Реле - регулятори напруги для мото з однофазним генератором

Фото. 1, 2 - оригінальний регулятор напруги китайських мопедів Альфа/Дельта
(Honda Dio, Honda Cub) та подібних.

Фото. 3 - 11  - саморобні, перевірені схеми регуляторів напруги 
(Ці схеми працездатні в бортовій мережі мото/мопеда/скутера при змінах, виконаних відповідно до фото №12)

Фото. 12 - Рекомендована схема підключення саморобного РЕГУЛЯТОРА.

Фото. 13 - Один з вариантів стенду для перевірки РЕГУЛЯТОРА.

Фото. 14 - Стенд для перевірки РЕГУЛЯТОРА (варіант 2).

Фото. 15 - Схема бортової мережі Альфа-Дельта-подібних мопедів.

  ВЕЛИКЕ ПРОХАННЯ: при розміщенні на інших ресурсах запозичених в цій темі схем, ОБОВ'ЯЗКОВО робіть посилання на дану тему і навпаки, при розміщенні будь яких схем з інших ресурсів, посилання на ці ресурси ОБОВ'ЯЗКОВЕ!

    Перед тим як задати питання по схемі регулятора напруги її автору,
УВАЖНО ПРОЧИТАЙТЕ:


УВАГА!
Повідомлення з інформацією, яка не відповідає темі, флуд та всілякого роду "лірика" будуть видалятись без попереджень!

По поводу саморазряда и тока заряда через замок зажигания - воспользуйтесь решением из мотоциклетной практики. Силовая часть (выпрямительные диоды и шунтирующие элементы) соединены с плюсом аккумулятора напрямую, а "умная" часть (операционники, транзисторы, сборки , конденсаторы - у кого что...)  соединены с плюсом через замок зажигания.  Обратный ток через выпрямительные диоды очень маленький и замок зажигания таким образом разгрузите от больших токов.
Единственное, что по проводам наверное кому то придется кое что менять в проводке. это уже в каждом конкретном случае нужно понимать...

Спасибо за подсказочку по разделению  силовых и сигнальных цепей. Надо будет доработать конструкцию пока не залил эпоксидкой.

Забыл спросить:
Если можно опишите, как ведет себя Ваша схема с отключенным аккумулятором?

Без аккумулятора РР я прогонял только при отладке на макете от трансформатора
(24В через ограничивающий резистор 2 Ома). Без нагрузки и с нагрузкой, меняющейся от 22 до 6 Ом – напряжение было где-то14,2- 14,16В (точно уже не помню). На мопеде он работал сначала с последовательно включенным диодом, а после пробега примерно 100 км уже напрямую. На зиму я его снял для заливки эпоксидкой, поэтому  измерения на трансформаторе могу повторить. Ну а в реале- только весной.

Пожалуй, из шунтирующих РР это самая продвинутая схема
Позволю себе небольшие рекомендации по схеме: движок R2 надо заблокировать от помех мелким конденсатором на корпус
Желательно также ввести в схему цепь температурной коррекции (зима - 14,8в - лето - 14,2в), как в автомобильных РР. ПМСМ это можно осуществить поставив стабилитрон с отрицательным ткн КС133Г вместо VD2 (при этом надо будет уменьшить R3, R4 и R5, а стабилитрон вынести из РР наружу, чтоб он мерял t окр. среды).
Ну и применение NE555 ПМСМ несколько избыточно  
При наших частотах излишне организовывать 70-80 нс отпирание/запирание ключа. Можно и 500 нс. Потери возрастут очень незначительно.
А если еще и полевик попроще (BUZ11 хватит с головой) то может и выходного тока ОУ хватит чтобы без значительного увеличения потерь на переключение рулить затворами
При создании народной схемы также желательно учитывать, что в глухой деревне не всякие детали доступны. (только пожалуйста не надо про интернет-магазины. я лично против того, чтобы заказывать мелочевку, когда стоимость пересылки в разы, а то и десятки раз больше цены самих деталей)
З.Ы. Не воспринимайте как критику. Общими усилиями можно отшлифовать схему почти до идеала.

Хорошая схема.
И простая. КУ112 можно поменять на КУ101 с любой буквой (хоть по паспорту у него ток включения по УЭ до 10 мА, но реально - доли мА), а то эти 112 довольно дефицитны и дороги. Тиристор тоже можно практически любой на ток от 10 до 40 ампер. Например КУ202 с любой буквой.

Конденсатор в принципе принимается, хотя при отладке на мопеде сбоев в работе я не заметил. NE555 поставил еще и потому, что :
- обеспечивает скачкообразное гистерезисное переключение из 0 в 1 и обратно с достаточно хорошей скоростью;
- имеет двухтактный выходной каскад с приемлемым втекающим и вытекающим токами;
- копеечная стоимость;
- небольшой корпус (DIP-8);
- имеется в наличии.
BUZ11 вполне покатит, я просто традиционно работаю с IRFами , если кому-то проще приобрести MOSFETы других уважаемых домов , то здесь ограничения только по параметрам. Практика показывает, что MOSFETы International Rectifier при схожих параметрах дешевле транзисторов других фирм.  А вот прямое управление полевиками с выхода операционника- это надо еще  проверять. Выходное сопротивление ОУ порядка 2кОм, и по прикидочным расчетам закрываться   MOSFETы будут в районе 40мкс., да примерно столько же и  открываться. А это уже порядка 10- 20% от полупериода, многовато будет. Лучшим решением было бы подобрать компаратор с мощным двухтактным выходом.

Подстроечник я ставил из того, что было в наличии, кроме того долговременная эксплуатация в условиях вибрации подстроечных резисторов разного типа показала, что проволочные- наиболее надежные. Конечно же можно применить и однооборотные резисторы, правда снизится точность установки выходного напряжения и остаются вопросы по контакту движка.
Я за зиму хочу переделать схему : опорное напряжение сделать на TL431, а на инверсный вход ОУ установить делитель из 2х резисторов.

Проверять конечно надо, но не все так плохо.
Выходное сопротивление ОУ с замкнутой цепью ООС близко к нескольким омам, но в нормальных усилителях есть защита выхода от к.з.
У УД6-го такая защита есть. Минимальное сопротивление нагрузки при питании +/-15в равно 1 кОм (а не выходное сопротивление). Это значит, что максимальный длительный ток выхода равен 15 мА. Порог срабатывания токовой защиты выходного каскада обычно в несколько раз больше этого значения, и не зависит от напряжения питания.
Короче, можно попытаться использовать этот ОУ, в таком же режиме, как Вы использовали NE555.

Ничего не имею против Вашей схемы, но не кажется ли Вам, что для подавляющего большинства народу она не будет легкоповторяемой?
Тем более уже есть проверенные, нормально работающие и гораздо проще в изготовлении (с меньшим количеством радиоэлементов, собираемые даже навесным монтажем) схемные решения ШУНТИРУЮЩИХ регуляторов напряжения.
Ведь, что народу надо:
- исключить притухание света на холостых  - решено (потребители на постоянке);
- исключить перезаряд/выкипание АКБ - решено (напряжение не поднимается выше заданного при настройке, обычно 14,2 В);
- нормальная работа (у кого есть) тахометра - решено (лучше всего работает с последней схеме шапки);
- малое количество деталей + их доступность, легкоповторяемость - решено;

Я конечно понимаю - своя схема самая лучшая и т.д., но в индивидуальном порядке можно сделать и на микропроцессоре, а оно того стОит, остальным это надо? Извините, что резко звучит, это всего лишь вопросы.

"BUZ11 вполне покатит, я просто традиционно работаю с IRFами , если кому-то проще приобрести..."

Вы меня не совсем поняли.
Я не о производителе, а о том, что для того чтобы было легче тягать затворы, неплохо бы взять мосфет (любого производителя) на ток не 80 ампер, а 20-25. Потери в нем при этом не выйдут за рамки потерь на собственном же встроенном диоде.

Хочу немного расставить точки на i.

ХСМ «Смотрели осциллом, с какой частотой переключаются полевики? Насколько понимаю, используется релейный принцип управления.»  Да, вы правы – принцип управления- релейный, точнее- ШИМ. Частота переключений и длительность импульсов меняется в зависимости от оборотов и величины нагрузки и максимальное ее значение у меня было 3,5 кГц. (Можно увидеть по осциллограммам, выложенным ранее).
Gustav «Стабильность работы обеспечивается стабильностью решения идеи сравнений напряжений.» Не только, она еще обеспечивается способностью силового ключа реагировать на сигналы управления. Полевик, в отличие от тиристора (или симистора) является полностью управляемым ключом, поэтому и характер поступления энергии в нагрузку в моем регуляторе   постепенный, растянутый на весь полупериод. В тиристорном регуляторе вся энергия в нагрузку поступает только в течении времени от 0 до момента шунтирования а это время принципиально меньше четверти периода. Отсюда больший импульсный ток до шунтирования и примерно такой же через  тиристоры после шунтирования.
Gustav «И над всем этим стоит ОУ с малыми входными токами, быстрый и точный. Кстати зачем там обратная связь? чтобы удовольствие переключения растянуть?»
Вы, по всей видимости, не внимательно смотрели схему. Связь там положительная, и служит как раз для ускорения процесса переключения компаратора на ОУ из одного состояния в другое. А операционник стоит обычный , ничем особо не выдающийся, стоит гроши.
По поводу меньшего нагрева- это же очевидно. Во- первых падение напряжения на шунте не превышает 0,27В при 10А (мощность рассеяния- 2,7Вт умноженное на коэффициент заполнения),
Во- вторых плечо  моста состоит из двух диодов, один из которых Шоттки, и падение напряжения на них меньше, чем на KBPC3510.
На стеб по поводу КТ3107 намеренно реагировать не собираюсь, все уже 2 раза обсуждалось выше. Тем более, что вчера смакетировал и отладил другой вариант схемы, где нет ни подстроечника, ни КТ3107. Заодно прогнал в мультисиме все варианты РР (тиристорный, свой и макара).  Схему постараюсь вечером выложить, если только опять не будет проблем с Интернетом.
Gustav «Но все надувают щёки, приводят цифры по току и по напряжению, сведено в таблицы  и сделаны орг.выводы.»
Ну вообще- то приведены еще и осциллограммы (не китайским осциллографом до этого сверенным с образцовым). По поводу измерения токов и напряжений. Они сделаны на постоянном токе с малым уровнем пульсаций, которые и обеспечивает мой РР. Так что ссылки на неправильные показания из- за искаженной формы напряжения (тока) в данном случае не проходят, в таблице приведены реальные значения.

не от нуля до момента шунтирования, а от момента превышения напряжения на аккумуляторе.  
Но это не важно...
мне неизвестно как себя ведут полевые транзисторы по сравнению с симистрами. Симистры работают достаточно стабильно ,чтобы это не вызывало нареканий. Нужно ли применять полевики, мне пока не понятно. Пока не вижу почему... В чем смысл? Полевики все так же шунтируют генератор, только чаще. Это лучше?


Да. я не стал думать отрицательная связь или положительная. я просто не могу понять для чего она. скорости переключения не хватает? Для регулятора напряжения даже этот простенький операционник это слишком уж высокие технологии....
Посмoтрите на схему с ULN2003 . Она же простая как швабра. Но почему то даже к ней задают идиотские вопросы.
По большому счету вместо этого корпуса DIP16 можно ставить два транзистора и пару резисторов, но тогда вопросов будет на порядок больше.
Хочется Вас спросить - Ваша схема для чего? Вы тренируетесь? Вы хотите чтоб её делали другие? или это комерческая идея такая? Для чего всё это?

Пока ничего не очевидно. извините за недоверие.

Конечно применение диодов Шоттки лучше всего в любом варианте описанных здесь схем. Лично я, люблю 40CPQ100, но наверное надо искать что то поменьше.

Значит не у одного меня вопросы. Наверное я самый тупой в этой теме и мне не светит нормального объяснения. Пока что я видел одно сравнение со стабилитроном Д814. Может я еще где то проглядел? Попробую еще где то правду найти - в чем смысл?




Наверное вы плохо понимаете что такое действующее значение тока и напряжения. На осцилограмме Вы их не найдете. ( кстати я Ваши осцилограммы не нашел). Общедоступные измерительные приборы сделаны так, чтобы измерить среднее значение напряжения и перемножить его с коэффициентом формы напряжения. Эти коэффициенты посчитаны и известны для распространенных форм сигнала. а то что меряем мы ни под какую историю не подходит.
Я так и не понял почему Вы считаете, что проведенные Вами измерения имеют что то общее с реальными значениями. Кстати какими все таки? - скорее всего то что измерено, это то самое среднее значение да?

Выкладываю, как и обещал обновленную схему.

[ Пока не вижу почему... В чем смысл? Полевики все так же шунтируют генератор, только чаще. Это лучше?
Полевики шунтируют генератор на более короткое время, за счет этого ток в катушке остается более постоянным, чем при тиристорном шунтировании . При этом за счет многократного шунтирования потребление энергии от генератора растянуто на весь полупериод, что уменьшает величину его импульсного тока и кроме того, обеспечивает более качественную стабилизацию напряжения .
У Вас же есть Мультисим , смоделируйте обе схемы и сразу увидите разницу.


[Хочется Вас спросить - Ваша схема для чего? Вы тренируетесь? Вы хотите чтоб её делали другие? или это комерческая идея такая? Для чего всё это?
Вот честно вам скажу, ни кому- либо навязывать эту схему (да и как это возможно), ни как говорят «срубить бабки», мне даже и в голову не приходило. А насчет тренировки- это Вы конечно повеселили от души и меня и окружающих. Я вообще-то профессионально почти 30 лет занимаюсь разработкой радиоэлектронного оборудования и схема эта- ну как конструкция выходного дня. Спасибо, подняли настроение. Кстати профессия обязывает знать и про среднее, и про среднеквадратичное  значение переменного тока, а также правильно проводить измерения и уметь систематизировать их результаты.

[ Пока ничего не очевидно. извините за недоверие.
Ну все же просто: падение напряжения при токе шунтирования 10А на полевиках 0,27В.
(два канала по 0,013 Ома последовательно). Падение напряжения на открытом симисторе (тиристоре) при том же токе -1,2- 1,6В. Если даже принять одинаковым их время нахождения в открытом состоянии, то на симисторе выделится мощность примерно в 4,5 раза больше, чем на полевиках.


[

Прогнал схему в Протеусе, вродь все нормально.
Только входная синусоида очень "не стабильная", после достижения на выходе заданного напряжения начинается ее срыв.

Я схему прогонял на макете и в мультисиме, осциллограммы очень похожие, выходное напряжение- практически один в один. Если хотите, то могу на Вашу почту скинуть исходники.
Там  же кстати, проекты  РР на тиристорах и macara.

приветствую!
можно подсказочку ? собрался делать РР по последней схеме (в шапке темы). не могу понять, какой провод на генераторе отключать и соединять. фотка прилагается, движок 139QMB Viper Storm.
желтый, белый и зеленый звонятся на корпус. по схеме: желтый идет на фару, пусковое, РР; белый - на РР; зеленый - масса; красный - вроде как на тахометр.
заранее благодарю.

Пока угорал в гараже интернет заглох.Телефон фоткает по две линии(медленная зкспозиция)
и наплывает двойное изображение.На выходе генератора делитель 20в.на выходе регулятора 0,5в.и то еле заметные пупырышки видно.А генер.дает почти синусоиду как в сети,и без нагрузки каждый четвертый период срезается(откр.тир.)а с увеличением нагрузки увелич.кол-во
срезаных бугров.Так при полной нагрузке(сток.)и 3000об.более 40км.ч появляется не срезанный
горб и на индикаторе показывает зарядку 4 срез.и один нетронутый.Намека на пиковые импульсы
нет осцилограф, мой старый проверенный в боях,хотя на цифровом тоже самое и от транса ,только не меняется длительность.Уезжаю,спешу.

Доброго времени суток.
Прошу прощения, что вмешался.
Если кому интересно, то выкладываю результаты эмуляции схемы тов. Макара в мультисиме.  Полученные результаты в основном сходятся с измеренными автором с помощью военного осциллографа.
Исходные данные взял усредненные:
Источник: U=50 В, f= 100 Гц, R вн =0,5 Ом, L = 5мГн
Нагрузка: АКБ - 13 В, 4 А/ч, R вн = 0,5 Ом + параллельно подключенное активное сопротивление (изменялось).
На рисунках осциллограммы напряжений (синяя – на аноде тиристора, красная – на выходе) при следующей нагрузке:
1. Близкой к максимальной (70 Вт) R н  =2 Ом
2. Средней (35 Вт)R н = 4 Ом
3. Без нагрузки (кроме почти полностью заряженной АКБ).
(Во всех случаях емкость параллельного конденсатора =2,2 мкФ)
Из полученных эпюр видно, что схема действительно работает в релейном режиме и при минимальной нагрузке (фото 3) генератор большую часть просто "отдыхает", чего и требовалось добиться (обратите внимание, что плюс ко всему длительность развертки на 3 фото стоит в 2 раза больше)

Кстати, раньше упоминалось о наличии выброса напряжения. Действительно, некий выброс имеет место и увеличивается при увеличении напряжения генератора а также нагрузки на РР.  ПМСМ его природа ничто иное как ЭДС самоиндукции. Т.к. реальный тиристор все-таки закрывается не на нулевом токе, а на некотором токе удержания, то при большой индуктивности генератора ( L ) на его выводах может возникать довольно солидная ЭДС. Жаль, что я не знаю реальную величину индуктивности нашего генератора, поэтому взял "с потолка" 5 мГн, а ведь она может многое подкорректировать в полученных данных. Может кто знает, то подскажите, интересно таки проверить.

ЗЫ2: Отдельное спасибо Vism57 за помощь.