4 개의 솔리드 스테이트 자동차 교류 발전기 레귤레이터 회로 탐색

아래에 설명 된 4 개의 간단한 자동차 전압 전류 레귤레이터 회로는 모든 표준 레귤레이터에 대한 즉각적인 대안으로 생성되었으며 주로 발전 기용으로 개발되었지만 교류 발전기와 동일하게 효과적으로 작동합니다.

기존의 자동차 교류 발전기 전압 조정기의 기능을 분석하면 이러한 종류의 조정기가 신뢰할 수있는 경우가 많다는 사실이 놀랍습니다.

대부분의 현대 자동차에는 발전기의 전압 및 전류 출력을 조절하기 위해 고체 전압 조정기가 장착되어 있지만 잠재적으로 불안정한 전기 기계식 전압 조정기가 설치된 수많은 초기 차량을 찾을 수 있습니다.

전기 기계식 자동차 레귤레이터의 작동 원리

전기 기계식 자동차 교류 발전기 전압 조정기의 표준 기능은 다음과 같습니다.

엔진이 공회전 모드에 있으면 발전기는 점화 경고등을 통해 계자 전류를 받기 시작합니다.

이 위치에서 다이나모 전기자는 배터리 전압에 비해 출력이 작기 때문에 배터리와 연결되지 않은 상태로 유지되고 배터리는이를 통해 방전되기 시작합니다.

엔진 속도가 증가하기 시작하면 발전기의 출력 전압도 상승하기 시작합니다. 배터리 전압을 초과하는 즉시 릴레이가 켜지고 발전기 전기자를 배터리와 연결합니다.

이렇게하면 배터리 충전이 시작됩니다. 다이나모 출력이 더 올라갈 경우 추가 릴레이가 약 14.5V에서 활성화되어 다이나모 계자 권선을 차단합니다.

이 릴레이가 비활성화 될 때까지 출력 전압이 바로 떨어지기 시작하는 동안 계자 전류가 감소합니다. 이 지점의 릴레이는 지속적으로 ON / OFF를 반복하여 14.5V에서 다이나모 출력을 유지합니다.

이 조치는 배터리가 과충전되지 않도록 보호합니다.

또한 전체 디나모 출력 전류가 통과하는 디나모 출력과 직렬로 연결된 코일 권선을 포함하는 세 번째 릴레이도 있습니다.

발전기의 안전 출력 전류가 위험 할 정도로 높아지면 배터리 과방 전으로 인한 것일 수 있으며이 권선은 릴레이를 활성화합니다. 이 릴레이는 이제 발전기의 계자 권선을 분리합니다.

이 기능은 제안 된 자동차 전압 전류 조정기의 기본 이론과 특정 회로가 특정 자동차 치수에 따라 다른 사양을 가질 수 있음을 보장합니다.

1) 전력 트랜지스터 사용

표시된 설계에서 컷 아웃 릴레이는 D5로 대체되며, 이는 다이나모 출력이 배터리 전압 아래로 떨어지 자마자 역 바이어스됩니다.

결과적으로 배터리는 발전기로 방전 할 수 없습니다. 점화가 시작되면 발전기 계자 권선은 표시등과 T1을 통해 전류를 얻습니다.

다이오드 D3는 교류 발전기의 전기자 저항 감소로 인해 필드 코일에서 전류가 유입되는 것을 방지하기 위해 통합되었습니다. 엔진의 속도가 증가함에 따라 다이나모의 출력이 비례 적으로 상승하고 D3 및 T1을 통해 자체 계자 전류를 전달하기 시작합니다.

D3의 음극 측 전압이 올라가면 경고등이 점차 희미 해져서 사라집니다.

다이나모 출력이 약 13-14V에 도달하면 배터리가 다시 충전되기 시작합니다. IC1은 다이나모 출력 전압을 추적하는 전압 비교기처럼 작동합니다.

다이나모 출력 전압이 증가함에 따라 연산 증폭기 반전 입력의 전압이 처음에는 비 반전 입력보다 더 커지므로 IC 출력은 낮게 유지되고 T3는 꺼진 상태로 유지됩니다.

출력 전압이 5.6V보다 높아지면 반전 입력 전압이 D4에 의해이 레벨에서 조정되고 제어됩니다.

출력 전압이 지정된 최고 전위 (P1을 통해 설정 됨)를 초과하면 IC1의 비 반전 입력이 반전 입력보다 높아져 IC1 출력이 양으로 변경됩니다. 이것은 T3를 활성화합니다. T2 및 T1을 OFF로 전환하여 발전기 필드에 대한 전류를 억제합니다.

이제 발전기 계자 전류가 감소하고 비교기가 다시 되돌아 갈 때까지 출력 전압이 떨어지기 시작합니다. R6은 수백 밀리 볼트의 히스테리시스를 제공하여 회로가 스위칭 레귤레이터처럼 작동하도록 도와줍니다. T1은 더 세게 켜거나 차단되어 상당히 낮은 전력을 소비합니다.

현재 규제는 T4를 통해 영향을받습니다. R9를 통한 전류가 선택한 최고 레벨보다 높으면 그 주변의 전압 강하로 인해 T4가 켜집니다. 이는 IC1의 비 반전 입력에서 전위를 높이고 발전기 계자 전류를 분리합니다.

R9 (0.033 Ohm / 20 W, 병렬로 0.33 Ohm / 2 W 저항의 10nos로 구성됨)에 대해 선택한 값은 최적의 출력 전류를 20A까지 얻는 데 적합합니다. 더 큰 출력 전류를 원하는 경우 R9 값은 적절하게 줄입니다.

장치의 출력 전압 및 전류는 원래 레귤레이터의 표준을 충족하도록 P1 및 P2를 적절하게 설정하여 고정해야합니다. T1 및 D5는 방열판에 설치해야하며 섀시에서 엄격하게 격리해야합니다.

2) 더 간단한 자동차 교류 발전기 전압 전류 조정기

다음 다이어그램은 최소 구성 요소 수를 사용하는 솔리드 스테이트 자동차 교류 발전기 전압 및 전류 컨트롤러 회로의 또 다른 변형을 보여줍니다.

일반적으로 배터리 전압이 완전 충전 레벨 미만인 동안 레귤레이터 IC CA 3085 출력은 스위치 OFF 상태를 유지하여 Darlington 트랜지스터가 전도 모드로 전환되어 필드 코일에 전원이 공급되고 교류 발전기가 작동 할 수 있습니다.

여기에서는 IC CA3085가 기본 비교기로 조작되기 때문에 배터리가 최대 충전 수준 (14.2V)까지 충전 될 때 IC의 6 번 핀에서 전위가 0V로 변경되어 필드 코일에 대한 공급이 꺼집니다.

이로 인해 교류 발전기의 전류가 감소하여 배터리가 더 이상 충전되지 않습니다. 따라서 배터리가 과충전되지 않습니다.

이제 배터리 전압이 CA3085 pin6 임계 값 아래로 떨어지면 출력이 다시 높아져 트랜지스터가 전도되고 필드 코일에 전력을 공급합니다.

교류 발전기는 배터리에 공급을 시작하여 다시 충전을 시작합니다.

부품 목록

3) 트랜지스터 자동차 교류 발전기 레귤레이터 회로

아래의 네스트 솔리드 스테이트 교류 발전기 전압 전류 레귤레이터 다이어그램을 참조하면 V4는 교류 발전기의 필드에 대한 전류를 조절하는 직렬 패스 트랜지스터처럼 구성됩니다. 이 트랜지스터는 2 개의 20A 다이오드와 함께 외부 히트 싱크에 고정됩니다. V1의 손실이 최대 필드 전류 중에도 실제로 매우 높지 않고 단지 3A 이내라는 사실을 보는 것은 흥미 롭습니다.

그러나, 필드를 가로 지르는 전압 강하가 트랜지스터 V1의 전압 강하에 해당하는 중간 범위 대신 10 와트 이하의 가장 높은 손실을 유발합니다.

다이오드 D1은 점화 스위치가 꺼질 때마다 필드 코일 내에서 생성 된 유도 스파이크로부터 패스 트랜지스터 V4를 보호합니다. 전체 계자 전류를 전달하는 다이오드 D2는 드라이버 트랜지스터 V2에 추가 작동 전압을 공급하고 통과 트랜지스터 V4가 큰 배경 온도에서 차단 될 수 있음을 보장합니다.

트랜지스터 V3는 V4 용 드라이버처럼 작동하며이 트랜지스터에서 3mA ~ 5mA의베이스 전류 스윙은 V4의 전체 'on'에서 전체 'off'스위칭을 허용합니다.

저항 R8은 과도한 온도 동안 전류 경로를 제공합니다. 커패시터 C1은 시스템 주변에 생성되는 고 이득 루프로 인해 레귤레이터의 진동을 방지하는 데 필수적입니다. 정밀도 향상을 위해 탄탈륨 커패시터를 사용하는 것이 좋습니다.

제어 감지 회로의 기본 요소는 트랜지스터 V1 및 V2로 구성된 평형 차동 증폭기 내에 포함되어 있습니다. 이 교류 발전기 레귤레이터의 레이아웃에 특별한 관심은 온도 드리프트 문제가 없는지 확인하는 것입니다. 이를 위해 대부분의 연결된 저항은 권선 유형이어야합니다.

전압 제어 전위차계 R2는 진동이나 극단적 인 온도 조건으로 인해 설정에서 벗어나서는 안되므로 특별히 고려해야 할 사항이 있습니다. 이 디자인에 사용 된 20 옴 팟은이 프로그램에 이상적으로 잘 작동했지만 회전식 스타일의 거의 모든 좋은 권선 팟이 괜찮을 수 있습니다. 이 자동차 교류 발전기 전압 전류 조정기 설계에서는 직선형 트림 포트 품종을 피해야합니다.

4) IC 741 자동차 발전기 전압 전류 레귤레이터 충전기 회로

이 회로는 배터리 충전의 솔리드 스테이트 관리를 제공합니다. 교류 발전기의 계자 권선은 처음에는 전통적인 방법과 마찬가지로 점화 전구를 통해 자극됩니다.

WL 터미널을 통해 이동하는 전류는 Q1을 통해 F 터미널로 이동 한 다음 마지막으로 필드 코일로 이동합니다. 엔진에 전원이 공급 되 자마자 자동차 발전기의 전류가 D2를 통해 Q1로 이동합니다. WL 단자 전압이 배터리 전압보다 높기 때문에 점화 표시등이 꺼집니다. 전류는 마찬가지로 D5를 통해 배터리쪽으로 이동합니다.

이 시점에서 비교기로 조작 된 IC1은 배터리 전압을 감지합니다. 비 반전 입력의이 전압이 반전 입력 (제너 D4를 통해 4.6V로 고정됨)보다 높아지면 연산 증폭기의 출력이 높아집니다.

이후 전류는 D3 및 R2를 통해 Q2베이스로 전달되고 즉시 켜집니다. 결과적으로이 동작은 Q1베이스를 접지하여 스위치를 끄고 계자 권선에 적용된 전류를 제거합니다. 이제 교류기 출력이 떨어지면서 배터리 전압도 그에 따라 떨어집니다.

이 절차를 통해 배터리 전압이 항상 일정하게 유지되고 과충전이 허용되지 않습니다. 그만큼 배터리 완전 충전 전압 RV1을 통해 약 13.5V로 조정할 수 있습니다.

동안 추운 날씨 차를 시동하는 동안 배터리 전압이 크게 떨어질 수 있습니다. 엔진이 점화 되 자마자 배터리의 내부 저항도 상당히 낮아져서 교류 발전기에서 너무 많은 전류를 끌어와 교류 발전기의 성능 저하를 초래할 수 있습니다. 이 높은 전류 소비를 제한하기 위해 저항 R4가 교류 발전기의 1 차 전원 단자 내에 도입됩니다.

R4 저항은 가능한 가장 높은 전류 (일반적으로 20A)에서 0.6V가 생성되어 Q3가 켜지도록 선택됩니다. Q3이 활성화되는 순간 전류는 R2를 통해 Q2베이스쪽으로 전력선을 통해 이동하여 전원을 켠 다음 Q1을 차단하고 계자 권선으로 흐르는 전류를 차단합니다. 이로 인해 발전기 또는 발전기 출력이 이제 떨어집니다.

자동차에있는 교류 발전기의 원래 배선을 수정할 필요가 없습니다. 회로는 오래된 레귤레이터 상자에 넣을 수 있으며 Q1, Q2 및 D5는 적절한 치수의 방열판에 연결해야합니다.