Разработка монокристального монофункционального регулятора напряжения для бортовой сети автомобиля (стр. 9 из 10)

Тем-ра, оС	Uстаб,В
	Uпит = 16 В	Uпит = 14,1 В	Uпит = 10 В	Uпит = 8 В
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100	5,722 5,728 5,732 5,740 5,752 5,767 5,783 5,801 5,814	5,722 5,729 5,732 5,740 5,752 5,766 5,783 5,800 5,806	5,721 5,729 5,732 5,740 5,751 5,765 5,781 5,798 5,804	5,701 5,704 5,706 5,712 5,723 5,736 5,751 5,763 5,742

Таблица 3.9.3

Параметр BV, B	Напр-ние стабил. В	Примечание	Параметр BV, B	Напр-ние стабил. В	Примечание
6 6,2 6,4 6,5 6,6	5,262 5,460 5,658 5,757 5,856	Uпит = = 14,1 В, Т = 27 оС	6,8 7,0 7,2 7,4 7,5	6,054 6,252 6,450 6,648 6,747	Uпит = = 14,1 В, Т = 27 оС

Таблица 3.9.4

R/Rном	Uстаб	Примечание	R/Rном	Uстаб	Примечание
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0	5,790 5,783 5,775 5,769 5,762 5,757	Uпит = 14,1 В Т = 27 оС Rнагр = = 5,3 кОм.	1,1 1,2 1,3 1,4 1,5	5,751 5,746 5,740 5,735 5,731	Uпит = 14,1 В Т = 27 оС Rнагр = = 5,3 кОм.

4. Типовая схема включения регулятора напряжения в генераторную установку

Регулятор напряжения включается в генераторную установку по следующей схеме, указанной на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Типовая схема включения регулятора напряжения (АБ – аккумуляторная батарея; ОГ – обмотки генератора переменного тока; К.З.З. – ключ замка зажигания; КЛ – контрольная лампа; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; РН – регулятор напряжения; 1 – выпрямительные диоды (стабилитроны) прямой полярности; 2 – выпрямительные диоды (стабилитроны) обратной полярности; 3 – дополнительные выпрямительные диоды; ГУ – генераторная установка; В, Ш, М – выходы микросхемы регулятора напряжения (ВХОД, ШИНА, МАССА))

Работа регулятора напряжения была смоделирована на ПЭВМ в схемотехнической программе DesignLab8.0. Генераторная установка при моделировании была заменена источником постоянного тока. Для учета внутреннего сопротивления генераторной установки в целом последовательно источнику питания был включен резистор номиналом 0,1 Ом. Обмотка возбуждения была заменена ее омическим сопротивлением равным 2,6 Ом.

В результате моделирования была произведена настройка регулятора на номинальное напряжение настройки u_настр = 14,1 В. с помощью резистивного делителя напряжения, при котором напряжение на выходе микросхемы "Ш" (ШИНА) имело сигнал прямоугольной формы со скважностью равной Q = 2.

Также был определен диапазон регулирования регулятора (диапазон работы широтно-импульсной модуляции). Он составил 144 мВ, т.е. V_откр = 14,023 В и V_закр = 14,167 В.

Также был определен температурный коэффициент напряжения данного регулятора. Промежуточные измерения проводились при Т = 27 ^оС и Т = 87 ^оС: u_настр(Т = 27 ^оС) = 14,1 В; u_настр(Т = 87 ^оС) = 13,78 В, то есть

ТКН = [u_настр(Т = 87 ^оС) - u_настр(Т = 27 ^оС)]/ΔT = [13,78 В – 14,10 В]/ 60 ^оС = - 5,33 мВ/^оС.

Этот результат ниже экспериментально измеренного, который составляет примерно – 10 мВ/ ^оС.

5. Методика измерения и контроля параметров регулятора напряжения

После сборки микросхемы регулятора напряжения в корпус необходимо провести проверку на соответствие параметров.

Контролируемые параметры регулятора напряжения приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Параметр	Обоз-начение	Значение		Примечание
		Неменее	Не более
1. Ток холостого хода, мА	Ixx	100	Uвх=16,0 В
2. Постоянное прямое напряжение на гасящем диоде, В	Uпр	2	Iпр =5 А
3. Проверка первоначальной настройки, В	Uвх1	10,8	12,5	Iвых = 50 мА
4. Настройка регулятора на оптимальное значение, В	Uнастр	14,05	14,15	Iвых = 50 мА
5. Проверка напряжения настройки, В	Uнастр	14,05	14,15	Iвых = 50 мА
6. Напряжение насыщения выходного транзистора, В	Uнас	-	1,0	Iвых = 5 А
7. Ток утечки выходного транзистора, мА	Iут	-	0,5	-
8. Частота выходных импульсов, Гц	fи	30	120	-
9. Температурный коэффициент напряжения настройки, мВ/оС	ТКНн	-8,5	-5,5	-

Методика измерения параметров.

1. Проверка первоначальной настройки:

1) Устанавливают управляющее напряжение от источника G1 (рис.5.1.) u _вх = 12,5 ± 0,05 В;

2) От источника G2 по прибору PA1 устанавливают выходной ток I _вых = 50 ± 5%;

3) Управляющее напряжение на входе от источника G1 изменяют таким образом, чтобы на выходе микросхемы (Ш) был сигнал прямоугольной формы со скважностью Q = 2 ± 0,1, при этом регистрируют значение напряжения первоначальной настройки u _вх1 по прибору PV1.

2. Настройку регулятора на оптимальное значение проводят следующим образом:

Максимальное сопротивление резистора R₁ (рис.1а) при всех разомкнутых перемычках R_1max = 26,9375; а минимальное R_1min = 19 в относительных единицах.

Напряжение u_xв точке 4 будет равно:

u_x =

;

R_X=

;

Определим величину изменения резистора R₁ :

∆R = R_X – R

= R_X –19;

∆R набирается путем пережигания перемычек между контактами 5 – 6; 6 – 7; 7 – 8; 8 – 9; 9 – 10; 10 – 11; 11 – 12 током порядка 1,5 А по принципу включения наибольшего веса, находящегося в ∆R.

Проверка напряжения настройки.

1) Устанавливают управляющее напряжение от источника G1 u_вх = 10,5 В ± 0,05 В;

2) От источника G2 по прибору PAустанавливают выходной ток I_вых = 50 мA ± 5%;

3) Управляющее напряжение на входе от источника G1 изменяют таким образом, чтобы на выходе микросхемы (Ш) был сигнал прямоугольной формы со скважностью Q = 2 ± 0,1, при этом регистрируют значение напряжения настройки u_настр. по прибору PV1.

3. Измерение остаточного напряжения (u_ост.) проводят по следующей методике:

1) На регулятор подают напряжение от источника G1 u_вх = 12,5 В ± 0,2 В;

2) От источника G2 по прибору PA устанавливают выходной ток I_вых = 5 A ± ±5%; по прибору PV2 регистрируют значение напряжения, которое равно u_ост.;

4. Измерение частоты выходных импульсов проводят по следующей методике:

1) На регулятор подают напряжение от источника G1 u_вх = 14,1 В ± 0,1 В;

2) На выходе (Ш) измеряют частоту выходных импульсов прибором PF1.

5. Измерение тока утечки на выходе проводят по схеме измерения, приведенной на рис. 5.4., по следующей методике:

1) От источника G1 устанавливают входное напряжение u_вх = 30 В ± 0,2 В;

2) От источника G2 устанавливают напряжение u_вых = 28 В;

3) Измерителем PV производят измерение падения напряжения Δu на резисторе R₁ (рис.3а).

Ток утечки определяют по формуле:

I_ут.вых. =

.

6. Измерение прямого постоянного напряжения на гасящем диоде

(u_пр.) проводят по схеме измерения, приведенной на рис. 5.6. по следующей методике:

1) От источника G1 по прибору PA устанавливают постоянный ток I_пр = 5 А ± 5 %;