Regolatore elettronico di tensione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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I proprietari di automobili utilizzano molti regolatori di tensione realizzati nella versione elettromeccanica (PP380, PP350, ecc.), Che sono generalmente affidabili, ma presentano numerosi svantaggi operativi significativi: mantenimento della tensione insufficiente alle basse velocità, difficile adattamento alla tensione richiesta, bruciatura dei contatti , creazione di intense interferenze radio, ecc. Allo stesso tempo, i regolatori elettronici non presentano questi svantaggi [1, 2].

In Fig. 1 è mostrato un semplice circuito di un regolatore di tensione elettronico che può essere installato su un'auto con un alternatore e un filo negativo collegato a terra.

(clicca per ingrandire)

L'autore utilizza da diversi anni un regolatore di tensione assemblato secondo questo circuito su un'auto VAZ-2106. Ha mostrato eccellenti caratteristiche prestazionali.

Come dispositivo di confronto il controller utilizza un cosiddetto trigger Schmitt [3], che in condizioni automobilistiche genera un segnale di uscita rettangolare con una frequenza di ripetizione di diverse centinaia di Hertz da un segnale di ingresso arbitrario. Grazie a ciò, il transistor di uscita funziona in modalità di commutazione con una bassa dissipazione di potenza dell'ordine di 0,8...1,6 W. Questa bassa dissipazione di potenza consente di utilizzare il transistor senza dissipatore di calore.

Come funziona. Quando l'interruttore di accensione VZ è acceso, la tensione della batteria +12 V viene fornita al regolatore elettronico di tensione. Allo stesso tempo, a causa della tensione di rottura insufficiente per il diodo zener, il trigger assemblato sul microcircuito 159NT1B si trova nel suo stato iniziale, in cui il transistor sinistro è chiuso e quello destro è aperto. Tra l'emettitore e la base del transistor di uscita appare una tensione di circa 2 V ed entra in modalità saturazione. La corrente massima scorre attraverso l'avvolgimento di eccitazione (OB), la tensione di uscita del generatore G221 (o simile) aumenta e quando viene superata la tensione specificata di 13,9...14,1 V per l'impianto elettrico del veicolo, si verifica una rottura dello zener si verifica il diodo VD1, il trigger viene attivato e il transistor di uscita VT1 si chiude (il potenziale tra l'emettitore e la base è zero). Di conseguenza, la corrente di eccitazione diminuisce drasticamente e la tensione di uscita diminuisce. Questo processo viene ripetuto continuamente, mantenendo la tensione specificata della rete di bordo del veicolo.

L'induttanza L1 è progettata per attenuare le ondulazioni di tensione all'ingresso del trigger. Senza un'induttanza, come mostrato in [1], la commutazione dei transistor del regolatore avverrebbe alla frequenza di pulsazione del generatore (diversi kilohertz), che causerebbe un aumento della potenza dissipata dal transistor di uscita VT1 e ridurrebbe l'affidabilità di il regolatore. L'autore ha testato la versione del circuito senza induttanza e non ha notato alcun cambiamento, ma, ovviamente, la presenza di un'induttanza riduce la probabilità di falsi allarmi dovuti a vari tipi di picchi di tensione nell'impianto elettrico dell'auto e migliora la qualità di il dispositivo.

Il resistore R2 determina le prestazioni del circuito nel suo insieme, nel nostro caso la sua resistenza va da 2 a 30 Ohm. I condensatori C2 e C3 vengono introdotti nel circuito per eliminare possibili oscillazioni del circuito alle alte frequenze.

Il diodo VD3 sopprime i picchi nell'EMF di autoinduzione dell'avvolgimento di eccitazione dell'OB, proteggendo così il transistor di uscita dai guasti. Lo scopo delle restanti parti del circuito non richiede spiegazioni speciali.

disegno. Il circuito è assemblato secondo il tradizionale piano “input-output”, su una piattaforma di montaggio rettangolare in textolite. Le dimensioni della piattaforma ripetono la sede del regolatore di tensione standard dell'auto. Sul sito sono fissati contatti piatti per il collegamento dei connettori standard per auto, numeri 15 e 67.

Per rimuovere il calore dal transistor VT1, viene utilizzato un piccolo radiatore a forma di L realizzato in materiale in lamiera (alluminio, duralluminio, rame) con uno spessore di 0,5...2 mm, le cui dimensioni sono mostrate in Fig. 2.

L'autore ha utilizzato una variante costruttiva del regolatore di tensione con il resistore variabile R2 posizionato sul cruscotto dell'auto e lo ha installato al posto dell'accendisigari, che ha permesso di regolare la tensione di bordo richiesta in base alle letture del voltmetro (installato al posto dell'orologio). In un'altra opzione di progettazione, il resistore variabile R2 viene installato direttamente sul sito di installazione. In questo caso è consigliabile disporre di un resistore variabile con bloccaggio dell'albero per eliminare l'influenza delle vibrazioni sul valore della resistenza impostata quando la vettura è in movimento. Al posto del microcircuito DA1 è possibile utilizzare due transistor della serie KT315 e al posto del diodo zener D818G possono essere utilizzati modelli simili con una tensione di rottura di 5...8 V.

Al posto del tipo UDZ KD202A è adatto qualsiasi diodo di questa serie; si possono utilizzare diodi della serie KD105 o simili.

Induttanza L1 da 700-800 spire, avvolta con filo PEL di diametro 0,15-0,20 mm su ferro di sezione 0,25 cm2, induttanza 0,4...0,6 H.

Tutti i resistori fissi sono di tipo MLT. Condensatori C1, C3 tipo KLS, BM-2. Il transistor regolatore di tensione VT1 KT825A è di tipo composito, con un guadagno DC superiore a 1000.

Configurazione del dispositivo. Colleghiamo il dispositivo a un alimentatore da 12 V. L'uscita al terminale 67 è caricata con una lampada da 12 V, 4 W. Impostare il resistore variabile R2 in posizione centrale. Forniamo al dispositivo una tensione di alimentazione di 12 V con un consumo di corrente di almeno 0,5 A. Ruotando il cursore del resistore R2 ci assicuriamo che il circuito sia funzionante: la lampada si spegne e si accende.

Se ciò non viene osservato, controllare il grado di saturazione del transistor di uscita VT1. Per fare ciò, colleghiamo un voltmetro tra il collettore e l'emettitore, invece di R7 e R8 installiamo un resistore variabile con una resistenza di 1,5 kOhm, il cui terminale centrale è collegato alla base VT1. Ruotando il cursore del resistore, ci assicuriamo che le letture del voltmetro non cambino (la lampada è accesa, le letture del voltmetro sono nell'intervallo 0,5...1,5 V). Dopo aver misurato la resistenza tra i terminali centrale ed esterno del resistore variabile con un ohmmetro, saldiamo i resistori con i valori di resistenza ottenuti nello schema elettrico.

Quindi installiamo il dispositivo nell'auto, avviamo il motore, impostiamo la velocità su 500...1000 giri/min, utilizziamo un resistore variabile per impostare la tensione richiesta nella rete di bordo dell'auto, ad esempio 14 V. Modificando il velocità del motore e collegando vari consumatori di energia, ci assicuriamo che la tensione nella rete di bordo praticamente non cambi. Questa è la tensione mantenuta della rete di bordo dell'auto.

Letteratura

1. Sinelnikov AKh., Dispositivi elettronici per automobili. - M: Energoatomizdat, 1986.
2. Manuale di progettazione dei circuiti per radioamatori / Ed. V. P. Borovsky. - Kiev: Technika, 1989.
3. Tietze U., Schenk K., Ingegneria dei circuiti a semiconduttore. -M.:Mir, 1983.

Autore: G.Ya.Savchenko, Dnepropetrovsk

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