Електронний регулятор напруги в системі автомобільного електрообладнання вже зарекомендував себе як надійний, стабільний і міцний вузол. Нижче описано один із варіантів такого регулятора, протягом тривалого часу випробуваного на різних автомобілях і показав хороші результати. Особливостями регулятора є використання тригера Шмітта у вузлі керування вихідним транзистором і наявність температурної залежності регульованого напруги. Регулятор змонтований в корпусі реле-регулятора РР-380 і повністю його замінює.
Перша з зазначених особливостей дозволила знизити потужність розсіювання на вихідному транзисторі за рахунок великої швидкості його перемикання. Друга дозволяє автоматично зменшувати напругу зарядки акумуляторної батареї при підвищенні температури в моторному відсіку. Відомо, що зарядна напруга влітку має бути нижче, ніж взимку. Невиконання цієї умови призводить до кипіння електроліту влітку і недозарядке батареї взимку.
Принципова схема електронного регулятора зображена на рис. 1. Регулятор складається з трьох функціональних вузлів: вхідного вузла управління, що складається з резистивного дільника напруги R1-R3, стабистора стабілітрона VD1 і VD2, тригера Шмітта на транзисторах VT1.VT2 і вихідного ключа на транзисторі VT3 і діод VD4. Дросель L1 служить для зниження пульсації напруги на вході тригера, які погіршують ефективність регулювання.
Елементи VD1 і VD2 формують зразкове напруга. Підводиться до входу тригера Шмітта напруга дорівнює різниці між регульованою частиною вхідної напруги і зразковим. Завдяки температурній залежності напруги на стабисторе VD1 і эмиттеряом перехід транзистора VT1 відбувається зменшення зразкового напруги при підвищенні температури. В результаті напруга, що підводиться до акумуляторної батареї, зменшується приблизно на 10 мВ з підвищенням температури на 1°С, що і необхідно для правильної експлуатації батареї.
Тригер Шмітта виконаний за класичною схемою. Конденсатор С1 не допускає виникнення високочастотного порушення цього транзистора, коли він знаходиться в лінійному режимі, і не впливає на швидкість перемикання тригера. Різниця між порогами напруги перемикання визначається співвідношенням номіналів резисторів R6 і R8 і дорівнює приблизно 0,03 В.
Транзистор VT3 електронного ключа містить у відкритому стані, так що при колекторному струмі 3 А на ньому падає всього 0,25 Ст. Завдяки гарному швидкодії транзистора і імпульсному режиму управління з крутими фронтом і спадом імпульсів керуючого напруги потужність, що виділяється на транзисторі, не перевершує 0,5 Вт при середніх і високих значеннях частоти обертання ротора генератора і 0,8 Вт - при низьких. При такій потужності розсіювання принципової необхідності в тепловідвід для транзистора VT3 немає.
Діод VD4 служить для захисту транзистора VT3 від кидків напруги самоіндукції з обмотки збудження генератора, що виникають в моменти закривання транзистора. При цьому струм самоіндукції замикається через діод VD4, зменшуючись по експоненті. Конденсатор С2 усуває перешкоди, пов'язані з роботою регулятора і можуть проникнути в бортову мережу автомобіля.
Електронний регулятор конструктивно найзручніше виконати на базі наявного реле-регулятора РР-380. З його підстави знімають всі деталі, крім дроселя і дротяного резистора опором 19 Ом, розташованого під монтажної майданчиком (цей дросель L1 на схемі рис. 1. а резистор - R9). Пластмасовий роз'єм з контактними планками і ізолюючу прокладку теж слід залишити.
Більшість елементів регулятора розміщено на двох друкованих платах, виготовлених з фольгованого склотекстоліти товщиною 2 мм Поза плат встановлені резистори R8 і R9, дросель L1, діод VD4 і транзистор VT3. Плати і транзистор VT3 пригвинчені до косинцю з листової латуні або сталі завтовшки 2 мм, притягнутого до основи гвинтом (з гайкою) діода VD4(КД202А). Креслення косинця представлений на вкладці. Діод VD4 встановлюють в отвір А.
Підлаштування резистор R2 встановлений на платі 1 настановним гвинтом назовні 'з боку друкованих провідників. Транзистор VT1 вклеєна в отвір плати 2. Резистор R8 - ПЕВ-10 - припаяний висновками до двох латунних пелюсткам (рис. 2, а і б), які фіксовані гвинтами МОЗ в отворах підстави, які служили в регуляторі РР-380 для кріплення резистора 5,5 Ом.
Плату 1 з деталями вхідного вузла рекомендується встановлювати на косинець після його закріплення на основі. Потім припаюють всі перемички між платами і деталями поза плат. Перемички виготовляють з мідного лудженого дроту діаметром 0,5 мм
У регуляторі використаний підлаштування резистор СП5-14; можна застосовувати резистори і з іншими номіналами за умови збереження сумарного опору R2+R3. Резистор R6 виготовлений з константанового дроту діаметром близько 0,3 мм, намотаного на будь резистор ОМЛТ-0,5. Замість резистора на 68 Ом (R8) допустимо застосувати такі самі резистори опором від 51 до 75 Ом. Конденсатори - КМ-5а-НЗО, ємністю 0,1 мкф.
Замість КТ603Б можна використовувати будь-який транзистор з цієї серії, а також КТ608А, КТ608Б; замість КТ904А - КТ904Б, КТ926А, КТ926Б; замість ГТ806В будь - якої з серій ГТ806, 1Т813.
При випробуваннях регулятора замість транзистора ГТ806В був для проби включений транзистор П217Б. Хоча розігрівання корпусу цього транзистора було декілька вище, ніж у ГТ806В, виявилося цілком допустимим застосування транзисторів П216. П216А, П217А - П217В.
Стабистор КС119А можна замінити на КС113А. Замість Д818Г можливе використання інших стабілітронів цієї серії, однак при цьому можуть виникнути труднощі з температурною настроювання регулятора, для подолання яких доведеться підбирати резистори R1 і R3 (із збереженням сумарного опору R1+R2+R3 в інтервалі від 250 до 300 Ом).
Замість Д223 підійдуть діоди Д219А, Д220А, Д220Б, КД504А; замість КД202А - будь-який з цієї серії.
Налагоджувати електронний регулятор можна безпосередньо на автомобілі, але краще його попередньо перевірити, підключивши до регульованого джерела живлення напругою до 14 з невеликим рівнем пульсації (з розмахом не більш 0,05). Перед включенням гвинт підлаштування резистора R2 обертають до упору за годинниковою стрілкою, а до затискача 67 і загального проводу підключають лампу розжарювання (СМ28-20 або іншу) на напругу 12...27; Включають джерело живлення і обертають гвинт резистора R2 проти годинникової стрілки до запалювання лампи.
Після цього регулятор встановлюють на автомобіль. Вольтметром класу точності не гірше 1.5 вимірюють напруга безпосередньо на висновках акумуляторної батареї. Перед пуском двигуна перевіряють напруга між колектором і емітером транзистора VT3, воно повинно бути не більше 0,3 Ст. Запускають двигун, встановлюють середню частоту обертання ротора генератора і гвинтом резистора R2 доводять напруга на висновках акумуляторної батареї до необхідного рівня при 40 °С - 13,9...14 В, при 20 °С - 14,2...14,3 Ст. при 0 - 14.4...14.5 Ст.
На закінчення збільшують частоту обертання ротора генератора до максимальної, напруга на виходах батареї повинно збільшитися не більше ніж на 0,1...0,15 Ст. Вказане значення дещо більше, ніж забезпечує регулятор, і обумовлено падінням напруги на проводах і контакти в ланцюзі між плюсовим висновком акумуляторної батареї та зажимом «15» регулятора напруги. До речі, з цієї причини при справній, повністю зарядженої батареї в процесі їзди можуть спостерігатися короткі спалахи контрольної лампи на приладовій панелі автомобіля.
Кілька примірників електронного регулятора пройшли випробування протягом більше 5 років і показали хороші результати. При зовнішній температурі +35 °С після досягнення в моторному відсіку максимальної температури (в процесі тривалої їзди) напруга на виводах батареї зменшувалась до 13,9, при цьому струм зарядки дорівнював 0,7 А. При температурі -10°С напруга підвищувався до 14.4 В, а струм зарядки був у межах 0,8...1 А.
Автор: А. Коробков, р. Люберці; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru