4 Sirkuit Regulator Alternator Mobil Solid-State Dijelajahi

4 rangkaian pengatur arus tegangan mobil sederhana yang dijelaskan di bawah ini dibuat sebagai alternatif langsung untuk pengatur standar dan, meskipun dikembangkan terutama untuk dinamo, ia akan berfungsi sama efektifnya dengan alternator.

Jika fungsi pengatur tegangan alternator mobil tradisional dianalisis, kami merasa luar biasa bahwa jenis pengatur ini sering dipercaya seperti mereka.

Sementara sebagian besar mobil kontemporer dilengkapi dengan pengatur tegangan solid-state untuk mengatur tegangan dan arus keluaran dari alternator, Anda mungkin masih menemukan banyak mobil sebelumnya yang dipasang dengan jenis pengatur tegangan elektromekanis yang berpotensi tidak dapat diandalkan.

Cara Kerja Pengatur Mobil Elektro-Mekanis

Fungsi standar pengatur tegangan alternator mobil elektro mekanis dapat dijelaskan di bawah ini:

Setelah mesin dalam mode idling, dinamo mulai mendapatkan arus medan melalui lampu peringatan pengapian.

Dalam posisi ini dinamo dinamo tetap tidak terpasang dengan baterai karena outputnya lebih kecil dibandingkan dengan tegangan baterai, dan baterai mulai keluar melalui baterai.

Saat kecepatan mesin mulai meningkat, tegangan keluaran dinamo juga mulai naik. Segera setelah tegangan baterai melebihi tegangan, relai AKTIF, menghubungkan dinamo dinamo dengan baterai.

Ini memulai pengisian baterai. Jika keluaran dinamo naik lebih banyak lagi, relai tambahan diaktifkan pada sekitar 14,5 volt yang memotong belitan medan dinamo.

Arus medan meluruh saat tegangan keluaran mulai turun sampai relai ini dinonaktifkan. Relai pada titik ini secara konsisten AKTIF / MATI berulang kali, mempertahankan keluaran dinamo pada 14,5 V.

Tindakan ini melindungi baterai dari pengisian yang berlebihan.

Ada juga relai ke-3 yang berisi gulungan kumparannya secara seri dengan keluaran dinamo, yang dilalui oleh seluruh arus keluaran dinamo.

Setelah arus keluaran aman dari dinamo menjadi sangat tinggi, mungkin karena baterai yang terlalu kosong, belitan ini mengaktifkan relai. Relai ini sekarang melepaskan belitan medan dinamo.

Fungsi ini memastikan bahwa hanya teori fundamental, dan rangkaian spesifik dari pengatur arus tegangan mobil yang diusulkan mungkin memiliki spesifikasi yang berbeda tergantung pada dimensi mobil tertentu.

1) Menggunakan Transistor Daya

Dalam desain yang ditunjukkan, relai pemutus diganti oleh D5, yang mendapat bias balik segera setelah keluaran dinamo turun di bawah tegangan baterai.

Akibatnya baterai tidak dapat dibuang ke dinamo. Jika pengapian dihidupkan, belitan medan dinamo mendapat arus melalui lampu petunjuk dan T1.

Dioda D3 dipasang untuk menghindari arus yang ditarik dari kumparan medan karena resistansi jangkar yang berkurang dari alternator. Ketika kecepatan mesin meningkat, output dari dinamo meningkat secara proporsional, dan mulai mengalirkan arus medannya sendiri melalui D3 dan T1.

Saat tegangan sisi katoda D3 naik, lampu peringatan secara bertahap meredup sampai memudar.

Ketika keluaran dinamo mencapai sekitar 13-14 V, baterai mulai mengisi kembali. IC1 bekerja seperti pembanding tegangan yang melacak tegangan keluaran dinamo.

Karena tegangan keluaran dinamo meningkatkan tegangan pada masukan pembalik op amp pada awalnya lebih besar daripada pada masukan non-pembalik, maka keluaran IC dipertahankan rendah dan T3 tetap dimatikan.

Segera setelah tegangan keluaran lebih tinggi dari 5,6 V tegangan masukan pembalik diatur dan dikendalikan pada tingkat ini oleh D4.

Ketika tegangan keluaran melewati potensial tertinggi yang ditentukan (diatur melalui P1), masukan non-pembalik dari IC1 menjadi lebih tinggi dari masukan pembalik, menyebabkan keluaran IC1 berubah menjadi positif. Ini mengaktifkan T3. yang mematikan T2 dan T1, menghambat arus ke medan dinamo.

Arus medan dinamo sekarang meluruh dan tegangan keluaran mulai turun sampai pembanding kembali lagi. R6 memasok beberapa ratus milivolt histeresis yang membantu rangkaian bekerja seperti regulator switching. T1 akan dinyalakan lebih keras atau dipotong sedemikian rupa sehingga mengurangi daya yang cukup rendah.

Regulasi saat ini dipengaruhi melalui T4. Setelah arus melalui R9 lebih tinggi dari level tertinggi yang dipilih, penurunan tegangan di sekitarnya menghasilkan T4 untuk dinyalakan. Ini meningkatkan potensi pada input non-pembalik dari IC1 dan mengisolasi arus medan dinamo.

Nilai yang dipilih untuk R9 (0,033 Ohm / 20 W, terdiri dari 10nos resistor 0,33 Ohm / 2 W secara paralel) cocok untuk mendapatkan arus keluaran optimal setinggi 20 A.Jika arus keluaran yang lebih besar diinginkan, nilai R9 dapat dikurangi dengan tepat.

Tegangan dan arus keluaran perangkat harus diperbaiki dengan mengatur P1 dan P2 secara tepat untuk memenuhi standar regulator asli. T1 dan D5 harus dipasang pada heatsink, dan harus diisolasi dengan ketat dari sasis.

2) Regulator Arus Tegangan Alternator Mobil Sederhana

Diagram berikut menunjukkan varian lain dari tegangan alternator mobil solid state dan rangkaian pengontrol arus menggunakan jumlah komponen minimum.

Biasanya saat tegangan baterai di bawah, level pengisian penuh, output IC regulator CA 3085 tetap OFF, yang memungkinkan transistor Darlington berada dalam mode konduksi, yang membuat kumparan medan tetap berenergi, dan alternator beroperasi.

Karena IC CA3085 dipasang sebagai pembanding dasar di sini, ketika baterai mengisi ke tingkat pengisian penuh, mungkin ba 14,2 V, potensi pada pin # 6 dari IC berubah menjadi 0V, mematikan pasokan ke koil medan.

Karena itu arus dari alternator meluruh, menghambat pengisian baterai lebih lanjut. Dengan demikian, baterai terhenti dari pengisian yang berlebihan.

Sekarang, ketika tegangan baterai turun di bawah ambang CA3085 pin6, output menjadi tinggi sekali lagi, menyebabkan transistor bekerja, dan menyalakan kumparan medan.

Alternator mulai memasok ke baterai, sehingga mulai mengisi kembali.

Daftar Bagian

3) Sirkuit Regulator Alternator Mobil Transistor

Mengacu pada diagram pengatur arus alternator solid-state nest box di bawah ini, V4 dikonfigurasikan seperti transistor seri-pass yang mengatur arus ke medan alternator. Transistor ini bersama dengan dua dioda 20 amp dijepit pada heatsink eksternal. Hal ini menarik untuk melihat bahwa disipasi V1 tidak terlalu tinggi bahkan selama arus medan maksimum, melainkan hanya dalam 3 amp.

Namun, alih-alih kisaran menengah di mana penurunan tegangan di lapangan adalah sesuai dengan transistor V1 yang menyebabkan disipasi tertinggi tidak lebih dari 10 watt.

Diode D1 memberikan perlindungan pada transistor pass V4 dari lonjakan induktif yang dihasilkan di dalam kumparan medan setiap kali sakelar pengapian dimatikan. Diode D2 yang mentransfer seluruh arus medan memasok tegangan kerja ekstra untuk transistor driver V2 dan menjamin bahwa transistor lintasan V4 dapat terputus pada suhu latar belakang yang besar.

Transistor V3 bekerja seperti driver untuk V4 dan ayunan arus basis 3 ma hingga 5 ma pada transistor ini memungkinkan perpindahan total 'on' ke 'off' penuh dari V4.

Resistor R8 menawarkan rute arus selama suhu berlebih. Kapasitor C1 sangat penting untuk melindungi dari osilasi regulator karena loop gain tinggi yang dibuat di sekitar sistem. Kapasitor Tantalum direkomendasikan di sini untuk meningkatkan presisi.

Elemen utama dari rangkaian penginderaan kontrol disertakan dalam penguat diferensial seimbang yang terdiri dari transistor V1 dan V2. Perhatian khusus telah diberikan pada tata letak regulator alternator ini untuk memastikan tidak ada masalah suhu yang melayang. Untuk mencapai ini, resistor yang paling terhubung harus jenis kawat-luka.

Potensiometer kontrol tegangan R2 memerlukan pertimbangan khusus karena tidak boleh berpindah dari pengaturannya karena getaran atau kondisi suhu yang ekstrim. Panci 20-ohm yang digunakan dalam desain ini bekerja secara ideal dengan baik untuk program ini, namun hampir setiap panci Wirewound yang bagus dalam gaya putar mungkin baik-baik saja. Varietas trimpot bujursangkar harus dihindari dalam desain pengatur arus tegangan alternator mobil ini.

4) Sirkuit Pengatur Arus Tegangan Alternator Mobil IC 741 Mobil

Sirkuit ini menawarkan manajemen pengisian baterai solid-state. Gulungan medan alternator pada awalnya distimulasi melalui bola lampu pengapian seperti pada metode tradisional.

Arus yang bergerak melintasi terminal WL bergerak melalui Q1 ke terminal F kemudian akhirnya pada kumparan medan. Begitu mesin dinyalakan, arus dari dinamo mobil bergerak melalui D2 ke Q1. Lampu tanda pengapian memudar karena tegangan terminal WL melebihi tegangan baterai. Arus juga bergerak melalui D5 menuju baterai.

Pada titik ini, IC1 yang dipasang sebagai pembanding mendeteksi tegangan baterai. Ketika tegangan ini pada input non-pembalik menjadi lebih tinggi dari pada input pembalik (dijepit pada 4,6 volt melalui zener D4) menyebabkan output op amp menjadi tinggi.

Arus kemudian melewati D3 dan R2 menuju basis Q2 dan langsung menyalakannya. Tindakan ini sebagai akibatnya alasan basis Q1 mematikannya dan menghilangkan arus yang diterapkan pada gulungan medan. Output alternator sekarang turun, menyebabkan voltase baterai turun juga.

Prosedur ini memastikan bahwa tegangan baterai selalu dijaga konstan, dan tidak boleh diisi secara berlebihan. Itu tegangan pengisian penuh baterai dapat diubah melalui RV1 menjadi sekitar 13,5 volt.

Selama kondisi cuaca dingin saat menyalakan mobil, voltase baterai bisa turun secara signifikan. Segera setelah mesin menyala, tahanan internal baterai juga menjadi sangat rendah, memaksanya untuk menarik terlalu banyak arus dari alternator dan dengan demikian menyebabkan kemungkinan kerusakan pada alternator. Untuk membatasi konsumsi arus tinggi ini, resistor R4 dimasukkan ke dalam terminal daya primer dari alternator.

Resistansi R4 dipilih untuk memastikan bahwa pada arus setinggi mungkin (Umumnya 20 amp) 0,6 volt dihasilkan melewatinya yang menyebabkan Q3 menyala. Saat Q3 mengaktifkan arus bergerak melalui saluran listrik melalui R2 menuju basis Q2, menyalakannya, yang kemudian, mematikan Q1 dan memotong aliran arus ke gulungan medan. Karena itu, keluaran dinamo atau alternator sekarang turun.

Tidak ada modifikasi yang perlu dilakukan pada kabel asli alternator di mobil. Sirkuit dapat dibungkus dalam kotak regulator lama, Q1, Q2 dan D5 harus dipasang ke heat sink dengan dimensi yang tepat.