4 సాలిడ్-స్టేట్ కార్ ఆల్టర్నేటర్ రెగ్యులేటర్ సర్క్యూట్లు అన్వేషించబడ్డాయి

క్రింద వివరించిన 4 సాధారణ కార్ వోల్టేజ్ కరెంట్ రెగ్యులేటర్ సర్క్యూట్లు ఏదైనా ప్రామాణిక నియంత్రకానికి తక్షణ ప్రత్యామ్నాయంగా సృష్టించబడతాయి మరియు ప్రధానంగా డైనమో కోసం అభివృద్ధి చేయబడినప్పటికీ ఇది ఆల్టర్నేటర్‌తో సమానంగా సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుంది.

సాంప్రదాయ కార్ ఆల్టర్నేటర్ వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ యొక్క పనితీరును విశ్లేషించినట్లయితే, ఈ రకమైన నియంత్రకాలు తరచూ అవి నమ్మదగినవి కావడం మాకు ఆశ్చర్యంగా ఉంది.

ఆల్టర్నేటర్ నుండి వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత ఉత్పత్తిని నియంత్రించడానికి చాలా సమకాలీన కార్లను సాలిడ్-స్టేట్ వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్లతో అమర్చినప్పటికీ, ఎలెక్ట్రోమెకానికల్ రకం వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్లతో వ్యవస్థాపించిన లెక్కలేనన్ని మునుపటి కార్లను మీరు ఇప్పటికీ నమ్మదగనివిగా గుర్తించవచ్చు.

ఎలక్ట్రో-మెకానికల్ కార్ రెగ్యులేటర్ ఎలా పనిచేస్తుంది

ఎలక్ట్రో-మెకానికల్ కార్ ఆల్టర్నేటర్ వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ యొక్క ప్రామాణిక పనితీరు క్రింద వివరించిన విధంగా ఉంటుంది:

ఇంజిన్ ఐడ్లింగ్ మోడ్‌లోకి వచ్చాక, డైనమో జ్వలన హెచ్చరిక దీపం ద్వారా ఫీల్డ్ కరెంట్ పొందడం ప్రారంభిస్తుంది.

ఈ స్థితిలో డైనమో ఆర్మేచర్ బ్యాటరీతో అనుసంధానించబడలేదు, ఎందుకంటే బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌తో పోలిస్తే దాని అవుట్పుట్ చిన్నది, మరియు బ్యాటరీ దాని ద్వారా విడుదలవుతుంది.

ఇంజిన్ యొక్క వేగం పెరగడం ప్రారంభించినప్పుడు, డైనమో యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ కూడా పెరుగుతుంది. ఇది బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌ను అధిగమించిన వెంటనే రిలే ఆన్ చేయబడి, డైనమో ఆర్మేచర్‌ను బ్యాటరీతో కలుపుతుంది.

ఇది బ్యాటరీ ఛార్జింగ్‌ను ప్రారంభిస్తుంది. ఒకవేళ డైనమో అవుట్‌పుట్ మరింత పెరిగితే 14.5 వోల్ట్ల వద్ద అదనపు రిలే సక్రియం అవుతుంది, ఇది డైనమో ఫీల్డ్ వైండింగ్‌ను తగ్గిస్తుంది.

ఈ రిలే నిష్క్రియం అయ్యే వరకు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ కుడివైపుకి పడిపోవటం ప్రారంభించినప్పుడు ఫీల్డ్ కరెంట్ క్షీణిస్తుంది. ఈ సమయంలో రిలే స్థిరంగా ఆన్ / ఆఫ్ అవుతుంది, డైనమో అవుట్‌పుట్‌ను 14.5 V వద్ద ఉంచుతుంది.

ఈ చర్య బ్యాటరీని అధిక ఛార్జింగ్ నుండి రక్షిస్తుంది.

డైనమో అవుట్‌పుట్‌తో సిరీస్‌లో దాని కాయిల్ వైండింగ్‌ను కలిగి ఉన్న 3 వ రిలే కూడా ఉంది, దీని ద్వారా మొత్తం డైనమో అవుట్‌పుట్ కరెంట్ వెళుతుంది.

డైనమో యొక్క సురక్షిత అవుట్పుట్ కరెంట్ ప్రమాదకరమైన స్థాయికి చేరుకున్న తర్వాత, అధికంగా విడుదలయ్యే బ్యాటరీ కారణంగా కావచ్చు, ఈ వైండింగ్ రిలేను సక్రియం చేస్తుంది. ఈ రిలే ఇప్పుడు డైనమో యొక్క ఫీల్డ్ వైండింగ్‌ను వేరు చేస్తుంది.

ఫంక్షన్ కేవలం ప్రాథమిక సిద్ధాంతం మరియు ప్రతిపాదిత కార్ వోల్టేజ్ కరెంట్ రెగ్యులేటర్ యొక్క నిర్దిష్ట సర్క్యూట్ ఒక నిర్దిష్ట కారు కొలతలను బట్టి వేర్వేరు స్పెక్స్ కలిగి ఉంటుందని నిర్ధారిస్తుంది.

1) పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించడం

సూచించిన రూపకల్పనలో కటౌట్ రిలే D5 ద్వారా ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటుంది, ఇది డైనమో అవుట్పుట్ బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా పడిపోయిన వెంటనే రివర్స్-బయాస్ అవుతుంది.

ఫలితంగా బ్యాటరీ డైనమోలోకి విడుదల చేయలేకపోతుంది. జ్వలన ప్రారంభించినట్లయితే, డైనమో ఫీల్డ్ వైండింగ్ టెల్-టేల్ లైట్ మరియు టి 1 ద్వారా కరెంట్ పొందుతుంది.

ఆల్టర్నేటర్ యొక్క ఆర్మేచర్ నిరోధకత తగ్గినందున ఫీల్డ్ కాయిల్ నుండి కరెంట్ తీసుకోకుండా ఉండటానికి డయోడ్ డి 3 విలీనం చేయబడింది. ఇంజిన్ యొక్క వేగం పెరుగుతున్నప్పుడు డైనమో నుండి అవుట్పుట్ అనులోమానుపాతంలో పెరుగుతుంది మరియు D3 మరియు T1 ద్వారా దాని స్వంత ఫీల్డ్ కరెంట్‌ను అందించడం ప్రారంభిస్తుంది.

D3 యొక్క కాథోడ్ సైడ్ వోల్టేజ్ పెరుగుతున్నప్పుడు హెచ్చరిక కాంతి మసకబారే వరకు క్రమంగా మసకబారుతుంది.

డైనమో అవుట్పుట్ 13-14 V కి చేరుకున్నప్పుడు బ్యాటరీ మళ్లీ ఛార్జింగ్ ప్రారంభమవుతుంది. IC1 డైనమో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను ట్రాక్ చేసే వోల్టేజ్ కంపారిటర్ లాగా పనిచేస్తుంది.

డైనమో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ ఆప్ ఆంప్ ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ పై వోల్టేజ్ నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ కంటే మొదట ఎక్కువగా ఉంటుంది, అందువల్ల ఐసి అవుట్పుట్ తక్కువగా ఉంటుంది మరియు టి 3 స్విచ్ ఆఫ్ అవుతుంది.

అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ 5.6 V కన్నా ఎక్కువ వెళ్ళిన వెంటనే ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ D4 ద్వారా ఈ స్థాయిలో నియంత్రించబడుతుంది మరియు నియంత్రించబడుతుంది.

అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పేర్కొన్న అత్యధిక సామర్థ్యాన్ని దాటినప్పుడు (పి 1 ద్వారా సెట్ చేయబడింది), ఐసి 1 యొక్క నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, దీని వలన ఐసి 1 అవుట్పుట్ సానుకూలంగా మారుతుంది. ఇది T3 ని సక్రియం చేస్తుంది. ఇది OF2 T2 మరియు T1 ని మారుస్తుంది, డైనమో ఫీల్డ్‌కు కరెంట్‌ను నిరోధిస్తుంది.

డైనమో ఫీల్డ్ కరెంట్ ఇప్పుడు క్షీణిస్తుంది మరియు కంపారిటర్ తిరిగి తిరిగి వచ్చే వరకు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పడిపోవటం ప్రారంభమవుతుంది. R6 అనేక వందల మిల్లీవోల్ట్ల హిస్టెరిసిస్‌ను సరఫరా చేస్తుంది, ఇది సర్క్యూట్ స్విచ్చింగ్ రెగ్యులేటర్ లాగా పనిచేయడానికి సహాయపడుతుంది. T1 గాని గట్టిగా టోగుల్ చేయబడుతుంది లేదా చాలా తక్కువ శక్తిని వెదజల్లుతుంది.

ప్రస్తుత నియంత్రణ T4 ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది. R9 ద్వారా కరెంట్ ఎంచుకున్న అత్యున్నత స్థాయి కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, దాని చుట్టూ వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఫలితంగా T4 ఆన్ అవుతుంది. ఇది IC1 యొక్క నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ వద్ద సంభావ్యతను పెంచుతుంది మరియు డైనమో ఫీల్డ్ కరెంట్‌ను వేరు చేస్తుంది.

R9 (0.033 ఓం / 20 డబ్ల్యూ, సమాంతరంగా 0.33 ఓం / 2 డబ్ల్యు రెసిస్టర్‌లలో 10 నోస్‌లతో రూపొందించబడింది) కోసం ఎంపిక చేసిన విలువ 20 ఎ కంటే ఎక్కువ వాంఛనీయ అవుట్పుట్ కరెంట్‌ను పొందడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. పెద్ద అవుట్పుట్ ప్రవాహాలు కావాలనుకుంటే, R9 విలువ తగిన విధంగా తగ్గించవచ్చు.

అసలు రెగ్యులేటర్ యొక్క ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా పి 1 మరియు పి 2 లను సముచితంగా అమర్చడం ద్వారా పరికరం యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ పరిష్కరించబడాలి. T1 మరియు D5 ను హీట్‌సింక్‌లపై వ్యవస్థాపించాలి మరియు చట్రం నుండి ఖచ్చితంగా వేరుచేయబడాలి.

2) సరళమైన కార్ ఆల్టర్నేటర్ వోల్టేజ్ కరెంట్ రెగ్యులేటర్

కింది రేఖాచిత్రం ఘన స్థితి కారు ఆల్టర్నేటర్ వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత కంట్రోలర్ సర్క్యూట్ యొక్క మరొక వేరియంట్‌ను కనిష్ట సంఖ్యలో భాగాలను ఉపయోగించి చూపిస్తుంది.

సాధారణంగా బ్యాటరీ వోల్టేజ్ క్రింద ఉన్నప్పుడు, పూర్తి ఛార్జ్ స్థాయి, రెగ్యులేటర్ ఐసి సిఎ 3085 అవుట్పుట్ స్విచ్ ఆఫ్‌లో ఉంటుంది, ఇది డార్లింగ్టన్ ట్రాన్సిస్టర్‌ను కండక్టింగ్ మోడ్‌లో ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది, ఇది ఫీల్డ్ కాయిల్‌ను శక్తివంతం చేస్తుంది మరియు ఆల్టర్నేటర్ పనిచేస్తుంది.

IC CA3085 ఇక్కడ ప్రాథమిక పోలికగా రిగ్ చేయబడినందున, బ్యాటరీ దాని పూర్తి ఛార్జ్ స్థాయికి ఛార్జ్ అయినప్పుడు, బా 14.2 V కావచ్చు, IC యొక్క పిన్ # 6 వద్ద ఉన్న సంభావ్యత 0V కి మారుతుంది, సరఫరాను ఆఫ్ ఫీల్డ్ కాయిల్‌కు మారుస్తుంది.

ఈ కారణంగా ఆల్టర్నేటర్ నుండి కరెంట్ క్షీణిస్తుంది, బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జింగ్‌ను నిరోధిస్తుంది. బ్యాటరీ అధిక ఛార్జింగ్ నుండి ఆగిపోతుంది.

ఇప్పుడు, బ్యాటరీ వోల్టేజ్ CA3085 పిన్ 6 థ్రెషోల్డ్ కంటే పడిపోతున్నప్పుడు, అవుట్పుట్ మరోసారి అధికమవుతుంది, ట్రాన్సిస్టర్ నిర్వహించడానికి కారణమవుతుంది మరియు ఫీల్డ్ కాయిల్‌కు శక్తినిస్తుంది.

ఆల్టర్నేటర్ బ్యాటరీకి సరఫరా చేయడం ప్రారంభిస్తుంది, తద్వారా ఇది మళ్లీ ఛార్జింగ్ ప్రారంభమవుతుంది.

భాగాల జాబితా

3) ట్రాన్సిస్టరైజ్డ్ కార్ ఆల్టర్నేటర్ రెగ్యులేటర్ సర్క్యూట్

దిగువ గూడు సాలిడ్-స్టేట్ ఆల్టర్నేటర్ వోల్టేజ్ కరెంట్ రెగ్యులేటర్ రేఖాచిత్రాన్ని సూచిస్తూ, V4 సిరీస్-పాస్ ట్రాన్సిస్టర్ లాగా కాన్ఫిగర్ చేయబడింది, ఇది ఆల్టర్నేటర్ యొక్క క్షేత్రానికి విద్యుత్తును నియంత్రిస్తుంది. ఈ ట్రాన్సిస్టర్ రెండు 20 ఆంపి డయోడ్‌లతో పాటు బాహ్య హీట్‌సింక్‌లో బిగించబడుతుంది. గరిష్ట ఎల్డ్ కరెంట్ సమయంలో కూడా V1 యొక్క చెదరగొట్టడం నిజంగా చాలా ఎక్కువ కాదు, కేవలం 3 ఆంప్స్‌లోనే.

ఏది ఏమయినప్పటికీ, మధ్యస్థ శ్రేణికి బదులుగా fi ఎల్డ్ అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ ట్రాన్సిస్టర్ V1 కు అనుగుణంగా ఉంటుంది, దీని వలన అత్యధికంగా 10 వాట్ల కంటే ఎక్కువ వెదజల్లుతుంది.

జ్వలన స్విచ్ స్విచ్ ఆఫ్ చేయబడినప్పుడు ఫీల్డ్ కాయిల్‌లో ఉత్పత్తి అయ్యే ప్రేరక వచ్చే చిక్కుల నుండి పాస్ ట్రాన్సిస్టర్ V4 కు డయోడ్ D1 రక్షణ కల్పిస్తుంది. మొత్తం ఫీల్డ్ కరెంట్‌ను బదిలీ చేసే డయోడ్ డి 2 డ్రైవర్ ట్రాన్సిస్టర్ వి 2 కోసం అదనపు వర్కింగ్ వోల్టేజ్‌ను సరఫరా చేస్తుంది మరియు పాస్ ట్రాన్సిస్టర్ వి 4 ను పెద్ద నేపథ్య ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కత్తిరించవచ్చని హామీ ఇస్తుంది.

ట్రాన్సిస్టర్ V3 V4 కోసం డ్రైవర్ లాగా పనిచేస్తుంది మరియు ఈ ట్రాన్సిస్టర్‌పై 3 ma నుండి 5 ma వరకు బేస్-కరెంట్ స్వింగ్ మొత్తం 'ఆన్' నుండి V4 యొక్క పూర్తి 'ఆఫ్' మారడానికి అనుమతిస్తుంది.

రెసిస్టర్ R8 అధిక ఉష్ణోగ్రతల సమయంలో కరెంట్ కోసం ఒక మార్గాన్ని అందిస్తుంది. సిస్టమ్ చుట్టూ సృష్టించబడిన అధిక లాభ లూప్ కారణంగా రెగ్యులేటర్ యొక్క డోలనం నుండి రక్షించడానికి కెపాసిటర్ సి 1 అవసరం. పెరిగిన ఖచ్చితత్వం కోసం టాంటాలమ్ కెపాసిటర్ ఇక్కడ సిఫార్సు చేయబడింది.

కంట్రోల్-సెన్సింగ్ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రాధమిక మూలకం ట్రాన్సిస్టర్లు V1 మరియు V2 లను కలిగి ఉన్న సమతుల్య అవకలన యాంప్లియర్ పరిధిలో ఉంటుంది. ఈ ఆల్టర్నేటర్ రెగ్యులేటర్ యొక్క లేఅవుట్కు ప్రత్యేక శ్రద్ధ అందించబడింది, ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్టింగ్ సమస్యలు లేవని నిర్ధారించుకోవడం. దీన్ని సాధించడానికి చాలా అనుసంధానించబడిన రెసిస్టర్లు వైర్-గాయాల రకాలుగా ఉండాలి.

వోల్టేజ్ కంట్రోల్ పొటెన్టోమీటర్ R2 నిర్దిష్ట పరిశీలనకు అర్హమైనది, ఎందుకంటే కంపనాలు లేదా ఉష్ణోగ్రత తీవ్ర పరిస్థితుల కారణంగా దాని సెట్టింగుల నుండి ఎప్పటికీ దూరంగా ఉండకూడదు. ఈ రూపకల్పనలో ఉపయోగించిన 20-ఓం కుండ ఈ కార్యక్రమానికి ఆదర్శంగా పనిచేసింది, అయితే రోటరీ శైలిలో దాదాపు ప్రతి మంచి వైర్‌వౌండ్ కుండ బాగానే ఉంటుంది. ఈ కారు ఆల్టర్నేటర్ వోల్టేజ్ కరెంట్ రెగ్యులేటర్ డిజైన్‌లో రెక్టిలినియర్ ట్రిమ్‌పాట్ రకాలను తప్పించాలి.

4) ఐసి 741 కార్ ఆల్టర్నేటర్ వోల్టేజ్ కరెంట్ రెగ్యులేటర్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్

ఈ సర్క్యూట్ బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ యొక్క ఘన-స్థితి నిర్వహణను అందిస్తుంది. ఆల్టర్నేటర్ యొక్క ఫీల్డ్ వైండింగ్ ప్రారంభంలో సాంప్రదాయ పద్ధతిలో వలె జ్వలన లైట్ బల్బ్ ద్వారా ప్రేరేపించబడుతుంది.

డబ్ల్యూఎల్ టెర్మినల్ మీదుగా కరెంట్ క్యూ 1 ద్వారా ఎఫ్ టెర్మినల్‌కు ప్రయాణిస్తుంది, చివరికి ఫీల్డ్ కాయిల్‌పై ఉంటుంది. ఇంజిన్ శక్తినిచ్చిన వెంటనే, కారు యొక్క డైనమో నుండి కరెంట్ D2 ద్వారా Q1 కి కదులుతుంది. WL టెర్మినల్ వోల్టేజ్ బ్యాటరీ కంటే మించి ఉన్నందున జ్వలన టెల్-టేల్ లాంప్ మసకబారుతుంది. కరెంట్ అదేవిధంగా D5 ద్వారా బ్యాటరీ వైపు కదులుతుంది.

ఈ సమయంలో, పోలికగా రిగ్ చేయబడిన IC1 బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌ను కనుగొంటుంది. నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ పై ఈ వోల్టేజ్ ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు (జెనర్ డి 4 ద్వారా 4.6 వోల్ట్ల వద్ద బిగింపు) ఆప్ ఆంప్ యొక్క అవుట్పుట్ అధికంగా వెళ్తుంది.

కరెంట్ తరువాత D3 మరియు R2 ద్వారా Q2 బేస్ వైపుకు వెళుతుంది మరియు తక్షణమే దాన్ని ఆన్ చేస్తుంది. ఈ చర్య ఫలితంగా Q1 బేస్ దాన్ని ఆపివేస్తుంది మరియు ఫీల్డ్ వైండింగ్‌లో వర్తించే కరెంట్‌ను తొలగిస్తుంది. ఆల్టర్నేటర్ అవుట్పుట్ ఇప్పుడు పడిపోతుంది, దీనివల్ల బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కూడా తగ్గుతుంది.

ఈ విధానం బ్యాటరీ వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ స్థిరంగా ఉంటుందని నిర్ధారిస్తుంది మరియు అధికంగా ఛార్జ్ చేయడానికి అనుమతించబడదు. ది బ్యాటరీ పూర్తి ఛార్జ్ వోల్టేజ్ RV1 ద్వారా సుమారు 13.5 వోల్ట్ల వరకు సర్దుబాటు చేయవచ్చు.

సమయంలో చల్లని వాతావరణ పరిస్థితులు కారును ప్రారంభించేటప్పుడు, బ్యాటరీ వోల్టేజ్ గణనీయంగా తక్కువగా పడిపోతుంది. ఇంజిన్ మండించిన వెంటనే బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత నిరోధకత కూడా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది ఆల్టర్నేటర్ నుండి ఎక్కువ కరెంట్‌ను లాగడానికి బలవంతం చేస్తుంది మరియు తద్వారా ఆల్టర్నేటర్ యొక్క క్షీణతకు దారితీస్తుంది. ఈ అధిక ప్రస్తుత వినియోగాన్ని పరిమితం చేయడానికి, ఆల్టర్నేటర్ నుండి ప్రాధమిక శక్తి టెర్మినల్‌లో రెసిస్టర్ R4 ప్రవేశపెట్టబడింది.

సాధ్యమైనంత ఎక్కువ కరెంట్ (సాధారణంగా 20 ఆంప్స్) 0.6 వోల్ట్‌లు దాని అంతటా ఉత్పత్తి అవుతాయని నిర్ధారించుకొని R4 నిరోధకత ఎంపిక చేయబడింది, దీనివల్ల Q3 ఆన్ అవుతుంది. Q3 విద్యుత్ లైన్ ద్వారా R2 ద్వారా Q2 బేస్ వైపు ప్రస్తుత కదలికలను సక్రియం చేస్తుంది, దానిని ఆన్ చేస్తుంది, ఇది Q1 ను ఆపివేస్తుంది మరియు ఫీల్డ్ వైండింగ్‌కు ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని కత్తిరిస్తుంది. ఈ కారణంగా డైనమో లేదా ఆల్టర్నేటర్ అవుట్పుట్ ఇప్పుడు పడిపోతుంది.

కారులోని ఆల్టర్నేటర్ యొక్క అసలు వైరింగ్‌కు ఎటువంటి మార్పులు చేయవలసిన అవసరం లేదు. సర్క్యూట్‌ను పాత రెగ్యులేటర్ బాక్స్‌లో ఉంచవచ్చు, Q1, Q2 మరియు D5 తగిన పరిమాణంలో ఉన్న హీట్ సింక్‌తో జతచేయబడాలి.