Интегральный регулятор напряжения
Интегральный регулятор напряжения имеет рабочий процесс, принципиально мало чем отличающийся от ранее рассмотренных рабочих процессов дискретных регуляторов.
Измерительным элементом интегрального регулятора напряжения типа Я-112А является стабилитрон KD1, который в зависимости от уровня регулируемого напряжения Uможет находиться в одном из двух состояний: пробитом или непробитом (закрытом).
Регулятор выполнен на основе использования кремниевых полупроводниковых элементов, допускающих более стабильную работу при больших температурных нагрузках.
В микросхеме используются транзисторы типа п—р — п.
В отличие от ранее рассмотренных схем регулятор напряжения включается между обмоткой возбуждения ОВ и «массой».
Обе щетки обмотки возбуждения генератора Г изолированы от «массы».
При напряжении генератора ниже порогового t/min стабилитрон VDI находится в закрытом (непробитом) состоянии. При этом управляющий транзистор VT2 закрыт, поскольку на его базу не подается положительный потенциал.
Соответственно транзистор VT4 открыт, поскольку на его базу подается положительное напряжение по цепи R5 — VD3.
Такое состояние промежуточного транзистора VT4 способствует открытию выходного транзистора VT5.
При открытом выходном транзисторе VT5 регулятора ток возбуждения проходит от положительного полюса генератора (аккумуляторной батареи VT5 и замыкается на «массу», т.е. достигает наибольшей величины.
Это способствует росту магнитного потока возбуждения, что соответствующим образом повышает напряжение генератора.
При повышении напряжения генератора выше порогового Umin напряжение на контрольной точке КТ1 делителя напряжения превысит напряжение пробоя стабилитрона, в результате чего стабилитрон перейдет
У'П. влечет за собой поочередное закрытие промежуточного VT4 и выходного VT5 транзисторов.
Ток возбуждения генератора при этом уменьшится, и величина его будет определяться величиной сопротивления коллекторно-эмиттерного перехода не полностью закрытого выходного транзистора VT5.
Уменьшение тока возбуждения влечет за собой уменьшение магнитного потока возбуждения и соответствующее снижение напряжения^
ся напряжение на контрольной точке КТ1 делителя, отчего стабилитрон VDX снова переходит в закрытое (непробитое) состояние, и процесс повторяется с определенной частотой порядка 200...300 Гц.
Диод VD3 улучшает процесс запирания выходного и промежуточного транзисторов VT4 и VT5 вследствие дополнительного падения напряжения на этом диоде.
Диод юших в обмотке возбуждения генератора при переключениях регулятора, а также защищает выходной транзистор VT5 от перенапряжения в момент его переключения в режим отсечки тока.
Емкостно-резистивная цепь обратной связи R4 — С1 повышает четкость переключения транзисторов регулятора и уменьшает время их перехода из одного состояния в другое.
Цепь R3—C2 — R6 осуществляет роль сглаживающего фильтра напряжения на базе транзистора VT2 от колебаний, обусловленных работой схемы выпрямителя генератора.
Для ликвидации влияния на напряжение генератора окружающей температуры в одно из плеч делителя включен терморезистор R2.
Современная технология изготовления микросхем позволяет осуществлять конструктивное исполнение регулятора в виде замкнутого герметичного объема на металлической пластине — основании регулятора.
Активные элементы схемы выполняются в виде защищенных блоков, пассивные (резисторы, конденсаторы, провода) — по толстопленочной технологии на керамической основе.
При изготовлении схема регулятора настраивается на требуемый уровень напряжения методом лазерной подгонки.
Регулятор выполняется в пластмассовом корпусе с тремя выводами, обычно имеющими обозначения типа В, Ш и «-», и размещается в щеткодержателе генератора.
Напряжение генератора при эксплуатации не регулируется, ремонту такой регулятор не подлежит.
Для надежной работы электронных регуляторов необходима их приспособленность к работе в условиях нарушения нормальных режимов работы — кратковременная и длительная работа при отключенной аккумуляторной батарее, искрение в контактах стартера при пуске двигателя, нарушение контактных соединений в цепи возбуждения.
В связи с этим повышенные требования предъявляются к цепям фильтрации управляющих напряжений и прежде всего к выходному транзистору, который должен выдерживать возникающие при аномальных режимах импульсные перегрузки по напряжению, способные достигать 150...200 В.
Интегральные регуляторы напряжения могут быть применены при работе не только со щеточными генераторами электромагнитного возбуждения, но и с любыми другими генераторами, имеющими обмотку возбуждения, питаемую от бортовой сети.
В частности, на тракторах МТЗ, Т-150К и других широкое распространение получили
Начальное возбуждение таких генераторов производится от постоянных магнитов, а регулирование напряжения осуществляется интегральным регулятором Я-112А, который воздействует на ток возбуждения (подмагничивания).
К достоинствам интегрального регулятора напряжения следует отнести не только его малые габаритные размеры и массу, но и высо-
баниями не более ±0,2 В.
Посредством терморезистора R2 производится коррекция напряжения генератора в зависимости от окружающей температуры.
При повышении температуры напряжение генератора несколько снижается, а при ее понижении — возрастает.
Электрическая схема и рабочий процесс интегрального регулятора напряжения типа Я-120 практически не отличаются от рассмотренных для регулятора Я-112А.
Разницу составляют лишь отличия номиналов элементов, прежде всего стабилитрона, обусловливающих применимость данного регулятора в генераторных установках с номинальным напряжением 28 В.
Кроме того, некоторые модификации регулятора Я-120, в частности Я-120М, имеют вывод для подключения посезонного переключателя уровня регулируемого напряжения.
