Трапилася неприємність - на вашій іномарці вийшов з ладу регулятор напруги. Як бути? На це питання радіоаматор без вагань відповість: зібрати новий. Та щоб він був краще колишнього! Про те, як це зробити практично, і розповідає автор у представленої тут статті.
На автомобілі NISSAN-MARCH перестав працювати генератор. Перевірка показала, що причина відмови - несправність регулятора напруги, в результаті чого ротор генератора залишився без струму збудження.
Регулятор напруги конструктивно виконаний у вигляді гібридної мікросхеми, устаноаленной у щіткотримачі генератора (фірми HITACHI; напруга 12 В, струм навантаження 40 А).
Оскільки вийшла з ладу мікросхема придбати не вдалося, я вирішив виготовити альтернативний варіант регулятора, який забезпечив би високу точність підтримання напруги 13,8 на затискачах акумуляторної батареї і мав габарити, дозволяють вбудувати його в щіткотримач генератора натомість відмовив.
Падіння напруги на затискачах акумуляторної батареї при роботі генератора з регулятором фірми HITACHI при включенні більшості споживачів (дальнє світло, обігрівач заднього скла, склоочисник, вентилятор отопітеля) в режимі холостого ходу двигуна автомобіля не перевищувала 0,5 Ст. У всіх інших можливих режимах роботи двигуна та електрообладнання зміни напруги на затисках батареї зареєструвати не вдалося. Вимірювання я проводив універсальним стрілочним приладом РМ2502 фірми PHILIPS, мають клас точності 1,5 при вимірюванні постійної напруги.
Як показала практика експлуатації акумуляторної батареї на автомобілі, термін її служби значною мірою залежить від значення напруги на її затисках, яке повинне бути дорівнює 13,8 В, і точності його підтримки [1]. Автор статті [2] зазначає, що застосування в розглянутому випадку регулятора від вітчизняних автомобілів недоцільно, так як він не забезпечує високу точність підтримки напруги на затискачах акумуляторної батареї. Крім того, вітчизняні реле-регулятори вимагають внесення змін у проводку автомобіля, так і вмонтувати їх на місце який зіпсувався пристрою не представляється можливим.
Між тим постааленным вимогам, як виявилося, цілком задовольняє регулятор напруги, описаний в [3]. Невелике число використовуваних у ньому деталей дозволило розмістити їх на платі розмірами 30x20 мм і без особливої праці вбудувати її в щіткотримач генератора фірми HITACHI. Подібним чином можливо відновити працездатність генераторів і інших моделей зарубіжних автомобілів.
Схема регулятора зображена на рис. 1. Там же показано його включення в бортову мережа автомобіля. Як уже сказано, за основу пристрою взято регулятор з [3]. Зміни піддана лише його вихідна щабель. Транзистори VT1 і VT2 включені за схемою складеного транзистора, колекторної навантаженням якого служить обмотка ротора генератора.
При замиканні контактів замка запалювання SA1 напруга від акумуляторної батареї GB1 надійде (через вив. 2) до операційного підсилювача (ОУ) DA1 регулятора. На неінвертуючому вході ОП з'явиться стабілізовану напругу близько 8,2, знімається з стабілітрона VD1. На інвертуючому вході ОП постійно присутній напруга, обумовлене резистивним дільником R1R2R3 і дорівнює приблизно 7,3 Ст.
Оскільки ОУ DA1 працює без зворотного зв'язку, на його виході з'явиться майже повне напруга батареї GB1, прикладена до вив. 7 ОУ. Ця напруга через діод VD3 і резистивний дільник R6R7 надійде на базу складеного транзистора VT1VT2. У результаті транзистор VT2 відкриється і від батареї через лампу HL1, обмотку ротора генератора G1 і транзистор VT2 потече струм. Включиться контрольна лампа HL1, і в роторі G1 з'явиться магнітне поле.
Після запуску двигуна виробляється робочими обмотками генератора напруга випрямляється діодами, прикладається до ротора генератора G1 і через роз'єм Х1 - до батареї GB1, забезпечуючи її підзарядку. Напруга на обох висновках лампи HL1 щодо загального проводу стає майже однаковим, і лампа HL1 гасне, що свідчить про справну роботу генератора.
У міру збільшення частоти обертання колінчастого вала двигуна і зв'язаного з ним вала генератора) напруга на інвертуючому вході ОП DA1 збільшується. Як тільки воно стане рівним напрузі на неінвертуючому вході, операційний підсилювач переключиться, його вихідна напруга зменшиться майже до нуля, що призведе до закривання складеного транзистора VT1VT2 і припинення струму через обмотку ротора генератора G1. Напруга на роз'ємі Х1 зменшується, ОУ знову перемикається, і процес повторюється.
Таким чином, на роз'ємі Х1 встановлюється середнє напруження, яке встановлюється підбіркою резистора R2. Легко бачити, що складовою транзистор працює в переключательном режимі - або він надійно закритий або відкритий і насичений.
Резистор R8 забезпечує повне закривання транзистора VT2, коли струм збудження спадає до нуля. Номінал резистора R5 зменшений до 1,5 МОм, завдяки чому більш чітко проявляється електричний "гістерезис" ОУ, що зменшує ймовірність переходу вихідний щаблі в лінійний режим.
Діод VD2 гасить ЕРС самоіндукції обмотки ротора генератора, що виникає в момент закривання складеного транзистора. Діод V1 з вихідного пристрою виключений, оскільки з'єднання вхідного дільника R1R2R3 регулятора з вихідним роз'ємом Х1 конструктивно виконаний всередині щіткотримача генератора.
Підлаштування резистор R3 також виключено, так як налагоджене один раз на стенді пристрій в процесі експлуатації ніякої коригування не вимагає. Більш того, наявність підлаштований резистора в умовах різких змін температури, впливу пилу, вологи (конденсату) та вібрації знизило б надійність регулятора.
Пристрій змонтовано на друкованій платі з однобічного фольгованого склотекстоліти товщиною 1 мм Креслення плати представлений на рис. 2. Резистори R4, R6, R7 і діод VD3 припаяні з боку друкованих провідників. Висновки транзистори VT1 вигнуті під кутом 90 град.; його розташовують торцем до торця мікросхеми. Під транзистор слід вкласти картонну прокладку завтовшки близько 0,5 мм.
Транзистор VT2 кріплять поза плати, на внутрішній стороні задньої кришки генератора на вільному місці поруч зі щіткотримач, через слюдяну прокладку.
У регуляторі можна використовувати конденсатор С1-КМ-5, КМ-6 або К10-17; стабілітрон VD1 - КС182Е, КС191Е, КС182Ж або КС191Ж в корпусі КД-2 (КД-3). Замість КД522Б (VD3) підійдуть будь-які з серій КД521, КД522; діод VD2 - будь-який з серії КД209 в каплевидном корпусі.
Транзистор КТ817В можна замінити наКТ815Б-КТ815Г, КТ817Б, КТ817Г. Транзистор КТ819В замінимо на КТ819Б, КТ819Г
Кріпильний гвинт ізолюють від теплоотводящего фланця транзистора VT2 ізолюючої втулкою і шайбою. Кришку генератора в місці установки транзистора слід зачистити дрібним наждачним папером. Перед остаточною установкою транзистора слюдяну прокладку потрібно змастити з обох сторін теплопровідною пастою КТП. При її відсутності використовують мастило ЛІТОЛ-24. Як показала практика, використання ЛИТОЛа дає навіть більш довготривалий результат, ніж паста КТП.
Мікросхему КР140УД608 замінювати іншими не рекомендується через їх схильності до порушення при роботі в описуваному регуляторі. В крайньому випадку можна спробувати застосувати КР140УД708.
Доцільно ті друковані доріжки плати, по яких тече значний струм, продублювати мідним голим провідником діаметром 0,5 мм
При складанні генератора слід простежити за тим, щоб з'єднувальні дроти від транзистора VT2 до плати регулятора не зачіпали ротора генератора при його обертанні. Для цього після монтажу плати виконують пробне збірку щіткотримача з платою і задньої кришки і підбирають оптимальну довжину проводів.
Для налагодження пристрою його висновки 1 -3 з'єднують разом і підключають до плюсового виведення регульованого джерела струму напругою 12...15 В, забезпечує струм навантаження 3...5 А, а висновок 5 - до мінусового висновку джерела. До висновків 1-3 та 4 приєднують еквівалент навантаження (ротора генератора) - дротяний резистор опором 4 Ом потужністю 25...50 Вт. Можна включити і сам ротор генератора, приєднуючи (не припаюючи) дроти до контактним кільцям колектора. Паралельно навантаженні підключають вольтметр з верхньою межею 15...30 Ст.
Замість резистора R2 тимчасово припаюють підлаштування резистор багатооборотний СП5-3 опором 33 кОм, з'єднавши разом середній і один з крайніх його висновків.
Включають джерело і встановлюють живляча напруга 13,8 В. Якщо вольтметр показує напруга, близьке до зазначеного, обертають гвинт підлаштування резистора точно до моменту зникнення напруги на навантаженні. Потім живляча напруга зменшують до 12 В, при цьому вольтметр повинен знову показувати напруга. Плавно збільшують напругу живлення до моменту зникнення напруги на навантаженні. Перемикання повинно відбуватися при показання вольтметра 13,8 Ст.
Якщо напруга перемикання не дорівнює вказаному, ще точніше повторюють попередню операцію. У тому випадку, коли при першому включенні вольтметр не показує напруги, обертанням гвинта підлаштування резистора домагаються відхилення стрілки, а потім проводять описані операції.
Налагодження слід проводити швидко, стежачи за тим, щоб не перегріти і навантаження, і транзистор VT2.
Выпаяв з плати підлаштування резистор, можливо більш точно вимірюють його опір і замінюють постійним такого ж опору. Ще раз повторюють зазначені операції і переконуються, що перемикання відбувається чітко і при зазначеній напрузі.
Налагоджену плату з обох боків покривають двома шарами клею БФ-2 з проміжною сушкою. Готову плату вклеюють герметиком ВГО-1 в щіткотримач, який, у свою чергу, встановлюють в задню кришку генератора. Потім монтують транзистор VT2, збирають генератор і перевіряють його роботу на автомобілі. Контролюють напругу на затискачах акумуляторної батареї при різних режимах роботи двигуна та електрообладнання.
Експлуатація автомобіля з описаним регулятором напруги протягом більше двох років підтвердила його надійність і високу стабільність підтримання напруги в бортової мережі.
Аналогічним чином був відремонтований більш потужний (12 В; 60 А) генератор автомобіля NISSAN-SUNNY.
Література
Автор: Е. Адигамов, р. Ташкент, Узбекистан