Möödavooluta pingeregulaator. Aktiivne šundi regulaator. Miks on vaja šundi pingeregulaatorit?
Tänapäeval on impulss-AC-DC muundurid analoogide seas juhtival kohal. Kõige populaarsem topoloogia impulsside teisendamiseks on tagasilennu topoloogia. Teine populaarsuse põhjus on üsna lihtne ja odav viis mitme kanaliga toiteallika ehitamiseks, mis saavutatakse lihtsalt trafole täiendavate sekundaarmähiste lisamisega.
Tavaliselt võetakse tagasiside väljundist, mis nõuab kõige täpsemat väljundtolerantsi. See väljund määrab seejärel kõigi teiste sekundaarmähiste pingesuhte. Kuid induktiivsuse lekke mõju tõttu ei ole erinevate kanalite väljundparameetrite reguleerimisel alati võimalik saavutada vajalikku täpsust, eriti kui põhikanalil on väike koormus (või üldse mitte koormus) ja a. sekundaarsete kanalite täiskoormus.
Sekundaarsete kanalite väljundi stabiliseerimiseks saab kasutada järelregulaatoreid ja eellaadureid. Kuid nende kasutamine suurendab lõpphinda ja vähendab toote efektiivsust, mis muudab need tarbijate jaoks vähem atraktiivseks. See probleem on eriti terav koormuseta või ooterežiimis töötavate toiteallikate standardite karmistamise suundumuste tõttu.
Pildil 1 esitatud lahendus kannab nime "Active Shunt Regulator" ja võimaldab teil saavutada sisendstandarditele vastavad parameetrid ja samal ajal säilitada lõppseadme jaoks vastuvõetava eelarve.
Joonis 1. Aktiivne šundiregulaator mitme kanaliga tagasilennu topoloogia jaoks
Skeem töötab järgmiselt. Kui väljundid on reguleerimispiirides, lülitab pingejaguri R14 ja R13 sisse transistor Q5, mis lülitab välja Q4 ja Q1. Kui selles töörežiimis voolab vool läbi Q5, on 5 V väljundis väike eelkoormus.
5 V väljundi ja 3,3 V väljundi nimipinge erinevus on 1,7 V. Kui 3,3 V väljundi koormus hakkab suurendama voolutarbimist ilma 5 V väljundi voolu vastava suurenemiseta, suureneb 5 V väljundi pinge. 3,3 V väljundi suhtes B. Hetkel, kui nimipingete erinevus ületab 100 mV, sulgub Q5, avanevad Q4 ja Q1, mis omakorda võimaldab 5 V väljundvoolul 3,3 V väljundi koormust toita ja vähendada pinget. pinge triivi erinevus.
Voolu läbi Q1 määrab tekkiv pingeerinevus põhi- ja sekundaarkanalite vahel ning see võimaldab teil säilitada algse pingesuhte sõltumata koormusest, isegi kui väljund on 3,3. 100% koormatud, 5 V töötab ilma koormuseta. Q5 ja Q4 konsistents välistab parameetrite temperatuuri triivi, kuna ühe transistori VB-E muutus kompenseeritakse teise transistori muutusega. Dioodid D8 ja D9 pole vajalikud, kuid vähendavad võimsuse hajumist Q1-s, välistades vajaduse jahutusradiaatori järele.
Kuna ahel reageerib ainult kahe pinge suhtelistele erinevustele, on see täiskoormusel ja väikesel koormusel suures osas passiivne. Kuna šunt on ühendatud 5 V väljundist 3,3 V väljundisse, väheneb aktiivvõimsuse kadu ahelas 66% võrreldes maandusega ühendatud šundi regulaatoriga. Selle tulemusel püsib efektiivsus täiskoormusel kõrge ja energiatarve madalal kogu koormusvahemikus.
Releeregulaatorid võivad olla manööverdatavad või mitte-maneeritavad.
1) Kõige lihtsamad ja odavamad RR-id on šundi RR-id. Nende tööpõhimõte on järgmine: seatud pingeamplituudi ületamisel šunditakse (lühistatakse) generaatori faasid kokku, moodustades lühise. Ehk siis sõidame autoga ja hoiame pidevalt täisgaasi ning kiirust reguleerime mitte gaasi vabastades, vaid pidurit vajutades. Absurdne kas pole? Ja täpselt nii töötab šundi relee-regulaator. Loomulikult pole selline plokk eriti usaldusväärne. Seadmest endast, juhtmetest ja pistikutest tulenev suurenenud soojuse teke põhjustab sageli kogu vooluahela, alates generaatori-relee-regulaatorist kuni aku ja kaitsmekarbi sulamiseni, lühise ja rikkeni. Sellise ploki puhul, mida suurem on tarbijate koormus, seda parem. Kuna sel juhul hakkavad šundiahelad tööle harvemini. Ja vastupidi, ilma ühendatud tarbijateta hajub kogu generaatori võimsus šundiahelasse, mis viib seadme kiire rikkeni. Ajal, mil generaatori võimsus ületab tunduvalt tarbijate koguvõimsuse, on šundiahelad pidevalt töös. Sellise releeregulaatori väljundis on pinge saehamba kujuga (nagu joonisel), mitte konstantne, nagu peaks. See pinge laeb akut palju aeglasemalt ja isegi valgus tuhmub mootori pöörlemiskiiruse kasvades. Ma arvan, et paljud inimesed on seda pilti jälginud - see on šundi relee-regulaator. Sellise ploki eelised on selle madal hind ja valmistamise lihtsus. Valdav enamus ekslevad foorumites ringi just nende üksuste elektroonilised vooluringid. Tehased paigaldavad sellised agregaadid sageli kombineeritud elektriseadmetega mootorsaanidele, kui seadmel on samaaegselt nii alalis- kui ka vahelduvpinge erinevate tarbijate jaoks.
2) Noh, teist tüüpi RR ei ole manööverdamine. Ma ei kirjelda nende plokkide skeeme, ütlen lihtsalt, et reguleerimise põhimõte põhineb RR-i väljundpinge väljalülitamisel, kui seatud amplituudi ületatakse. Kui pinge normaliseerub (langeneb), lülitub see sisse ja nii tuhandeid ja isegi kümneid tuhandeid kordi sekundis. Nii saavutatakse kõrgepinge stabiilsus, mille kuju kaldub ühtlasele horisontaaljoonele (vt joonist). Generaatorist võetakse täpselt nii palju, kui tarbijad nõuavad. Soojust toodetakse oluliselt vähem, mis tähendab, et sellise seadme töökindlus on suurem. Sellise ploki eelised on ilmsed.
Selles artiklis käsitletakse seadmete toitejuhtmete kaudu andmete edastamise meetodeid. Erilist tähelepanu pööratakse probleemidele, mida selliste sideseadmete arendaja peab lahendama. Näited on toodud sideliinide vastuvõtvate ja edastavate osade rakendamisest alalisvoolu toitejuhtmete kaudu, samuti sidekanali rakendamisest 220 V vahelduvvoolu toitejuhtmete kaudu sagedusega 50 Hz. Kirjeldatakse tüüpilisi juhtmikrokontrolleri töö algoritme.
Natuke ajalugu
Juhtsignaalide üle toitejuhtmete edastamise idee pole uus. Veel eelmise sajandi 30ndatel viidi läbi julgeid katseid selliste signaalide edastamiseks linna elektrivõrgu juhtmete kaudu. Saadud tulemused polnud kuigi muljetavaldavad, kuid ei tasu unustada, et tol ajal valitses lambitehnoloogia ja elemendibaas polnud nii mitmekesine. Lisaks kõikidele tehnilistele probleemidele lisandusid korralduslikud probleemid: polnud ühtset standardit - iga arendaja tegi kõik ise: kasutati erinevaid sagedusi ja modulatsioone. Kõik see takistas selle sidetööstuse arengut.
Saate- ja vastuvõtuseadmete tööpõhimõte
Selliste seadmete tööpõhimõte on kõrgsageduslike signaalide edastamine alalis- või vahelduvvoolu toitejuhtmete kaudu. Vahelduvvooluliinides edastatakse signaale kõige sagedamini hetkel, mil vahelduvvool ületab nulli, st siis, kui toitepinge puudub või on minimaalne. Fakt on see, et häirete tase on sel hetkel minimaalne. Sel juhul edastatakse meile kasulik signaal justkui häirete jada vahel.
Kõrgsagedusliku signaali edastamine vahelduvvooluvõrgu kaudu
Trafot kasutatakse kõige sagedamini kõrgsagedusliku signaali edastamiseks elektrivõrku. Vastuvõttev osa koosneb tavaliselt sidetrafost ja vooluringist, millel on isoleeritud vajalikud kõrgsageduslikud signaalid.
Kõrgsageduslike signaalide edastamise meetod vahelduvvooluvõrku
Alalisvooluahelates kasutatakse sarnast kõrgsageduslike signaalide edastamise meetodit, kuid sellise signaali genereerimise põhimõte on erinev: võimas lüliti (transistor) oma üleminekuga möödub korraks võrgust. Võrgupinge on veidi langenud (joonis 3).
Meetod kõrgsageduslike signaalide genereerimiseks alalisvooluvõrkudes
Vastuvõtvale poolele on paigaldatud tundlik detektor, mis tuvastab need pingelõigud liinis. Järgmisena suunatakse need signaalid AGC funktsiooniga võimendi sisendisse, misjärel edastatakse vastuvõetud signaalid loogikaplokki, mida saab realiseerida kas väikesemahulistel integreerimismikroskeemidel või universaalsel mikrokontrolleril või spetsiaalsel mikroskeemil, mis sisaldab kõiki ülaltoodud komponente. Viimasel ajal kasutatakse selliste ülesannete jaoks üha enam mikrokontrollereid nende madala hinna ja suurepäraste võimaluste tõttu. Veelgi enam, programmeeritavate seadmete kasutamine võimaldab muuta selliste seadmete otstarvet, laadides neisse uue programmi - see on palju lihtsam ja odavam, kui teha uus, kümnekonna mikroskeemiga elektroonikaseade...
Kaasaegse PLC-modemi plokkskeem
Seda tüüpi suhtluse eelised ja puudused
Seda tüüpi side eeliseks on olemasoleva juhtmega elektriliini jagamine. See tähendab, et sideliini pole vaja paigaldada ja peaaegu igas ruumis on pistikupesa.
Puudusteks on nii seadme tehniline keerukus kui ka väike kiirus andmete edastamisel kaugemal kui 100-300 meetrit.
Samuti ärge unustage, et seda sidekanalit saab korraldada ainult nende seadmete vahel, mis on ühendatud võrgu samasse faasi ja ainult ühe trafo alajaama piires - kõrgsageduslikud signaalid ei saa läbida elektrialajaama trafo mähiseid.
Põhimõtteliselt eemaldatakse viimane piirang osaliselt kõrgsageduslike signaalide passiivsete või aktiivsete repiiterite kasutamisega. Neid kasutatakse nii signaalide edastamiseks teise faasi kui ka signaalide edastamiseks teise trafo liinile.
Tehnilised raskused sidekanali rakendamisel
Usaldusväärse sidekanali korraldamine üle elektrivõrgu on mittetriviaalne ülesanne. Fakt on see, et võrgu parameetrid ei ole püsivad, need muutuvad olenevalt kellaajast: muutuvad võrku ühendatud seadmete arv, nende tüüp ja võimsus. Veel üks endise NSV Liidu riikide elektrivõrkude negatiivne omadus on "hegemoonia" - võimsad trafoalajaamad, mis toidavad terveid linnaosasid! Sellest lähtuvalt on trafo ühe faasiga ühendatud sadu abonente ja igaühel neist on korteris suur hulk erinevaid seadmeid. Need on nii trafo toiteallikaga kui ka lülitustoiteallikaga seadmed. Viimaseid rakendatakse sageli elektromagnetkiirguse – häirete – rikkumistega, mis tekitab väga kõrge häiretaseme hoone ja eelkõige linna elektrivõrgus.
Paljudes riikides kasutatakse hoonete toiteks kompaktseid trafoseadmeid. Üks selline trafo toidab 3 kuni 7 korterit või maja. Sellest tulenevalt on abonentidele tarnitava elektri kvaliteet oluliselt kõrgem kui meie elektrivõrkudes. Samuti on faasijuhtme ja nulli vaheline takistus suurem. Kõik need tegurid võimaldavad meil kogu korteris või hoones paremad tingimused andmete edastamiseks kui meie tingimustes.
Suur hulk võrku ühendatud seadmeid põhjustab madala takistuse faasijuhtme ja nulli vahel, see võib olla 1-3 oomi ja mõnikord isegi vähem. Nõus, et nii väikese takistusega koormust on väga raske “kiigutada”. Lisaks ärge unustage, et võrgud on pindalalt väga suured, seetõttu on neil suur mahtuvus ja induktiivsus. Kõik need tegurid määravad sellise sidekanali loomise põhimõtte: saatja võimas väljund ja vastuvõtja kõrge tundlikkus. Seetõttu kasutatakse kõrgsageduslikke signaale: võrgul on kõrgete sageduste jaoks suurem takistus.
Vähem probleem pole ka elektrivõrkude halb seisukord nii üldiselt kui ka hoonete sees. Viimased viiakse sageli läbi rikkumistega ja rikutakse isegi miinimumnõuet: põhiliin tehakse jämedama juhtmega kui ruumidesse väljuvad toiteliinid. Elektrikud teavad sellist parameetrit nagu "faasi-null-kontuuri takistus". Selle tähendus taandub lihtsale suhtele: mida lähemal elektrialajaamale, seda paksemad peaksid olema juhtmed, st juhtmete ristlõige peaks olema suurem.
Kui juhtmete ristlõige on valesti valitud, tehakse põhiliini paigaldamine "nagu juhtub", siis summutab liini takistus kõrgsageduslikke signaale. Olukorda saab parandada kas vastuvõtja tundlikkuse parandamisega või saatja võimsuse suurendamisega. Nii esimene kui ka teine on problemaatilised. Esiteks on sideliinis häired, mistõttu vastuvõtja tundlikkuse suurendamine häirete tasemele ei suurenda signaali vastuvõtu usaldusväärsust. Saatja võimsuse suurendamine võib segada teisi seadmeid, seega pole see ka imerohi.
Ühised standardid. Standardne X10
Kõige kuulsam standard käskude edastamiseks üle toitevõrgu on X10. Selle standardi töötas välja kaua aega tagasi, 1975. aastal Šoti firma Pico Electronics. Andmete edastamiseks kasutatakse impulsspaketti sagedusega 120 kHz ja kestusega 1 ms. Need sünkroniseeritakse hetkega, mil vahelduvvool läbib nulli. Iga nulli ületamise kohta edastatakse üks bitt teavet. Vastuvõtja ootab sellist signaali 200 µs. Välklambi impulsi olemasolu aknas tähendab loogilist "üht", selle puudumine tähendab loogilist "null". Bite edastatakse kaks korda: esimest korda otsesel kujul, teisel korral ümberpööratult. Tavaliselt realiseeritakse mooduleid eraldiseisvate seadmetena, kuid nüüd rakendatakse neid üha enam mitte erinevate komponentide baasil, vaid mikrokontrolleri abil. See vähendab vastuvõtja suurust, võimaldades nutika riistvara sisse ehitada isegi lambipirni pessa või uksekella.
Nagu varem mainitud, ei saa kõrgsageduslik signaal levida trafo alajaamast ja faasist kaugemale. Seetõttu kasutatakse teises faasis side saamiseks nn aktiivseid repiitereid. Kuid tuleb arvestada, et vastuvõtja kuulab signaali ainult teatud kellaaegadel. Seetõttu kasutavad nad muudetud parameetritega "nutikaid" vastuvõtjaid
Sellel suhtlusstandardil on nii plusse kui ka miinuseid. Esiteks töötas ta selle välja kaua aega tagasi, siis polnud veel mikrokontrollereid ja kõik vooluringid olid analoogsed, kasutades arvukalt komponente. Seetõttu on sideprotokoll väga väikese kiirusega: ühe võrguperioodi jooksul ei edastata rohkem kui üks bitt. Fakt on see, et bitt edastatakse kaks korda: esimesel poolperioodil edastatakse see otsesel kujul ja teises pooltsüklis - pöördvõrdeliselt. Teiseks saadetakse osa käsklusi rühmadena. See pikendab suhtlusaega veelgi.
Selle protokolli teine oluline puudus on käsu puudumine seadme poolt. See tähendab, et pärast käsu saatmist ei saa me olla kindlad selle garanteeritud kättetoimetamises adressaadile. See ei soodusta ka selle standardi levikut.
Oma kogemus. Ratta leiutamine
Olles reaalsetes tingimustes katsetanud arvukalt valmisseadmeid, mis võimaldavad käsklusi üle elektrivõrgu edastada, jõudsin pettumust valmistava järelduseni: kodus, piiratud eelarvega, ilma spetsiaalsete seadmete ja (mis siin salata?) teadmisteta saab see hakkama. pole võimalik midagi geniaalset välja mõelda. Kuid miski ega miski ei takista teil konkreetsetel tingimustel endale toredat käsitööd teha. See tähendab ka sellise toote kasutusala, vahemaid, mille jooksul käske tuleb edastada, aga ka sellise seadme funktsionaalsust.
Täidame mõned formaalsused meie projekti tehnilise kirjelduse vormis:
- seade peab edastama andmeid elektrivõrgu juhtmete kaudu;
- andmeid tuleb edastada praeguste "pauside" ajal, st kui võrgupinge on minimaalne;
- sidekanali usaldusväärsus on tagatud nii riistvaraliselt (optimaalne signaalitase vastuvõtupunktis) kui ka tarkvaras (andmed edastatakse kontrollsummaga, et tuvastada vastuvõetud andmete kahjustus, käsklused edastatakse mitu korda, teabe vastuvõtmise fakt vastuvõtva seadme käsk kinnitatakse, saates vastava signaali tagasi hostseadmele);
- Lihtsustame vajaliku tasemeni nii võrgus olevate seadmete vahelise andmevahetuse protokollid kui ka modulatsiooni tüübi. Oletame, et üks bitt andmeid edastatakse 1 millisekundi jooksul. Üksus edastatakse selle kestusega impulsside purske kujul ja selle puudumisel edastatakse null;
- võrgus kuulavad kõik seadmed signaale, kuid vastuvõetud käsu täidab ainult see seade, millele selline käsk on adresseeritud. See tähendab, et igal seadmel on oma individuaalne aadress - number.
Selliste seadmete täidesaatva osa vooluring võib olla erinev. Oleme huvitatud vastuvõtvate ja edastavate osade vooluringist.
Joonisel on kujutatud skeem reaalsest seadmest, mis edastab käske üle toitevõrgu. Seadme täitevosa juhib lambi heledust, st see on dimmer.
Vaatame diagrammi lähemalt. Trafo T1 ja dioodsild D1-D4 annavad seadmele toite. Sõlm R8\R11, diood D6 ja transistor Q1 võimaldavad vormindada signaali, mis näitab minimaalset pinget elektrivõrgus (sagedus 100 Hz). Nuppe S1-S3 kasutatakse dimmeri töö lokaalseks juhtimiseks: need muudavad lambi heledust, võimaldavad salvestada selle parameetri vaikimisi, samuti lambi tõusu- ja langusaegu. LED-tuli näitab hämardi töörežiime ja signaali vastuvõtmist. Ülejäänud LED-id näitavad lambi heledust ja heleduse muutumise aega.
Takistid R11 ja R12 moodustavad pingejaguri ja neid kasutatakse seadme vastuvõtuosa “tundlikkuse” seadistamiseks. Nende takistite takistuse suhet muutes saate mõjutada seadme reageerimist nii häiretele kui ka kasulikule signaalile.
Sidetrafot T2 kasutatakse seadme vastuvõtvate ja edastavate osade galvaaniliseks isoleerimiseks, samuti edastatakse kõrgsageduslikke signaale hoone elektrivõrku.
Saateosa on valmistatud transistorist Q2 ja trafo T2 ühest mähistest. Pöörake tähelepanu zeneri dioodile D5 - just see kaitseb transistori ristmikku rikke eest lühiajaliste kõrgepingehäirete korral võrgus.
Vastuvõtuosa on mõnevõrra keerulisem: trafo T2 üks mähistest koos paralleelse võnkeahelaga L1\C2 moodustab vastuvõtutee kompleksse ahela. Dioodid D8 ja D9 kaitsevad mikrokontrolleri sisendit pingepiirangu eest. Tänu nendele dioodidele ei saa pinge ületada toitepinge väärtust (meie puhul 5 volti) ega muutuda negatiivseks alla miinus 0,3-0,5 volti.
Signaalide vastuvõtmise protsess viiakse läbi järgmiselt. Pollimisnuppudel ja kuvariga töötamisel pole mingeid erilisi funktsioone. Seetõttu ma nende tööd ei kirjelda.
Vastuvõttev alamprogramm ootab praegust nullpunkti signaali. Selle sündmuse ilmnemisel käivitatakse analoog-võrdlusküsitlus, mis kestab umbes 250 mikrosekundit. Kui signaale ei saadud, alustab alamprogramm oma tööd päris algusest.
Mis tahes signaali vastuvõtmisel (võrdlusseade on oma väljundis väljastanud loogilise), käivitatakse vastuvõetud signaali analüüsimise protseduur: teatud aja jooksul küsitakse komparaatorilt pika signaali olemasolu. Kui vastuvõetud signaalil on nõutav kestus, loetakse vastuvõetud signaal usaldusväärseks. Pärast seda käivitatakse kaugseadme poolt edastatud andmete vajaliku arvu bittide vastuvõtmise protseduur.
Pärast kõigi andmete saamist analüüsitakse, kas need ühtivad samas pakis vastuvõetud kontrollsummaga. Kui andmed võetakse vastu usaldusväärselt, tunnistatakse käsk kehtivaks ja täidetakse. Vastasel juhul ignoreeritakse saadud andmeid ja programm käivitatakse uuesti.
Ka signaalide võrku edastamise protsessi teostab täielikult mikrokontroller. Kui on vaja andmeid üle kanda, ootab alamprogramm käivitustingimust: praeguse nullpunkti signaali vastuvõtmine. Pärast selle signaali vastuvõtmist säilitatakse 80-100 mikrosekundiline paus, mille järel edastatakse elektrivõrku vajaliku sageduse ja kestusega impulsside pakett. Kõrgsageduslikud signaalid läbivad kõrgepingekondensaatori C1 väikese mahtuvuse võrku praktiliselt ilma kadudeta. Vajaliku sagedusega pursked genereeritakse selles mikrokontrolleris saadaoleva riistvaralise PWM-generaatori abil. Nagu katsed on näidanud, jääb optimaalseim signaali edastussagedus vahemikku 90-120 kHz. Neid sagedusi on lubatud kasutada nii Venemaa kui ka Euroopa vastavates järelevalveasutustes registreerimata. (CENELEC standard)
Ja nüüd vastus kõige sagedamini esitatavale küsimusele: milline on selliste seadmete vaheline suhtlusulatus? Vastus on lihtne: side ulatust mõjutavad paljud tegurid: elektriliinide kvaliteet, "keerdude" ja kinnituskarpide olemasolu, koormuse tüüp ja võimsus...
Praktikast: väikelinnas 30-50 eramaja toitel elektriliinil on hommikuti ja päeval (kui elektriseadmeid kasutatakse vähem) sideulatus palju suurem kui suures linnas, kus on sadakond. korterid samas etapis.
Vastan ka teisele levinud küsimusele: kuidas suurendada sideulatust? Selleks saate suurendada elektrivõrku edastatava signaali võimsust, samuti parandada seadme vastuvõtuosa.
Võimsusvõimendit saab valmistada tavalise TDA2030 või TDA2003 mikroskeemi abil (kuigi tootja deklareeritud parameetrid on erinevad, töötavad need hästi).
Vastuvõtvat osa on keerulisem muuta:
- lisada sisendvõimendi ja AGC;
- lisage seadme sisendisse kitsasribafiltrid. Lihtsaim lahendus on järgmine: jadaahel, mis on häälestatud vajalikule sagedusele.
Generaator on elektrimasin, mis muundab mehaanilise pöörlemisenergia vahelduvvoolu energiaks. Generaatori poolide toodetav vahelduvvool alaldatakse dioodide abil ja laeb paadi akusid. Pingeregulaator hoiab generaatori väljundis püsivat pinget ja kolmeastmeliseks laadimiseks paigaldatakse väline või šuntregulaator. Ilma selleta on paadimootori generaatorist sgavatühjenevate akude kiire laadimine võimatu.
Lihtsaim generaator
Lihtsaim generaator on metallvarras, mille ümber on traat keritud. Püsimagneti liigutamisel varda alla magnetiseerub varras erinevates suundades ning juhtmes tekkiv vahelduv magnetväli põhjustab vahelduva polaarsusega vooluimpulsse.
Juhis tekkiv vool on otseselt võrdeline magnetvälja tugevusega, magneti liikumiskiirusega ja traadi keerdude arvuga ümber varda.
Generaator omandab oma tavapärase välimuse, kui magneti translatsiooniline liikumine asendatakse pöörleva liikumisega ja mähised, milles vool tekib, asetatakse ringikujuliseks. Sellise generaatori voolu saab aga reguleerida ainult mootori pöörete arvuga ja see on väga ebamugav. 
Kuidas töötab pingeregulaator paadimootoril?
Tõelist generaatorit juhitakse magneti tugevuse muutmisega. Selleks kasutatakse püsimagneti asemel elektromagneti, mille raudsüdamikusse on koondunud pooli läbiva voolu tekitatud magnetväli. Magnetvälja tugevus on võrdeline ergutusmähises oleva vooluga, mistõttu voolu muutmine poolis suurendab või vähendab generaatori võimsust. Seadet, mis juhib generaatori ergutusvoolu ja võimsust, nimetatakse pingeregulaatoriks. 
Elektromehaanilised regulaatorid on esimesed seda tüüpi seadmed. Ergastusvool voolab läbi relee hoova, mis pöörleb punkti F suhtes ja sulgeb punktid "Süüte" ja "Maandus". "Süüde" ühendatakse mootori süütevõtme kaudu aku positiivse klemmiga. Reguleerimisvedru hoiab relee hooba vastu süütekontakti.
Kui aku pinge on madal, on ergutusvool maksimaalne ja generaator toodab maksimaalset voolu. Kui aku pinge tõuseb seatud väärtuseni (vahemikus 13,8–14,2 volti), suureneb süütest relee pooli kaudu maasse voolav vool, relee töötab, surub hoova alla ja avab kontakti. Ergastusvool langeb nullini, generaatori väljund langeb nullini, aku pinge langeb ja relee sulgeb süütekontakti. Protsess algab otsast peale.
Mida kõrgem on aku pinge, seda kauem jääb kontakt alumisse asendisse. Generaatori väljund lülitub maksimumi ja nulli vahel sadu kordi sekundis, hoides keskmise pinge konstantsena, samal ajal kui vool kipub olema null (pluss ühendatud koormuse vooluga). Aku laadimispinge elektromehaanilises regulaatoris määratakse vedru pinge abil.
Elektroonilise pingeregulaatori tööpõhimõte on sarnane. Kui aku pinge on madal, on transistori 1 aluse pinge madal ja see lülitatakse välja. Selles olekus toimib transistor 1 suure takistusena transistori 2 aluse ja maanduse vahel, seega on transistori 2 aluse pinge kõrge ja see on sisse lülitatud. Transistor 3 võimendab transistori 2 kollektor-emitteri voolu kakskümmend korda või rohkem, põhjustades ergutusmähises suure voolu ja generaatori maksimaalse väljundvoolu.
Pärast aku pinge suurenemist lülitub transistor 1 sisse. Transistori 2 aluse ja maanduse vaheline takistus väheneb ning transistorid 2 ja 3 lülituvad välja, katkestades voolu voolu ergutusmähises. Ilma ergutusvooluta lõpetab generaator voolu tootmise.
Transistorid lülituvad sisse ja välja sadu kordi sekundis. Keskmine ergutusvool ja generaatori väljundvool sõltuvad sellest, kui kaua süsteem on sisse- ja väljalülitatud olekus.
Miks on vaja šundi pingeregulaatorit?
Tavalised päramootori generaatori pingeregulaatorid on autotüüpi regulaatorid, mis töötavad hästi järgmistel tingimustel:
- aku on õhukeste plaatidega käivitusaku
- Aku on peaaegu alati täielikult laetud
- Regulaatori ja aku temperatuuride erinevus on väike
- Pingelang aku ja generaatori vahel on alla 0,1 volti
Autodes tühjeneb aku mootori käivitamisel 5-10%, misjärel on isegi tühikäigul generaatori võimsus piisav, et toita kõiki tarbijaid ja laadida akut. Kuna starteraku ei tühjene oluliselt, ei võta selle laadimine palju aega ning veoakudele vajalik teine laadimisaste muutub tarbetuks.
Päramootori pingeregulaatorid on maksimaalse voolupiiranguga laadijad, mille pinge on 13,8–14,2 volti. Kuid pinge 13,8 volti on kõrgem kui sügavtühjenemise akude hoolduslaadimisetapi soovitatav pinge ja pinge 14,2 on madalam kui küllastusastme pinge.
Tavalise regulaatoriga generaator ei lae kunagi sügavtühjenevat akut täis, vaid laeb seda üle ja kahjustab seda ainult siis, kui see on akuga pikka aega ühendatud.
Mida suudavad välised pingeregulaatorid
Sterling Poweri veekindel pingeregulaator. Generaatori maksimaalne vool on 120 A. Pingeregulaator sobib igale päramootorile - Honda, Suzuki, Yamaha jt. Nutikas paadimootori pingeregulaator juhib veopaadi akude laadimist. See laeb kolmes etapis, mida nimetatakse küllastus-, neeldumis- ja hoolduslaadimise etapiks.
Pinge ja voolu graafikud sügavtühjenemise aku laadimise kolme etapi jooksul. Laadimine toimub siis, kui aku pinge langeb alla 12,8 V Küllastusfaasis, alalisvooluga laadimisel, saavutab aku kiiresti 75-80% oma nimimahtuvusest ja pinge selle klemmides tõuseb 14,4-14,8 voltini (olenevalt tüübist). Sel hetkel lülitub regulaator absorptsioonifaasi. Selles etapis toimub laadimine aeglasemalt ja laadimisvoolu vähendatakse järk-järgult, et see vastaks aku praegusele olekule. Kui vool on langenud 1-2% võimsusest, lõpetatakse laadimine ja regulaator lülitub hoolduslaadimise režiimile, mille käigus jälgib aku pinget ja laadib uuesti, kui pinge langeb alla 13 volti.
- Vältimaks aku kahjustamist laadimise ajal, on välised pingeregulaatorid varustatud sisseehitatud termoanduritega. Laadimine peatub, kui aku temperatuur tõuseb 50 kraadini.
- Erinevat tüüpi ja suurusega akud nõuavad erinevaid laadimiskõveraid ning erinevaid pinge- ja vooluväärtusi, seega on nutikatel regulaatoritel eelseadistatud režiimid vedelate happe-, AGM- ja geellakude laadimiseks.
- Päramootorile paigaldatakse paralleelselt tavamootoriga väline pingeregulaator, mis hakkab tööle nutika regulaatori rikke korral.
Šundiregulaatorite puudused
Kuigi nutikad regulaatorid sobivad igat tüüpi paadigeneraatoritele ja akudele, võib paigaldamine tunduda keeruline neile, kel pole eelnevaid elektrialaseid teadmisi. Mõnel juhul peate regulaatori ühendamiseks määrama kasutatava generaatori tüübi ja eemaldama selle mootorist. Lisaks ei ole uutele päramootoritele soovitatav paigaldada šundi pingeregulaatoreid, et mitte rikkuda nende garantiid.
Sterlingi võimsusega generaatori laadija kuni 120 A (12 volti) võimaldab aku süvalaadimist ja mitut akuühendust kuni viis korda kiiremini Paigaldusraskusi ja garantiiprobleeme saab vältida, kui kasutate pardal olevaid, mis töötavad paadimootori generaatoriga. Samuti laadivad nad akusid kolmes etapis, töötavad generaatoritega kuni 400 A ja toodavad pinget 12, 24 või 36 volti. Võimsatel mudelitel on sisseehitatud jagatud dioodid mitme aku ühendamiseks.
Veekindel laadija Sterling Power BBW 1212. Laadimisvool kuni 25 amprit. Toiteallikaks on paadimootori generaator. Ühendub starterakuga ja hakkab tööle alles pärast selle täielikku laadimist Küsi küsimus,
ja saada nõu paadi või jahi päramootorite, akude või laadijate kohta
