一个简单的电压调节器。方案、说明

一个简单的电压调节器。无线电电子电气工程百科全书

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大多数所描述的汽车用业余电压调节器以及大批量生产的汽车配备的工业调节器都是为了在发电机端子上保持恒定的稳定电压而设计的。随着负载的增加（打开大灯、风扇等用电设备），电线上的压降增大，车载网络的电压相应降低，电池充电电流也随之减小。

为了稳定电池端子的电压，调节器输入直接连接到电池。如您所知[L]，对于电池的正常充电，其端子上的电压应随着温度的降低而增加。因此，调节器稳定的电压与温度的独立性应该被认为是一个很大的缺点。即使调节器能够根据发动机舱的温度调节电压，但这还不够。该调节器在夏季进行了优化调整，以实现最佳性能，但在冬季却使电池陷入困境，因为引擎盖下的空气会迅速升温，而电池本身在行驶几个小时后就会迅速升温。结果，电池一直处于充电不足状态，在寒冷季节必须充电。

如果调节器设置为在寒冷天气下实现最佳运行，那么在夏天它将为电池充电，并且您必须定期向其添加蒸馏水。最好的解决方案是用调节器控制电池本身的温度和端子的电压。 [L]中描述了这样一个控制器，但它相当复杂，包含一个电磁继电器和温度传感器中稀有的稳定器。这里描述的电压调节器不包含继电器；低功率硅二极管用作传感器。此外，它的设计也显着简化。根据[L]，稳压器必须提供的所需绝对电压温度系数（TKV）为-40,5 mV/°C，或相对单位为-0,298%/°C。

大致相同的电压相对温度系数有正向电流为几毫安的低功率硅二极管，以及由几个串联的二极管组成的稳定器。一个二极管的绝对 TKN 约为 -2 mV / ° С，其两端压降为 650 mV，得出的相对值为 -2 / 650 Ω -0,307% / ° С。请注意，由多个二极管或稳定器组成的电路的 TKN 的相对值并不取决于它们的数量。控制器电路如图1所示。

一个简单的电压调节器。继电器调节器电路

调节器的输出 B 用单独的电线连接到电池的正极端子，输出 I 和 W 分别连接到发电机整流桥的输出及其励磁绕组。调节器的公共线在安装调节器的地方与车身连接。八个 VD4-VD 11 二极管组成的链连接到电池盒并与其热接触。该电路用作具有必要 TKV 的温度相关参考电压源。当汽车熄火时，I端无电压，晶体管VT1-VT3截止，不向运算放大器DA1提供电源电压，晶体管VT4-VT6也截止，仅晶体管VT1和VT2的初始集电极电流是从电池消耗的，该电流远小于电池自放电电流。当点火开关打开时，晶体管VT1-VT3打开，通过晶体管VT3，将电源电压提供给运放DA1。来自电池正极的电压通过晶体管VT2连接到分压器R5R6R7，并从发动机的电阻器R6-连接到运放DA1的反相输入端。电压从二极管 VD4-VD11 电路施加到运算放大器的同相输入端。

当发动机关闭时，从发动机电阻器 R6 获取的电压小于 VD4-VD11 二极管两端的压降，运放输出端的电压接近电池电压，晶体管 VT4-VT6 处于导通状态。打开，电流流过发电机的励磁绕组。发动机启动后，发电机开始产生电流，蓄电池上的电压升高，运算放大器DA1导通，晶体管VT4-VT6截止，电流增大。发电机产生的电流减少，结果运算放大器再次切换，流经发电机励磁绕组的电流增加。晶体管VT4-VT6的打开和关闭以几十或几百赫兹的频率发生，从而维持电池端子处所需的电压。通过电阻器 R12 的正反馈提供运算放大器迟滞并将运算放大器变成施密特触发器。齐纳二极管VD2将运算放大器的输出电压与晶体管VT4的开关阈值相匹配。特别值得注意的是齐纳二极管 VD1 的作用，它在稳压器的正常工作模式下是关闭的。如果没有它，那么如果通向VD4-VD11温度传感器的导线断裂，电流将不断流过发电机的励磁绕组，车载网络的电压将大大增加，这既危险又危险。用于电池和其他用电设备。当温度传感器关闭时，齐纳二极管 VD1 打开并开始作为示例电压源工作。车载网络中的电压虽然有所增加，但并不像没有时那么显着。

设计

除二极管 VD4-VD11 外，稳压器的所有元件均放置在尺寸为 93x60 mm、由 1,5 mm 厚的玻璃纤维制成的印刷电路板上 - 电路板的图纸如图 2 所示。

一个简单的电压调节器。印刷电路板

VT6 晶体管安装在一块没有散热器的板上，两个黄铜套管上，基极和发射极引线直接焊接到板上。该板设计用于安装在机电继电器调节器 RR-24 外壳的三个螺纹黄铜柱上。输出是案例上的相应输出。该温度传感器由折叠成尺寸为 80x30x2 mm 的三块板、一块黄铜板和两块玻璃纤维板组成。在中间的玻璃纤维板中，大约在其中间，切割了一个尺寸为 50x8 毫米的窗口。该空间中放置了八个串联的二极管。将 MGTF-0,14 线的结论放置在 PVC 管中，该 PVC 管铺设在中间板锯出的窄槽中。

整个结构用环氧腻子粘合在一起，中板的内腔也用它填充。粘合前黄铜板必须镀锡，传感器所有部件必须彻底脱脂。传感器引线直接焊接到 PCB 上的相应点。为了可靠性，最好用一个小夹子将接头附加到调节器主体上。使用黄铜板，将传感器轻轻压入加热的胶泥中以填充电池。如果没有胶粘剂填充，则应使用从轮室切下的橡胶圈将黄铜板压在电池盒侧面的平坦部分上。结论B的调节器更方便，不接电池正极，而是接起动机正极电流钳。

Детали

在控制器中，几乎可以使用任何相应结构的小功率硅晶体管来代替KT3102A（VT1、VT3、VT4）和KT208K（VT2）。晶体管VT5必须允许集电极电流至少为150mA；在这里，您可以使用具有任何字母索引的 KT208、KT209、KT313、KT3108、KT814、KT816 系列晶体管。应优先选择金属外壳中的晶体管。齐纳二极管 VD2 - 任何电压为 3,3 ... 7 V 的二极管。

VD3 二极管可以是任何直流电流至少为 3 A 的二极管。KD206 系列二极管安装在板上很方便，因为阳极放置在其外壳上。电容器 C1、C2、C4 - KM5 或 KM6，C3 - K53-1 或 K53-4。不宜使用 K50 或 K52 系列电容器。油门L1-DM-0,1；固定电阻器 - MT 或 MLT，调谐 R6 - SPZ-19a。

调整该设备按照一定的顺序运行。首先，将高达 16,5 V 的可调直流电压源连接到调节器的输出 B 和外壳，并测量其消耗的电流。 100 µA 微安表的指针不应有明显偏差。接下来，在Ш端子和公共线之间连接一个功率为120W的2欧姆电阻，并并联一个电压表（或电压为18…24V的小功率白炽灯）。

输出 I 连接到同一源，将其电压设置为 13,6 V，电阻器 R6 设置这样一个开关阈值，当源电压增加到 13,6 V 以上时，输出 Ш 处的输出电压接近于零，并且为当电压低于该值时接近电源电压。然后关断VD4-VD11二极管电路，选择VD1稳压二极管，在电源电压16…16,5V下实现稳压器的类似开关。选择时，如果需要，可以打开一个或一个两个低功率硅二极管直接连接。在汽车上进行更精确的调整。电池充满电后，电压表（最好是数字的）在没有负载的情况下测量其端子的电压。发动机在没有启动器的情况下启动，电阻器 R1 设置电池端子处的测量电压值。如果汽车上有电流表，则正确调整该装置的标准可以是在平均曲轴转速和已充电的电池下启动发动机6 ... 5分钟后的充电电流值。无论所含负载的功率如何，电流必须在 10 ... 2 A 范围内。

上述调节器采用传统温度补偿 D818E 齐纳二极管代替 VD1 和 VD4-VD11 二极管，在 GAZ-24 汽车上运行了数年。在夏天，需要给电池加水，在春天和秋天 - 给电池充电。安装VD4-VD11传感器后，这些操作的需要就消失了。结合使用具有延长火花的晶闸管晶体管电子点火装置，可以在各种操作条件下快速启动发动机，所描述的电压调节器可以将电池寿命延长至九年。

文学

洛马诺维奇 V.A. 热补偿电压调节器。 - 广播，1985 年，第 5 期，第 24 页27-XNUMX。

作者：S. Biryukov；出版物：radioradar.net

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