Стабилизатор напряжения генератора автомобиля

Предлагаемый широтно-импульсный стабилизатор напряжения бортовой сети автомобиля содержит те же узлы, что и его прототип [1], но за счёт применения микросхемы К561ТЛ1 (четыре триггера Шмитта) удалось мультивибратор и формирователь коротких импульсов собрать всего на одном её элементе, кроме того, использование мощного полевого p-канального транзистора позволило упростить узел управления выходным ключом.

Схема стабилизатора напряжения бортовой сети автомобиля показана на рисунке. Оно содержит стабилизатор напряжения питания микросхемы DD1 на стабилитроне VD1 и резисторе R4; генератор коротких импульсов низкого логического уровня с частотой следования 300…600 Гц на элементе DD1.1; времязадающий конденсатор С4, подключенный параллельно участку коллектор-эмиттер транзистора VT1; управляемый генератор тока на транзисторе VT2; измерительное устройство, как и в прототипе, с фильтром нижних частот, содержащее резистивный делитель напряжения R8—R10, стабилитрон VD5 и конденсатор С5; выходной мощный полевой транзистор VT3 и защитный диод VD6.

После подачи питания конденсатор С1 заряжается через резистор R4 до напряжения стабилизации стабилитрона VD1, начинает работать генератор коротких импульсов с частотой следования 300…600 Гц.

Рассмотрим один период работы стабилизатора, начиная с того момента, когда на выходе триггера DD1.1 появляется низкий логический уровень. Транзистор VT1 открывается током зарядки конденсатора СЗ и подаёт на входы элемента DD1.2 высокий уровень, одновременно разряжая конденсатор С4. На выходе элемента DD1.2 появляется низкий уровень, открывающий полевой транзистор VT3. Ток с вывода «15″ стабилизатора протекает через вывод «67″ и обмотку возбуждения генератора. По окончании импульса на выходе DD1.1 появляется высокий уровень, транзистор VT1 закрывается. Далее начинается зарядка конденсатора С4 током от управляемого генератора на транзисторе VT2 через резистор R5. Когда напряжение на конденсаторе С4 достигнет нижнего порога переключения триггера Шмитта DD1.2, он переключится, и на его выходе появится высокий уровень, закрывающий транзистор VT3. Дальнейшая зарядка конденсатора С4 (напряжение на нём ограничено диодом VD4 для защиты входных цепей микросхемы DD1) не. вызывает переключения элемента DD1.2.

Далее, когда на выходе генератора вновь формируется импульс низкого уровня, процессы повторяются.

Стабилизация напряжения осуществляется изменением относительной длительности включённого состояния полевого транзистора VT3 — этим процессом управляют измерительное устройство и генератор тока. При увеличении напряжения на выводе «15″ стабилизатора относительно вывода «Общий» увеличивается ток коллектора транзистора VT2. Конденсатор С4 начинает заряжаться быстрее, а относительная продолжительность включённого состояния транзистора VT3 уменьшается и, следовательно, уменьшается средний ток, протекающий через обмотку возбуждения генератора, — выходное напряжение генератора уменьшается.

В случае понижения напряжения на выводе «15″ устройства ток коллектора транзистора VT2 уменьшается, а время зарядки конденсатора С4 увеличивается. Относительная длительность включённого состояния транзистора VT3 и средний ток, протекающий через обмотку возбуждения генератора, увеличиваются, следовательно, увеличивается и выходное напряжение генератора.

Конструкция и детали стабилизатора напряжения

В стабилизаторе напряжения можно применить постоянные резисторы МТ, МЛТ, ОМЛТ, С2-23, С2-33, подстроечный резистор СП5-16, СП5-2, СП5-3, СП5-2В, СП5-ЗВ, СП5-2ВА, СП5-ЗВА или как в [1 ] СПО-05.

Конденсатор С1 — импортный фирм Jamicon, Samsung, Gloria, CapXon, остальные — плёночные К73-17 на напряжение 63 В.

Диоды 1N4148 можно заменить на КД522Б, КД510А, Д219А, Д223А, Д223Б, 1 N4001 — 1 N4007, диод КД209А — на КД212А, КД237А, КД213А.

Вместо транзистора КТ315Г можно использовать КТ315 А—КТЗ15В, КТ315Д—КТ315И, КТ3117А, а вместо КТ361Г — КТ361А— КТ361В, КТ361Д—КТ361И, КТ313А, КТ313Б.

Полевой транзистор RFP8P08 заменим на IRF5210, IRF6215, IRF9530, IRF9540, IRF9140.

Стабилитроны Д818Е можно заменить на Д818Д, КС191Д, КС 191Р, КС191Н, КС 191 У, КС191П, КС190В, КС190Г, КС190Д, а микросхему К561ТЛ1 — на К561ТЛ1 А, 564ТЛ1 или импортный аналог.

Вследствие простоты стабилизатор собран на отрезке макетной платы, который размещён в корпусе от реле-регулятора РН1. Возможно использование корпусов от регуляторов 12.3702, РН-2 [2]. Плата закреплена на стойках. Мощный полевой транзистор VT3 необходимо установить через изолирующую теплопроводящую прокладку на основание корпуса, предварительно смазав поверхности теплопроводящей пастой.

Налаживание стабилизатора напряжения

Для налаживания стабилизатора необходимы мультиметр, регулируемый стабилизированный источник питания с выходным напряжением 12… 15 В и максимальным током нагрузки не менее 1 А и осциллограф.

Стабилизатор напряжения подключают к источнику питания с установленным выходным напряжением 12 В. Осциллографом проверяют наличие импульсов частотой 300…600 Гц на выходе элемента DD1.1. Длительность коротких импульсов низкого уровня должна быть 100…300 мкс. Если частота и длительность импульсов выходят за указанные пределы, подбирают конденсатор С2. Далее проверяют наличие на коллекторе транзистора VT1 пилообразных импульсов с максимальным положительным напряжением около 9 В и отрицательным 0,5…0,7 В (относительно вывода 7 микросхемы DD1). Затем вход осциллографа подключают к выходу элемента DD1.2 — должны наблюдаться прямоугольные импульсы размахом около 9 В. Плавно повышают напряжение источника питания — в определённый момент длительность импульса высокого уровня должна резко увеличиться. Это значит, что напряжение, установленное на выходе источника питания, очень близко к напряжению стабилизации стабилизатора.

Проверяют длительности перепадов импульсов — они должны быть в пределах 5…20 мкс; короткие перепады вызывают излишний нагрев генератора Г221, а длинные — нагрев мощного транзистора VT3. При необходимости подбирают резистор R7. Это может потребоваться в случае замены полевого транзистора RFP8P08 другим, из числа рекомендованных из-за другой ёмкости затвор—исток.

Далее между выводом «67″ и общим проводом (корпусом) подключают лампу накаливания на напряжение 12 В мощностью 15 Вт. На выходе источника питания устанавливают напряжение 14,2 В. Вращая движок подстроечного резистора R9, находят момент резкого изменения яркости свечения лампы. Оставляют движок в положении, когда лампа погаснет.

Далее стабилизатор устанавливают на автомобиль и окончательно налаживают, как рекомендовано в [1].

1. Тышкевич Е. ШИ регулятор напряжения.

2. Синельников А. X. Электронные приборы для автомобилей.

Регулятор напряжения — это электронный прибор, устанавливаемый на автомобильных генераторах для стабилизации входного напряжения на аккумулятор. Оно должно быть в пределах 13,2 — 14,5 вольт. Отклонения как в большую, так и меньшую сторону недопустимы. Это уже будет являться неисправностью генератора. В большинстве случаев виновником неисправности бывает именно регулятор напряжения. Этот прибор хотя и имеет небольшие размеры, но именно он оберегает аккумулятор от преждевременного выхода из строя.

Первые признаки неисправности реле-регулятора

Как проверить реле-регулятор генератора. Основным признаком отклонения выходного напряжения генератора является затрудненный пуск двигателя. Особенно часто это проявляется в холодное время года. Проверьте аккумуляторную батарею. Она должна быть чистой и сухой. На ней не должно быть белых выделений. Если они присутствуют, то возможно регулятор вышел из строя, и идет перезаряд батареи, вызывая закипание электролита.

На автомобиле наблюдается слишком яркое свечение ламп накаливания. При этом они часто перегорают. В салоне авто стоит запах горелой проводки. Нередки случаи перегорания предохранителей. При включенных фарах яркость света напрямую зависит от частоты оборотов двигателя. Все это говорит о том, что, возможно, вышел из строя стабилизатор напряжения. А попросту регулятор. Кстати, затрудненный пуск двигателя может наблюдаться как при избыточном, так и недостаточном напряжении.

Следите за контрольной лампочкой зарядного тока. Она находится на щитке приборов. Загорается красным цветом с символикой аккумулятора. Может гореть либо в полный накал, либо половина накала. При запущенном двигателе это говорит о неисправности генератора.

Электрическая неисправность генератора может проявляться тремя способами:

1. Полное отсутствие какого-либо напряжения.
2. Сильно заниженное напряжение.
3. Сильно завышенное напряжение.

​При любой из выше перечисленных неполадок в первую очередь рекомендуется проверить работоспособность реле-регулятора генератора.

​Виды существующих реле-регуляторов

С момента начала появления автомобилей прошел уже целый век. За это время регуляторы не один раз меняли свою начинку и внешний вид. Рассмотрим в первую очередь современные стабилизаторы, а потом уже устаревшие.

Регуляторы наших дней бывают двух видов:

встроенные — такие крепятся непосредственно к корпусу генератора и выпускаются совмещенными со щеточным узлом;

Оба вида имеют неразборные корпуса и не подлежат ремонту. Если на генераторе выходное напряжение имеет отклонения от нормального, и есть уверенность, что виноват именно стабилизатор, то в этом случае просто меняем его на новый.

Предварительная проверка

Для проверки регулятора напряжения генератора понадобится мультиметр. Запускаем двигатель и мультиметром замеряем напряжение генератора. Один щуп измерительного прибора подсоединяем к клемме 30 генератора (та самая шпилька на задней стенке генератора, к которой идет обычно два, иногда три провода и закрепляются гайкой). Напряжение должно быть в пределах 12,5 — 12,8 вольт.

Затем запускаем двигатель и опять делаем замеры напряжения на клеммах генератора. На холостом ходе должно быть не меньше 13,2 вольт, но не более 14 вольт. Затем увеличиваем обороты двигателя до 3500 об/мин, в этом случае пределы напряжения должны быть в рамках 14,2 — 14,5. Напряжение не должно превышать значения 14,8 вольт. Если оно выше, то идет перезаряд аккумуляторной батареи.

Потом включаем дальний свет фар, печку, аварийную сигнализацию и другие приборы и опять замеряем напряжение на генераторе. Оно понизится под нагрузкой включенных приборов, но значение напряжения в этом случае не должно быть ниже 13,2 вольта. Если оно ниже минимального — «недозаряд».

В обоих случаях необходимо произвести проверку стабилизатора напряжения.

Как проверить регулятор напряжения генератора

Современный регулятор, совмещенный со щеточным узлом, применяется на большинстве автомобилей иностранного и отечественного производства. Для начала оценим доступ к генератору. Если он труднодоступен и неудобен, то лучше будет снять его с автомобиля. Если же доступ свободный, то снимаем с него реле, не снимая генератор. Но перед этим обязательно нужно снять минусовую клемму с аккумулятора.

Регулятор крепится к генератору со стороны задней крышки обычно двумя болтами. Откручиваем их и аккуратно, чтобы не повредить щетки, снимаем его, предварительно отсоединив от него провода.

Для дальнейшей проверки нам понадобится либо блок питания, либо зарядное устройство, лампа на кальвания на 12 вольт. Главное, чтобы можно было увеличивать и уменьшать напряжение от 10 до 16 вольт. Если для проверки будет использоваться зарядное устройство, то понадобится еще и аккумулятор. Дело в том, что многие зарядные устройства не работают без него.

Подключаем зарядное устройство к аккумуляторной батарее в штатном режиме. Дополнительно к клеммам батареи подсоединяем мультиметр и два провода. Один на плюс, другой на минус. И соединяем их с реле-регулятором. Плюсовая клемма регулятора — это штекер. Минус — металлическая пластинка под одним из крепежных отверстий. Проводами подсоединяем к щеткам лампочку. Стенд готов, можно начать проверку. Блок питания подключается так же, только без аккумулятора.

Подключаем зарядное устройство к внешней сети и включаем его. Ручка регулятора нагрузки должна быть на минимальном уровне. Начинаем потихоньку поднимать напряжение. При этом накал лампочки должен понемногу увеличиваться. При нагрузке 12 вольт и более она должна гореть в полный накал. Продолжаем плавно поднимать напряжение до тех пор, пока не потухнет лампочка, или нагрузка не достигнет значения 15 вольт. Если регулятор исправен, то лампочка должна погаснуть на значении напряжения 14,2 -14,5. При снижении нагрузки лампочка опять загорится.

Если лампочка тухнет до 14 вольт, или достигнуто напряжение более 14,8 вольт, а лампочка все еще горит, то такой регулятор надо менять.

Проверка отдельного регулятора напряжения генератора

Таким же способом проверяется отдельно стоящий стабилизатор. В основном он крепится на кузове в моторном отсеке. Но иногда и на крышку генератора. В любом случае откручиваем его и подсоединяем к стенду. Пусть, например, это будет стабилизатор типа Я112 В.

Плюсовой провод подсоединяем к клеммам «Б» и «В», минус подаем на корпус. Контрольную лампочку соединяем с клеммами «В» и «Ш». Далее делаем все точно так же, как и с совмещенным стабилизатором. Плавно поднимаем нагрузку, при достижении 14,5 вольт должна произойти отсечка. Если отсечки нет, то меняем регулятор.

Проверяем устаревший 591.3702−01

Этот устаревший тип реле устанавливался почти на все заднеприводные автомобили. Относится он к отдельно стоящим. Всегда крепился к кузову моторного отсека. Схема подключения для проверки слегка отличается от вышеописанной. Действия и суть проверки остаются прежними.

Здесь имеется всего два контакта. Маркировка выполнена цифрами «67» и «15». Контакт под номером «67» — это минусовая клемма. Соответственно «15» — плюс. Минусовой провод с зарядного устройства закрепляем на корпусе устройства. Плюсовой крепим на клемме 15. Провода контрольной лампочки соединяем: один на корпусе, второй и клемме «67». Наш стенд готов к проверке.

Как проверить мультиметром регулятор к1216ен1

И напоследок пару слов о реле к1216ен1. Этот регулятор устанавливался на заднеприводные, и переднеприводные ВАЗы с инжекторными двигателями. Если учесть тот факт, что таких автомобилей эксплуатируется немало по всему постсоветскому пространству, нельзя обойти его стороной.

Этот регулятор принадлежит к совмещенному реле со щеточным узлом. Его предварительная и основная проверка проводится по вышеописанному методу. Никаких особых отличий нет.

Полезные советы

Всегда старайтесь держать в чистоте аккумуляторную батарею и генератор. Так как от попадания влаги контакты часто окисляются. А это сильно мешает нормальной работе всего электрооборудования. Нередко отклонения зарядного тока происходят именно от грязи. Стоит хорошенько почистить контакты и клеммы, как неисправность исчезает сама, без всяких замен и ремонтов. Чистота — залог хорошего здоровья не только для человека, но и для автомобиля.

Проблемы «недозаряда», как в принципе и «перезаряда» аккумулятора, могут быть вызваны многими причинами, но самая первая и самая распространенная на многих автомобилях (наши ВАЗ здесь не исключение), а также на многих мотоциклах, является выход реле-регулятора генератора из строя. Этот прибор, не смотря на свою компактность, убережет вашу батарею и сделает ее срок службы намного больше. Однако если он выходят из строя, это может просто убить АКБ в считанные недели, поэтому если увидели белые потеки, а также, двигатель не запускает после ночи, даже «не крутит» стартер – самое время проверять реле регулятор вашего автомобиля, а вот как это сделать своими руками, а вам сегодня подробно расскажу …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Для начала определение

Реле-регулятор – это устройство, которое регулирует ток от генератора автомобиля, не давая перезарядить аккумулятор, уберегая его от перезаряда, губительного для батареи. Таким образом, это устройство намного продлевает срок службы АКБ.

По сути это просто стабилизатор напряжения, который не дает напряжению от генератора превышать порог в 14,5 Вольта, это очень точный прибор и обязательный для всех типов автомобилей. Однако его можно различить на два типа.

Типы реле – регулятора

Если утрировать то видов всего два, но каждый работает по одинаковому принципу, а именно «режет» или увеличивает напряжение до нужного показателя.

• Совмещенный со щеточным узлом. Обычно крепится на сам генератор, в корпусе где находятся щетки, находится и реле-регулятора.

• Отдельный. Обычно крепится на кузове автомобиля, провода идут от генератора на него, а только после на аккумулятор.

Корпуса неразборные и туго и у другого типа (зачастую залиты герметиками или специальными клеями), то есть они не ремонтируются. Если честно то стоят они достаточно дешево, особенно на наши ВАЗ, так что легче купить новый, чем ковырять старый.

Это самые распространенные виды, конечно, раньше были так называемые совмещенные с клеммами, но они не прижились, потому как устройство не очень удобное, поэтому про них рассказывать не буду.

Если ваше реле «накрылось» идет постоянный перезаряд, тогда стоит его менять, однако для начала нужно убедиться что дело именно в нем. Сейчас существуют всего два способа проверки: — не снимая на самом автомобиле, и проверка уже снятого реле. Разберем оба варианта.

Как проверить реле — регулятора не снимая с машины?

Косвенные признаки

Если у вас «регулятор» вышел из строя – вы это очень быстро заметите, особенно если на улице зима и морозы. Дело в том, что будет присутствовать либо «недозаряд» либо перезаряд батареи. При недозаряде – вы попросту не запустите свой автомобиль – приходите на стоянку вставляете ключ, а авто еле – еле крутит двигатель, либо вообще не запускает, иногда гаснут даже лампочки.

При перезаряде – будет происходить практически тоже самое, только поводом будет служить выкипание электролита из банок АКБ. Косвенно можно определить по быстрому уменьшению электролита в банках, и белому налету на аккумуляторе сверху, а также на частях кузова под ним. Стоит уже задуматься и проверить реле регулятора.

Однако это не наш метод, нам нужно убедиться более точно.

Правильный метод

Для этого будем использовать наш вольтметр, нам нужно замерить напряжение на клеммах аккумулятора, при запущенном двигателе. Для начала хочу отметить что при незапущенном двигателе нормальное напряжение должно быть в пределах 12,7В, возможно чуть меньше, но если у вас уже 12В, то АКБ нужно подзаряжать! Или искать причины недозаряда.

• Запускаем двигатель
• Ставим мультиметр на значение до 20 Вольт

• Подсоединяем щупы к клеммам
• Если напряжение примерно в пределах 13,2 – 14В, это нормально.
• Увеличиваем обороты (скажем до 2000 — 2500), напряжение начнет расти, примерно от 13,6 до 14,2 В, это также нормально.
• Далее пробуем на максимальных оборотах (более 3500), напряжение должно быть от 14 до 14,5В, но не больше!

Если у вас есть отклонения, в большую или меньшую сторону, а именно при любых оборотах напряжение так и осталось в 12,7В, или даже упало до 12В, то это говорит о неисправности реле-регулятора.

Также если напряжение выше 14,5В, например – 15 – 16В, опять же неисправен реле-регулятора, нужно менять.

Если быть до конца честным, не всегда неисправность указывает только не реле, зачастую выходит из строя сам генератор. Если «регулятор» находится отдельно, то нужно для начала поменять его, если ничего не поменялось, снимаем генератор и полностью проверяем систему. Если щеточный узел совмещен вместе с реле, то генератор нужно снимать обязательно!

Проверяем совмещенный реле-регулятора автомобиля

Первым будем проверять совмещенную схему реле-регулятора вместе со щеточным узлом. Такие сейчас ставятся на многие иномарки, да и кстати на многие отечественные автомобили (зачастую носят маркировку Я212А).

Как вы понимаете здесь обязательно снимать генератор и разбирать его, так как этот совмещенный узел крепится сзади рядом с валом генератора, по которому и ходят эти щетки. Для этого:

• Ищем на генераторе сзади специальное «окошко», куда погружаются щетки.
• Откручиваем болт крепления.
• Извлекаем щеточный узел.
• Очищаем его — как правило, он будет в графитовой пыли, щетки сделаны из графита, с применение специального угля.

Затем нам нужно его проверить, но для этого собираем определенную схему, желательно использовать блок питания с регулируемой нагрузкой или зарядное устройство. Также нам нужно взять обычную лампочку на 12В от автомобиля, например от «габаритов», будут нужны провода для сборки всей системы.

Возможно, нам понадобиться аккумулятор, ведь многие зарядные устройства без него не работают. А вот уже от провода с аккумулятора подсоединяем реле-регулятора, к щеткам которого подключаем лампочку на 12В, сделать это можно небольшими крокодильчиками, главное не сломать графитовые элементы. Небольшая схема для понимания.

Если подключить все в спокойном состоянии, то лампочка просто загорится и будет гореть, это нормально, так как щеточный узел является проводником электричества от вала. Напомню в спокойном состоянии, напряжение на щетках будет примерно 12,7В.

Теперь на зарядном устройстве нам нужно поднимать напряжение, до 14,5 В, лампа будет гореть, но при достижении этого порога она должна погаснуть! То есть 14,5 В это своего рода «отсечка» дальнейшего роста напряжения! Если понизить значение, то лампа опять должна загореться. Тогда ваш реле-регулятора рабочий, он прошел проверку.

В случае если напряжение достигло 15 — 16В, а лампочка горит, это значит реле вышло из строя его нужно заменить! Он не дает «отсечку» и будет способствовать перезаряду АКБ. Вот такая вот простая проверка. Сейчас небольшое видео по теме.

Проверка отдельного реле

Аналогично можно проверить новый тип регулятора, то есть отдельный, здесь процесс проверки намного облегчен. Для примера возьмем модель типа Я112B, они устанавливались на многие отечественные авто раньше (ВАЗ).

Это отдельный элемент, поэтому просто откручиваем его от кузова (бывает и от крышки генератора) и присоединяем к нашему стенду, еще раз хочу напомнить желательно — иметь блок питания на 12В, тогда процесс проверки на много облегчается. Если нет, используем зарядное устройство (с режимами регулировки) и подключаем по нижней схеме.

Проверка такая же, повышаем напряжение до 14,5 В, лампа должна погаснуть, если нет, или отключается при напряжении намного выше – то реле вышло из строя нужна замена.

Старый тип или проверка 591.3702-01

Это совсем старый тип реле, он устанавливался еще на «копейки», а также на многие заднеприводные автомобили. Он также всегда отдельно крепился на кузове, но проверка здесь немного отличается по контактам.

Если взять их маркировку, то их всего два – «67» и «15». Первый контакт «67» — это минус как собственно и корпус реле, а вот «15» — это плюс. Принцип действия такой же, подсоединяем наше зарядное устройство — начинаем проверку, повышаем напряжение до 14,5В, дальше смотрим на лампу. Если отключилась хорошо, нет – плохо, замена.

Есть еще один «лайфхак» – если подключить лампочку, в обход реле регулятора к проводам которые шли на контакты 15 и 67, далее снять с плюсовой клеммы АКБ провод – если мотор не заглох, значит генератор «живой».

Что еще может быть?

Зачастую при виновником проблем с зарядом может быть не сам регулятор, а его клеммы, от времени, они как и многие на автомобиле окисляются – что не дает нормально работать генератору и подзаряжать нашу батарею, поэтому для начала прежде чем менять этот узел постарайтесь его прочистить, убрать окислы и прочие налеты. Кстати это касается и клемм аккумулятора, их нужно чистить и защищать, хотя бы раз в сезон.

Поэтому первым делом, если мультиметр выдает вам — 11 или чуть ниже 12В на клеммах машины, попробуйте для начала прочистить клеммы и контакты, затем замерьте еще раз. Вполне возможно что причина в них.

НА этом заканчиваю статью, думаю было полезно, читайте наш АВТОБЛОГ.

(14 голосов, средний: 4,21 из 5)

Похожие новости

Зазор на свечах зажигания. Какой должен быть и на что он влияет

Ремонт тормозного суппорта своими руками. Плюс подробное видео

Есть ли сцепление на «автомате»? Разбираем техническую составляю.