Regulador de tensão termicamente compensado. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de corrente, tensão, potência

 Comentários do artigo

Um dos elementos importantes do equipamento elétrico de um automóvel é a bateria recarregável (doravante denominada bateria). Ao contrário de outros equipamentos elétricos, a bateria tem uma vida útil limitada e, portanto (dado o seu custo considerável) aumentar o seu recurso ao valor máximo é uma tarefa urgente para os motoristas.

Como a bateria fica instalada no carro quase o tempo todo, para resolver esse problema é necessário manter a tensão de carga ideal gerada pelo regulador de tensão padrão (doravante denominado regulador), que faz parte do equipamento elétrico do carro. A desvantagem dos reguladores tradicionais é que eles mantêm uma tensão fixa (normalmente 14,1±0,2 V), embora se saiba ([1]) que esta tensão deve variar de acordo com a expressão: Ut=U0(1+KeT), onde Ut é a tensão que deve ser aplicada aos terminais da bateria para garantir a corrente de carga ideal, a uma temperatura do eletrólito de T°C; U0=14,56 V - tensão que deve ser aplicada aos terminais da bateria para garantir corrente de carga ideal a uma temperatura do eletrólito de 0 °C; Ke= -1,65x10-3 1/°C - coeficiente de temperatura de resistência eletrolítica; T - temperatura do eletrólito, °C.

Desta expressão segue-se que a tensão ótima gerada pelo regulador quando a temperatura do eletrólito muda de -10 para +40 °C deve mudar de 14,8 para 13,6 V, respectivamente. Uma vez que um desvio da tensão da rede do veículo da tensão ideal em 0,4 V reduz a vida útil da bateria em 25%, ou seja, em aproximadamente 1 ano (de acordo com outras fontes [2], um desvio da tensão de carga em 10...12% do ideal reduz a vida útil da bateria em 2...2,5 vezes), a necessidade de correção de temperatura do regulador é indiscutível. Para tanto foi desenvolvido um regulador que tem a função de ajustar a tensão mantida na rede elétrica do veículo. O proposto difere dos reguladores de tensão publicados anteriormente contendo função semelhante [2] pela simplicidade do circuito, unificação (instalado no lugar do regulador padrão) e ausência de quaisquer ajustes, uma vez que a seleção dos elementos do circuito é determinada por cálculo.

O circuito regulador (ver figura) não possui características especiais. Um comparador de tensão é conectado à diagonal da ponte de medição. Uma fonte de tensão de referência está incluída em um dos braços da ponte de medição e um sensor de temperatura com contato térmico com o eletrólito está incluído no outro. Da saída do comparador, o sinal, através de um emissor aberto, entra em uma poderosa chave de saída que comuta a corrente através do enrolamento de excitação do gerador.

Elementos da ponte de medição - R1, R2, Rд, R3, VD1. O resistor R3 e o diodo zener VD1 formam uma fonte de tensão de referência. O resistor R4 fornece feedback para obter o efeito da histerese elétrica na operação do comparador DA1. O capacitor C1 é projetado para suprimir o ruído induzido no fio que leva ao sensor de temperatura Rd. O comparador DA1, dependendo do sinal recebido em sua entrada direta, controla o funcionamento do transistor VT1. Os resistores R5, R6 limitam a corrente de saída do emissor aberto do comparador e também fornecem uma polarização para a base do transistor VT1, necessária para sua abertura e fechamento confiáveis. O transistor VT1 comuta a corrente através do enrolamento de campo. Os diodos VD2, VD3 protegem o transistor VT1 de surtos de tensão de autoindução que ocorrem no enrolamento de excitação no momento em que ele é desligado.

A tensão dos terminais da bateria é fornecida ao divisor de tensão R1, R2, Rd. O sinal retirado do sensor de temperatura Rd e variando proporcionalmente à sua resistência é fornecido à entrada direta do comparador DA1 e comparado com a tensão de referência gerada pelo diodo zener VD1 e fornecido à entrada inversa do comparador. Se o sinal na entrada direta for menor que a tensão de referência, o comparador DA1 emite um sinal para o transistor VT1, que abre e liga o enrolamento de excitação do gerador. Quando o sinal na entrada direta do comparador excede a tensão de referência, o transistor VT1 é desligado e o enrolamento de excitação do gerador é desligado. Graças ao feedback através do resistor R4, a diferença entre os níveis do sinal na entrada direta do comparador, na qual ele produz um sinal para ligar e desligar o transistor VT1, é de aproximadamente 0,05 V.

A configuração do dispositivo se resume ao cálculo e seleção dos valores dos elementos da ponte de medição. Para fazer isso, você precisa de um termômetro com valor de divisão de 0,1 °C e um dispositivo de medição combinado capaz de medir tensão com precisão de 10 mV e resistência com precisão de 1 ohm.

Exemplo.

1. Meça a resistência do sensor de temperatura a uma temperatura conhecida, por exemplo, a T=21 °C Rd=1883 Ohm.

2. De acordo com a fórmula Rt=R0(1+KmT), onde Rt, R0 é a resistência do condutor de cobre nas temperaturas T °C e 0 °C, respectivamente; Km=4,26x10-3 1/°С - coeficiente de temperatura de resistência do cobre; T é a temperatura do sensor de temperatura (eletrólito), °C, encontre R0 = 1728 Ohm.

3. Utilizando o valor de R0 obtido, a mesma fórmula é utilizada para calcular os valores de Rt para as temperaturas -10 e +40 °C; R-10=1655 Ohm; R+40=2023Ohm.

4. Conectando uma fonte de alimentação com tensão de +14 V ao terminal “B”, meça a tensão de referência Uop = 8,84 V.

5. Sequencialmente para temperaturas -10 e +40 °C, encontre a resistência total dos resistores R1, R2 (R1+R2)t=(UtRt/Uop) - Rt,

onde Ut é a tensão que deve ser aplicada aos terminais da bateria para garantir a corrente de carga ideal, na temperatura do eletrólito T ° C (U-10=14,8 V; U+40=13,6 V) (R1+R2)-10= 1116 Ohm ; (R1+R2)+40=1089 Ohm.

6. O valor médio desses dois valores: (R1 + R2) cp \u1102,5d XNUMX Ohm.

7. Considerando que R2~2R1, de acordo com a série nominal de resistências, selecione os valores de resistência mais próximos dos resistores indicados R1=360 Ohm, R2=750 Ohm.

Com este cálculo, o erro relativo na seleção das resistências dos resistores R1, R2 não ultrapassa 1%.

O regulador é colocado no invólucro de um regulador padrão do tipo chocolate com falha, por exemplo Y112-V. Para isso, abra a tampa colada, retire o “recheio” antigo e limpe a base metálica. O transistor VT1 é pressionado firmemente contra a base metálica, tendo previamente colocado uma junta de mica lubrificada em ambos os lados com graxa LITOL-24 e soldada a placa de montagem do coletor no interior da almofada de contato “Ш”, e o terminal emissor na base do o alojamento. O comparador DA1, o capacitor e os resistores estão localizados em uma placa de circuito separada.

Utilizando a base da caixa e os contatos padrão “W”, “B”, “V”, os demais elementos e conexões no circuito são montados por meio de montagem articulada. Para conectar o sensor de temperatura, utilize um contato livre (indicado no diagrama pelo símbolo “A”), localizado na mesma diagonal do contato “B”. O próprio sensor de temperatura é crimpado com uma placa de cobre, à qual um de seus terminais é soldado, e preenchido com resina epóxi. O segundo terminal do enrolamento é conectado por um fio separado ao bloco de contato “A”. Como este circuito tem baixa corrente, não há requisitos especiais para o fio. A placa de cobre é escolhida de tal tamanho que nela pode ser feito um furo de montagem para instalação sob o parafuso de fixação da “braçadeira” do terminal negativo da bateria.

O próprio terminal com a parte do barramento “negativo” que se estende a partir dele é isolado termicamente do meio ambiente. Considerando a condutividade térmica relativamente alta das placas de chumbo da bateria, com este método de fixação do sensor de temperatura, obtém-se uma diferença mínima de temperatura entre o eletrólito e o sensor. Todos os elementos do regulador são envernizados, a tampa é colada e instalada em seu lugar original.

Os seguintes resistores são utilizados no regulador: R5 - tipo MLT-0,25; o restante é do tipo MLT-0,125, capacitor C1 tipo KM

5. Qualquer diodo zener com tensão de estabilização de 1 a 6 V pode ser usado como diodo zener VD9, mas dado que o regulador está instalado na carcaça de um gerador que altera sua temperatura em uma ampla faixa durante a operação do motor, um zener o diodo é selecionado com o menor coeficiente de temperatura de mudança de tensão possível, por exemplo KS191F, D818E. É aconselhável determinar seu ponto termoestável utilizando o método descrito em [3]. Como comparador DA1, você pode usar um comparador do tipo K554CA3, mas deve-se levar em consideração que este microcircuito possui uma numeração de pinos diferente e dimensões gerais um pouco maiores do que as indicadas no diagrama. Um transistor KT829B pode ser usado como chave de saída, mas em qualquer caso, o coeficiente de transferência de corrente do transistor VT1 deve ser de pelo menos 50. KD2A pode ser usado como diodos VD3, VD209 e um enrolamento com resistência de 1.. 2 kOhm de um relé de pequeno porte pode ser usado como sensor de temperatura, por exemplo, RES-60, feito com fio de cobre.

Literatura:

1. Manual de projeto de circuitos para rádios amadores / Ed. V. P. Borovsky - K.: Tecnologia, 1987.
2. Lomanovich V. Regulador de tensão termicamente compensado // Radio.-1985.- No. 5.- P.24-27.
3. Inozemtsev V. Determinação do ponto termoestável dos diodos zener // Rádio.- 1983.-No.8.- P.31.

Autor: V. G. Petik

Veja outros artigos seção Reguladores de corrente, tensão, potência.

Leia e escreva útil comentários sobre este artigo.

<< Voltar

Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:

O ruído do trânsito atrasa o crescimento dos pintinhos 06.05.2024

Os sons que nos rodeiam nas cidades modernas estão a tornar-se cada vez mais penetrantes. No entanto, poucas pessoas pensam em como esse ruído afeta o mundo animal, especialmente criaturas delicadas como os filhotes que ainda não nasceram dos ovos. Pesquisas recentes estão lançando luz sobre esta questão, indicando sérias consequências para o seu desenvolvimento e sobrevivência. Os cientistas descobriram que a exposição de filhotes de zebra-diamante ao ruído do tráfego pode causar sérias perturbações ao seu desenvolvimento. Experimentos mostraram que a poluição sonora pode atrasar significativamente a eclosão, e os pintinhos que emergem enfrentam uma série de problemas que promovem a saúde. Os pesquisadores também descobriram que os efeitos negativos da poluição sonora se estendem às aves adultas. As probabilidades reduzidas de reprodução e a fertilidade reduzida indicam os efeitos a longo prazo que o ruído do tráfego tem sobre a vida selvagem. Os resultados do estudo destacam a necessidade ... >>

Alto-falante sem fio Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

No mundo da tecnologia de áudio moderna, os fabricantes buscam não apenas uma qualidade de som impecável, mas também uma combinação de funcionalidade com estética. Um dos mais recentes passos inovadores nesta direção é o novo sistema de alto-falantes sem fio Samsung Music Frame HW-LS60D, apresentado no evento 2024 World of Samsung. O Samsung HW-LS60D é mais do que apenas um sistema de alto-falantes, é a arte do som estilo quadro. A combinação de um sistema de 6 alto-falantes com suporte Dolby Atmos e um design elegante de moldura fotográfica torna este produto o complemento perfeito para qualquer interior. O novo Samsung Music Frame apresenta tecnologias avançadas, incluindo Áudio Adaptativo, que oferece diálogos claros em qualquer nível de volume, e otimização automática da sala para uma reprodução de áudio rica. Com suporte para conexões Spotify, Tidal Hi-Fi e Bluetooth 5.2, bem como integração de assistente inteligente, este alto-falante está pronto para satisfazer seu ... >>

Uma nova maneira de controlar e manipular sinais ópticos 05.05.2024

O mundo moderno da ciência e da tecnologia está se desenvolvendo rapidamente e todos os dias surgem novos métodos e tecnologias que nos abrem novas perspectivas em vários campos. Uma dessas inovações é o desenvolvimento, por cientistas alemães, de uma nova forma de controlar sinais ópticos, que poderá levar a progressos significativos no campo da fotónica. Pesquisas recentes permitiram que cientistas alemães criassem uma placa de ondas sintonizável dentro de um guia de ondas de sílica fundida. Este método, baseado no uso de uma camada de cristal líquido, permite alterar efetivamente a polarização da luz que passa por um guia de ondas. Este avanço tecnológico abre novas perspectivas para o desenvolvimento de dispositivos fotônicos compactos e eficientes, capazes de processar grandes volumes de dados. O controle eletro-óptico da polarização fornecido pelo novo método poderia fornecer a base para uma nova classe de dispositivos fotônicos integrados. Isto abre grandes oportunidades para ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo Cristais com DNA dos dispostos serão enviados para a lua 19.10.2022 A Space Crystals LLC planeja cristalizar o DNA de um cliente no espaço e entregar esses cristais estáveis ​​à superfície do satélite da Terra usando sondas lunares. A Space Crystals reservou espaço de carga útil para sua primeira entrega desse tipo em um módulo de pouso em 2023, disse a empresa. A tecnologia, apoiada pela empresa espacial comercial Waypoint 2 Space e pelo fundador Kevin Heath, custa aos clientes US$ 150 e é projetada para "sustentar a existência no universo". O conceito envolve infundir duas soluções de cristal com o DNA do cliente e, em seguida, lançar as soluções no espaço para se tornarem "dois cristais separados e únicos". A tecnologia é única e com patente pendente, e cristais espaciais dizem que a implantação de DNA de cristal no espaço nunca foi feita antes. As condições de microgravidade que os voos espaciais fornecem permitem que os cristais cresçam em formas únicas durante cada missão, em vez das formas permanentes vistas na Terra. Os cristais são então devolvidos ao planeta: um é entregue ao cliente e o outro é relançado no espaço, mas desta vez para a lua, junto com uma "cápsula do tempo" contendo 1 gigabyte de dados pessoais do cliente. Os cientistas ainda não sabem qual módulo lunar Space Crystals usará para seu voo de estreia para a lua no próximo ano. Existem várias opções no programa NASA Commercial Lunar Payloads Services (CLPS). O CLPS foi projetado para apoiar a ciência e o programa Artemis, liderado pela NASA, que visa pousar astronautas na Lua no final da década de 2020.

Outras notícias interessantes:

▪ Fone de ouvido Thermaltake RIING Pro RGB 7.1

▪ O próximo iPhone terá as maiores mudanças

▪ Interruptor de ganho de peso metabólico

▪ Chip DRAM móvel 8Gb LPDDR4

▪ Câmera de bolso Sony HDR-GW66VE para esportes radicais

Feed de notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica

Materiais interessantes da Biblioteca Técnica Gratuita:

▪ seção do site Detectores de metais. Seleção de artigos

▪ artigo O teta fez glória, mas não iluminou o mar. expressão popular

▪ artigo O que é neurose de angústia? Resposta detalhada

▪ artigo Chefe do departamento financeiro. Descrição do trabalho

▪ artigo Receptor de rádio Reflex. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

▪ artigo Mecânica usada para o desaparecimento de objetos (zugmechanics). Segredo do Foco

Deixe seu comentário neste artigo:

Todos os idiomas desta página

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site

www.diagrama.com.ua
2000-2024