осуществляется по определенному принципу. В результате вращений ротора, на обмотку возбуждения всегда воздействует не очень большое напряжение, пока генератор подключен к АКБ. Пока происходит вращение, на выводах появляется переменный ток, поступающий на обмотку. Вращение ротора обеспечивается ремешком генератора.

Сколько должен выдать энергии этот прибор — второстепенный вопрос, ведь когда эта энергия сгенерированная, в первую очередь большое напряжение нужно выпрямить. Для этой цели используются диодные мосты. Поскольку напряжение большое, в работу вступает электронный регулятор напряжения. Данный компонент реагирует на изменения тока, которые происходят на схеме, после чего отправляет эту информацию к сравнивающему прибору, предназначенному для анализа необходимых показаний с теми, которые поступили. Если напряжение на зажимах генератора становится более низким, регулятор начинает увеличивать уровень постоянного тока в схеме, повышая его до необходимого.

Принцип работы

Если подключить к источнику питания обмотку без регулятора, то уровень постоянного тока будет слишком высоким. Благодаря реле на схеме происходит выравнивание этого параметра, чтобы не допустить выхода из строя оборудования. Сам регулятор представляет собой, по сути, выключатель. В том случае, если уровень тока возрастает до 13.-14 вольт, устройство автоматически отключает от сети обмотку и включает ее, если уровень тока слишком низкий. В итоге осуществляется регулярная коммутация проводки с высокой частотой, соответственно, генератор может вырабатывать более высокое напряжение (автор видео — Alex ZW).

Разновидности

Для подключения к бортовой схеме автомобиля существует несколько типов регуляторов, предназначенных для работы в условиях постоянного тока в амперах. Следует отметить, что для некоторых из них характерны определенные неисправности. Но, как показывает практика, в большинстве случаев неисправности у этих устройств обычно идентичные друг другу. Перед тем, как мы расскажем о том, как осуществляется проверка регулятора напряжения постоянного тока в автомобиле и как выявить неисправности, уделим внимание видам.

Так вы сможете понять, какой тип лучше:

  1. Двухуровневый тип является морально устаревшим, но наши автолюбители сегодня продолжают его использовать. В основе таких регуляторов лежит электромагнит, который подключается к датчику обмотки. В качестве задающих элементов выступают пружины, а функцию сравнивающего компонента выполняет подвижный рычаг. Его габариты довольно небольшие, с его помощью выполняется коммутация. Основным недостатком, который зачастую приводит к неисправности, является небольшой ресурс использования устройства.
  2. Электронные устройства на 40 ампер считаются полупроводниковыми. Они характеризуются высоким ресурсом эксплуатации, соответственно, с неисправностями владельцы автомобилей с электронными регуляторами сталкиваются реже.
  3. Трехуровневые конструкции по своему устройству практически не отличаются от тех, которые мы уже рассмотрели. Принципиальная разница заключается только в том, что такие устройства оснащены добавочным сопротивлением.
  4. Многоуровневые — еще один вид. Некоторые эксперты считают, что такие регуляторы лучше других, поскольку они оснащаются тремя и даже пятью добавочными сопротивлениями. Кроме того, есть модели, которые могут работать в следящем режиме.

Стоимость регуляторов может варьироваться в зависимости от типа и модели. Какой лучше приобрести — дело сугубо каждого. В среднем стоимость таких элементов варьируется в районе 5 долларов. Если вам позволяет бюджет, лучше приобрести сразу два регулятора. Почему лучше? Потому что эта деталь является незаменимой в дороге.

Проведение диагностики регулятора напряжения своими руками

Как проверить регулятор напряжения автомобиля для выявления неисправностей своими руками? Что лучше замерить своими руками — амперы или вольты, чем лучше воспользоваться. Для выявления неисправностей своими руками необходимо использовать мультиметр или вольтметр. Необходимо, чтобы на устройстве была шкала для измерений на 15-30 вольт. Диагностику неисправностей автомобильного реле на 40 ампер или ниже своими руками с помощью мультиметра необходимо осуществлять только при заряженном аккумуляторе.

Диагностика вышедшего из строя реле с помощью вольтметра

  1. Сначала необходимо включить зажигание.
  2. Запустите своими руками двигатель, дайте ему поработать, при этом фары необходимо включить. Пусть мотор работает, пока количество оборотов не составит около 2.5-3 тыс. Как правило, для этого необходимо подождать около 10 минут.
  3. При помощи вольтметра произведите замер напряжения на клеммах АКБ. Параметр должен составлять около 14.1-14.3 вольт.

В том случае, если во время диагностики показатели получились ниже или выше, лучше приобрести новое реле на 40 ампер. В ходе диагностики штекеры ни в коем случае нельзя перемыкать, поскольку это может привести к деформации и неработоспособности выпрямительного блока. Для получения более точных показателей необходимо убедиться в том, что ремень генератора натянут хорошо.

Видео «Диагностика состояния реле регулятора»

Как своими руками осуществить проверку неисправностей этого элемента — узнайте из видео ниже (автор видео — Вячеслав Чистов).

Извините, в настоящее время нет доступных опросов.

Создано реле регулятор напряжения генератора для корректировки выдаваемого в бортовую сеть и на клеммы аккумулятора «вольтажа» в заданном диапазоне 13,8 – 14,5 В (реже до 14,8 В). Кроме того, регулятор корректирует напряжение на обмотке самовозбуждения генератора.

Назначение реле регулятора напряжения

Независимо от стажа и стиля вождения владелец авто не может обеспечить одинаковые обороты двигателя в разные моменты времени. То есть, коленвал ДВС, передающий крутящий момент генератору, вращается с разной скоростью. Соответственно, генератор вырабатывает разное напряжение, что крайне опасно для АКБ и прочих потребителей бортовой сети.

Поэтому замена реле регулятора генератора должна производится при недозаряде и перезаряде аккумулятора, горящей лампочке, мигании фар и прочих перебоях электроснабжения бортовой сети.

Взаимосвязь источников тока авто

В транспортном средстве находится минимум два источника электроэнергии:

  • аккумулятор – необходим в момент запуска ДВС и первичного возбуждения обмотки генератора, энергию не создает, а только расходует и накапливает в момент подзарядки
  • генератор – питает бортовую сеть на любых оборотах и подпитывает АКБ только на высоких оборотах

В бортовую сеть необходимо подключение обоих указанных источников для корректной работы двигателя и прочих потребителей электричества. При поломке генератора АКБ «протянет» максимум 2 часа, а без аккумулятора не заведется двигатель, приводящий в движение ротор генератора.

Существуют исключения – например, а счет остаточной намагниченности обмотки возбуждения штатный генератор ГАЗ-21 запускается самостоятельно при условии постоянной эксплуатации машины. Можно завести авто « с толкача», если в нем установлен генератор постоянного тока, с прибором переменного тока такой трюк невозможен.

Задачи регулятора напряжения

Из школьного курса физики каждый автолюбитель должен помнить принцип работы генератора:

  • при взаимном перемещении рамки и окружающего ее магнитного поля в ней возникает электродвижущая сила
  • электромагнитом генераторов постоянного тока служат статоры, ЭДС, соответственно возникает в якоре, ток снимается с коллекторных колец
  • в генераторе переменного тока намагничивается якорь, электроэнергия возникает в обмотках статора

Упрощенно можно представить, что на величину выходящего с генератора напряжения влияет значение магнитной силы и скорость вращения поля. Основная проблема генераторов постоянного тока – пригорание и залипание щеток при съеме с якоря токов большой величины – решена переходом на генераторы переменного тока. Ток возбуждения, подающийся на ротор для возбуждения магнитной индукции, на порядок ниже, снимать электроэнергию с неподвижного статора гораздо легче.

Однако вместо постоянно расположенных в пространстве клемм «–» и «+» производители авто получили постоянное изменение плюса и минуса. Подзарядка аккумулятора переменным током не возможна в принципе, поэтому диодным мостиком его предварительно выпрямляют.

Из этих нюансов плавно вытекают задачи, решаемые реле генератора:

  • подстройка тока в обмотке возбуждения
  • выдерживание диапазона 13,5 – 14,5 В в бортовой сети и на клеммах аккумулятора
  • отсечение питания обмотки возбуждения от АКБ при заглушенном двигателе

Поэтому называют регулятор напряжения еще и реле зарядки, а на панель выведена сигнальная лампа процесса подзарядки АКБ. В конструкцию генераторов переменного тока функция отсечения обратного тока заложена по умолчанию.

Разновидности реле регуляторов

Прежде, чем произвести самостоятельный ремонт устройства регулирования напряжения, необходимо учесть, что существует несколько типов регуляторов:

  • внешние – повышают ремонтопригодность генератора
  • встраиваемые – в пластину выпрямителя или щеточный узел
  • регулирующие по минусу – появляется дополнительный провод
  • регулирующие по плюсу – экономичная схема подключения
  • для генераторов переменного тока – нет функции ограничения напряжения на обмотку возбуждения, так как она заложена в самом генераторе
  • для генераторов постоянного тока – дополнительная опция отсечения АКБ при неработающем ДВС
  • двухуровневые – морально устарели, применяются редко, регулировка пружинами и небольшим рычагом
  • трехуровневые – дополнены специальной платой сравнивающего устройства и сигнализатором согласования
  • многоуровневые – в схеме имеются 3 – 5 добавочных резисторов и система слежения
  • транзисторные – в современных авто не используются
  • релейные – улучшенная обратная связь
  • релейно-транзисторные – универсальная схема
  • микропроцессорные – небольшие габариты, плавные регулировки нижнего/верхнего порога срабатывания
  • интегральные – встраиваются в щеткодержатели, поэтому заменяются после истирания щеток

Внимание: Без доработки схемы «плюсовой» и «минусовой» регулятор напряжения являются не взаимозаменяемыми приборами.

Реле генераторов постоянного тока

Таким образом, схема подключения регулятора напряжения при эксплуатации генератора постоянного тока сложнее. Поскольку в стояночном режиме авто, когда ДВС заглушен, необходимо отключить генератор от АКБ.

При диагностике проверка реле происходит на выполнение трех его функций:

  • отсечка аккумулятора во время стоянки машины
  • ограничение максимального тока на выходе генератора
  • регулировка напряжения для обмотки возбуждения

При любой неисправности требуется ремонт.

Реле генераторов переменного тока

В отличие от предыдущего случая диагностика своими руками регулятора генератора переменного тока немного проще. В конструкцию «автомобильной электростанции» уже заложена функция отсечки питания во время стоянки от АКБ. Остается проверить лишь напряжение на обмотке возбуждения и на выходе с генератора.

Если в машине стоит генератор тока переменного, его невозможно завести разгоном с горки. Так как остаточного намагничивания на возбуждающей обмотке здесь нет по умолчанию.

Встроенные и внешние регуляторы

Для автолюбителя важно знать, что измеряют и начинают регулировать напряжение реле в конкретном месте их установки. Поэтому встроенные модификации воздействуют непосредственно на генератор, а выносные «не знают» о его наличии в машине.

Например, если выносное реле подключено к катушке зажигания, его работа будет направлена на регулировку напряжения лишь на этом участке бортовой сети. Поэтому, прежде чем узнать, как проверить реле выносного типа, следует убедиться, что оно подключено правильно.

Управление по «+» и «–»

В принципе схемы управления по «минусу» и «плюсу» отличаются лишь схемой подключения:

  • при монтаже реле в разрыв «+» одна щетка подключается к «массе», другая к клемме регулятора
  • если же подключить реле в разрыв «–», то одну щетку нужно подключить к «плюсу», другую к регулятору

Однако в последнем случае появится еще один провод, поскольку реле напряжения является устройством активного типа. Для него необходимо индивидуальное питание, поэтому «+» нужно подвести отдельно.

Двухуровневые

На начальном этапе в машинах устанавливались механические двухуровневые регуляторы напряжения с простым принципом действия:

  • через реле проходит электрический ток
  • возникающее магнитное поле притягивает рычаг
  • сравнивающим устройством служит пружина с заданным усилием
  • при увеличении напряжения контакты размыкаются
  • на возбуждающую обмотку поступает меньший ток

Использовались механические двухуровневые реле в автомобилях ВАЗ 21099. Основным минусом являлась работа с повышенным износом механических элементов. Поэтому на смену этим приборам пришли электронные (бесконтактные) реле напряжения:

  • делитель напряжения собран из резисторов
  • стабилитрон является задающим устройством

Сложная схема соединения и недостаточно эффективный контроль напряжения привели к снижению спроса на эти приборы.

Трехуровневые

Однако двухуровневые регуляторы, в свою очередь, так же уступили позиции более совершенным трехуровневым и многоуровневым приборам:

  • напряжение выходит с генератора на специальную схему через делитель
  • информация обрабатывается, действительное напряжение сравнивается с минимальным и максимальным пороговым значением
  • сигнал рассогласования регулирует силу тока, поступающего на возбуждающую обмотку

Более совершенными считаются реле с частотной модуляцией – в них нет привычных сопротивлений, зато увеличена частота срабатывания ключа электронного. Управление осуществляется логическими схемами.

Принцип работы реле регулятора

Благодаря встроенным резисторам и специальным схемам реле получает возможность сравнивать величину вырабатываемого генератором напряжения. После чего, слишком высокое значение приводит к отключению реле, чтобы не перезарядить аккумулятор и не испортить электроприборы, подключенные в бортовую сеть.

Любые неисправности приводят именно к этим последствиям, приходит в неисправность батарея АКБ или резко увеличивается эксплуатационный бюджет.

Переключатель лето/зима

Вне зависимости от сезона и температуры воздуха работа генератора всегда стабильна. Как только его шкив начинает вращаться, электроток вырабатывается по умолчанию. Однако зимой внутренности аккумулятора замерзают, он восполняет заряд значительно хуже, чем летом.

Переключатели лето/зима находятся либо на корпусе регулятора напряжения, либо этим обозначением подписаны соответствующие разъемы, которые нужно найти и подсоединить к ним проводку в зависимости от сезона.

Ничего необычного в этом переключателе нет, это лишь грубые настройки реле регулятора, позволяющие повысить до 15 В напряжение на клеммах аккумулятора.

Подключение в бортовую сеть генератора

Если при замене генератора вы подключаете новый прибор самостоятельно, необходимо учесть нюансы:

  • вначале следует проверить целостность и надежность контакта провода от кузова машины к корпусу генератора
  • затем можно подсоединять клемму Б реле регулятора с «+» генератора
  • вместо «скруток», начинающих греться через 1 – 2 года эксплуатации, лучше использовать пайку проводов
  • заводской провод нужно заменить кабелем сечения 6 мм2 минимум, если вместо штатного генератора монтируется электроприбор, рассчитанный на ток больше 60 А
  • амперметр в цепи генератор/аккумулятор показывает, мощность какого источника электроснабжения в данный момент выше в бортовой сети

Амперметры – нужные приборы, с помощью которых можно определить заряд АКБ и работоспособность генератора. Без особых причин не рекомендуется убирать их из схемы.

Схемы подключения регулятора выносного

Монтируется выносное реле регулятора напряжения генератора только после выяснения, в разрыв какого провода оно должно быть подключено. Например:

  • на старых РАФ, Газелях и «Бычках» используются реле 13.3702 в полимерном или стальном корпусе с двумя контактами и двумя щетками, монтируются в «–» разрыв цепи, клеммы всегда промаркированы, «+» обычно берется с катушки зажигания (Б-ВК клемма), контакт Ш регулятора соединяется со свободной клеммой щеточного узла
  • в «жигулях» применяются реле регуляторы 121.3702 белого и черного цвета, существуют двойные модификации, в которых при выходе из строя одного прибора работа второго устройства продолжается простым переключением на него, монтируется в разрыв «+» клеммой 15 к выводу катушки зажигания Б-ВК, к щеточному узлу крепится проводом клемма 67

Встраиваемые реле-регуляторы автолюбители называют «шоколадками», маркированными Я112. Они монтируются в специальные щеткодержатели, прижимаются винтами и защищаются дополнительно крышкой.

На автомобилях ВАЗ реле обычно встроены в щеточный узел, полная маркировка Я212А11, подключаются к замку зажигания.
Если владелец меняет штатный генератор на старом отечественном ВАЗ на устройство переменного тока от иномарки или современной Лады, подключение производится по другой схеме:

  • вопрос крепления корпуса автолюбитель решает самостоятельно
  • аналогом клеммы «плюс» здесь служит контакт В или В+, его включают в бортовую сеть через амперметр
  • выносные реле регуляторы здесь обычно не используются, а встраиваемые уже интегрированы в щеточный узел, из них выходит единственный провод с маркировкой D либо D+, который подсоединяется к замку зажигания (к клемме катушки Б-ВК)

Для дизельных ДВС в генераторах может присутствовать клемма W, которая присоединяется к тахометру, ее игнорируют при установке на авто с бензиновым мотором.

Проверка подключения

После установки трехуровневого или иного реле-регулятора необходима проверка работоспособности:

  • двигатель заводится
  • напряжение в бортовой сети контролируется на разных оборотах

После установки генератора переменного тока и подключения его по вышеприведенной схеме владельца может ожидать «сюрприз»:

  • при включении ДВС запускается генератор, измеряется напряжение на средних, больших и малых оборотах
  • после выключения зажигания ключом …. двигатель продолжает работать

В этом случае заглушить ДВС можно либо сняв провод возбуждения, либо отпустив сцепление с одновременным нажатием тормоза. Все дело в наличии остаточной намагниченности и постоянном самовозбуждении обмотки генератора. Проблема решается установкой в разрыв возбуждающего провода лампочки:

  • она горит при незапущенном генераторе
  • гаснет после его запуска
  • проходящий через лампу ток недостаточен, чтобы возбудить обмотку генератора

Эта лампа автоматически становится индикатором наличия зарядки АКБ.

Диагностика реле регулятора

Определить поломки регулятора напряжения можно по признакам косвенным. Прежде всего, это некорректная зарядка АКБ:

  • перезаряд – выкипает электролит, раствор кислоты попадает на детали кузова
  • недозаряд – ДВС не запускается, лампы горят в пол накала

Однако предпочтительнее диагностика приборами – вольтметром или тестером. Любое отклонение от максимального значения напряжения 14,5 В (в некоторых авто бортовая сеть рассчитана на 14,8 В) на больших оборотах или минимального значения 12,8 В на малых оборотах становится причиной замены/ремонта реле регулятора.

Встроенного

Чаще всего регулятор напряжения интегрирован в щетки генератора, поэтому необходимо уровневое обследование этого узла:

  • после снятия защитной крышки и ослабления винтов щеточный узел извлекается наружу
  • при износе щеток (осталось меньше 5 мм их длины) замена должна производится в обязательном порядке
  • диагностика генератора мультиметром производится в комплекте с аккумулятором или зарядным устройством
  • «минусовой» провод от источника тока замыкается на соответствующую пластину регулятора
  • «плюсовой» провод от ЗУ или АКБ подключается к аналогичному разъему реле
  • тестер устанавливается в режим вольтметра 0 – 20 В, щупы накладываются на щетки
  • в диапазоне 12,8 – 14,5 В между щетками должно быть напряжение
  • при увеличении напряжения больше 14,5 В стрелка вольтметра должна быть на нуле

В данном случае вместо вольтметра можно использовать лампу, которая должна гореть в указанном интервале напряжения, гаснуть при увеличении этой характеристики больше этого значения.

Провод, управляющий тахометром (маркировка W только на реле для дизелей) прозванивается мультиметром в режиме тестера. На нем должно быть сопротивление около 10 Ом. При снижении этого значения провод «пробит», его следует заменить новым.

Выносного

Никаких отличий в диагностике для выносного реле не существует, зато его не нужно демонтировать из корпуса генератора. Проверить реле регулятор напряжения генератора можно при работающем двигателе, изменяя обороты с низких на средние, затем высокие. Одновременно с увеличением оборотов нужно включить дальний свет (как минимум), кондиционер, монитор и прочие потребители (как максимум).

Таким образом, при необходимости владелец транспортного средства может заменить штатное реле регулятор напряжения на более современную модификацию встраиваемого или выносного типа. Диагностика работоспособности доступна собственными силами при наличии обычной автомобильной лампы.

логических уровней — Learn.sparkfun.com

Введение

Мы живем в мире аналоговых сигналов. Однако в цифровой электронике есть только два состояния — ВКЛ и ВЫКЛ. Используя эти два состояния, устройства могут кодировать, передавать и контролировать большие объемы данных. Логические уровни в самом широком смысле описывают любое конкретное дискретное состояние, которое может иметь сигнал. В цифровой электронике мы обычно ограничиваем наше исследование двумя логическими состояниями — двоичным 1 и двоичным 0.

Описано в этом руководстве

  • Что такое логический уровень?
  • Каковы общие стандарты логических уровней в цифровой электронике.
  • Как взаимодействовать между различными технологиями.
  • Сдвиг уровня
  • Понижающе-повышающие регуляторы напряжения

Рекомендуемая литература

Этот учебник основан на базовых знаниях электроники. Если вы еще этого не сделали, рассмотрите возможность прочтения этих руководств:

Что такое цепь?

Каждый электрический проект начинается со схемы.Не знаете, что такое цепь? Мы здесь, чтобы помочь.

Двоичный

Двоичная система — это система счисления в электронике и программировании… так что, должно быть, важно ее изучить. Но что такое двоичный код? Как это переводится в другие системы счисления, такие как десятичная?

Что такое логический уровень?

Проще говоря, логический уровень — это определенное напряжение или состояние, в котором может существовать сигнал.Мы часто называем два состояния в цифровой схеме включенным или выключенным. Представленный в двоичном виде, ON преобразуется в двоичную 1, а OFF преобразуется в двоичный 0. В Arduino мы называем эти сигналы ВЫСОКИМ или НИЗКИМ соответственно. За последние 30 лет в электронике появилось несколько различных технологий для определения различных уровней напряжения.

Логический 0 или Логический 1

Цифровая электроника использует двоичную логику для хранения, обработки и передачи данных или информации.Двоичная логика относится к одному из двух состояний — ВКЛ или ВЫКЛ. Это обычно переводится как двоичная 1 или двоичный 0. Двоичная 1 также упоминается как ВЫСОКИЙ сигнал, а двоичный 0 упоминается как НИЗКИЙ сигнал.

Сила сигнала обычно описывается уровнем его напряжения. Как определяется логический 0 (НИЗКИЙ) или логическая 1 (ВЫСОКИЙ)? Производители чипов обычно указывают их в своих спецификациях. Наиболее распространенным стандартом является ТТЛ или транзисторно-транзисторная логика.

Активный-низкий и активный-высокий

При работе с микросхемами и микроконтроллерами вы, скорее всего, столкнетесь с выводами с активным низким уровнем и выводами с активным высоким уровнем.Проще говоря, это просто описывает, как активируется пин. Если это контакт с активным низким уровнем, вы должны «подтянуть» этот контакт к НИЗКОМУ уровню, подключив его к земле. Для активного высокого контакта вы подключаете его к ВЫСОКИМ напряжениям (обычно 3,3 В / 5 В).

Например, предположим, что у вас есть сдвиговый регистр с выводом включения микросхемы CE. Если вы видите контакт CE где-либо в таблице данных с такой линией над ним, CE, то этот контакт имеет активный низкий уровень. Вывод CE должен быть подключен к GND, чтобы чип стал активным.Если, однако, вывод CE не имеет линии над ним, то он имеет активный высокий уровень, и его необходимо перевести в ВЫСОКИЙ уровень, чтобы активировать вывод.

Многие микросхемы будут иметь перемешанные выводы как с активным низким, так и с активным высоким уровнем. Просто не забудьте дважды проверить имена выводов, над которыми есть линия. Линия используется для обозначения НЕ (также известного как черта). Когда что-то NOTTED, оно переходит в противоположное состояние. Таким образом, если вход с активным высоким уровнем НЕ ОТМЕЧЕН, то теперь он является активным с низким уровнем. Просто как тот!

Логические уровни ТТЛ

Большинство систем, которые мы используем, полагаются либо на 3.Уровни TTL 3 В или 5 В. TTL — это аббревиатура от Transistor-Transistor Logic. Он основан на схемах, построенных из биполярных транзисторов, для обеспечения переключения и поддержания логических состояний. Транзисторы — это в основном фантазии для переключателей с электрическим управлением. Для любого семейства логических устройств необходимо знать ряд пороговых уровней напряжения. Ниже приведен пример для стандартных уровней TTL 5 В:

V OH — Минимальный уровень выходного напряжения, который устройство TTL обеспечивает для ВЫСОКОГО сигнала.

V IH — Минимальный уровень ВХОДНОГО напряжения, который считается ВЫСОКИМ.

В OL — Максимальный уровень ВЫХОДНОГО напряжения, который устройство обеспечивает при НИЗКОМ сигнале.

V IL — Максимальный уровень ВХОДНОГО напряжения по-прежнему считается НИЗКИМ.

Вы заметите, что минимальное выходное ВЫСОКОЕ напряжение (V OH ) составляет 2,7 В. По сути, это означает, что выходное напряжение устройства, управляющего ВЫСОКИМ уровнем, всегда будет не менее 2,7 В. Минимальное входное ВЫСОКОЕ напряжение (V IH ) ) составляет 2 В, или в основном любое напряжение, которое составляет не менее 2 В, будет считываться как логическая 1 (ВЫСОКИЙ) для устройства TTL.

Вы также заметите, что между выходом одного устройства и входом другого имеется запас в 0,7 В. Это иногда называют запасом по шуму.

Аналогично, максимальное выходное напряжение LOW (V OL ) составляет 0,4 В. Это означает, что устройство, пытающееся отправить логический 0, всегда будет ниже 0,4 В. Максимальное входное напряжение LOW (V IL ) равно 0,8 В. В. Таким образом, любой входной сигнал ниже 0,8 В будет по-прежнему считаться логическим 0 (НИЗКИЙ) при считывании в устройство.

Что произойдет, если у вас есть напряжение между 0,8 В и 2 В? Что ж, твоя догадка так же хороша, как и моя. Честно говоря, этот диапазон напряжений не определен и приводит к недопустимому состоянию, часто называемому плавающим. Если выходной контакт на вашем устройстве «плавает» в этом диапазоне, нет уверенности в том, к чему приведет сигнал. Он может произвольно колебаться между ВЫСОКИМ и НИЗКИМ.

Вот еще один способ взглянуть на допуски ввода/вывода для универсального устройства TTL.

Логические уровни CMOS 3,3 В

По мере развития технологий мы создали устройства, требующие меньшего энергопотребления и работающие при более низком базовом напряжении (V cc = 3,3 В вместо 5 В). Технология изготовления также немного отличается для устройств на 3,3 В, что позволяет уменьшить занимаемую площадь и снизить общую стоимость системы.

Чтобы обеспечить общую совместимость, вы заметите, что большинство уровней напряжения почти все такие же, как у устройств на 5 В.Устройство на 3,3 В может взаимодействовать с устройством на 5 В без каких-либо дополнительных компонентов. Например, логическая 1 (ВЫСОКИЙ) от устройства на 3,3 В будет составлять не менее 2,4 В. Это по-прежнему будет интерпретироваться как логическая 1 (ВЫСОКИЙ) для системы на 5 В, поскольку она выше V IH , равной 2 В.

Однако нужно предостеречь, когда вы идете в другом направлении и взаимодействуете с устройством на 5 В с устройством на 3,3 В, чтобы убедиться, что устройство на 3,3 В устойчиво к напряжению 5 В. Спецификация, которая вас интересует, — это максимальное входное напряжение .На некоторых устройствах с питанием 3,3 В любое напряжение выше 3,6 В приведет к необратимому повреждению микросхемы. Вы можете использовать простой делитель напряжения (например, 1 кОм и 2 кОм), чтобы сбить сигналы 5 В до уровней 3,3 В, или использовать один из наших переключателей логического уровня.

Логические уровни Arduino

Глядя на техническое описание ATMega328 (основного микроконтроллера Arduino Uno и Sparkfun RedBoard), можно заметить, что уровни напряжения немного отличаются.

Плата Arduino построена на несколько более надежной платформе. Наиболее заметным отличием является то, что недопустимая область напряжений находится только между 1,5 В и 3,0 В. Запас помехоустойчивости на Arduino больше, и у него более высокий порог для НИЗКОГО сигнала. Это значительно упрощает создание интерфейсов и работу с другим оборудованием.

Ресурсы и дальнейшее продвижение

Теперь, когда вы поняли суть одной из самых распространенных концепций в электронике, вам предстоит изучить целый мир новых вещей!

Хотели бы вы узнать, как микроконтроллер, такой как Arduino, может считывать аналоговое напряжение, создаваемое делителем напряжения? Вы можете сделать это с помощью нашего руководства по аналого-цифровым преобразователям.

Узнайте, как использовать различные уровни напряжения для управления другими устройствами, из нашего учебного пособия по широтно-импульсной модуляции.

Вас также может заинтересовать использование схем делителя напряжения и преобразователей логических уровней для переключения с одного логического уровня на другой.

Последовательная связь

Концепции асинхронной последовательной связи: пакеты, уровни сигнала, скорость передачи данных, UART и многое другое!

Делители напряжения

Превратите большое напряжение в меньшее с помощью делителей напряжения.В этом руководстве рассказывается: как выглядит схема делителя напряжения и как она используется в реальном мире.

Руководство по подключению преобразователя логического уровня с однополярным питанием

Логический преобразователь с одним источником питания позволяет двунаправленно преобразовывать сигналы от микроконтроллера 5 В или 3,3 В без необходимости во втором источнике питания! Плата обеспечивает выход как для 5 В, так и для 3,3 В для питания ваших датчиков. Он оснащен резистором PTH для возможности регулировки регулятора напряжения на нижней стороне TXB0104 на 2.Устройства на 5В или 1,8В.

Или добавьте транзистор или реле для управления устройствами, работающими при более высоком напряжении, как в учебниках, перечисленных ниже!

Крепление для светодиодной панели

Краткий обзор светодиодных полос SparkFun и несколько примеров их подключения.

Транзисторы

Ускоренный курс биполярных транзисторов.Узнайте, как работают транзисторы и в каких схемах мы их используем.

Руководство по экспериментам в Интернете вещей

Плата разработчика SparkFun ESP8266 Thing Dev — это мощная платформа для разработки, которая позволяет подключать ваши аппаратные проекты к Интернету. В этом руководстве мы покажем вам, как объединить несколько простых компонентов для удаленной регистрации данных о температуре, отправки текстовых сообщений и управления освещением на расстоянии.

Ссылки

Типы регуляторов напряжения и принцип работы | Статья

АРТИКУЛ

Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылается раз в месяц

Мы ценим вашу конфиденциальность


Как работает регулятор напряжения?

Регулятор напряжения — это схема, которая создает и поддерживает фиксированное выходное напряжение независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки.

Регуляторы напряжения (VR) поддерживают напряжение от источника питания в диапазоне, совместимом с другими электрическими компонентами. Хотя регуляторы напряжения чаще всего используются для преобразования мощности постоянного тока в постоянный, некоторые из них также могут выполнять преобразование мощности переменного тока в переменный или переменный в постоянный. В этой статье речь пойдет о регуляторах напряжения постоянного/постоянного тока.

Типы регуляторов напряжения: линейные и импульсные

Существует два основных типа регуляторов напряжения: линейные и импульсные. Оба типа регулируют напряжение в системе, но линейные стабилизаторы работают с низким КПД, а импульсные стабилизаторы — с высоким КПД.В высокоэффективных импульсных стабилизаторах большая часть входной мощности передается на выход без рассеяния.

Линейные регуляторы

В линейном регуляторе напряжения используется активное проходное устройство (например, биполярный транзистор или полевой МОП-транзистор), которое управляется операционным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, линейный регулятор регулирует сопротивление проходного устройства, сравнивая внутреннее опорное напряжение с дискретизированным выходным напряжением, а затем сводя ошибку к нулю.

Линейные регуляторы представляют собой понижающие преобразователи, поэтому по определению выходное напряжение всегда ниже входного напряжения. Однако у этих стабилизаторов есть несколько преимуществ: они, как правило, просты в конструкции, надежны, экономичны, имеют низкий уровень шума и пульсации выходного напряжения.

Линейные регуляторы, такие как MP2018, требуют только входного и выходного конденсатора для работы (см. рис. 1) . Их простота и надежность делают их интуитивными и простыми устройствами для инженеров, и часто они очень рентабельны.

Рисунок 1: Линейный регулятор MP2018

Импульсные регуляторы

Схема импульсного регулятора, как правило, более сложна в разработке, чем линейный регулятор, и требует выбора номиналов внешних компонентов, настройки контуров управления для обеспечения стабильности и тщательной компоновки схемы.

Импульсные регуляторы

могут быть понижающими преобразователями, повышающими преобразователями или их комбинацией, что делает их более универсальными, чем линейный регулятор.

Преимущества импульсных стабилизаторов заключаются в том, что они очень эффективны, имеют лучшие тепловые характеристики и могут поддерживать более высокие токи и более широкие приложения VIN / VOUT.Они могут достигать эффективности более 95% в зависимости от требований приложения. В отличие от линейных стабилизаторов, для импульсной системы питания могут потребоваться дополнительные внешние компоненты, такие как катушки индуктивности, конденсаторы, полевые транзисторы или резисторы обратной связи. HF920 является примером импульсного стабилизатора, обеспечивающего высокую надежность и эффективное регулирование мощности (см. рис. 2) .

Рисунок 2: Импульсный регулятор HF920

Ограничения регуляторов напряжения

Одним из основных недостатков линейных регуляторов является то, что они могут быть неэффективными, так как рассеивают большое количество энергии в определенных случаях использования.Падение напряжения линейного регулятора сравнимо с падением напряжения на резисторе. Например, при входном напряжении 5 В и выходном напряжении 3 В между клеммами возникает падение на 2 В, а КПД ограничен 3 В/5 В (60%). Это означает, что линейные регуляторы лучше всего подходят для приложений с более низкими дифференциалами VIN/VOUT.

Важно учитывать предполагаемое рассеивание мощности линейного стабилизатора при применении, поскольку использование более высоких входных напряжений приводит к высокому рассеиванию мощности, что может привести к перегреву и повреждению компонентов.

Другим ограничением линейных стабилизаторов напряжения является то, что они могут выполнять только понижающее (понижающее) преобразование, в отличие от импульсных стабилизаторов, которые также обеспечивают повышающее (повышающее) и повышающе-понижающее преобразование.

Импульсные стабилизаторы очень эффективны, но некоторые недостатки включают то, что они, как правило, менее рентабельны, чем линейные регуляторы, больше по размеру, более сложны и могут создавать больше шума, если их внешние компоненты не выбраны тщательно. Шум может быть очень важен для данного приложения, так как шум может влиять на работу и характеристики схемы, а также на характеристики электромагнитных помех.

Топологии импульсных регуляторов

: понижающий, повышающий, линейный, LDO и регулируемый

Существуют различные топологии линейных и импульсных регуляторов. Линейные регуляторы часто полагаются на топологии с малым падением напряжения (LDO). Импульсные стабилизаторы бывают трех распространенных топологий: понижающие преобразователи, повышающие преобразователи и повышающе-понижающие преобразователи. Каждая топология описана ниже:

Регуляторы LDO

Одной из популярных топологий для линейных регуляторов является регулятор с малым падением напряжения (LDO).Линейные стабилизаторы обычно требуют, чтобы входное напряжение было как минимум на 2 В выше выходного напряжения. Однако регулятор LDO предназначен для работы с очень небольшой разницей напряжений между входными и выходными клеммами, иногда всего 100 мВ.

Понижающий и повышающий преобразователи

Понижающие преобразователи (также называемые понижающими преобразователями) принимают более высокое входное напряжение и производят более низкое выходное напряжение. И наоборот, повышающие преобразователи (также называемые повышающими преобразователями) потребляют более низкое входное напряжение и производят более высокое выходное напряжение.

Понижающе-повышающие преобразователи

Понижающе-повышающий преобразователь — это одноступенчатый преобразователь, который сочетает в себе функции понижающего и повышающего преобразователя для регулирования выходного сигнала в широком диапазоне входных напряжений, которые могут быть больше или меньше выходного напряжения.

Управление регулятором напряжения

Четыре основных компонента линейного регулятора — проходной транзистор, усилитель ошибки, источник опорного напряжения и резисторная цепь обратной связи. Один из входов усилителя ошибки устанавливается двумя резисторами (R1 и R2) для контроля выходного напряжения в процентах.Другой вход представляет собой стабильное опорное напряжение (VREF). Если дискретизированное выходное напряжение изменяется относительно VREF, усилитель ошибки изменяет сопротивление проходного транзистора для поддержания постоянного выходного напряжения (VOUT).

Для работы линейных регуляторов

обычно требуется только внешний входной и выходной конденсатор, что упрощает их реализацию.

С другой стороны, импульсный регулятор требует больше компонентов для создания цепи. Силовой каскад переключается между VIN и землей для создания пакетов заряда для доставки на выход.Подобно линейному регулятору, имеется операционный усилитель, который считывает выходное напряжение постоянного тока из сети обратной связи и сравнивает его с внутренним опорным напряжением. Затем сигнал ошибки усиливается, компенсируется и фильтруется. Этот сигнал используется для модуляции рабочего цикла ШИМ, чтобы вернуть выход в режим регулирования. Например, если ток нагрузки быстро увеличивается и вызывает падение выходного напряжения, контур управления увеличивает рабочий цикл ШИМ, чтобы обеспечить больший заряд нагрузки и вернуть шину в режим регулирования.

Применение линейных и импульсных регуляторов

Линейные регуляторы часто используются в приложениях, которые чувствительны к стоимости, шуму, слабому току или ограниченному пространству. Некоторые примеры включают бытовую электронику, такую ​​как наушники, носимые устройства и устройства Интернета вещей (IoT). Например, в таких приложениях, как слуховой аппарат, можно использовать линейный регулятор, поскольку в них нет переключающего элемента, который может создавать нежелательные шумы и мешать работе устройства.

Кроме того, если разработчики в основном заинтересованы в создании недорогого приложения, им не нужно так беспокоиться о рассеиваемой мощности, и они могут положиться на линейный регулятор.

Импульсные стабилизаторы

выгодны для более общих применений и особенно полезны в приложениях, требующих эффективности и производительности, таких как потребительские, промышленные, корпоративные и автомобильные приложения (см. рис. 3) . Например, если приложение требует большого понижающего решения, лучше подойдет импульсный регулятор, так как линейный регулятор может создать большую рассеиваемую мощность, которая может повредить другие электрические компоненты.

Рис. 3. Понижающий регулятор MPQ4430-AEC1

Каковы основные параметры микросхемы регулятора напряжения?

Некоторые из основных параметров, которые следует учитывать при использовании регулятора напряжения, — это входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток. Эти параметры используются для определения того, какая топология VR совместима с IC пользователя.

Другие параметры, включая ток покоя, частоту коммутации, тепловое сопротивление и напряжение обратной связи, могут иметь значение в зависимости от применения.

Ток покоя важен, когда эффективность в режиме малой нагрузки или в режиме ожидания является приоритетом. При рассмотрении частоты коммутации в качестве параметра максимизация частоты коммутации приводит к меньшим системным решениям.

Кроме того, тепловое сопротивление имеет решающее значение для отвода тепла от устройства и рассеивания его по системе. Если в состав контроллера входит внутренний МОП-транзистор, то все потери (кондуктивные и динамические) рассеиваются в корпусе и должны учитываться при расчете максимальной температуры ИС.

Напряжение обратной связи — еще один важный параметр, который необходимо проверить, поскольку он определяет самое низкое выходное напряжение, которое может поддерживать регулятор напряжения. Стандартно смотреть на опорные параметры напряжения. Это ограничивает более низкое выходное напряжение, точность которого влияет на точность регулирования выходного напряжения.

Как правильно выбрать регулятор напряжения

Чтобы выбрать правильный регулятор напряжения, разработчик должен сначала понять его ключевые параметры, такие как V IN , V OUT , I OUT , системные приоритеты (т.г. эффективность, производительность, стоимость) и любые дополнительные ключевые функции, такие как индикация работоспособности (PG) или включение управления.

После того как разработчик определил эти требования, используйте таблицу параметрического поиска, чтобы найти лучшее устройство, отвечающее заданным требованиям. Таблица параметрического поиска является ценным инструментом для проектировщиков, поскольку она предлагает различные функции и пакеты, доступные для соответствия требуемым параметрам вашего приложения.

Каждое устройство MPS поставляется с техническим описанием, в котором указано, какие внешние детали необходимы, и как рассчитать их значения для достижения эффективной, стабильной и высокопроизводительной конструкции.Техническое описание можно использовать для расчета значений компонентов, таких как выходная емкость, выходная индуктивность, сопротивление обратной связи и других ключевых компонентов системы. Кроме того, вы можете использовать инструменты моделирования, такие как DC/DC Designer или программное обеспечение MPSmart, обращаться к примечаниям по применению или обращаться к местному FAE с вопросами.

MPS предлагает широкий выбор эффективных, компактных линейных и импульсных стабилизаторов напряжения, включая семейство HF500-x, семейство MP171x, MP20056, MP28310, MPQ4572-AEC1 и MPQ2013-AEC1.

Ссылки

Глоссарий по электронике

_________________________

Вам было интересно? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылка раз в месяц!

Получить техническую поддержку

 

Различные типы регуляторов напряжения и принцип работы

ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ — РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ Различные типы регуляторов напряжения и принцип работы

Автор/редактор: Эммануэль Одунладе / Эрика Гранат

Регуляторы напряжения представляют собой интегральные схемы, предназначенные для регулирования напряжения на их входе до постоянного, фиксированного напряжения на их выходе, независимо от изменений тока нагрузки или входного напряжения.

Связанные компании

Регулятор напряжения – это система, предназначенная для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения.

(Источник: Adobe Stock)

Электронные конструкции/устройства обычно состоят из различных электронных компонентов, которые иногда работают при разных уровнях напряжения.Таким образом, для надежного удовлетворения требований к мощности конкретной конструкции или различных компонентов конструкции в блоке питания обычно используются стабилизаторы напряжения для регулирования напряжения в основном источнике до необходимого в различных частях устройства. .

При проектировании блока питания для любого устройства всегда приходится принимать массу решений. Одним из таких решений, хотя и трудным, является выбор стабилизаторов напряжения, так как они бывают разных «форм и размеров» с разными «наворотами», что делает их отличным выбором при использовании в одной цепи, но катастрофой в другой. другие схемы.

В результате выбор правильного регулятора для вашего проекта (и его ограничений) требует тщательного понимания вариантов, и сегодняшняя статья будет посвящена именно этому. Мы оценим различные типы регуляторов напряжения, принципы их работы и когда имеет смысл использовать один из них вместо другого.

Типы регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения можно разделить на категории на основе различных факторов, таких как их применение, напряжения, при которых они работают, механизмы преобразования энергии и многое другое.

В этой статье мы сосредоточимся на активных стабилизаторах напряжения и разделим их на две большие категории в зависимости от используемого ими механизма регулирования. Эти две категории включают:

  • 1. Линейные регуляторы напряжения
  • 2. Импульсные регуляторы напряжения

1. Линейные регуляторы напряжения

Линейные регуляторы напряжения используют принципы делителей напряжения для преобразования напряжения на их входе в желаемое напряжение на их выходе.В них используется петля обратной связи, которая автоматически изменяет сопротивление в системе, чтобы противостоять влиянию изменений импеданса нагрузки и входного напряжения, и все это для обеспечения постоянного выходного напряжения.

Типичные реализации линейных регуляторов напряжения включают использование полевых транзисторов в качестве одной стороны делителя напряжения с контуром обратной связи, подключенным к затвору транзистора, управляя им по мере необходимости для обеспечения согласованности выходного напряжения.

Хотя такое использование транзисторов в качестве резисторов помогает упростить конструкцию и реализацию линейных регуляторов, оно в значительной степени способствует неэффективности, связанной с регуляторами.Причина этого в том, что транзисторы преобразуют избыточную электрическую энергию (разность напряжений между входным и выходным напряжением) в тепло, что приводит к потерям мощности в результате нагрева транзисторов.

В ситуациях, когда напряжение на входе или ток нагрузки на выходе слишком высоки, регуляторы могут генерировать уровни тепла, которые могут привести к его выходу из строя. Чтобы смягчить это, разработчики обычно используют радиаторы, размер которых определяется величиной тока (мощности), проходящей через регулятор.

Еще один момент, о котором стоит упомянуть для линейных регуляторов, это необходимость того, чтобы напряжение на входе было больше, чем напряжение на выходе, на минимальное значение, называемое падением напряжения. Это значение напряжения (обычно около 2 В) варьируется в зависимости от регулятора и иногда является серьезной проблемой для разработчиков, работающих с маломощными приложениями, из-за потери мощности. В качестве обходного пути используйте тип линейных стабилизаторов напряжения, называемый регуляторами LDO (с малым падением напряжения), поскольку они разработаны с возможностью работы при разнице между входным и выходным напряжением всего 100 мВ.

Некоторые популярные примеры линейных регуляторов напряжения включают серию регуляторов напряжения 78xx (например, L7805 (5 В), L7809 (9 В)).

Плюсы и минусы линейного регулятора напряжения LM7805

Плюсы

Некоторые преимущества линейных регуляторов напряжения включают:

  • электромагнитных помех и шума
  • 3. Быстрое время отклика на изменения тока нагрузки или входного напряжения
  • 4.Низкое напряжение пульсаций на выходе

Минусы

К недостаткам линейных регуляторов напряжения можно отнести:

  • 1. Низкий КПД, т.к. большое количество электроэнергии теряется в виде тепла
  • 2. Падение напряжения требование делает их плохим выбором для приложений с низким энергопотреблением
  • 4. Низкий КПД, так как большое количество электроэнергии теряется в виде тепла
  • 5. Требование к падению напряжения делает их плохим выбором для приложений с низким энергопотреблением
  • 6.Занимают больше места на печатных платах из-за потребности в радиаторах

2. Импульсные стабилизаторы напряжения

Хотя они имеют более сложную конструкцию и требуют для работы больше сопутствующих компонентов, импульсные регуляторы напряжения являются сверхэффективными стабилизаторами, используемыми в сценариях где потеря мощности, как в линейных регуляторах, недопустима.

Механизм регулирования напряжения в импульсных регуляторах напряжения включает в себя быстрое переключение элемента, соединенного последовательно с компонентом накопления энергии (конденсатор или катушка индуктивности), для периодического прерывания потока тока и преобразования напряжения от одного значения к другому.То, как это делается, зависит от управляющего сигнала от механизма обратной связи, подобного тому, который используется в линейных регуляторах.

В отличие от линейных регуляторов напряжения, переключающий элемент находится либо в полностью проводящем, либо в выключенном состоянии. Он не рассеивает мощность и позволяет регулятору достигать высокого уровня эффективности по сравнению с линейными регуляторами.

В базовой реализации импульсного регулятора напряжения в качестве переключающего элемента используется «проходной транзистор», работающий либо в состоянии отсечки, либо в состоянии насыщения.Когда проходной транзистор находится в закрытом состоянии, ток через него не течет, поэтому мощность не рассеивается, но когда он находится в состоянии насыщения, на нем возникает пренебрежимо малое падение напряжения, сопровождающееся рассеянием небольшой мощности, с максимальным током, подаваемым на нагрузку. В результате действия переключения и экономии энергии в состоянии отсечки КПД переключаемых регуляторов обычно составляет около 70 %.

Управление на основе коммутации и ШИМ дает достаточно большую гибкость, что позволяет импульсным регуляторам напряжения работать в разных режимах и существовать в различных типах, в том числе:

  • Импульсные стабилизаторы Buck / Импульсные регуляторы повышения давления

1.Понижающие импульсные стабилизаторы напряжения

Понижающие импульсные стабилизаторы, также известные как понижающие стабилизаторы, преобразуют высокое напряжение на входных клеммах в более низкое напряжение на выходных клеммах. Эта операция похожа на работу линейных регуляторов, за исключением того факта, что понижающие регуляторы работают с более высокой степенью эффективности. Изображение, иллюстрирующее расположение компонентов в понижающих регуляторах, представлено ниже.

2. Повышающие импульсные стабилизаторы напряжения

Повышающие импульсные стабилизаторы, также известные как повышающие стабилизаторы, могут преобразовывать низкое напряжение на входе в более высокое напряжение на выходе.Их конфигурация является одним из основных различий между линейными регуляторами и импульсными стабилизаторами, поскольку регулирование не происходит, если напряжение на входе линейных регуляторов напряжения больше, чем напряжение, требуемое на их выходе. Схема, иллюстрирующая повышающие импульсные стабилизаторы напряжения, представлена ​​ниже.

3. Понижающе-повышающий регулятор напряжения с переключением

Понижающе-повышающий стабилизатор сочетает в себе характеристики двух описанных выше регуляторов. Он может обеспечить фиксированное выходное напряжение независимо от разницы (+ или -) между входным и выходным напряжением.Они очень полезны в батареях, где напряжение на входе, которое может быть выше, чем выходное напряжение в начале, со временем снижается до уровня ниже выходного напряжения. Ниже представлена ​​схема, иллюстрирующая импульсный/повышающий стабилизатор:

Плюсы и минусы

Минусы

Какими бы эффективными и совершенными ни казались импульсные регуляторы напряжения, у них есть недостатки, некоторые из которых включают:

  • 2. Требуется больше дополнительных компонентов
  • 4.Высокие уровни электромагнитных помех и шума, которые могут повлиять на сертификацию продукта при неправильном управлении. применения, преимущества импульсных регуляторов могут перевесить их недостатки. Некоторые из преимуществ включают:

    • 3. Они могут обеспечить выходное напряжение, которое больше или меньше входного напряжения
    • 4.Подходит для приложений с низким энергопотреблением
    • 7. Они могут обеспечить выходное напряжение, которое больше или меньше входного напряжения
    • 8. Подходит для приложений с низким энергопотреблением

    Правильный выбор регулятора напряжения для вашего проекта

    Выбор правильного регулятора напряжения для вашего проекта обычно не является проблемой выбора между линейным или импульсным стабилизатором напряжения. Выбор между ними можно сделать, просто взвесив их плюсы и минусы и решив, какой из них лучше всего подходит вам.Однако необходимо проверить другие специфические свойства регулятора (импульсный или линейный), чтобы убедиться, что он идеально подходит для вашего проекта. Пять из этих основных свойств описаны ниже:

    1. Выходное напряжение (или диапазон напряжений)

    Вероятно, это первое, на что следует обращать внимание при выборе регулятора. Убедитесь, что выходное напряжение (или диапазон напряжений) регулятора соответствует требуемому значению для вашего приложения. Для некоторых регуляторов могут потребоваться внешние компоненты для поддержания стабильного выходного напряжения на желаемом уровне напряжения.Все это должно быть подтверждено до штамповки регулятора для вашего проекта.

    2. Выходной ток

    Регуляторы напряжения разрабатываются с учетом номинального тока. Подключение их к нагрузке с требованиями по току, которые превышают их номинальный ток, может привести к повреждению регулятора или неправильной работе нагрузки. Это еще более важно в случае линейных регуляторов напряжения, поскольку ток напрямую влияет на потери мощности.

    Всегда проверяйте, сможет ли выбранный вами регулятор выдержать предполагаемый ток нагрузки.

    3. Диапазон входного напряжения

    Относится к допустимому диапазону входного напряжения, поддерживаемому регулятором. Обычно оно указывается в техническом описании, и разработчику важно убедиться, что возможное входное напряжение для вашего приложения находится в пределах допустимого диапазона. Одна ошибка, которую допускают большинство начинающих разработчиков, заключается в том, что они сосредотачиваются только на максимальном входном напряжении, забывая, что входное напряжение ниже указанного минимального напряжения может привести к ошибкам регулирования, особенно в случае линейных стабилизаторов.Знание этих значений поможет вам оценить условия, при которых регулятор выйдет из строя либо из-за чрезмерного выделения тепла в случае линейных регуляторов, либо из-за неисправностей в случае импульсных регуляторов.

    4. Диапазон рабочих температур

    Определяемый в большинстве спецификаций как температура окружающей среды (Ta) или температура перехода, диапазон рабочих температур — это диапазон температур, в котором регулятор работает должным образом. Говоря более конкретно, температура перехода обычно относится к самой высокой рабочей температуре транзистора.Напротив, температура окружающей среды относится к температуре окружающей среды вокруг устройства. Оба значения важны, особенно для линейных регуляторов, поскольку они способствуют процессу выбора идеального радиатора для регулятора.

    5. Напряжение отпускания

    Это важно при выборе линейных регуляторов напряжения. Как объяснялось ранее, падение напряжения относится к величине, на которую входное напряжение должно быть больше, чем выходное напряжение, чтобы произошла стабилизация.Хотя для большинства приложений это может быть неважным соображением, для приложений, где важны эффективность и малое энергопотребление, имеет смысл использовать регуляторы напряжения с малым падением напряжения.

    Также следует учитывать другие факторы, такие как эффективность, размер корпуса, переходная характеристика и потенциальные электромагнитные помехи/шум.

    В заключение, простой способ решить, какой стабилизатор использовать, это сначала решить, линейный или импульсный регулятор напряжения будет лучшим выбором, исходя из их плюсов и минусов.После этого уровня принятия решений могут быть проведены дальнейшие исследования свойств регулятора, поскольку они могут повлиять на вашу конструкцию. Какой бы ненужной иногда ни казалась эта комплексная проверка, она может иметь решающее значение для успеха вашего проекта.

    (ID:46489302)

    Понимание того, как работает регулятор напряжения

    Регулятор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений входного напряжения или условий нагрузки.Регуляторы напряжения бывают двух типов: линейные и импульсные.

    В линейном регуляторе используется активное (BJT или MOSFET) проходное устройство (последовательное или шунтовое), управляемое дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Он сравнивает выходное напряжение с точным эталонным напряжением и регулирует проходное устройство для поддержания постоянного выходного напряжения.

    Импульсный стабилизатор преобразует входное постоянное напряжение в коммутируемое напряжение, подаваемое на силовой МОП-транзистор или биполярный транзистор. Отфильтрованное выходное напряжение переключателя питания подается обратно в схему, которая управляет временем включения и выключения переключателя питания, так что выходное напряжение остается постоянным независимо от входного напряжения или изменения тока нагрузки.

    Какие существуют топологии импульсных регуляторов?

    Существует три распространенные топологии: buck (понижающая), boost (повышающая) и buck-boost (повышающая/понижающая). Другие топологии включают обратноходовую, SEPIC, Cuk, двухтактную, прямую, полномостовую и полумостовую топологии.

    Как частота коммутации влияет на конструкцию регулятора?

    Более высокие частоты переключения означают, что регулятор напряжения может использовать катушки индуктивности и конденсаторы меньшего размера. Это также означает более высокие потери при переключении и больший шум в цепи.

    Какие потери возникают в импульсном регуляторе?

    Потери возникают из-за мощности, необходимой для включения и выключения MOSFET, которые связаны с драйвером затвора MOSFET. Кроме того, потери мощности в МОП-транзисторах происходят из-за того, что для переключения из состояния проводимости в состояние непроводимости требуется конечное время. Потери также связаны с энергией, необходимой для зарядки и разрядки емкости затвора MOSFET между пороговым напряжением и напряжением затвора.

    Каковы обычные области применения линейных и импульсных регуляторов?

    Рассеиваемая мощность линейного стабилизатора прямо пропорциональна его выходному току при заданном входном и выходном напряжении, поэтому типичный КПД может составлять 50 % или даже ниже.Используя оптимальные компоненты, импульсный регулятор может достигать КПД в диапазоне 90%. Однако выходной шум линейного стабилизатора намного ниже, чем у импульсного стабилизатора с такими же требованиями к выходному напряжению и току. Как правило, импульсный регулятор может работать с более высокими токовыми нагрузками, чем линейный регулятор.

    Как импульсный стабилизатор управляет своим выходом?

    Импульсные стабилизаторы требуют средств для изменения их выходного напряжения в ответ на изменения входного и выходного напряжения.Один из подходов заключается в использовании ШИМ, который управляет входом соответствующего выключателя питания, который управляет временем включения и выключения (рабочим циклом). Во время работы отфильтрованное выходное напряжение регулятора подается обратно на ШИМ-контроллер для управления рабочим циклом. Если отфильтрованный выход имеет тенденцию к изменению, обратная связь, подаваемая на ШИМ-контроллер, изменяет рабочий цикл для поддержания постоянного выходного напряжения.

    Какие конструктивные характеристики важны для микросхемы регулятора напряжения?

    Основными параметрами являются входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток.В зависимости от приложения могут быть важны и другие параметры, такие как пульсации выходного напряжения, переходная характеристика нагрузки, выходной шум и КПД. Важными параметрами для линейного стабилизатора являются падение напряжения, PSRR (коэффициент ослабления источника питания) и выходной шум.

    использованная литература

    Загрузить инструменты проектирования управления питанием

    (PDF) Моделирование и проектирование регулятора напряжения в нейтральной точке для трехуровневого инвертора с диодной фиксацией, использующего модуляцию с несколькими несущими

    726 IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL.53, НЕТ. 3, ИЮНЬ 2006 г.

    Рис. 11. Измеренные формы сигналов от прототипа аппаратного обеспечения, работающего, как на рис. 9:

    со связью по переменному току, верхнее напряжение шины постоянного тока (2 мс/дел, 5 В/дел), иллюстрирующее уменьшение

    третьего- гармонические пульсации напряжения (a) без регулирования нейтральной точки и (b) с регулированием нейтральной точки

    .

    ССЫЛКИ

    [1] Б. П. Шмитт и Р. Соммер, «Модернизация асинхронных двигателей с фиксированной скоростью

    с приводными преобразователями среднего напряжения с использованием трехуровневого инвертора NPC

    , высоковольтная топология на основе IGBT», в Proc.IEEE ISIE, 2001,

    , том. 2, стр. 746–751.

    [2] J. K. Steinke и P. K. Steimer, «Преобразователь привода среднего напряжения для промышленных применений

    в диапазоне мощности от 0,5 МВт до 5 МВт на основе

    на трехуровневом преобразователе, оснащенном IGCT», в Proc. Семинар IEE

    ШИМ-приводы среднего напряжения, 2000 г., стр. 6/1–6/4.

    [3] G. Carrara, S. Gardella, M. Marchesoni, R. Salutari и G. Sciutto,

    «Новый многоуровневый метод PWM: теоретический анализ», IEEE Trans.

    Power Electron., vol. 7, нет. 3, стр. 497–505, июль 1992 г.

    [4] Н. Целанович и Д. Бороевич, «Быстрый алгоритм модуляции пространственного вектора для многоуровневых трехфазных преобразователей», IEEE Trans. Ind. Appl.,

    vol. 37, нет. 2, стр. 637–641, март / апрель. 2001.

    [5] Ю.-Х. Ли, Р.-Ю. Ким и Д.-С. Хьюн, «Новая стратегия SVPWM, учитывающая балансировку звена постоянного тока

    для многоуровневого инвертора источника напряжения», в

    Proc. IEEE АТЭС, 1999, том.1, стр. 509–514.

    [6] Г. Венкатараманан и А. Бендре, «Широко-импульсная широтно-импульсная модуляция на основе взаимного преобразования для многоуровневых преобразователей с диодной фиксацией», IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 49, нет. 5, стр. 1035–1047, октябрь 2002 г.

    [7] Б. МакГрат, Д. Холмс и Т. Липо, «Оптимизированное пространственное векторное переключение последовательностей

    для многоуровневых инверторов», в Proc. IEEE АТЭС, 2001, том. 2,

    стр. 1123–1129.

    [8] П. Лох, Г.Холмс, Ю. Фукута и Т. Липо, «Стратегии модуляции на основе несущей с уменьшенным общим режимом

    для каскадных многоуровневых инверторов», в

    Proc. Годовой отчет IEEE-IAS. Встреча, 2002, т. 1, с. 3, стр. 2002–2009.

    [9] В. Калискан, Г. Вергезе и А. Станкович, «Многочастотное усреднение

    преобразователей постоянного тока», в Proc. Вычислительная мастерская IEEE. Power Electron.,

    1996, стр. 113–119.

    [10] Обзор продукта Mathworks. [Онлайн]. Доступно: http://www.

    математические работы.com/products/prodoverview.shtml

    [11] Анализатор частотной характеристики Venable Model 3120. [Онлайн]. Доступно:

    http://www.venable.biz/pr-3120.html

    Ашиш Бендре (S’02–M’03) получил B.Tech.

    степень Индийского технологического института,

    Бомбей, Индия, 1990 г., и степень магистра. и доктор философии

    степени Университета Висконсина, Мэдисон,

    в 1992 и 2003 годах, соответственно, все в области электротехники

    .В настоящее время он работает над получением степени MBA

    в Чикагском университете,

    Чикаго, Иллинойс.

    Он имеет более чем десятилетний опыт проектирования и разработки промышленных преобразователей энергии

    , в основном в Pillar Technologies и SoftSwitching Technologies.

    В настоящее время он является главным инженером в группе перспективных разработок в

    DRS Power and Control Technologies, Милуоки, Висконсин, где он проводит

    исследования, посвященные преобразованию морской энергии.Его основные области интересов

    включают силовую электронику и проектирование управления для многоуровневых преобразователей, преобразователей постоянного тока

    и устройств контроля качества электроэнергии.

    Гири Венкатараманан (S’86–M’92) получил

    B.E. степень в области электротехники Государственного технологического колледжа

    , Коимбатур, Индия,

    , в 1986 г., степень M.S. степень Калифорнийского института технологий

    , Пасадена, в 1987 г., и докторская степень. Степень

    Университета Висконсина, Мэдисон,

    в 1992 году.

    После преподавания электротехники в Государственном университете Монтаны

    , Бозман, он вернулся в

    университет Висконсина, Мэдисон, в 1999 году в качестве члена факультета

    , где он продолжает руководить исследованиями в

    различных областях электронное преобразование энергии в качестве заместителя директора

    Wisconsin Electric Machines and Power Electronics Consortium. Он является держателем

    пяти патентов США и опубликовал ряд технических статей.

    Область его научных интересов: микросети, распределенная генерация, системы возобновляемой энергии

    , матричные и многоуровневые преобразователи мощности, а также управление потоками переменного тока

    .

    Дон Розен получил степень младшего специалиста в области инженерных технологий электроники в Hamilton Tech-

    колледже, Давенпорт, штат Айова, в 1984 году. Младший инженер

    в SoftSwitching Technologies, Мид-

    Длтон, Висконсин.Последние 14 лет он работал в сфере силовой электроники

    . В последнее время он сосредоточился на

    разработке современных решений в области силовой электроники

    для промышленных приложений качества электроэнергии.

    Виджай Шринивасан (M’05) получил награду B.E. степень в области электроники и приборостроения Регионального инженерного колледжа, Руркела, Индия,

    в 1998 году, и степень магистра. степень в области электротехники Университета

    Висконсин, Мэдисон, в 2003 году.

    С 1998 по 2000 год он работал с STMicroelectronics в их индийском дизайнерском центре

    . Работая в консорциуме Wisconsin Electric Machines and Power Electronics

    с 2000 по 2003 год, он разработал контрольно-измерительные приборы

    для исследований в области энергетики. С 2003 года он является членом

    технического персонала Sun Microsystems, Санта-Клара, Калифорния, где в настоящее время

    работает над методами оценки мощности для микропроцессорных конструкций.

    Трехвыводные стабилизаторы напряжения с фиксированным напряжением — рабочие и прикладные схемы 5 В, 9 В, 12 В, 15 В и 24 В.

    Они называются стабилизаторами постоянного напряжения, поскольку эти ИС способны создавать превосходные стабилизированные фиксированные выходные напряжения постоянного тока в ответ на гораздо более высокое нестабилизированное входное напряжение постоянного тока.

    Эти высококачественные монолитные стабилизаторы напряжения в настоящее время можно очень дешево приобрести, что обычно дешевле и проще в работе по сравнению с созданием эквивалентных дискретных схем стабилизаторов.

    Эти 3-выводные регуляторы невероятно просты в подключении, как показано на приведенной ниже принципиальной схеме, демонстрирующей стандартный метод реализации этих ИС.

    Три клеммы ИС по понятным причинам обозначены именами вход, общий и выход .

    Положительное и отрицательное напряжение питания просто подключаются к входным и общим клеммам ИС соответственно, а регулируемое стабилизированное напряжение подается через выходные и общие клеммы.

    Единственная дискретная внешняя деталь, требуемая по выбору, это конденсатор на входе и выходе микросхемы. Эти конденсаторы необходимы для повышения уровня регулирования выходного сигнала устройства и улучшения переходной характеристики. Значения микрофарад этих конденсаторов, как правило, не являются критическими, и поэтому обычно находятся между 100 нФ, 220 нФ или 330 нФ.

    Типы регуляторов серии 78XX

    Наиболее популярными и широко используемыми типами монолитных регуляторов напряжения с фиксированным напряжением являются положительные стабилизаторы серии 78XX и отрицательные стабилизаторы серии 79XX.

    Имеются 3 характеристики выходного тока. Они предоставляют вам 9 положительных типов и девять 9 отрицательных типов вариантов, как показано в таблице ниже.

    Эти микросхемы серии 78XX поставляются с дополнительными номиналами напряжения как в положительной, так и в отрицательной формах. Стандартные диапазоны для этих регуляторов 78XX: 8 В, 9 В, 10 В, 18 В, 20 В и 24 В, что соответствует микросхемам 7808, 7809, 7810, 7818, 7820, 7824.

    Многие из этих устройств имеют суффиксные символы или цифры с напечатанным номером, в зависимости от производителя или типа торговой марки.

    Однако все они по сути одинаковы с одинаковым рейтингом. Некоторые дилеры на самом деле не будут продвигать эти ИС по номеру типа, а просто укажут их полярность, напряжение и ток, а иногда и со ссылкой на стиль их упаковки.

    Основные характеристики

    Эти ИС имеют встроенное ограничение тока и защиту от короткого замыкания для выходной нагрузки. В регуляторах средней и высокой мощности серии 78XX эта функция обычно имеет обратный тип.Ограничение обратного тока — это состояние, при котором выходной ток просто не реагирует на перегрузку из-за автоматического ограничения тока.

    Что такое обратная схема ограничения тока

    Реакцию обратной срабатывания схемы ограничения тока можно увидеть на следующем рисунке, который отчетливо демонстрирует, как выходной ток минимизируется в условиях перегрузки до уровня менее 50 % от идеального выходного тока. Основная причина использования обратных токоограничений заключается в том, что они значительно сокращают рассеяние в стабилизаторе в ситуациях короткого замыкания.

    Реакция на ограничение тока с обратной связью может быть понята из следующего объяснения:

    Предположим, у нас есть микросхема 7805 с входным напряжением 10 В, и на ее выходных клеммах произошло короткое замыкание. В этой ситуации при обычном типе ограничения тока выход ИС будет продолжать генерировать ток 1 А, рассеивая 10 Вт. Но при специальном ограничении обратного тока ток короткого замыкания может быть ограничен примерно до 400 мА, в результате чего рассеивание в устройстве составит всего 4 Вт.

    Функция теплового отключения

    Большинство монолитных регуляторов напряжения также имеют встроенную схему защиты от перегрева. Эта функция помогает уменьшить выходной ток в случае перегрева устройства.

    Эти типы микросхем регуляторов напряжения чрезвычайно прочны и никогда не повреждаются даже при неправильном использовании. Тем не менее, один из способов, с помощью которого они могут быть разрушены, — это применение входного напряжения питания, превышающего указанный диапазон.

    Вы найдете различия в максимально допустимом входном напряжении, указанном разными поставщиками для этих ИС одного и того же стандартного типа, хотя 25 вольт, по-видимому, является минимальным предлагаемым диапазоном для любого 5-вольтового устройства (7805). Более крупные регуляторы напряжения могут выдерживать минимум 30 вольт, в то время как для вариантов на 20 и 24 вольт входной диапазон составляет до 40 вольт.

    Для правильной работы схемы входное напряжение должно быть на 2,5 В выше требуемого выходного напряжения, за исключением регулятора 7805, где входное напряжение должно быть чуть более чем на 2 В выше требуемых выходных 5 В, что означает оно должно быть не менее 7 В.

    Ток в режиме ожидания без нагрузки

    Потребляемый ток покоя или холостого хода этих ИС без какой-либо нагрузки на выходе может составлять от 1 до 5 мА, хотя в некоторых очень мощных вариантах он может достигать 10 мА.

    Регулирование сети и нагрузки

    Регулирование сети для всех ИС регулятора 78XX составляет менее 1%. Это означает, что выходное напряжение может отличаться менее чем на 1% независимо от отклонения входного напряжения от максимального и минимального диапазона входного напряжения.

    Регулировка нагрузки также обычно ниже 1% для большинства этих устройств. Эта функция гарантирует, что выход будет продолжать обеспечивать номинальное постоянное выходное напряжение независимо от условий выходной нагрузки.

    Функция подавления пульсаций для большинства этих ИС регуляторов составляет около 60 дБ, а уровень выходного шума может быть ниже 100 микровольт.

    Рассеиваемая мощность

    При использовании микросхем регуляторов 78XX следует помнить, что эти микросхемы рассчитаны на то, чтобы выдерживать лишь ограниченное количество рассеиваемой мощности.Следовательно, при максимальной выходной нагрузке входное напряжение никогда не должно превышать максимально допустимый входной предел на несколько вольт.

    Максимальное рассеивание мощности при нормальной комнатной температуре (25 градусов Цельсия) для устройств малой, средней и высокой мощности 78XX составляет 0,7 Вт, 1 Вт и 2 Вт соответственно.

    Вышеупомянутое ограничение может быть значительно улучшено до 1,7 Вт, 5 Вт и 15 Вт соответственно, если устройства будут установлены на достаточно большой радиатор.Мощность, рассеиваемая во всех этих регуляторах, пропорциональна разнице между входным и выходным напряжениями, умноженной на выходной ток.

    Как применить радиатор к микросхемам 78XX

    В этой ситуации, когда устройство полностью нагружено при токе около 800 мА, рассеивание от устройства может достигать 4 Вт (0,8 А x 5 В = 4 Вт).

    Это в два раза больше, чем максимально допустимая мощность 2 Вт для устройства 7815. Это означает, что дополнительные 2 Вт должны быть компенсированы за счет радиатора.

    На рынке, как правило, доступен широкий выбор радиаторов, и они обозначаются номиналом в градусы на ватт.

    Этот рейтинг в основном указывает на повышение температуры, которое возникает из-за каждого отдельного ватта мощности, рассеиваемой через радиатор. Это также указывает на то, что для радиатора большего размера количество градусов на ватт будет пропорционально ниже.

    Наименьший размер радиатора, необходимый для регулятора 78xx, можно определить следующим образом.

    В первую очередь необходимо выяснить номинальную температуру воздуха в месте использования устройства. За исключением случаев, когда устройство предполагается использовать в необычно теплой среде, разумным предположением можно считать значение около 30 градусов по Цельсию.

    Номинальная безопасная температура

    Далее может понадобиться узнать максимальную безопасную температуру для конкретной ИС регулятора 78XX. Для монолитных регуляторов 78XX этот диапазон может составлять 125 градусов по Цельсию.При этом на самом деле это температура перехода, а не температура корпуса, которую может выдержать микросхема.

    Абсолютная максимально допустимая температура корпуса составляет около 100 градусов по Цельсию. Поэтому становится важным не допускать повышения температуры устройства выше 70 градусов по Цельсию (100 — 30 = 70).

    Поскольку мощность 2 Вт может привести к повышению температуры максимум на 70 градусов, радиатор с рассеиваемой мощностью 35 градусов по Цельсию/ватт или менее (70 градусов разделить на 2 ватта = 35 градусов C на ватт) будет быть достаточно хорошим.

    На практике следует использовать относительно больший радиатор, поскольку в большинстве случаев теплопередача никогда не бывает очень эффективной.

    Кроме того, для обеспечения долговременной стабильности необходимо убедиться, что устройство идеально работает при температурах несколько ниже номинального максимально допустимого диапазона температур.

    Если возможно, обеспечьте разумный запас +/- 20 градусов или больше.

    Когда регулятор IC заключен внутри контейнера и скрыт от свободной атмосферы, это может привести к нагреву воздуха, находящегося в контейнере, за счет рассеяния регулятора.Это, в свою очередь, может привести к тому, что другие чувствительные части печатной платы будут работать в более теплых условиях. Такая ситуация может потребовать более крупного радиатора для микросхемы регулятора.

    Прикладные схемы

    Ниже показана типичная прикладная схема источника питания с использованием монолитного регулятора напряжения 78XX с фиксированным напряжением.

    В этой конструкции микросхема 7815 используется в качестве микросхемы регулятора, которая обеспечивает примерно +15 вольт при токе примерно 800 мА.

    Используемый трансформатор рассчитан на 18 -0 — 18 В для вторичной обмотки с номинальным током 1 ампер.

    Он подключен к двухтактному двухполупериодному выпрямителю, который обеспечивает напряжение без нагрузки около 27 В постоянного тока после фильтрации через C1.

    Конденсаторы C2 и C3 работают как входные и выходные развязывающие конденсаторы, которые следует устанавливать относительно ближе к корпусу ИС. Когда выходная нагрузка будет полной, вы увидите, что входное напряжение, подаваемое на IC1, достигает уровня от 19 до 20 вольт, что обеспечивает разницу примерно в 5 вольт на входе/выходе регулятора.

    Как сделать схему сдвоенного источника питания

    Поскольку монолитные стабилизаторы 78XX с фиксированным напряжением можно приобрести как в отрицательном, так и в положительном вариантах, они идеально подходят для реализации двойных сбалансированных источников питания.

    Когда, например, требуется регулируемый источник питания для работы схемы на основе операционного усилителя с положительным и отрицательным питанием 12 В при 100 мА, можно применить конструкцию, показанную на следующем рисунке.

    В этом примере T1 представляет собой трансформатор 15–0–15 В с номинальным током вторичной обмотки 200 мА или более. Вы можете найти пару двухтактных двухполупериодных выпрямителей; D2 и D3, которые дают положительный результат.

    D1 вместе с D4 дают отрицательный выходной сигнал. Положительная подача фильтруется C1, а отрицательная линия очищается и фильтруется C2.

    IC1 обеспечивает регулируемый выход положительного напряжения, а IC2 работает как регулятор отрицательного напряжения. С3 по С6 расположены как развязывающие конденсаторы для повышения выходной эффективности с точки зрения лучшей реакции на пики, шум и переходные процессы.

    Более высокое выходное напряжение с использованием последовательной цепи регулятора

    Показанная выше конфигурация также может использоваться для получения комбинированных значений напряжения двух регуляторов. Это означает, что если 79L12 заменить регулятором 78L12, то на выходе будет 24 В.

    В такой конфигурации линию 0 В можно игнорировать, а к выходу +24 В можно получить доступ непосредственно через положительную и отрицательную линии выхода.

    Более высокое выходное напряжение с помощью последовательной диодной цепи

    На самом деле очень легко получить небольшое повышение напряжения на выходе, используя выпрямительный диод между выводом заземления микросхемы и линией заземления.

    Этот подход позволяет пользователю получить доступ к несколько более высокому уровню напряжения, который не может быть получен непосредственно от какого-либо готового регулятора.

    Точную технику подключения этой конфигурации можно увидеть на следующем изображении.

    В этом примере мы оценили требуемое выходное напряжение примерно в 6 В и реализовали то же самое с помощью микросхемы стабилизатора на 5 В, увеличив выходное напряжение на 1 В.

    Как видно, это повышение на 1 В эффективно достигается простым включением пары последовательных диодов выпрямителя с общим выводом регулятора.

    Выпрямители подключены таким образом, чтобы они были смещены в прямом направлении за счет тока покоя, используемого регулятором, который проходит через общую клемму GND устройства.

    В результате подключенные диоды ведут себя примерно как низковольтные стабилитроны, при этом на каждом диоде падает примерно от 0,5 до 0,6 вольт, что обеспечивает общее напряжение стабилитрона примерно от 1 до 1,2 вольт.

    Целью проекта является поднятие общей клеммы регулятора на 1 вольт над потенциалом питания земли. Здесь регулятор 7805 IC фактически стабилизирует номинальный выходной сигнал на уровне 5 В выше линии заземления, следовательно, поднимая клемму заземления примерно на 1 В, выходной сигнал также поднимается на ту же величину, в результате чего выходной сигнал также регулируется примерно на уровень 6 В.Эта процедура очень хорошо работает со всеми тремя микросхемами регулятора напряжения клеммы 78XX.

    Смещающий резистор для диодов

    Однако в некоторых случаях вам может понадобиться подключить внешний резистор к GND и выходному контакту ИС, чтобы обеспечить дополнительный ток диода, чтобы они могли проводить оптимальную проводимость для намеченные результаты.

    Поскольку каждый выпрямительный диод будет способствовать прямому падению примерно на 0,65 В, путем последовательного включения большего количества таких диодов можно добиться пропорционально более высокого уровня повышенного напряжения на выходе микросхемы.

    Однако для этого входной уровень должен быть выше, по крайней мере, на 3 В, чем окончательный расчетный выходной уровень. Кремниевые диоды, такие как 1N4148, вполне подойдут для данного приложения.

    В качестве альтернативы, если диоды выглядят громоздкими, можно использовать один эквивалентный стабилитрон для получения того же эффекта, как показано в следующем примере.

    При этом убедитесь, что процедура реализована для получения не более чем на 3 В выше фактического номинала устройства.За пределами этого уровня стабилизация выходного сигнала может быть нарушена.

    Увеличение допустимого тока

    Еще одна замечательная модификация регулятора 78XX может быть реализована для увеличения выходного тока, превышающего максимальный номинал устройства.

    Один из способов сделать это показан ниже.

    Указанный коэффициент конфигурации R1 и R2 гарантирует, что на каждый ток в миллиамперах, проходящий через R1, D1 и регулятор, немного тока, превышающее 4 мА, смещается через Tr1 и R2.

    В результате, когда через IC1 используется полный 1 ампер, через Tr1 проходит ток более 4 ампер. Эта ситуация позволяет схеме обеспечить оптимальный выходной ток, который немного превышает 5 ампер.

    Даже в условиях перегрузки токи через Tr1 и IC1 продолжают иметь соотношение несколько выше 4 : 1, поэтому функция ограничения тока IC продолжает работать без проблем.

    Схемы этой формы в настоящее время оказались ненужными из-за наличия устройств регуляторов большей мощности, таких как 78H05, 781-112 и т. д., которые имеют максимальный номинальный ток 5 ампер и позволяют пользователю настраивать их точно с такая же легкость, как и у младших текущих аналогов.

    Регулятор напряжения – Регулируемый выход, положительный 1,5 А

    %PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 5 0 объект >> эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > ручей Acrobat Distiller 19.0 (Windows)BroadVision, Inc.2021-08-06T08:46:12+02:002021-08-06T08:45:32+02:002021-08-06T08:46:12+02:00application/pdf

  • LM317 — Регулятор напряжения — регулируемый выход, положительный 1,5 А
  • онсеми
  • LM317 представляет собой регулируемый 3-контактный стабилизатор положительного напряжения, способный подавать более 1.5 А в диапазоне выходного напряжения от 1,2 В до 37 В. Этот регулятор напряжения исключительно прост в использовании и требует всего два внешних резистора для установки выходного напряжения. Кроме того, он использует внутреннее ограничение тока, тепловое отключение и компенсацию безопасной зоны, что делает его практически устойчивым к выбросам.
  • UUID: 69e4f3e1-7e54-4a57-9d2e-c004183e2a66uuid: d7f2f65d-3786-4dc9-9b55-8b01119059da конечный поток эндообъект 6 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > эндообъект 19 0 объект > эндообъект 20 0 объект > эндообъект 21 0 объект > эндообъект 22 0 объект > эндообъект 23 0 объект > эндообъект 24 0 объект > эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > ручей H\WK-7*dy$}J* j۲%u=DJ }~}G9$吥%H+;ǖq/»R%-Nƞq 68-zӏsA- г[ ~R Q U Z%Ղ/]o]IT$rBufkLCj 2jǹl^0Zq|$2t^[\ŬFh[#7PljbEY» ФЛНФ5П В~5 а KۉjЀg5[:7sbp`YS8IlG

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.