01.06.16

Введение

Приведенный ниже материал представляет собой набор информации, в которой представлен обзор стабилизаторов напряжения как на МОП-транзисторах, так и на тиристорах. Если при использовании стабилизатора напряжения тиристорного типа он выходит из строя, переход на стабилизатор напряжения на основе полевого МОП-транзистора обеспечит более длительный срок службы и лучшую производительность системы зарядки. Накопление тепла в регуляторе напряжения убивает SCR, тогда как MOSFET более эффективны и надежны. В целом конструкция полевого МОП-транзистора лучше подходит для требований приложений регулятора напряжения.

Сводка

являются предпочтительным конструктивным решением для спортивных автомобилей. Накопление тепла является основной причиной отказов регулятора напряжения. Идеальное место установки регулятора напряжения должно обеспечивать поток холодного воздуха и находиться вдали от выхлопной системы или тепла двигателя.

При запуске автомобиля с разряженной аккумуляторной батареей регулятор напряжения будет подавать высокие токи в течение более длительного периода времени. Этот рабочий цикл заставит регулятор напряжения работать сильнее. Поддержание напряжения аккумулятора Shorai LFX выше 13,3 В поможет снизить нагрузку на регулятор напряжения, поскольку время зарядки до 14,4 В будет относительно коротким. Если аккумулятор имеет напряжение 13,1 В ~ 50 % SOC или 12,86 В ~ 20 % SOC, это приведет к более высокой температуре регулятора напряжения.

Для полного описания, пожалуйста, продолжайте читать.

Регуляторы напряжения

Регулятор напряжения является важным компонентом электрической системы зарядки и предохраняет аккумулятор вашего мотоцикла от перезарядки и повреждения. В этом разделе содержится информация о распространенных типах регуляторов и информация об устранении неполадок. Существует несколько распространенных типов регуляторов напряжения, используемых на большинстве мотоциклов. Наиболее распространенным является одно- или трехфазный регулятор для систем зарядки с постоянными магнитами. Этот тип используется на большинстве современных уличных мотоциклов. Регулятор другого типа используется в системах с регулируемой катушкой возбуждения, которые можно найти на многих уличных мотоциклах 19-го века.70-х до начала 1980-х годов. И, наконец, в системах генераторного типа используется очень простой регулятор. Большинство регуляторов напряжения также содержат компонент выпрямителя, и их часто называют «регуляторами-выпрямителями». Выпрямитель — это отдельный, но не менее важный компонент, который служит для преобразования («выпрямления») переменного тока (AC), вырабатываемого статором и маховиком, в постоянный ток (DC), необходимый для зарядки аккумулятора. Различные типы объясняются более подробно ниже.

Регуляторы напряжения с маховиком на постоянных магнитах

Однофазные регуляторы напряжения

используются с однофазными статорами в системах зарядки маховиков с постоянными магнитами. Вы можете просмотреть страницы статоров и роторов, чтобы узнать больше об этих типах систем. Однофазный регулятор напряжения выполняет две функции. Во-первых, действовать как выпрямитель (почему их часто называют регуляторами-выпрямителями). Секция выпрямителя представлена ​​4 стрелками на схеме выше. Стрелки обозначают внутренние диоды, которые представляют собой электронные компоненты внутри блока, образующие секцию выпрямителя. Диоды — это простой электрический компонент, выполняющий одну функцию. Диоды можно рассматривать как улицы с односторонним движением для электрического тока. Они позволяют току проходить только в одном направлении: положительная полярность. В однофазном выпрямителе каждый конец катушки статора подключен между парой диодов. Диоды отфильтровывают отрицательную часть волны переменного тока, пропуская только ток положительной полярности. После диодного моста электрический ток от статора выпрямляется в постоянный ток, который используется для зарядки аккумулятора.

Регулятор представляет собой отдельный набор компонентов и функций внутри устройства. Функция регулятора очень проста (и надежна) в большинстве регуляторов мотоциклов. Схема управления регулятором отслеживает напряжение батареи и сравнивает это измерение с внутренним эталонным напряжением (точкой регулирования). Регуляторы мотоциклов, как правило, рассчитаны на максимальное напряжение батареи ~ 14,6 В постоянного тока во время зарядки. Когда этот предел напряжения достигнут, схема управления запускает полупроводниковые переключатели, называемые «кремниевыми управляемыми выпрямителями» (SCR). Когда SCR срабатывает, он, по сути, замыкает переключатель, создавая соединение между выходом статора и землей. Это действие шунтирует выход статора на землю, которая рассеивается в виде тепла по всему корпусу регулятора. Вот почему конструкция корпуса регулятора имеет решающее значение. Он не только служит для защиты внутренних компонентов от элементов и вибрации, но и должен эффективно рассеивать тепло, поскольку избыточный ток отводится. Ребра часто используются для обеспечения потока воздуха для охлаждения корпуса.

Трехфазные регуляторы напряжения

Трехфазные регуляторы/выпрямители напряжения работают так же, как описано выше в разделе об однофазных устройствах. Различия заключаются в том, что выпрямительный мост содержит еще один набор диодов для выпрямления третьей фазы на выходе статора.

Регуляторы ротора полевой катушки

Эти блоки регулятора напряжения относятся к типу, используемому на велосипедах, в которых используется ротор с внутренней катушкой возбуждения вместо маховика с постоянными магнитами. Этот тип системы использовался на многих японских мотоциклах в 70-х и начале 80-х годов, таких как серия Honda CB и серия Yamaha XS. Эти устройства имеют внутренний выпрямитель, который работает так же, как и устройства, описанные выше. Разница с этим типом системы заключается в регулировании. Регулирование в этих системах осуществляется путем изменения тока, протекающего через катушку возбуждения внутри ротора, для изменения магнитного поля, а не путем шунтирования выхода статора (см. Системы с постоянными магнитами выше). Регулятор измеряет напряжение батареи и регулирует ток, подаваемый на катушку возбуждения. Когда напряжение батареи низкое, регулятор позволяет максимальному току течь через катушку возбуждения, увеличивая магнитное поле в роторе. Это, в свою очередь, увеличивает выходную мощность обмоток статора. Когда измеренное напряжение батареи достигает полного заряда (~ 14,4 В), ток, протекающий через катушку возбуждения, уменьшается или полностью прекращается (в зависимости от конкретной модели), чтобы избежать перезарядки батареи. Эти системы более эффективны, чем системы зарядки с постоянными магнитами, поскольку генерируется не так много бесполезного тока, который необходимо рассеивать, как тепло. Однако в этих системах есть и другие детали, которые изнашиваются, например контактные кольца на роторе или щетки, подающие ток на катушку возбуждения.

Регулировка генератора

Некоторые мотоциклы, особенно уличные модели 80-х годов, использовали систему генератора переменного тока автомобильного типа. В этих агрегатах генератор переменного тока обычно приводится в движение от коленчатого вала. Генератор имеет внутренний диодный мост для выпрямления переменного тока в постоянный (см. описание выше). Генератор имеет внутреннюю катушку возбуждения, которая управляется отдельным регулятором (также внутренним по отношению к генератору). Регуляторы в этих устройствах могут выйти из строя, и их легко заменить.

Общий регулятор напряжения (регулятор/выпрямитель) Действия по устранению неполадок

обычно выходят из строя из-за перегрева. Большинство регуляторов работают для защиты батареи, рассеивая ненужный зарядный ток в виде тепла. Тепло отводится металлическим корпусом регулятора. На большинстве велосипедов корпус регулятора имеет ребра для воздушного охлаждения и устанавливается в каком-либо месте с приличным потоком воздуха. Если регулятор часто выходит из строя на определенной модели, и регулятор установлен в месте с плохим потоком воздуха (под сиденьем, под обтекателем, рядом с выхлопом и т. д.), это может помочь переместить и переустановить корпус регулятора где-нибудь на велосипед с очень хорошим воздушным потоком.

Нарушение правил

Функции регулирования блока регулятора напряжения не могут быть легко протестированы. (Мы предлагаем услуги по тестированию на нашем испытательном стенде, где мы можем точно диагностировать неисправность регулятора. Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы организовать услуги по тестированию.) Неисправности регулятора обычно проявляются в перезарядке батареи. Это может быть заметно по перегоревшим лампам фар или задних фонарей из-за высокого напряжения или сильному нагреву аккумулятора и кипению кислоты внутри. Это можно легко диагностировать с помощью цифрового мультиметра (DMM).

1: Подключите цифровой мультиметр к клеммам аккумулятора, красный провод цифрового мультиметра к положительной (+) клемме, черный провод цифрового мультиметра к отрицательной (-) клемме.
2: Установите цифровой мультиметр в режим напряжения постоянного тока, диапазон 20 В.
3: Запустите двигатель.
4: Обратите внимание на напряжение аккумулятора на холостом ходу. Оно должно быть в диапазоне 12–13 В постоянного тока на холостом ходу. (см. комментарий ниже)
5: Увеличьте обороты двигателя до 4000-5000 об/мин и проверьте показания цифрового мультиметра.
6: Регулятор должен достигать ~14,4–14,6 В постоянного тока.

Если напряжение продолжает увеличиваться при частоте вращения выше 15 В постоянного тока, функция регулирования работает неправильно. Функция регулирования вообще не работает, необходимо заменить регулятор напряжения. Функции регуляции могут быть прерывистыми и постепенно ухудшаться. Может быть сложно протестировать и быть уверенным в неисправности регулятора, но это самый простой и распространенный способ диагностировать эту неисправность.

Источник — http://racetechelectric.com/ft-751-voltage-regulators.html

Относительно желаемого напряжения на холостом ходу — менее 13,2 В разряжает аккумуляторы LFX, 13,6-14,4 В желательно для всех диапазонов оборотов. LFX выдерживает напряжение до 15,2 В.

МОП-транзистор

МОП-транзистор – полевой транзистор на основе оксида металла

Наряду с полевым транзистором с переходом (JFET) существует еще один тип полевого транзистора, вход затвора которого электрически изолирован от основного токопроводящего канала и поэтому называется Полевой транзистор с изолированным затвором или IGFET . Наиболее распространенный тип полевого транзистора с изолированным затвором, который используется во многих различных типах электронных схем, называется полевым транзистором на основе оксида металла и полупроводника или MOSFET для краткости.

Источник — http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_6.html

SCR (тиристор)

SCR , или кремниевый управляемый выпрямитель, представляет собой полупроводник или интегральную схему (ИС), которая позволяет управлять током с помощью небольшого тока. По сути, это простой выключатель света постоянного тока (DC).

Источник — http://www.mikeholt.com/mojonewsarchive/All-HTML/HTML/SCR-what-are-they-and-how-do-they-work~20000126.php

Описание простых тиристорных цепей

автор: Swagatam • отредактировано: Lamar Stonecypher • обновлено: 14.11.2011

В статье представлены технические характеристики SCR и принципы их работы посредством легкого для понимания пошагового объяснения. В статье также предложено несколько интересных проектов SCR, которые можно легко построить и использовать для соответствующих целей.

или кремниевые управляемые выпрямители являются членами семейства электронных активных компонентов. Их также называют Тиристорами. На рисунке слева показан стандартный электронный символ SCR. На нем показаны три выводных вывода детали, верхний из которых является анодом, нижний — катодом, а центральное удлинение — затвором. Символ очень похож на обычный символ выпрямительного диода с дополнительным выводом со стороны катода. Хотя тиристоры сильно отличаются от диодов, они также выпрямляют переменный ток в ответ на электрические триггеры постоянного тока на входах затворов.

Как вы можете видеть на реальном изображении SCR справа, он выглядит как транзистор. Внешне они могут выглядеть точно так же, как транзисторы, но совершенно разные по техническим характеристикам.

Оба действуют как переключающие устройства, хотя тиристоры удобно работают с высоким напряжением переменного тока, тогда как транзисторы обычно предназначены для приложений с низким напряжением постоянного тока. Ориентация выводов указывает, что первый вывод справа является затвором, крайний левый вывод — катодом, а центральный вывод — анодом. Затвор и выводы анода всегда работают по отношению к земле; катодный вывод предназначен для соединения с землей и служит общей клеммой отключения для затвора, а также для анода. Нагрузка, которой необходимо управлять, подключается через вход переменного тока и анод тиристора.

Как работают тиристоры

В отличие от транзисторов, которые могут демонстрировать экспоненциально изменяющуюся схему выходного тока, эквивалентную приложенному входному току переключения, тиристоры имеют определенные уровни срабатывания, ниже которых они могут работать некорректно. Однако, как только уровень срабатывания пересекает оптимальное значение, SCR может переключиться на полную проводимость.

Другим типичным свойством, связанным с SCR, является их «защелкивающееся» поведение с нагрузками, управляемыми постоянным током, когда проводимость анода к катоду через защелки нагрузки фиксируется или «удерживается» даже после блокировки триггера затвора.