Regulátor napětí bez bypassu. Aktivní bočníkový regulátor. Proč potřebujete regulátor bočního napětí?
Pulzní AC-DC měniče mají dnes přední postavení mezi analogy. Nejoblíbenější topologií pro pulsní konverzi je flyback topologie. Dalším důvodem jeho popularity je poměrně jednoduchý a levný způsob sestavení vícekanálového napájecího zdroje, kterého je dosaženo jednoduchým přidáním dalších sekundárních vinutí k transformátoru.
Zpětná vazba se obvykle odebírá z výstupu, který vyžaduje nejpřesnější výstupní toleranci. Tento výstup pak určuje poměr napětí pro všechna ostatní sekundární vinutí. Vlivem úniku indukčnosti však není vždy možné dosáhnout požadované přesnosti při nastavování výstupních parametrů pro různé kanály, zejména v případě malého zatížení (nebo žádného zatížení) hlavního kanálu a plné zatížení sekundárních kanálů.
Ke stabilizaci výstupu sekundárních kanálů lze použít postregulátory a předzavaděče. Jejich použití však zvyšuje konečné náklady a snižuje účinnost produktu, což je činí méně atraktivními pro spotřebitele. Tento problém je akutní zejména kvůli trendům zpřísňujících se standardů pro napájecí zdroje pracující bez zátěže nebo v pohotovostním režimu.
Řešení prezentované na obrázku 1 se nazývá „Active Shunt Regulator“ a umožňuje dosáhnout parametrů v souladu se vstupními standardy a zároveň zachovat přijatelný rozpočet na finální zařízení.
Obrázek 1. Aktivní bočníkový regulátor pro vícekanálovou topologii flyback
Schéma funguje následovně. Zatímco jsou výstupy v mezích regulace, dělič napětí R14 a R13 je zapnutý tranzistorem Q5, který vypne Q4 a Q1. Když proud protéká Q5 v tomto provozním režimu, dochází k mírnému předpětí na výstupu 5V.
Jmenovitý rozdíl napětí mezi výstupem 5V a výstupem 3,3V je 1,7V Když zátěž na výstupu 3,3V začne zvyšovat spotřebu proudu bez odpovídajícího zvýšení proudu na výstupu 5V, zvýší se napětí na výstupu 5V. vzhledem k 3,3V výstupu B. V okamžiku, kdy rozdíl jmenovitých napětí překročí 100mV, Q5 se uzavře, to způsobí otevření Q4 a Q1, což zase umožní výstupnímu 5V proudu napájet zátěž na výstupu 3,3V a snížit tak napětí. rozdíl v driftu napětí.
Proud přes Q1 je určen výsledným rozdílem napětí mezi hlavním a sekundárním kanálem a umožňuje zachovat původní poměr napětí bez ohledu na zatížení, i když je výstup 3,3. 100% zatíženo, 5 V běží bez zátěže. Konzistence Q5 a Q4 eliminuje teplotní drift parametrů, protože změna VB-E jednoho tranzistoru je kompenzována změnou druhého. Diody D8 a D9 nejsou nutné, ale snižují ztrátový výkon v Q1, čímž eliminují potřebu chladiče.
Vzhledem k tomu, že obvod reaguje pouze na relativní rozdíly mezi dvěma napětími, je z velké části neaktivní při plné zátěži a nízké zátěži. Protože bočník je připojen z výstupu 5V na výstup 3,3V, ztráta činného výkonu v obvodu je snížena o 66% ve srovnání s regulátorem bočníku, který je připojen k zemi. Výsledkem je, že účinnost zůstává vysoká při plné zátěži a spotřeba energie zůstává nízká v celém rozsahu zátěže.
Reléové regulátory mohou být směšovací nebo bez řadicí.
1) Nejjednodušší a nejlevnější RR jsou bočníkové RR. Princip jejich činnosti je tento: při překročení nastavené amplitudy napětí se fáze generátoru shuntují (zkratují) a vytvoří zkrat. Čili řídíme auto a neustále držíme plný plyn a rychlost regulujeme nikoli puštěním plynu, ale sešlápnutím brzdy. Absurdní, že? A přesně takto funguje paralelní relé-regulátor. Takový blok samozřejmě není nijak zvlášť spolehlivý. Zvýšená tvorba tepla ze samotné jednotky, vodičů a konektorů často vede k roztavení, zkratu a selhání celého obvodu, od generátoru-relé-regulátoru až po baterii a pojistkovou skříň. U takového bloku platí, že čím větší zatížení spotřebitelů, tím lépe. Protože v tomto případě jsou bočníkové obvody v provozu méně často. A naopak, bez připojených spotřebičů se veškerý výkon generátoru rozptýlí na bočníku, což povede k rychlému selhání jednotky. V době, kdy výkon generátoru výrazně převyšuje celkový výkon spotřebičů, jsou bočníkové obvody neustále v provozu. Na výstupu takového relé-regulátoru má napětí pilovitý tvar (jako na obrázku) a není konstantní, jak by mělo být. Toto napětí nabíjí baterii mnohem pomaleji a dokonce i světlo slábne s rostoucími otáčkami motoru. Myslím, že tento obrázek si všimlo mnoho lidí - toto je regulátor bočníkového relé. Výhodou takového bloku je jeho nízká cena a snadná výroba. V drtivé většině se po fórech potulují elektronické obvody právě těchto jednotek. Továrny často instalují takové jednotky na sněžné skútry s kombinovaným elektrickým zařízením, když má zařízení současně stejnosměrné i střídavé napětí pro různé spotřebitele.
2) No, druhý typ RR není posun. Obvody těchto bloků popisovat nebudu, jednoduše řeknu, že princip regulace je založen na vypnutí výstupního napětí z RR při překročení nastavené amplitudy. Když se napětí vrátí (sníží) do normálu, zapne se a tak tisíce a dokonce desetitisícekrát za sekundu. Tímto způsobem je dosaženo stability vysokého napětí, jehož tvar směřuje k rovnoměrné vodorovné linii (viz obrázek). Z generátoru se odebírá přesně tolik, kolik spotřebitelé požadují. Produkce tepla je výrazně nižší, což znamená, že spolehlivost takové jednotky je vyšší. Výhody takového bloku jsou zřejmé.
Tento článek pojednává o metodách přenosu dat přes napájecí kabely zařízení. Zvláštní pozornost je věnována problémům, které musí řešit vývojář takových komunikačních zařízení. Jsou uvedeny příklady realizace přijímací a vysílací části pro komunikační linky po stejnosměrných silových vodičích a také realizace komunikačního kanálu po střídavých silových vodičích 220 Voltů s frekvencí 50 Hertzů. Jsou popsány typické algoritmy pro činnost řídicího mikrokontroléru.
Trochu historie
Myšlenka přenosu řídicích signálů přes silové vodiče není nová. Ještě ve 30. letech minulého století byly provedeny odvážné experimenty s přenosem takových signálů přes dráty městské elektrické sítě. Získané výsledky nebyly příliš působivé, ale neměli bychom zapomínat, že v té době vládla technologie lamp a základna prvků nebyla tak rozmanitá. Ke všem technickým problémům se přidaly i ty organizační: neexistoval jednotný standard – každý vývojář dělal vše sám za sebe: používaly se různé frekvence a modulace. To vše bránilo rozvoji tohoto odvětví komunikací.
Princip činnosti vysílacích a přijímacích zařízení
Principem činnosti takových zařízení je přenos vysokofrekvenčních signálů prostřednictvím stejnosměrných nebo střídavých napájecích vodičů. U střídavého elektrického vedení se signály nejčastěji přenášejí v okamžiku, kdy střídavý proud překročí nulu, tedy když napájecí napětí chybí nebo je minimální. Faktem je, že úroveň rušení je v tuto chvíli minimální. V tomto případě je pro nás užitečný signál přenášen jakoby mezi řadou rušení.
Přenos vysokofrekvenčního signálu po síti střídavého proudu
Pro přenos vysokofrekvenčního signálu do elektrické sítě se nejčastěji používá transformátor. Přijímací část se obvykle skládá z komunikačního transformátoru a obvodu, na kterém jsou izolovány potřebné vysokofrekvenční signály.
Způsob přenosu vysokofrekvenčních signálů do sítě střídavého proudu
Ve stejnosměrných silových obvodech se používá podobný způsob přenosu vysokofrekvenčních signálů, ale princip generování takového signálu je jiný: výkonný spínač (tranzistor) svým přechodem krátce obejde síť. Dochází k mírnému poklesu síťového napětí (obr. 3).
Metoda generování vysokofrekvenčních signálů ve stejnosměrných sítích
Na přijímací straně je instalován citlivý detektor, který tyto poklesy napětí ve vedení detekuje. Dále jsou tyto signály přiváděny na vstup zesilovače s funkcí AGC, načež jsou přijaté signály přenášeny do logického bloku, který lze realizovat buď na malých integračních mikroobvodech nebo na univerzálním mikrokontroléru či specializovaném mikroobvodu, který obsahuje všechny výše uvedené komponenty. V poslední době se pro tyto úlohy stále častěji používají mikrokontroléry pro jejich nízkou cenu a skvělé možnosti. Navíc použití programovatelných zařízení umožňuje změnit účel takových zařízení tím, že do nich nahrajete nový program - je to mnohem jednodušší a levnější než výroba nového elektronického zařízení s tuctem mikroobvodů...
Blokové schéma moderního PLC modemu
Výhody a nevýhody tohoto typu komunikace
Výhodou tohoto typu komunikace je sdílení stávajícího drátového elektrického vedení. To znamená, že není třeba instalovat komunikační linku a téměř v každé místnosti je zásuvka.
Mezi nevýhody patří jak technická náročnost zařízení, tak nízká rychlost při přenosu dat na vzdálenosti větší než 100-300 metrů.
Nezapomeňte také, že tento komunikační kanál lze organizovat pouze mezi těmi zařízeními, která jsou připojena ke stejné fázi sítě a pouze v rámci jedné trafostanice - vysokofrekvenční signály nemohou procházet vinutím transformátoru elektrické rozvodny.
V zásadě je poslední omezení částečně odstraněno použitím pasivních nebo aktivních opakovačů vysokofrekvenčních signálů. Používají se jak pro přenos signálů do jiné fáze, tak pro přenos signálů do vedení jiného transformátoru.
Technické potíže při implementaci komunikačního kanálu
Organizace spolehlivého komunikačního kanálu přes energetickou síť je netriviální úkol. Faktem je, že parametry sítě nejsou konstantní, mění se v závislosti na denní době: mění se počet zařízení připojených k síti, jejich typ a výkon. Dalším negativním rysem elektrických sítí zemí bývalého SSSR je „hegemonie“ - výkonné trafostanice, které napájejí celé čtvrti! V souladu s tím jsou stovky účastníků připojeny k jedné fázi transformátoru a každý z nich má ve svém bytě velké množství různých zařízení. Jedná se jak o přístroje s transformátorovými zdroji, tak o přístroje se spínanými zdroji. Ty jsou často realizovány s porušením z hlediska elektromagnetického záření – rušení, které vytváří velmi vysokou úroveň rušení v energetické síti budovy a města zvláště.
V mnoha zemích se k napájení budov používají kompaktní transformátorová zařízení. Jeden takový transformátor napájí 3 až 7 bytů nebo domů. V důsledku toho je kvalita elektřiny dodávané účastníkům výrazně vyšší než v našich elektrických sítích. Také odpor mezi fázovým vodičem a nulovým vodičem je vyšší. Všechny tyto faktory nám umožňují mít lepší podmínky pro přenos dat v celém bytě či domě, než máme v našich podmínkách.
Velký počet zařízení připojených k síti vede k nízkému odporu mezi fázovým vodičem a nulou, může to být 1-3 ohmy a někdy i méně; Souhlaste, že je velmi obtížné „houpat“ tak nízkoodporovou zátěž. Kromě toho nezapomeňte, že sítě mají velmi velkou plochu, a proto mají velkou kapacitu a indukčnost. Všechny tyto faktory určují samotný princip konstrukce takového komunikačního kanálu: výkonný výstup vysílače a vysoká citlivost přijímače. To je důvod, proč se používají vysokofrekvenční signály: síť má větší odpor pro vysoké frekvence.
Neméně problémem je špatný stav elektrických sítí, a to jak obecně, tak uvnitř budov. Ty se často provádějí s porušením a dokonce je porušen i minimální požadavek: hlavní vedení je vyrobeno s tlustším drátem než odchozí přívodní vedení do místností. Elektrikáři znají takový parametr jako „odpor smyčky s nulovou fází“. Jeho význam spočívá v jednoduchém vztahu: čím blíže k elektrické rozvodně, tím silnější by měly být dráty, to znamená, že průřez vodičů by měl být větší.
Pokud je průřez vodičů zvolen nesprávně, pokládka hlavního vedení se provádí „jak se to stane“, pak odpor vedení tlumí vysokofrekvenční signály. Situaci lze napravit buď zlepšením citlivosti přijímače nebo zvýšením výkonu vysílače. První i druhý jsou problematické. Za prvé, dochází k rušení v komunikační lince, takže zvýšení citlivosti přijímače na úroveň rušení nezvýší spolehlivost příjmu signálu. Zvýšení výkonu vysílače může rušit ostatní zařízení, takže se také nejedná o všelék.
Společné standardy. Standardní X10
Nejznámějším ze standardů pro přenos příkazů po elektrické síti je X10. Tento standard byl vyvinut již dávno, v roce 1975 skotskou společností Pico Electronics. Data jsou přenášena pomocí shluku pulsů s frekvencí 120 kHz a trváním 1 ms. Jsou synchronizovány s okamžikem, kdy střídavý proud prochází nulou. Při každém průchodu nulou se přenese jeden bit informace. Přijímač na takový signál čeká 200 µs. Přítomnost zábleskového impulzu v okně znamená logickou „jedničku“, jeho nepřítomnost znamená logickou „nulu“. Bity jsou přenášeny dvakrát: poprvé v přímé formě, podruhé invertované. Typicky jsou moduly implementovány jako samostatná zařízení, ale nyní jsou stále více implementovány nikoli na základě různých komponent, ale pomocí mikrokontroléru. Tím se zmenšuje velikost přijímače, což umožňuje zabudovat chytrý hardware i do objímky žárovky nebo domovního zvonku.
Jak již bylo zmíněno dříve, vysokofrekvenční signál se nemůže šířit za transformátorovou rozvodnu a fázi. Proto se pro získání komunikace v jiné fázi používají tzv. aktivní opakovače. Je ale třeba počítat s tím, že přijímač poslouchá signál jen v určitých časech. Používají proto buď „chytré“ přijímače se změněnými parametry
Tento komunikační standard má své klady i zápory. Zaprvé to vyvinul už dávno, tehdy neexistovaly žádné mikrokontroléry a všechny obvody byly analogové a využívaly četné součástky. Proto je komunikační protokol velmi nízkorychlostní: za jednu síťovou periodu se nepřenese více než jeden bit. Faktem je, že bit je přenášen dvakrát: v první polovině cyklu je přenášen v přímé formě a ve druhé polovině cyklu - inverzně. Za druhé, některé příkazy jsou odesílány ve skupinách. To dále prodlužuje dobu komunikace.
Další významnou nevýhodou tohoto protokolu je chybějící potvrzování přijetí příkazu zařízením. To znamená, že po odeslání příkazu si nemůžeme být jisti jeho zaručeným doručením příjemci. To také nepodporuje šíření tohoto standardu.
Vlastní zkušenost. Objevit Ameriku
Poté, co jsem v reálných podmínkách otestoval řadu hotových zařízení, která umožňují přenášet příkazy po elektrické síti, došel jsem ke zklamání: doma, s omezeným rozpočtem, bez specializovaných zařízení a (co skrývat?) znalostí není možné vymyslet něco důmyslného. Nic a nic vám ale nebrání udělat si hezké řemeslo pro sebe, za vašich specifických podmínek. To znamená také rozsah použití takového produktu, vzdálenosti, na které musí být příkazy přenášeny, a také funkčnost takového zařízení.
Pojďme vyřídit nějaké formality v podobě jakési technické specifikace pro náš projekt:
- zařízení musí přenášet data prostřednictvím napájecích síťových vodičů;
- data musí být přenášena během aktuálních „pauz“, tj. když je napětí sítě minimální;
- spolehlivost komunikačního kanálu je zajištěna jak hardwarově (optimální úroveň signálu v přijímacím bodě), tak i softwarově (data jsou přenášena s kontrolním součtem pro zjištění poškození přijatých dat, příkazy jsou přenášeny několikrát, skutečnost přijetí příkaz přijímacím zařízením je potvrzen odesláním odpovídajícího signálu zpět do hostitelského zařízení);
- Na požadovanou úroveň zjednodušíme jak protokoly pro výměnu dat mezi zařízeními v síti, tak typ modulace. Předpokládejme, že jeden bit dat je přenášen po dobu 1 milisekundy. Jednotka bude vysílána ve formě shluku pulsů této doby trvání a v nepřítomnosti bude vysílána nula;
- v síti všechna zařízení poslouchají signály, ale pouze zařízení, kterému je takový příkaz adresován, provede přijatý příkaz. To znamená, že každé zařízení má svou vlastní individuální adresu - číslo.
Obvody samotné výkonné části takových zařízení mohou být různé. Zajímá nás obvod přijímací a vysílací části.
Obrázek ukazuje schéma skutečného zařízení, které přenáší příkazy po elektrické síti. Výkonná část zařízení ovládá jas lampy, tj. je stmívač.
Podívejme se blíže na schéma. Napájení zařízení zajišťuje transformátor T1 a diodový můstek D1-D4. Uzel R8\R11, dioda D6 a tranzistor Q1 zajišťují formátování signálu indikujícího minimální napětí v napájecí síti (kmitočet 100 Hz). Tlačítka S1-S3 se používají k místnímu ovládání činnosti stmívače: mění jas lampy, umožňují uložit tento parametr jako výchozí a také dobu náběhu a poklesu lampy. LED dioda zobrazuje provozní režimy stmívače a skutečnost, že jsou přijímány signály. Zbývající LED diody zobrazují jas lampy a čas změny jasu.
Rezistory R11 a R12 tvoří dělič napětí a slouží k nastavení „citlivosti“ přijímací části zařízení. Změnou poměrů odporu těchto rezistorů můžete ovlivnit reakci zařízení na rušení i na užitečný signál.
Komunikační transformátor T2 slouží ke galvanickému oddělení přijímací a vysílací části zařízení a zároveň přenáší vysokofrekvenční signály do energetické sítě budovy.
Vysílací část je tvořena tranzistorem Q2 a jedním z vinutí transformátoru T2. Věnujte pozornost zenerově diodě D5 - právě ta chrání tranzistorový přechod před poruchou při krátkodobém vysokonapěťovém rušení v síti.
Přijímací část je poněkud složitější: jedno z vinutí transformátoru T2 tvoří spolu s paralelním oscilačním obvodem L1\C2 složitý obvod přijímací cesty. Diody D8 a D9 chrání vstup mikrokontroléru před napěťovým limitem. Díky těmto diodám nemůže napětí překročit hodnotu napájecího napětí (v našem případě 5 Voltů) a nemůže se dostat do záporu pod mínus 0,3-0,5 Voltu.
Proces příjmu signálů se provádí následovně. Tlačítka pro dotazování a práce s displejem nemají žádné speciální funkce. Nebudu proto popisovat jejich práci.
Přijímací podprogram čeká na aktuální signál průchodu nulou. Při výskytu této události je spuštěna procedura dotazování analogového komparátoru, která trvá asi 250 mikrosekund. Pokud nebyly přijaty žádné signály, podprogram začne pracovat od samého začátku.
Když je přijat jakýkoli signál (komparátor vydal na svém výstupu logickou jedničku), je spuštěna procedura analýzy přijatého signálu: po určitou dobu je komparátor dotazován na přítomnost dlouhého signálu. Pokud má přijatý signál požadovanou dobu trvání, pak je přijatý signál považován za spolehlivý. Poté se spustí procedura pro příjem požadovaného počtu bitů dat přenášených vzdáleným zařízením.
Po obdržení všech dat se analyzuje, zda se shodují s kontrolním součtem přijatým ve stejném balíku. Pokud jsou data přijata spolehlivě, je příkaz rozpoznán jako platný a proveden. V opačném případě jsou přijatá data ignorována a program se provede znovu.
Proces přenosu signálů do sítě je také plně prováděn mikrokontrolérem. Pokud je nutné přenést data, podprogram čeká na spouštěcí podmínku: příjem aktuálního signálu průchodu nulou. Po přijetí tohoto signálu je udržována pauza 80-100 mikrosekund, po které je do energetické sítě vysílán paket pulzů požadované frekvence a trvání. Vysokofrekvenční signály procházejí přes malou kapacitu vysokonapěťového kondenzátoru C1 do sítě prakticky bez ztrát. Shluky požadované frekvence jsou generovány pomocí hardwarového PWM generátoru dostupného v tomto mikrokontroléru. Jak ukázaly experimenty, nejoptimálnější frekvence přenosu signálu leží v rozsahu 90-120 kHz. Tyto frekvence je povoleno používat bez nutnosti registrace u příslušných dozorových orgánů v Rusku i v Evropě. (norma CENELEC)
A nyní odpověď na nejčastější otázku: jaký je komunikační dosah mezi takovými zařízeními? Odpověď je jednoduchá: dosah komunikace je ovlivněn mnoha faktory: kvalitou elektrického vedení, přítomností „zákrutů“ a montážních krabic, typem zátěže a jejím výkonem...
Z praxe: v malém městě, na elektrickém vedení, které napájí 30-50 soukromých domů, je ráno a během dne (když se používá méně elektrických spotřebičů) mnohem větší komunikační dosah než ve velkém městě se stovkou byty ve stejné fázi.
Odpovím i na druhou častou otázku: jak zvýšit dosah komunikace? Chcete-li to provést, můžete zvýšit výkon signálu přenášeného do elektrické sítě a také zlepšit přijímací část zařízení.
Výkonový zesilovač lze vyrobit pomocí běžného mikroobvodu TDA2030 nebo TDA2003 (ačkoli parametry deklarované výrobcem jsou jiné, fungují dobře).
Přijímací část je obtížnější upravit:
- přidat vstupní zesilovač a AGC;
- přidat úzkopásmové filtry na vstup zařízení. Nejjednodušší řešení je toto: sériový obvod naladěný na požadovanou frekvenci.
Generátor je elektrický stroj, který přeměňuje mechanickou rotační energii na energii střídavého proudu. Střídavý proud produkovaný cívkami generátoru je usměrněn diodami a nabíjí lodní baterie. Regulátor napětí udržuje konstantní napětí na výstupu z generátoru a pro třístupňové nabíjení je instalován externí nebo bočníkový regulátor. Bez něj není možné rychlé nabíjení hluboko vybitých baterií z lodního motorgenerátoru.
Nejjednodušší generátor
Nejjednodušším generátorem je kovová tyč s navinutým drátem. Pokud se pod tyč posune permanentní magnet, bude tyč magnetizována v různých směrech a střídavé magnetické pole vznikající v drátu způsobí proudové impulsy se střídavou polaritou.
Proud vznikající ve vodiči je přímo úměrný síle magnetického pole, rychlosti pohybu magnetu a počtu závitů drátu kolem tyče.
Generátor získá svůj obvyklý vzhled, pokud je translační pohyb magnetu nahrazen rotačním a cívky, ve kterých vzniká proud, jsou umístěny v kruhu. Proud v takovém generátoru však bude možné regulovat pouze otáčkami motoru a to je velmi nepohodlné. 
Jak funguje regulátor napětí na lodním motoru?
Skutečný generátor je řízen změnou síly magnetu. K tomu se místo trvalého používá elektromagnet, v jehož železném jádru je soustředěno magnetické pole, vytvořené proudem procházejícím cívkou. Síla magnetického pole je úměrná proudu v budicí cívce, takže změna proudu v cívce zvyšuje nebo snižuje výkon generátoru. Zařízení, které řídí budicí proud a výkon generátoru, se nazývá regulátor napětí. 
Elektromechanické regulátory jsou prvními zařízeními tohoto typu. Budicí proud protéká reléovou páčkou, která se otáčí vzhledem k bodu F a uzavírá body „Zapalování“ a „Uzemnění“. „Zapalování“ je připojeno ke kladnému pólu baterie přes klíček zapalování motoru. Seřizovací pružina drží páčku relé proti zapalovacímu kontaktu.
Pokud je napětí baterie nízké, je budicí proud maximální a generátor produkuje maximální proud. Když napětí baterie stoupne na nastavenou hodnotu (mezi 13,8 a 14,2 volty), zvýší se proud tekoucí ze zapalování do země přes cívku relé, relé sepne, stlačí páčku dolů a rozepne kontakt. Budicí proud klesne na nulu, výstup z generátoru klesne na nulu, napětí baterie klesne a relé sepne kontakt zapalování. Celý proces začíná znovu.
Čím vyšší je napětí na baterii, tím déle kontakt zůstane ve spodní poloze. Výstup generátoru se přepíná mezi maximem a nulou stokrát za sekundu, přičemž udržuje konstantní průměrné napětí, zatímco proud má tendenci k nule (plus proud odebíraný připojenou zátěží). Nabíjecí napětí baterie v elektromechanickém regulátoru se nastavuje napětím pružiny.
Princip činnosti elektronického regulátoru napětí je podobný. Pokud je napětí na baterii nízké, pak je napětí na bázi tranzistoru 1 nízké a je vypnutý. V tomto stavu působí tranzistor 1 jako vysoký odpor mezi bází tranzistoru 2 a zemí, takže napětí na bázi tranzistoru 2 je vysoké a je zapnutý. Tranzistor 3 zesiluje proud kolektor-emitor tranzistoru 2 dvacetkrát nebo více, což způsobuje vysoký proud v budicí cívce a maximální výstupní proud generátoru.
Po zvýšení napětí baterie se tranzistor 1 zapne. Odpor mezi bází tranzistoru 2 a zemí klesá a tranzistory 2 a 3 se vypnou, čímž se přeruší tok proudu v budicí cívce. Bez budícího proudu generátor přestane produkovat proud.
Tranzistory se zapínají a vypínají stovkykrát za sekundu. Průměrný budicí proud a výstupní proud generátoru závisí na tom, jak dlouho je systém ve stavu zapnuto a vypnuto.
Proč potřebujete regulátor bočního napětí?
Standardní regulátory napětí přívěsného generátoru jsou regulátory automobilového typu, které dobře fungují za následujících podmínek:
- baterie je startovací baterie s tenkými deskami
- Baterie je téměř vždy plně nabitá
- Rozdíl teplot mezi regulátorem a baterií je malý
- Pokles napětí mezi baterií a generátorem je menší než 0,1 voltu
V automobilech se při startování motoru baterie vybije o 5–10 %, poté i při volnoběhu stačí výkon generátoru k napájení všech spotřebičů a dobití baterie. Vzhledem k tomu, že startovací baterie není výrazně vybitá, její nabíjení nezabere mnoho času a druhý nabíjecí stupeň potřebný pro trakční baterie odpadá.
Regulátory napětí přívěsného motoru jsou nabíječky s omezením maximálního proudu a napětím 13,8 - 14,2 voltů. Ale napětí 13,8 voltu je vyšší než doporučené napětí stupně udržovacího nabíjení pro baterie s hlubokým vybitím a napětí 14,2 je nižší než napětí stupně saturace.
Generátor se standardním regulátorem nikdy plně nenabije baterii s hlubokým vybitím, ale pouze ji přebije a poškodí, pokud je k baterii připojen delší dobu.
Co umí externí regulátory napětí
Vodotěsný regulátor napětí od Sterling Power. Maximální proud generátoru je 120 A. Regulátor napětí je vhodný pro jakékoli přívěsné motory - Honda, Suzuki, Yamaha a další. Inteligentní regulátor napětí lodního motoru řídí nabíjení trakčních lodních baterií. Nabíjí se ve třech stupních, které se nazývají saturační, absorpční a udržovací nabíjecí stupeň.
Grafy napětí a proudu během tří fází nabíjení hluboko vybité baterie. K dobíjení dochází, když napětí baterie klesne pod 12,8 V Během fáze nasycení, při nabíjení stejnosměrným proudem, baterie rychle získá 75-80 % své jmenovité kapacity a napětí na jejích svorkách stoupne na 14,4-14,8 voltů (v závislosti na typu). V tomto okamžiku se regulátor přepne do fáze absorpce. V této fázi probíhá nabíjení pomaleji a nabíjecí proud se postupně snižuje, aby odpovídal aktuálnímu stavu baterie. Po poklesu proudu na 1-2% kapacity je nabíjení ukončeno a regulátor přejde do režimu udržovacího nabíjení, při kterém hlídá napětí na baterii a dobíjí, pokud napětí klesne pod 13 voltů.
- Aby nedošlo k poškození baterie během nabíjení, jsou externí regulátory napětí vybaveny vestavěnými tepelnými senzory. Nabíjení se zastaví, pokud teplota baterie stoupne na 50 stupňů.
- Baterie různých typů a velikostí vyžadují různé nabíjecí křivky a různé hodnoty napětí a proudu, proto mají chytré regulátory přednastavené režimy pro nabíjení tekutých kyselinových, AGM a gelových baterií.
- Na přívěsný motor je paralelně se standardním motorem instalován externí regulátor napětí, který se spustí při poruše chytrého regulátoru.
Nevýhody bočníkových regulátorů
Přestože jsou chytré regulátory vhodné pro všechny typy lodních generátorů a baterií, může se instalace zdát obtížná pro ty, kdo nemají předchozí elektrotechnické znalosti. V některých případech, abyste mohli připojit regulátor, budete muset určit typ použitého generátoru a odstranit jej z motoru. Kromě toho se nedoporučuje instalovat regulátory bočníkového napětí na nové přívěsné motory, aby nedošlo k porušení jejich záruky.
Nabíječka Sterling Power Alternator Charger až do 120 A (12 V) umožňuje hluboké nabíjení baterie a vícenásobné připojení baterie až pětkrát rychlejší Potížím s instalací a problémům se zárukou se lze vyhnout, pokud použijete palubní zařízení poháněná lodním motorgenerátorem. Nabíjejí také baterie ve třech stupních, pracují s generátory až do 400 A a produkují napětí 12, 24 nebo 36 voltů. Výkonné modely mají vestavěné dělené diody pro připojení více baterií.
Vodotěsná nabíječka Sterling Power BBW 1212. Nabíjecí proud až 25 ampér. Poháněno lodním motorgenerátorem. Připojuje se ke startovací baterii a začíná fungovat až po jejím úplném nabití Položit otázku,
a nechte si poradit ohledně přívěsných elektromotorů, baterií nebo nabíječek pro loď nebo jachtu
