Делаем Я112А

Автор: eufs, eufs@email.ua
Опубликовано 18.11.2015
Создано при помощи КотоРед.

     Представлю свою версию реле-регулятора напряжения бортовой сети автомобиля Я112А, которое зовётся в простонародно-водительском наречии-"шоколадка".

Не пристало настоящим котам затариваться в магазинах автозапчастей тем, что вполне можно сделать самим, тем более что за дешево можно там купить только откровенный хлам, а нормальная указанная вещь продается никак не  меньше, чем полкило нормальной колбасы.

А деталек-то для самодельного потребуется совсем не много, большинство из которых легко добывается из старых материнских компьютерных плат.

Анализ предлагаемых готовых Я112 поразил своей разнообразностью с одной стороны и убогостью схемотехники с другой. Как придумали на заре автомобильно-генераторной цивилизации регулятор на трех транзисторах и стабилитроне - так оно и кочует из одного изделия в другое, за редким исключением. Есть с целой кучей транзисторов, но чем это лучше - не понятно. Все равно транзистор на выходе биполярный составной по сути или конструктивно, на котором выделяется 4-5Вт тепла. И это не единственный недостаток.

"Ну и что"-скажете Вы, "оно ж работает..." - и будете совершенно правы. 

 Но мы не такие! Мы не будем экономить на мелочах и оглядываться, а будем смотреть только вперед.

В наших руках будет рождаться шедевр схемотехники на хороших, недорогих и распространенных деталях, обладающий некоторыми полезностями, такими как:

- малое падение напряжения на регулирующем элементе - не более 30мв, соответственно нет нагрева;

- высокую стабильность поддерживаемого напряжения;

- возможностью переключения напряжения  "лето-зима";

- световой индикатор исправной работы.

Схема каких-то особенностей не имеет. Опрный источник напряжения +2.5В собран на всем известной TL431, компаратор на еще более известном ОУ LM358, драйвер выходного ключа на транзисторах общего применения и, наконец, выходным ключом на мощном мосфете 60N03.

Оба операционных усилителя включены параллельно. Чтоб не болталсо второй и для надежности первого :).

Пару слов о возможных заменах деталей.

Мощный полевой транзистор можно заменить любым с предельным током не ниже 15А и напряжением 30В.  На материнках часто встречаются подобные мосфеты 18N06 (17aмпер 60вольт),30N03 (30а 30в),55N03 (55а 30в), 75N03 (75a 30в) и т.д и т.п. Все они годятся для конструкции. Только желательно по даташиту в интернете удостоверится насчет тока и напряжения (бывали случаи....). Плата предусматривает установку как в корпусе DPACK (тот что покрупнее), так и D2PACK (помельче), но первый предпочтительней.

Транзисторы в драйвере -любые c соответствующей структурой в корпусе SOT23.

TL431 тоже можно припаять в SOT23 (тоже есть на материнках)), а можно более распространенню в TO92 лежа боком...Плата позволяет. После первого включения надо проверить 431 на предмет возбуждения на высокой частоте, возможно придется убрать С1 или изрядно добавить. У меня в одном экземпляре регулятора пришлось его убрать, потому что без него не было возбуждения, а с ним появлялось.  Косвенно о возбуждении можно догадаться при сильно заниженном пороге срабатывания относительно 13.9-14.4В. Но лучше - осциллографом.

ОУ лучше не менять, их таких навалом...

При указанных на схеме деталях, рассчетный порог 14.25В, но все TL431 что были у меня были с незначительно заниженным напряжением, из- за чего порог сползал на 14.0-14.1.

Конденсатор С2-танталовый 3.3-10 мкф 20В. Попадаются и они на материнках, но реже. Чаще на платах от совсем старых CD или винчестеров.

Диод VD2 лучше всего двухамперный, но на крайний случай 1N4002-4007. Паяется формованными выводами на проводники в указанном месте без сверления.

Светодиод любого цвета диаметром 3мм впаивается в плату с обратной стороны и попадает в отверстие четвертого винта, который закручивать не надо. Щеткодержатель прекрасно держится и на трех.

Плата изготовлена из двухстороннего стклотекстолита 1.5-2мм. Фольгу с обратной стороны оставить.  Для соединения с обратной стороной впаяны 4 перемычки. 3 от истока полевго транзистора, одна от анода TL431. Отверстия на плате обозначены.

Отверстия под клеммы щеткодержателя- 4.2-4.5 мм. Под  центральный винт-3.3-3.5мм. Фольгу с лицевой и обратной стороны по краям больших отверстий надо срезать сверлом вдвое большего диаметра. 

На площадку по центру припаивается гайка М3, лучше латунная. 

Для реализации переключения режима "зима-лето" как не хотелось, а придется точно по центру коробки щеткодержателя просверлить отверстие 3.5мм. Закрутив в него винт М3 х 8  закоротится на корпус клемма от резистора R1 и напряжение на зиму повысится. Расчетное значение 14.4В. Можно еще поднять, если уменьшить R1.

Для проверки подаем напряжение от регулируемого источника напряжения 10-16В. Плавно увеличивая, пристально смотрим на светодиод, когда же он погаснет... Тем самым определяем порог срабатывания. Корректируем, если надо резистором R2.

Умные дядьки в толстых книжках рекомендуют 13.8-14.0 для лета и 14.3-14.5 для зимы. А вообще это целая наука - температурная компенсация напряжения. Но тянуть к аккумулятору термодатчик никому не охота...Однако схемотехническое решение данной конструкции позволяет это сделать, даже посчитаны номиналы для входного делителя  под датчик NTC10k, который опять же на материнках попадается. Может надо кому...

Окончательно убеждаемся в работоспособности, подключив к выходу регулятора автомобильную лампу, хотя бы ватт на 20. Должно светится и транзистор не греться. 

Не забываем после настройки и проверки в указанном на плате контуре и пайку светодиода изрядно заквасить эпоксидным или нитролаком. 

Как высохнет - идем к машине, ставим на генератор, заводим двигатель, меряем напряжение...Наблюдаем за весело мерцающим светодиодом, тем самым убеждаемся, что реле находится в зоне регулирования напряжения.

Буду рад, если принес кому-то пользу своей публикацией. Будут вопросы-отвечу.

Файлы:
плата

Все вопросы в Форум.