מייצב מתח עם פיצוי טמפרטורה. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מייצב מתח עם פיצוי תרמי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מגני נחשולי מתח

מייצב המתח הוא אחד המרכיבים החשובים ביותר של מערכת הציוד החשמלי של מכונית מודרנית. מסיבה זו, כתבות שהוקדשו לעיצוב ותפעול היחידה הופיעו על דפי מגזין "רדיו" יותר מפעם אחת. ועדיין, כנראה, מוקדם מדי לשים קץ לנושא הזה...

עיצובי המייצבים המוצלחים ביותר שפורסמו ברדיו, למשל, [1; 2], מאפשרים לך לשמור על טעינת סוללה אופטימלית בטמפרטורות שונות. מאמר [3] מתאר מייצב מתח עם בקרת רוחב הפולסים, השונה מאלו דומים בתדר הפעולה הקבוע שלו.

לצד היתרונות הברורים של המכשירים הללו, יש להם גם חיסרון משמעותי - כוח משמעותי של ההפסדים שלהם. בגרסה של המייצב שאני מציע, הפסדי החשמל מצטמצמים פי שלושה, מה שמבטל את בעיית הסרת החום ממרכיבי הפלט של המכשיר. כדי להבטיח פיצוי תרמי מרבי, חיישן הטמפרטורה שקוע ישירות בתמיסת האלקטרוליט של הסוללה. המייצב פשוט יותר בעיצובו, אך יש לו ייצוב מתח טוב יותר.

ידוע כי בדגמים "קלאסיים" של מכוניות VAZ, בשל המרחק היחסי של המייצב 121.3702 מהגנרטור והסוללה, לא ניתן לנטר במדויק את המתח במסופי המצבר עקב נפילת מתח בחוטי החיבור ומגעי מחברים. בגלל זה, התייצבות מותנית מאוד. כפי שהמדידות הראו, חוסר היציבות אפילו במכונית חדשה יכולה להגיע לכמה מאות מילי-וולט.

המייצב שהובא לידיעת הקוראים מיועד להתקנה במקום צומת 121.3702 ויש לו את המאפיינים הטכניים העיקריים הבאים:

טווח טמפרטורת הפעלה, °C......-40...+80
זרם הנצרך על ידי המכשיר, mA, לא יותר......50
זרם הנצרך על ידי אלמנט המדידה, mA, לא יותר מ.....6
אי יציבות מתח בטווח הפעולה של שינויים בעומס ובמהירות המנוע, mV......±20
טווח אדוות מתח טעינה, mV......100

בפיתוח המייצב נלקחו בחשבון הרעיונות שהוצעו ב-[1-3], כמו גם חוויית הפעלת הרכב בתנאי מזג אוויר שונים.

התרשים הסכמטי של המכשיר מוצג באיור. 1. מבחינה פונקציונלית הוא מורכב משני חלקים - מדידת A1 וויסות A2. הלוח עם חלק המדידה מותקן ליד הסוללה, והלוח עם החלק המווסת מותקן במקום המייצב הקודם.

(לחץ להגדלה)

כאשר המגעים SA1 סגורים, המתג האלקטרוני נפתח, שתפקידו ממלא טרנזיסטור השדה VT1, ומחבר חיישני מתח וטמפרטורה, ויוצרים אלמנט מדידת גשר, לסוללה GB1. חיישן המתח הוא מחלק התנגדות R5R6, וחיישן הטמפרטורה הוא מעגל סדרה של דיודות VD1-VD4.

האות הנלקח מאלכסון הגשר מוזן לכניסה של המגבר ההפרש. האות המוגבר מומר לרצף פולסים עם מחזור עבודה משתנה פרופורציונלי לרמת האות. תדירות הדופק נקבעת על ידי מחולל מתח עזר שן מסור. לאחר מכן, האות, לאחר הגברה הנוכחית, עובר למתג הפלט.

החוליה העיקרית של המייצב היא בקר רוחב הפולסים DD1 הכולל את המגבר הדיפרנציאלי, הגנרטור, הממיר ומגבר הזרם המוזכרים. השימוש במתג סינכרוני דחיפה-משיכה, שנעשה על טרנזיסטורי אפקט שדה VT3-VT5, יכול להפחית משמעותית את הפסדי ההספק.

במערכת חשמלית קונבנציונלית, כאשר ההצתה מופעלת, זרם מתחיל לזרום דרך פיתול העירור של הגנרטור, ואם הפעלת המנוע מתעכבת מסיבה זו או אחרת, אנרגיה מתבזבזת על חימוםו. כדי לבטל את החיסרון הזה, התקן חסימה מוכנס לתוך המייצב המתואר, המחובר חשמלית לחיישן לחץ השמן. במילים אחרות, עד שהמנוע יגיע למצב פעולה (ונורית החיווי "ללא לחץ שמן" דולקת בלוח המחוונים), לא זורם זרם לתוך פיתול השדה.

במצב ההתחלתי, המגעים של מתג ההצתה SA1 פתוחים, והמגעים של חיישן לחץ השמן SF1 סגורים. מתג VT1 סגור. כאשר ההצתה מופעלת, הטרנזיסטורים VT2 ו-VT1 נפתחים, מתח מהסוללה GB1 מסופק לחיישני המתח והטמפרטורה. השימוש בטרנזיסטור אפקט שדה עם ערוץ מושרה למתג נובע, ראשית, מהפשטות של בקרת הפתיחה והסגירה, שנית, מהיעדר מתח שיורי האופייני לטרנזיסטורים דו-קוטביים, ושלישית, מההתנגדות הנמוכה של הערוץ הפתוח.

במקביל, נורת האזהרה HL1 בלוח המחוונים של הרכב נדלקת, מה שמצביע על חוסר בלחץ שמן. הזרם שנקבע על ידי הנגד R7 עדיין לא זורם דרך הדיודות VD1-VD4, מכיוון שהוא סגור דרך הדיודה הפנימית של הבקר DD1, המחוברת בין פינים 1 ו-2, והמגעים הסגורים SF1 אל החוט המשותף. תיאור של עקרון הפעולה של הבקר K1156EU1 והפרמטרים החשמליים שלו מושמט כאן, אך ניתן למצוא אותם ב-[4; 5], מכיוון שהוא אנלוגי של הבקר הידוע uA78S40 מבית Motorola.

מכיוון שהמתח בכניסה הלא-הפוכה (פין 6) של המגבר ה-Op-amp הפנימי של שבב DD1, המחובר באמצעות מגבר דיפרנציאלי, גדול יותר מאשר בכניסה ההפוכה (פין 7), קיימת רמה גבוהה במוצא שלו. OAout (פין 4). מתח הטיה השווה למחצית מתח האספקה מופעל על הכניסה הלא-הפוכה של ה-CMR (פין 9) של המשווה מהמחלק R12R13, ומכיוון שהכניסה ההפוכה (פין 10) גבוהה, המתח במוצא של המשווה קרוב לאפס.

ההיגיון של הבקר הוא כזה שאם יציאת ההשוואה נמוכה, אסור להפעיל את טרנזיסטור המוצא הפנימי של מגבר הזרם. למגבר זה יש פלט לא מאוזן, ולפעולה תקינה של הקומוטטור הסינכרוני נדרשת בקרת פארפאזה. לשם כך, מהפך פאזה המבוסס על טרנזיסטור אפקט שדה VT3 מוכנס לתוך המייצב.

מחלק המתח R15-R17 מבטיח את פתיחת הטרנזיסטורים VT3, VT5 ו-VT4 סגורה, שכן נפילת המתח על הנגד R19 אינה חורגת ממתח הניתוק. קבל הגברת המתח C3 נטען בזרם דרך דיודה VD5 וטרנזיסטור VT5 למתח האספקה.

לאחר התנעת המנוע, מגעי ה-SF1 של חיישן לחץ השמן נפתחים ונורת HL1 כבה. הזרם דרך הדיודה הפנימית של הבקר DD1 (פינים 1 ו-2) נקטע ומתחיל לזרום דרך חיישן הטמפרטורה VD1 - VD4, נוצר עליו מתח פרופורציונלי לטמפרטורת האלקטרוליט. מרגע זה, המתח באלכסון של גשר המדידה משנה סימן, עקב כך המתח במוצא OAout של הבקר הופך לפחות ממחצית מתח האספקה, המשווה עובר למצב ברמה גבוהה, והמגבר הזרם הוא נדלק.

כתוצאה מכך, הטרנזיסטורים VT3 ו-VT5 נסגרים, וסגירת הטרנזיסטור VT5 מתרחשת בקצב מואץ הודות לדיודה VD6. המתח מהקבל הטעון C3 דרך הנגד R18 מסופק לשער של טרנזיסטור VT4 בקוטביות הפתיחה, המובילה לפתיחתו.

למעשה, מתח השער של טרנזיסטור VT4 במצב יציב שווה בערך לכפול ממתח האספקה. במצב זה, הטרנזיסטור נשאר דולק למשך זמן t, שנקבע על ידי הקיבול של הקבל C2 [4; 5]: טון = 25·103 C2, כאשר טון הוא במיקרו-שניות, C2 הוא במיקרו-פאראד.

לפעולה אמינה של טרנזיסטור VT4, יש צורך שקבוע הזמן של מעגל הפריקה tdisp3 של קבל C3 יעמוד בתנאי: tdisp3 = (R18 + R19)-C3 >> טון יש לציין כי קבל זה נטען מחדש במצב הפעלה דרך העומס (פיתול עירור). היחס בין זמן פתוח לסגור בפלט הבקר מוגבל באופן פנימי לכ-9:1. לכן, לאחר זמן מסוים, מגבר הזרם נסגר והטרנזיסטור VT3 נפתח. טרנזיסטור VT4 נכבה ו-VT5 נדלק. זה משלים את מחזור ההעברה (נקודה). משך המצב הפתוח והסגור של הטרנזיסטורים VT4 ו-VT5 נבחר כך שזרם המעבר יהיה מינימלי.

מכיוון שבתקופת מיתוג אחת הזרם בפיתול העירור של הגנרטור אינו מגיע לערך הנדרש, הבקר פועל עם מחזור העבודה שצוין במשך מספר מחזורים. הזרם בפיתול והמתח על פני הסוללה גדלים. ברגע שהמתח באלכסון המדידה של הגשר מתקרב לאפס, הבקר, על ידי שינוי מחזור העבודה, ישמור על מצב זה. במציאות, בהתחשב באינרציה של המערכת (השראות של פיתול העירור וכו') והסטת הפאזה, לצורת מתח הטעינה יש צורה טרפזית.

באיור. 2 מוצגים כדי להשוות את משפחת מאפייני האובדן העצמי של המייצב התעשייתי לרכב 121.3702 לבין אלו שתוארו לעיל. הגרפים מראים שעבור מייצב עם בקרת PSI, אובדן הכוח Ppot קטן והוא קבוע לאורך כל טווח השינויים בעומס Pn ובמהירות גל ארכובה N של המנוע. בהתאם לכך, היעילות שלו גבוהה יותר. הרווח באנרגיה לעומת [1; 2]. כל האמור לעיל מאשר את ההיתכנות של שימוש במתג סינכרוני באמצעות טרנזיסטורי אפקט שדה.

מייצב מתח עם פיצוי תרמי

המכשיר משתמש בנגדים מדויקים R5-R11 C2-29V, C2-14 וכו' עם TCR לא פחות מ-±200-10-6 °C-1. מותר להשתמש בנגד כוונון SP5-6V או דומה במקום R5 ו-R1; הנגדים הנותרים הם למטרות כלליות. קבלים C1, C3 - K50-35, C2 - K73-17. חנק L1 - השראות DM0.1 "! 60 μH.

ניתן להחליף את טרנזיסטור אפקט שדה BS250 בכל טרנזיסטור ערוץ p אחר עם שער מבודד והתנגדות ערוץ פתוח של לא יותר מ-10 אוהם. במקום BSS91, מתאים כל טרנזיסטור אפקט שדה n-ערוץ בעל הספק בינוני עם שער מבודד והתנגדות ערוץ של לא יותר מ-20 אוהם. טרנזיסטורים n-ערוציים רבי עוצמה VT4, VT5 חייבים להיות בעלי התנגדות ערוץ של לא יותר מ-0,03 אוהם ומתח מקור הפעלה של לפחות 20 וולט. הכי נוח להשתמש בטרנזיסטורים בחבילות DPAK (TO-252) בגודל קטן , למשל, MTD3302 מבית Motorola. דיודות KD102A ניתנות להחלפה ב-KD103 עם כל אינדקס אותיות.

במקום K1156EU1, הבקר KR1156EU1 מתאים אם אינך מתכוון להפעיל את המכונית בטמפרטורות מתחת ל-15 מעלות צלזיוס.

מבחינה מבנית, חלקי המדידה והבקרה מורכבים על שני לוחות מעגלים, החיבורים נעשים עם חוט MGTF 0,07. עבור מעגלים עם זרם גבוה, נעשה שימוש בחוט הרכבה עם חתך רוחב של לפחות 0,75 מ"מ. הלוחות מחוברים זה לזה באמצעות כבל גמיש דו-חוטי RVSHE2 בצמה מסוככת; חוטים מעוותים לכבל. אותו חוט, אך ללא צמה, משמש לחיבור חלק המדידה לסוללה. יש להניח את לוח המדידה בקופסת מתכת מתאימה.

העיצוב של חיישן הטמפרטורה בדרך כלל אינו שונה מזה המתואר ב- [2]. הנורה עם דיודות עשויה מעטפת כבל פוליאתילן. הדיודות טבולות במשחה מוליכת חום KPT-8 להעברת חום טובה יותר מהקירות פנימה אל הדיודות. צינור פוליאתילן בקוטר קטן יותר ממוקם בחוזקה על המוליכים (זוג מעוות). באמצעות מלחם מחומם לטמפרטורת ההיתוך של פוליאתילן, לרתך את תחתית הבקבוק מראש. לבסוף, לרתך את החיבור של הנורה וצינור הכבל. אטימות התפרים חייבת להיות גבוהה, שכן הבקבוק יהיה שקוע באלקטרוליט סוללה במהלך הפעולה.

כדי להגדיר מייצב מתח, תזדקק למקור DC עם מתח מוצא המתכוונן בין 10 ל-15 V בזרם עומס של עד 3 A, מד מתח DC בדרגת דיוק של לפחות 0,1 ונגד עומס עם התנגדות של 5 אוהם. קבל תחמוצת בעל קיבולת של לפחות 10000 μF חייב להיות מחובר במקביל למקור. באופן זמני, הנגד R6 מוחלף במשתנה בעל התנגדות של 3 קילו אוהם, ופין 1 של הבקר מחובר לחוט המשותף.

ראשית, מתח של 15 וולט מסופק ממקור החשמל והזרם הנצרך על ידי המכשיר נשלט - הוא לא יעלה על 50 mA. החיבור הזמני של פין 1 עם החוט המשותף נפתח ומתח האספקה מופחת ל-13,6 V. באמצעות נגד משתנה R6, מופיע רצף פולסים ביציאות DC ו-SC של הבקר, ורצף פולסים הפוך עם משרעת שווה למתח האספקה מופיע במוצא המייצב. טרנזיסטור VT4 לא אמור להתחמם.

המייצב מותאם לבסוף לאחר התקנתו על המכונית. חיישן הטמפרטורה שקוע בתמיסת אלקטרוליט דרך חור בפקק של אחד מכלי הסוללה האמצעיים. חבר את כל המעגלים לפי התרשים, הפעל את ההצתה וודא שאין מתח במוצא המייצב.

הפעל את המנוע, ובמהירות סרק כשהצרכנים כבויים, הגדר את מתח הטעינה על המצבר באמצעות הנגד המשתנה R6 בהתאם להמלצות [1]. אם המכונית לא פעלה במשך זמן רב, טמפרטורות האוויר והאלקטרוליטים בסביבה יכולות להיחשב שוות. לאחר הגדרת המתח, הנגד המשתנה R6 מוחלף בנגד קבוע.

על ידי שינוי מהירות המנוע ועומס הגנרטור, חוסר היציבות של מתח הטעינה נשלט; זה לא צריך להיות גרוע מ-±0,02 V. בעת נהיגה בתנאי חורף, לפעמים ייתכן שיהיה צורך להבהיר את הערך של הנגד R7. יש לזכור כי לאחר כוונון הנגד R7, יש צורך לבחור שוב R6.

לצורך פעולה יעילה של המייצב והארכת חיי השירות של הסוללה, רצוי, ראשית, להשוות את צפיפות האלקטרוליט בכל הגדות ל-±0,01 גרם/סמ"ק, והצפיפות צריכה להתאים לאזור האקלים [3] , ושנית, נגב מעת לעת את מכסה הסוללה בתמיסה מימית חלשה של אמוניה (6%) כדי למנוע דליפת זרם דרך מזהמים; שלישית, כסה את ההיקף של מארז הסוללה, אם הוא שחור, בנייר אלומיניום (לדוגמה, Quintol או Moment glue) - זה יוריד את הטמפרטורה של אלקטרוליט ב-10...5 מעלות צלזיוס, וזה חשוב במיוחד בקיץ.

במהלך שלוש שנות פעולתו של המייצב במכונית VAZ 2106, לא צוינו הערות בהפעלתו, האלקטרוליט בסוללה לא רתח, ולא היה צורך להוסיף מים. במהלך בדיקת הסוללה השנתית שלי, אני בודק את צפיפות האלקטרוליטים ומתח הטעינה.

ספרות

Lomanovich V. וסת מתח מפוצה על טמפרטורה. - רדיו, 1985, מס' 5, עמ'. 24-27.
Biryukov S. וסת מתח פשוט עם פיצוי תרמי. - רדיו, 1994, מס' 6, עמ'. 27, 28.
Tyshkevich E. ווסת מתח רוחב הדופק. - רדיו, 1984, מס' 6, עמ'. 27, 28.
תקליטור. רכיבים אלקטרוניים מבית MOTOROLA, גרסה 1.0. - "DODECA". 1998
מיקרו-מעגלים להחלפת ספקי כוח. - "דודקה", 1998.
סוללות מתנע חומצת עופרת. מדריך למשתמש. ZHUITs.563410.001 IE.

מחבר: V. Khromov, Krasnoyarsk

ראה מאמרים אחרים סעיף מגני נחשולי מתח.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מנוע מכונית אוכל כל 18.09.2007

הסניף הברזילאי של חברת "מגנטי מרלי" האיטלקית החל בייצור של מנוע רכב המסוגל לפעול על בנזין, אלכוהול אתילי, תערובת של דלקים אלו בכל יחס וגז טבעי. יתרה מכך, המנוע (ליתר דיוק, המחשב שלו) מזהה בעצמו איזה דלק מוצע לו, ולאחר כמה אלפיות שניות הוא מתכוונן מחדש בהתאם.

בתנאים ברזילאים, בעל מכונית עם מנוע כזה חוסך בין 25 ל-40% מעלות הדלק.

עוד חדשות מעניינות:

▪ דרום קוריאה תנטוש את תחנת הכוח הגרעינית

▪ N-trig ו-NVIDIA לשיפור קלט המגע במכשירים ניידים

▪ ממירי DC/DC L598x

▪ קסדת אופניים מנייר

▪ פרומפטר מרפא גמגום

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר הערה לתלמיד. בחירת מאמרים

▪ מאמר בימים עברו, סבים חיו בעליזות רבה יותר מנכדיהם. ביטוי עממי

▪ מאמר מדוע גברים בני עמים שונים חיקו את לידת נשותיהם? תשובה מפורטת

▪ מאמר ארנבות. עצות לטיול

▪ מאמר KV regenerator. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר חותך ירקות. סוד התמקדות

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר