تم استكشاف 4 دوائر منظم لمولد السيارة في الحالة الصلبة

يتم إنشاء 4 دوائر تنظيم تيار جهد السيارة البسيطة الموضحة أدناه كبديل فوري لأي منظم قياسي ، وعلى الرغم من تطويرها بشكل أساسي للدينامو ، فإنها ستعمل بشكل متساوٍ مع مولد التيار المتردد.

إذا تم تحليل أداء منظم جهد مولد التيار المتردد للسيارة التقليدي ، فإننا نجد أنه من المدهش أن هذه الأنواع من المنظمين غالبًا ما تكون موثوقة كما هي.

في حين أن معظم السيارات المعاصرة مزودة بمنظمات الجهد الصلبة لتنظيم الجهد والتيار الناتج من المولد ، فقد تجد عددًا لا يحصى من السيارات السابقة مثبتة بنوع كهروميكانيكي من منظمات الجهد التي من المحتمل أن تكون غير موثوقة.

كيف يعمل منظم السيارة الكهروميكانيكي

يمكن أن يكون الأداء القياسي لمنظم جهد المولد الكهربائي الميكانيكي للسيارة كما هو موضح أدناه:

بمجرد أن يكون المحرك في وضع التباطؤ ، يبدأ الدينامو في الحصول على تيار ميداني من خلال مصباح تحذير الإشعال.

في هذا الموضع ، يظل المحرك الدينامو غير متصل بالبطارية نظرًا لأن خرجها أصغر مقارنة بجهد البطارية ، وتبدأ البطارية في التفريغ من خلاله.

مع بدء زيادة سرعة المحرك ، يبدأ جهد خرج الدينامو أيضًا في الارتفاع. بمجرد أن يتجاوز جهد البطارية ، يتم تشغيل التتابع ، لتوصيل المحرك الدينامو بالبطارية.

هذا يبدأ شحن البطارية. في حالة ارتفاع خرج الدينامو أكثر ، يتم تنشيط مرحل إضافي عند حوالي 14.5 فولت مما يقطع لف مجال الدينامو.

يتحلل تيار المجال بينما يبدأ جهد الخرج في الانخفاض حتى يتم إلغاء تنشيط هذا المرحل. يتحول التتابع في هذه النقطة باستمرار إلى ON / OFF بشكل متكرر ، مما يحافظ على خرج الدينامو عند 14.5 فولت.

هذا الإجراء يحمي البطارية من الشحن الزائد.

يوجد أيضًا مرحل ثالث يحتوي على ملفه الملفوف في سلسلة مع خرج الدينامو ، والذي يمر من خلاله تيار خرج الدينامو بالكامل.

بمجرد أن يصبح تيار الإخراج الآمن للدينامو مرتفعًا بشكل خطير ، قد يكون بسبب البطارية المفرغة ، فإن هذا اللف ينشط التتابع. يقوم هذا التتابع الآن بفصل الملف الميداني للدينامو.

تضمن الوظيفة أن النظرية الأساسية فقط والدائرة المحددة لمنظم تيار جهد السيارة المقترح قد يكون لها مواصفات مختلفة اعتمادًا على أبعاد السيارة المحددة.

1) استخدام ترانزستورات الطاقة

في التصميم المشار إليه ، يتم استبدال مرحل القطع بـ D5 ، والذي يصبح متحيزًا عكسيًا بمجرد انخفاض خرج الدينامو عن جهد البطارية.

ونتيجة لذلك ، فإن البطارية غير قادرة على التفريغ في الدينامو. إذا بدأ الاشتعال ، فإن ملف مجال الدينامو يحصل على تيار من خلال ضوء الحكاية و T1.

تم دمج الصمام الثنائي D3 لتجنب سحب التيار من الملف الميداني بسبب انخفاض مقاومة المحرك للمولد. مع زيادة سرعة المحرك ، يرتفع الناتج من الدينامو بشكل متناسب ، ويبدأ في توصيل تيار المجال الخاص به عن طريق D3 و T1.

عندما يرتفع الجهد الجانبي للكاثود لـ D3 ، يخفت ضوء التحذير تدريجياً حتى يتلاشى.

عندما يصل خرج الدينامو إلى حوالي 13-14 فولت ، تبدأ البطارية في الشحن مرة أخرى. يعمل IC1 كمقارن جهد يتتبع جهد خرج الدينامو.

نظرًا لأن جهد خرج الدينامو يزيد من الجهد على المدخلات المقلوبة للأمبير ، يكون في البداية أكبر من المدخلات غير المقلوبة ، ومن ثم يظل خرج IC منخفضًا ويظل T3 مغلقًا.

بمجرد أن يزيد جهد الخرج عن 5.6 فولت ، يتم تنظيم جهد الدخل العكسي والتحكم فيه عند هذا المستوى بواسطة D4.

عندما يتجاوز جهد الخرج أعلى جهد محدد (تم ضبطه من خلال P1) ، يصبح المدخل غير المقلوب لـ IC1 أعلى من المدخلات المقلوبة ، مما يتسبب في تغيير خرج IC1 إلى موجب. هذا ينشط T3. الذي يقوم بإيقاف تشغيل T2 و T1 ، مما يمنع التيار من مجال الدينامو.

يتحلل تيار مجال الدينامو الآن ويبدأ جهد الخرج في الانخفاض حتى يعود المقارنة مرة أخرى. يوفر R6 عدة مئات من المللي فولت من التباطؤ الذي يساعد الدائرة على العمل كمنظم تبديل. يتم تبديل T1 بقوة أكبر في التشغيل أو يتم قطعه بحيث يبدد طاقة منخفضة إلى حد ما.

يتأثر التنظيم الحالي من خلال T4. بمجرد أن يكون التيار عن طريق R9 أعلى من المستوى الأعلى المحدد ، ينتج عن انخفاض الجهد حوله تشغيل T4. يؤدي هذا إلى زيادة الإمكانات عند الإدخال غير المقلوب لـ IC1 ويعزل تيار مجال الدينامو.

القيمة المحددة لـ R9 (0.033 أوم / 20 واط ، مكونة من 10nos من 0.33 أوم / 2 واط مقاومات بالتوازي) مناسبة للحصول على تيار خرج مثالي يصل إلى 20 أ. إذا كانت تيارات خرج أكبر مطلوبة ، يمكن لقيمة R9 يتم تخفيضها بشكل مناسب.

يجب إصلاح جهد الخرج والتيار للجهاز عن طريق إعداد P1 و P2 بشكل مناسب للوفاء بمعايير المنظم الأصلي. يجب تثبيت T1 و D5 على خافضات حرارة ، ويجب عزلهما بشكل صارم عن الهيكل المعدني.

2) منظم تيار الجهد المولد للسيارة أبسط

يوضح الرسم البياني التالي متغيرًا آخر لجهد مولد التيار المتردد للسيارة ذي الحالة الصلبة ودائرة التحكم الحالية باستخدام أقل عدد من المكونات.

عادةً عندما يكون جهد البطارية أقل من مستوى الشحن الكامل ، يظل خرج منظم IC CA 3085 في وضع الإيقاف ، مما يسمح بترانزستور دارلينجتون بأن يكون في وضع التوصيل ، مما يحافظ على الملف الميداني نشطًا ، ويعمل المولد.

نظرًا لأن IC CA3085 تم تجهيزه كمقارن أساسي هنا ، فعند شحن البطارية إلى مستوى الشحن الكامل ، قد يكون ba 14.2 V ، تتغير الإمكانات عند الطرف رقم 6 من IC إلى 0V ، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل الإمداد بالملف الميداني.

نتيجة لذلك ، يتحلل التيار من المولد ، مما يمنع أي شحن إضافي للبطارية. وبالتالي تم إيقاف البطارية من الشحن الزائد.

الآن ، مع انخفاض جهد البطارية إلى ما دون عتبة CA3085 pin6 ، يصبح الناتج مرتفعًا مرة أخرى ، مما يتسبب في توصيل الترانزستور وتشغيل الملف الميداني.

يبدأ المولد في تزويد البطارية ، بحيث يبدأ الشحن مرة أخرى.

قائمة الاجزاء

3) دائرة منظم مولد التيار المتردد للسيارة

بالإشارة إلى الرسم التخطيطي أدناه لمنظم التيار المتردد ذي الحالة الصلبة للعش ، تم تكوين V4 مثل ترانزستور التمرير المتسلسل الذي ينظم التيار إلى مجال المولد. يتم تثبيت هذا الترانزستور مع اثنين من الثنائيات 20 أمبير على خافض حرارة خارجي. من المثير للاهتمام أن نرى أن تبديد V1 ليس مرتفعًا جدًا في الحقيقة حتى أثناء أقصى تيار حقل ، بل فقط في حدود 3 أمبير.

ومع ذلك ، فبدلاً من النطاق المتوسط ​​الذي ينخفض ​​عنده الجهد عبر الحقل يتوافق مع الترانزستور V1 مما يتسبب في تبديد أعلى لا يزيد عن 10 واط.

يوفر الصمام الثنائي D1 الحماية لترانزستور التمرير V4 من المسامير الحثية المتولدة داخل الملف الميداني في أي وقت يتم فيه إيقاف تشغيل مفتاح الإشعال. يوفر الصمام الثنائي D2 الذي ينقل تيار الحقل بأكمله جهدًا إضافيًا للعمل لترانزستور المحرك V2 ويضمن إمكانية قطع ترانزستور المرور V4 في درجات حرارة خلفية كبيرة.

يعمل الترانزستور V3 كمحرك لـ V4 والتأرجح الحالي للقاعدة من 3 مللي أمبير إلى 5 مللي أمبير على هذا الترانزستور يسمح بالتشغيل الكامل لإيقاف التشغيل الكامل لـ V4.

يوفر المقاوم R8 طريقًا للتيار أثناء درجات الحرارة الزائدة. يعتبر Capacitor C1 ضروريًا للحماية من تذبذب المنظم بسبب حلقة الكسب العالية التي يتم إنشاؤها حول النظام. يوصى باستخدام مكثف التنتالوم هنا لزيادة الدقة.

يتم وضع العنصر الأساسي لدائرة استشعار التحكم داخل السعة التفاضلية المتوازنة المكونة من الترانزستورات V1 و V2. لقد تم الاهتمام بشكل خاص بتصميم منظم مولد التيار المتردد هذا وهو التأكد من عدم وجود مشكلات في انجراف درجة الحرارة. لتحقيق هذا يجب أن تكون المقاومات الأكثر ارتباطًا من أنواع جروح الأسلاك.

يستحق مقياس جهد التحكم في الجهد R2 اهتمامًا خاصًا لأنه لا ينبغي أبدًا الابتعاد عن إعداداته بسبب الاهتزازات أو ظروف درجات الحرارة القصوى. عمل وعاء 20 أوم المستخدم في هذا التصميم بشكل مثالي مع هذا البرنامج ، ولكن قد يكون كل وعاء Wirewound جيد تقريبًا في النمط الدوار جيدًا. يجب تجنب أصناف القصاصة المستقيمة في تصميم منظم تيار مولد التيار المتردد للسيارة.

4) دائرة شاحن منظم الجهد الحالي للمولد IC 741 للسيارة

توفر هذه الدائرة إدارة الحالة الصلبة لشحن البطارية. يتم في البداية تحفيز ملف مجال المولد من خلال مصباح الإشعال تمامًا كما هو الحال في الطريقة التقليدية.

ينتقل التيار المتحرك عبر محطة WL عبر Q1 إلى المحطة F ثم أخيرًا على الملف الميداني. بمجرد تشغيل المحرك ، يتحرك التيار من دينامو السيارة عبر D2 إلى Q1. يتلاشى مصباح إشارة الإشعال نظرًا لأن جهد طرف WL يتجاوز جهد البطارية. يتحرك التيار بالمثل خلال D5 باتجاه البطارية.

في هذه المرحلة ، يكتشف IC1 المجهز كمقارن جهد البطارية. عندما يصبح هذا الجهد على المدخلات غير المقلوبة أعلى من المدخلات المقلوبة (المثبتة عند 4.6 فولت عبر زينر D4) ، فإن إخراج المرجع أمبير يرتفع.

يمر التيار بعد ذلك عبر D3 و R2 باتجاه قاعدة Q2 ويقوم على الفور بتشغيله. نتيجة لهذا الإجراء ، تقوم قاعدة Q1 بإيقاف تشغيلها وإزالة التيار المطبق على لف الحقل. ينخفض ​​خرج المولد الآن ، مما يتسبب في انخفاض جهد البطارية أيضًا.

يضمن هذا الإجراء أن جهد البطارية ثابت دائمًا ، ولا يُسمح أبدًا بزيادة الشحن. ال بطارية كاملة الجهد يمكن تعديله من خلال RV1 إلى ما يقرب من 13.5 فولت.

أثناء ظروف الطقس البارد أثناء بدء تشغيل السيارة ، قد ينخفض ​​جهد البطارية بشكل ملحوظ. بمجرد أن يشتعل المحرك ، تصبح المقاومة الداخلية للبطارية منخفضة جدًا أيضًا ، مما يجبرها على سحب الكثير من التيار من المولد وبالتالي يؤدي إلى تدهور محتمل للمولد. من أجل تقييد هذا الاستهلاك المرتفع للتيار ، يتم إدخال المقاوم R4 داخل محطة الطاقة الأولية من المولد.

يتم تحديد المقاومة R4 مع التأكد من أنه عند أعلى تيار ممكن (عادة 20 أمبير) يتم توليد 0.6 فولت عبرها مما يؤدي إلى تشغيل Q3. في اللحظة التي ينشط فيها Q3 التحركات الحالية عبر خط الطاقة عبر R2 باتجاه قاعدة Q2 ، يقوم بتشغيله ، ثم يقوم بإيقاف Q1 ويقطع تدفق التيار إلى لف الحقل. نتيجة لهذا ، ينخفض ​​خرج الدينامو أو المولد الآن.

لا حاجة لإجراء أي تعديلات على الأسلاك الأصلية للمولد في السيارة. يمكن تغليف الدائرة داخل صندوق منظم قديم ، ويجب توصيل Q1 و Q2 و D5 بمشتت حراري ذي أبعاد مناسبة.