Obwód regulatora bocznikowego MOSFET motocykla

Pan Michael poprosił o następujący post dotyczący obwodu regulatora bocznikowego motocykla pełnookresowego. Poznajmy szczegółowo działanie układu.

Jak działa regulator bocznikowy

Regulator bocznikowy jest urządzeniem służącym do regulacji napięcia do pewnych ustalonych poziomów za pomocą bocznikowania. Zwykle proces bocznikowania odbywa się poprzez uziemienie nadmiernego napięcia, tak jak robią to diody Zenera w obwodach elektronicznych.

Jednak jednym złym aspektem takich regulatorów jest wytwarzanie niepotrzebnego ciepła. Przyczyną wytwarzania ciepła jest zasada jego działania, w której nadmiar napięcia jest zwarty do masy.

Powyższą praktykę można wdrożyć prostszymi i tańszymi środkami, ale nie można jej uznać za skuteczną i zaawansowaną. System opiera się na niszczeniu lub zabijaniu energii zamiast ją eliminować lub hamować.

Obwód regulatora bocznikowego motocykla omówiony w tym artykule przyjmuje zupełnie inne podejście i ogranicza dopływ nadmiernego napięcia zamiast „zabijać” energię, a tym samym zatrzymuje wytwarzanie niepotrzebnego ciepła.

Działanie obwodu

Funkcjonowanie obwodu można rozumieć jako:

Po uruchomieniu mobike napięcie wchodzi na styki źródła / drenu mosfetu kanału P z powodu wyzwalacza bramki, który staje się dostępny za pośrednictwem R1.

W momencie, gdy wysokie napięcie osiągnie R3, które jest wejściem czujnikowym opampu, pin nr 3 układu IC wykrywa zwiększone napięcie.

Zgodnie z ustawieniem odniesienia w puin # 2, natychmiast reaguje na sytuację, a wynik ustawia wyjście układu scalonego na wysoki poziom logiczny.

Natychmiastowy wysoki impuls logiczny ogranicza wyzwalanie ujemnej podstawy mosfetu, wyłączając go w tym konkretnym momencie.

W momencie wyłączenia T1 napięcie na złączu R3 / R4 powraca do stanu pierwotnego, to jest napięcie w tym miejscu spada poniżej poziomu odniesienia ...... to natychmiast aktywuje wyjście wzmacniacza operacyjnego niskim sygnałem logicznym, który w włącz przełączniki T1 z powrotem do działania.

Proces powtarza się z bardzo dużą prędkością, utrzymując napięcie wyjściowe oznaczone +/- na stałym poziomie określonym przez ustawienie R2 / Z1 i R3 / R4.

Powyższa zasada wykorzystuje technikę hamowania nadmiernego napięcia zamiast bocznikowania go do masy, oszczędzając w ten sposób cenną energię, a także pomaga w pewien sposób kontrolować globalne ocieplenie.

Lista części

R1, BR2 = mostek prostowniczy 10Amp

R1 = 1K
D1 = 1N4007
C1 = 100 uF / 25 V.
IC1 = IC741
T1 = mosfet J162

R2 / Z1, R3 / R4 = jak wyjaśniono w tym artykule

W alternatorach zalecane jest przetaczanie nadmiaru mocy do ziemi

W przypadku alternatorów najlepszym sposobem ograniczenia lub ograniczenia nadmiernego napięcia jest zwarcie nadmiaru mocy lub bocznikowanie nadmiaru mocy do masy. Eliminuje to wzrost prądu w tworniku i chroni uzwojenie przed nagrzaniem.

W poniższych przykładach można zobaczyć regulator napięcia wykorzystujący tę metodę:

Klip wideo poniżej przedstawia obwód regulatora bocznikowego oparty na wzmacniaczu operacyjnym i jego procedurę testową

Lista części

R1, R2, R3 = 10K
R4 = ustawienie wstępne 10K
Z1, Z2 = 3V zener 1/4 wata
C1 = 10 uF / 25 V.
T1 = TIP142 (na dużym radiatorze)
IC1 = 741
Dioda D1 = 6A4
D2 = 1N4148
Mostek prostowniczy = standardowy prostownik motocyklowy

Jak skonfigurować obwód

W przypadku systemu 12 V zastosuj napięcie 18 V z zasilacza DC ze strony T1 i wyreguluj R4, aby precyzyjnie ustawić 14,4 V na zaciskach wyjściowych.

Jeszcze prostszy regulator bocznikowy motocykla wykorzystujący Regulator bocznikowy IC TL431 można zobaczyć poniżej, rezystor 3k3 może zostać dostrojony, aby zmienić napięcie wyjściowe na najbardziej korzystny poziom.

W przypadku alternatorów jednofazowych 6-diodowy mostek prostowniczy można zastąpić 4-diodowym mostkiem prostowniczym, jak pokazano na poniższym schemacie:

Informacje zwrotne i aktualizacja od czytelnika Avida, pana Leonarda Fonsa

Wymyśliłem trochę więcej, które należy wziąć pod uwagę.
Używam MOSFET (IXFK44N50P) dla maszynki do strzyżenia i regulatorów serii. Nigdy nie robiłem zbyt wiele z tranzystorami FET, ponieważ kiedy wyszły po raz pierwszy, najmniejszy ładunek statyczny mógł je zniszczyć w mgnieniu oka. To jest właściwie moja pierwsza próba ich użycia.

Założyłem, że podobnie jak tranzystory złączowe, im więcej mocy obsługują, tym więcej mocy potrzeba do ich wysterowania. NIE PRAWDA. Patrząc ponownie na arkusz danych, widzę, że prąd bramki wynosi plus minus 10 nano Amperów.

To jest dziesięć bilionowych części wzmacniacza. Do ich prowadzenia nie potrzebują TIP142. Darlington o mocy jednego wata i dużym wzmocnieniu zrobi to bardzo dobrze. A cały obwód zmieści się na jednej płytce. Potrzebuję jeszcze innej obudowy regulatora do prostownika. Ale jestem już prawie gotowy, aby to wszystko połączyć i wypróbować.

Oczywiście spróbuję go wypróbować, zanim faktycznie zamontuję go w obudowie, ale nie spodziewam się żadnych modyfikacji.

Uświadomienie sobie, że te tranzystory FET prawie w ogóle nie wykorzystują prądu bramki, robi sporą różnicę. Przekonam się, że moja teoria jest taka, że ​​prąd do ziemi jest przycięty do 60 woltów, a nie bocznikowanie całego prądu do masy.

A kiedy wrzucę go do wnętrza, muszę upewnić się, że tranzystory FET nie mają przerwy w obudowie. To był inny problem z jednym z pozostałych. Szesnastocalowa przestrzeń między podzespołami a obudową,

Przy tej szczelinie wypełnionej żywicą epoksydową nie jest zbyt wydajna w rozpraszaniu ciepła. Zanim obudowa zacznie się nagrzewać, można poparzyć palce na elementach. Jedyną zmianą, jaką mogę wprowadzić, jest dioda szeregowa w linii monitora. Zielona dioda LED umieszczona w miejscu, w którym widzę go podczas jazdy, poinformuje mnie, czy się ładuje.