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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Substituição do regulador de tensão. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor Houve um incômodo - o regulador de tensão do seu carro estrangeiro falhou. Como ser? O radioamador responderá a essa pergunta sem hesitar: montar um novo. Sim, que era melhor do que antes! Como fazer isso na prática, e o autor conta no artigo aqui apresentado. Em um carro NISSAN-MARCH, o gerador parou de funcionar. A verificação mostrou que a causa da falha foi um mau funcionamento do regulador de tensão, com o qual o rotor do gerador ficou sem corrente de excitação. O regulador de tensão é estruturalmente feito na forma de um microcircuito híbrido instalado no porta-escovas do gerador (HITACHI; tensão 12 V, corrente de carga 40 A). Como não era possível comprar um microcircuito com defeito, resolvi fazer uma versão alternativa do regulador, que proporcionasse alta precisão na manutenção de uma tensão de 13,8 V nos terminais da bateria e tivesse dimensões que permitissem ser embutido no gerador porta-escovas para substituir o que falhou. A queda de tensão nos terminais da bateria durante a operação do gerador com o regulador HITACHI com a maioria dos consumidores ligados (farol alto, aquecedor do vidro traseiro, limpador, ventilador do aquecedor) no modo de marcha lenta do motor do carro não ultrapassou 0,5 V .Em todos os outros modos possíveis de operação do motor e equipamentos elétricos, as mudanças de tensão nos terminais da bateria não puderam ser registradas. Realizei as medições com um apontador universal PHILIPS PM2502, que possui classe de precisão de 1,5 ao medir tensão contínua. Como mostra a prática de operar uma bateria em um carro, sua vida útil depende muito do valor da tensão em seus terminais, que deve ser igual a 13,8 V, e da precisão de sua manutenção [1]. O autor do artigo [2] observa que o uso de um regulador de carros nacionais neste caso não é aconselhável, pois não oferece grande precisão na manutenção da tensão nos terminais da bateria. Além disso, os relés reguladores domésticos exigem alterações na fiação do veículo e não é possível instalá-los no lugar de um dispositivo danificado. Enquanto isso, como se viu, o regulador de tensão descrito em [3] satisfaz completamente os requisitos postais. Um pequeno número de peças utilizadas permitiu colocá-las em uma placa de 30x20 mm e integrá-la facilmente ao porta-escovas do gerador HITACHI. Da mesma forma, é possível restaurar o desempenho de geradores e outros modelos de carros estrangeiros. O circuito controlador é mostrado na fig. 1. Indica também a sua inclusão na rede de bordo do veículo. Como já mencionado, o regulador de [3] foi tomado como base do dispositivo. Apenas seu estágio de saída foi alterado. Os transistores VT1 e VT2 são conectados de acordo com o circuito de um transistor composto, cuja carga do coletor é o enrolamento do rotor do gerador.
Quando os contatos da chave de ignição SA1 estiverem fechados, a tensão da bateria GB1 será fornecida (através do pino 2) para o amplificador operacional (op-amp) DA1 do regulador. Uma tensão estabilizada de cerca de 8,2 V aparecerá na entrada não inversora do amplificador operacional, retirada do diodo zener VD1. Uma tensão está constantemente presente na entrada inversora do amplificador operacional, determinada pelo divisor resistivo R1R2R3 e igual a aproximadamente 7,3 V. Como o amplificador operacional DA1 opera sem feedback, sua saída mostrará quase toda a tensão da bateria GB1 aplicada ao pino. 7 OU. Essa tensão através do diodo VD3 e do divisor resistivo R6R7 irá para a base do transistor composto VT1VT2. Como resultado, o transistor VT2 abrirá e a corrente fluirá da bateria através da lâmpada HL1, do enrolamento do rotor do gerador G1 e do transistor VT2. A lâmpada de controle HL1 acenderá e um campo magnético aparecerá no rotor G1. Após a partida do motor, a tensão gerada pelos enrolamentos de trabalho do gerador é retificada por diodos, aplicados ao rotor do gerador G1 e através do conector X1 à bateria GB1, proporcionando sua recarga. A tensão nos dois terminais da lâmpada HL1 em relação ao fio comum torna-se quase a mesma e a lâmpada HL1 apaga, o que indica que o gerador está funcionando corretamente. À medida que a velocidade do virabrequim do motor (e do eixo do gerador associado a ele) aumenta, a tensão na entrada inversora do amplificador operacional DA1 aumenta. Assim que se igualar à tensão na entrada não inversora, o amplificador operacional comutará, sua tensão de saída diminuirá para quase zero, o que levará ao fechamento do transistor composto VT1VT2 e ao término da corrente através do enrolamento do rotor do gerador G1. A tensão no conector X1 diminui, o amplificador operacional comuta novamente e o processo se repete. Assim, a tensão média é definida no conector X1, que é definida pela seleção do resistor R2. É fácil ver que o transistor composto opera em um modo de comutação - ou está fechado com segurança ou está aberto e saturado. O resistor R8 garante que o transistor VT2 esteja completamente fechado quando a corrente de excitação cair para zero. O resistor R5 foi reduzido para 1,5 MΩ, tornando a "histerese" elétrica do amplificador operacional mais pronunciada, reduzindo a probabilidade de o estágio de saída se tornar linear. O diodo VD2 extingue a auto-indução EMF do enrolamento do rotor do gerador, que ocorre no momento do fechamento do transistor composto. O diodo V1 está excluído do dispositivo original, pois a conexão do divisor de entrada R1R2R3 do regulador com o conector de saída X1 é feita estruturalmente dentro do porta-escovas do gerador. O resistor de ajuste R3 também é excluído, pois o dispositivo ajustado uma vez no estande não requer nenhum ajuste durante a operação. Além disso, a presença de um resistor sintonizado em condições de mudanças bruscas de temperatura, exposição a poeira, umidade (condensação) e vibração reduziria a confiabilidade do regulador. O dispositivo é montado em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha unilateral com 1 mm de espessura. O desenho da placa é mostrado na fig. 2. Os resistores R4, R6, R7 e o diodo VD3 são soldados na lateral dos condutores impressos. Os terminais do transistor VT1 são dobrados em um ângulo de 90 graus; é colocado ponta a ponta do microcircuito. Coloque um pedaço de papelão com cerca de 0,5 mm de espessura sob o transistor.
O transistor VT2 é montado fora da placa, na parte interna da tampa traseira do gerador no espaço livre próximo ao porta-escovas, através de uma gaxeta de mica. No regulador, você pode usar o capacitor C1-KM-5, KM-6 ou K10-17; diodo zener VD1 - KS182E, KS191E, KS182Zh ou KS191Zh no pacote KD-2 (KD-3). Em vez de KD522B (VD3), qualquer uma das séries KD521, KD522 servirá; diodo VD2 - qualquer um da série KD209 em uma caixa em forma de gota. O transistor KT817V pode ser substituído por KT815B-KT815G, KT817B, KT817G. Substituiremos o transistor KT819V por KT819B, KT819G O parafuso de fixação é isolado do flange do dissipador de calor do transistor VT2 com uma luva isolante e arruela. A tampa do gerador no local de instalação do transistor deve ser limpa com lixa fina. Antes da instalação final do transistor, a junta de mica deve ser lubrificada em ambos os lados com pasta condutora de calor KTP. Na sua ausência, é utilizada a graxa LITOL-24. Como a prática tem mostrado, o uso de LITOL oferece resultados ainda mais duradouros do que a pasta KTP. Não é recomendado substituir o microcircuito KR140UD608 por outros devido à tendência de excitar ao trabalhar no regulador descrito. Como último recurso, você pode tentar aplicar KR140UD708. É aconselhável duplicar as faixas impressas da placa através das quais flui uma corrente significativa com um condutor de cobre nu com diâmetro de 0,5 mm. Ao montar o gerador, certifique-se de que os fios de conexão do transistor VT2 à placa reguladora não toquem no rotor do gerador quando ele girar. Para isso, após a montagem da prancha, é realizada uma montagem experimental do porta-escovas com a prancha e a tampa traseira e é selecionado o comprimento ideal dos fios. Para estabelecer o dispositivo, suas saídas 1-3 são conectadas juntas e conectadas à saída positiva de uma fonte de corrente ajustável com tensão de 12 ... 15 V, fornecendo uma corrente de carga de 3 ... 5 A e saída 5 à saída negativa da fonte. Aos terminais 1-3 e 4, é conectado um equivalente de carga (rotor do gerador) - um resistor de fio com resistência de 4 ohms com potência de 25 ... 50 watts. Você também pode ligar o próprio rotor do gerador conectando (sem soldar) os fios aos anéis coletores do coletor. Em paralelo com a carga, um voltímetro com limite superior de 15 ... 30 V é conectado. Em vez do resistor R2, um resistor multivoltas de ajuste SP5-3 com uma resistência de 33 kOhm é temporariamente soldado, conectando o meio e uma de suas conclusões extremas. Ligue a fonte e ajuste a tensão de alimentação para 13,8 V. Se o voltímetro mostrar uma tensão próxima à especificada, gire o parafuso do resistor de ajuste exatamente até que a tensão caia na carga. Em seguida, a tensão de alimentação é reduzida para 12 V, enquanto o voltímetro deve mostrar novamente a tensão. Aumente gradualmente a tensão de alimentação até que a tensão caia na carga. A comutação deve ocorrer quando o voltímetro indicar 13,8 V. Se a tensão de comutação não for igual à especificada, repita a operação anterior com ainda mais precisão. No caso em que, quando o voltímetro é ligado pela primeira vez, ele não mostra tensão, girando o parafuso do resistor de ajuste, a seta é desviada e as operações descritas são realizadas. O ajuste deve ser feito rapidamente, tomando cuidado para não superaquecer tanto a carga quanto o transistor VT2. Depois de soldar um resistor de corte da placa, é possível medir com mais precisão sua resistência e substituí-la por uma constante da mesma resistência. Mais uma vez, repita as operações indicadas e certifique-se de que a comutação ocorra com clareza e na tensão especificada. A placa ajustada é coberta em ambos os lados com duas camadas de cola BF-2 com secagem intermediária. A placa acabada é colada com selante VGO-1 no porta-escovas, que, por sua vez, é instalado na tampa traseira do gerador. Em seguida, eles montam o transistor VT2, montam o gerador e verificam seu funcionamento no carro. A tensão nos terminais da bateria é monitorada em vários modos de operação do motor e do equipamento elétrico. A operação de um carro com o regulador de tensão descrito por mais de dois anos confirmou sua confiabilidade e alta estabilidade na manutenção da tensão na rede de bordo. Um gerador mais potente (12 V; 60 A) do carro NISSAN-SUNNY foi reparado de maneira semelhante. Literatura
Autor: E.Adigamov, Tashkent, Uzbequistão
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