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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Regulador de voltaje electrónico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protectores contra sobretensiones Los propietarios de automóviles utilizan muchos reguladores de voltaje fabricados en versión electromecánica (PP380, PP350, etc.), que en general son confiables, pero tienen una serie de desventajas operativas importantes: mantenimiento insuficiente del voltaje a bajas velocidades, difícil ajuste al voltaje requerido, quema de contactos. , creación de intensas interferencias de radio, etc. Al mismo tiempo, los reguladores electrónicos no presentan estas desventajas [1, 2]. En la Fig. 1 se muestra un circuito simple de un regulador de voltaje electrónico que se puede instalar en un automóvil con un alternador y un cable negativo conectado a tierra.
El autor ha estado utilizando un regulador de voltaje ensamblado según este circuito durante varios años en un automóvil VAZ-2106. Mostró excelentes características de rendimiento. El controlador utiliza como dispositivo de comparación el llamado disparador Schmitt [3], que genera una señal de salida rectangular con una frecuencia de repetición de varios cientos de hercios en condiciones de automóvil a partir de una señal de entrada de forma arbitraria. Gracias a esto, el transistor de salida funciona en modo de conmutación con una baja disipación de potencia del orden de 0,8...1,6 W. Esta baja disipación de potencia permite utilizar el transistor sin disipador de calor. ¿Cómo funciona?. Cuando se enciende el interruptor de encendido VZ, el voltaje de la batería de +12 V se suministra al regulador de voltaje electrónico. Al mismo tiempo, debido a que el voltaje de ruptura es insuficiente para el diodo zener, el disparador ensamblado en el microcircuito 159NT1B se encuentra en su estado inicial, en el que el transistor izquierdo está cerrado y el derecho abierto. Aparece un voltaje de aproximadamente 2 V entre el emisor y la base del transistor de salida, y entra en modo de saturación. La corriente máxima fluye a través del devanado de excitación (OB), la tensión de salida del generador G221 (o similar) aumenta y cuando se excede la tensión especificada de 13,9...14,1 V para el sistema eléctrico del vehículo, se produce una avería del zener. Se produce el diodo VD1, se activa el disparador y el transistor de salida VT1 se cierra (el potencial entre el emisor y la base es cero). Como resultado, la corriente de excitación disminuye drásticamente y el voltaje de salida disminuye. Este proceso se repite continuamente, manteniendo el voltaje especificado de la red de a bordo del vehículo. El estrangulador L1 está diseñado para suavizar las ondulaciones de voltaje en la entrada del disparador. Sin un estrangulador, como se muestra en [1], la conmutación de los transistores reguladores se produciría a la frecuencia de pulsación del generador (varios kilohercios), lo que provocaría un aumento en la potencia disipada por el transistor de salida VT1 y reduciría la confiabilidad del El regulador. El autor probó la versión del circuito sin estrangulador y no notó ningún cambio, pero, por supuesto, la presencia de un estrangulador reduce la probabilidad de disparos falsos debido a varios tipos de sobretensiones en el sistema eléctrico del automóvil y mejora la calidad de el dispositivo. La resistencia R2 determina el rendimiento del circuito en su conjunto, en nuestro caso su resistencia es de 2 a 30 ohmios. Los condensadores C2 y C3 se introducen en el circuito para eliminar posibles oscilaciones del circuito a altas frecuencias. El diodo VD3 suprime las sobretensiones en la autoinducción EMF del devanado de excitación OB, protegiendo así el transistor de salida contra averías. El propósito de las partes restantes del circuito no requiere explicación especial. diseño. El circuito se ensambla en un plan tradicional de "entrada-salida", sobre una plataforma de montaje rectangular hecha de textolita. Las dimensiones de la plataforma repiten las del asiento del regulador de voltaje estándar del automóvil. Los contactos de las cuchillas se fijan en el sitio para conectar los conectores estándar del automóvil, números 15 y 67. Para eliminar el calor del transistor VT1, se utiliza un pequeño radiador en forma de L hecho de material laminado (aluminio, duraluminio, cobre) de 0,5...2 mm de espesor, cuyas dimensiones se muestran en la Fig. 2.
El autor utilizó una variante de diseño del regulador de voltaje con la resistencia variable R2 colocada en el tablero del automóvil y lo instaló en lugar del encendedor de cigarrillos, lo que permitió regular el voltaje a bordo requerido según las lecturas del voltímetro. (instalado en lugar del reloj). En otra opción de diseño, la resistencia variable R2 se instala directamente en el lugar de instalación. En este caso, es recomendable disponer de una resistencia variable con bloqueo del eje para eliminar la influencia de las vibraciones sobre el valor de la resistencia configurada cuando el coche está en movimiento. En lugar del microcircuito DA1, se pueden utilizar dos transistores de la serie KT315 y, en lugar del diodo Zener D818G, se pueden utilizar otros similares con una tensión de ruptura de 5...8 V. En lugar de un UDZ tipo KD202A, es adecuado cualquier diodo de esta serie; se pueden utilizar diodos de la serie KD105 o similares. El estrangulador L1 tiene 700-800 vueltas, enrollado con alambre PEL con un diámetro de 0,15-0,20 mm sobre hierro con una sección transversal de 0,25 cm2, inductancia 0,4...0,6 H. Todas las resistencias fijas son del tipo MLT. Condensadores C1, C3 tipo KLS, BM-2. El transistor regulador de voltaje VT1 KT825A es de tipo compuesto, con una ganancia de CC superior a 1000. Configuración del dispositivo. Conectamos el dispositivo a una fuente de alimentación de 12 V. La salida al terminal 67 se carga con una lámpara de 12 V, 4 W. Coloque la resistencia variable R2 en la posición media. Suministramos al dispositivo una tensión de alimentación de 12 V con un consumo de corriente de al menos 0,5 A. Girando el control deslizante de la resistencia R2, nos aseguramos de que el circuito esté operativo: la lámpara se apaga y se enciende. Si esto no se observa, verifique el grado de saturación del transistor de salida VT1. Para ello conectamos un voltímetro entre el colector y el emisor, en lugar de R7 y R8 instalamos una resistencia variable con una resistencia de 1,5 kOhm, cuyo terminal medio está conectado a la base VT1. Al girar el control deslizante de la resistencia, nos aseguramos de que las lecturas del voltímetro no cambien (la lámpara está encendida, las lecturas del voltímetro están en el rango de 0,5...1,5 V). Después de medir la resistencia entre los terminales central y exterior de la resistencia variable con un óhmetro, soldamos resistencias con los valores de resistencia obtenidos en el diagrama de cableado. Luego instalamos el dispositivo en el automóvil, arrancamos el motor, configuramos la velocidad a 500...1000 rpm, usamos una resistencia variable para configurar el voltaje requerido en la red de a bordo del automóvil, por ejemplo, 14 V. Cambiando el velocidad del motor y conectando varios consumidores de energía, nos aseguramos de que el voltaje en la red de a bordo prácticamente no cambie. Este es el voltaje mantenido de la red de a bordo del automóvil. Literatura
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