3. Система электроснабжения с цифровым регулятором напряжения, имеющим расширенные функциональные возможности
В настоящее время на современных автомобилях начали использоваться генераторные установки (генераторы со встроенными в них регуляторами напряжения), в которых регуляторы напряжения выполняются на цифровой базе и обладают расширенными функциональными возможностями.
Так, кроме выполнения основной функции- поддержания постоянным напряжения генератора, эти регуляторы напряжения за счёт усложнения их схемы решают следующие задачи:
- отключение цепи возбуждения генератора от аккумуляторной батареи при неработающем генераторе;
-сигнализация отказа генераторной установки;
-защита от короткого замыкания обмотки возбуждения генератора;
-уменьшение уровня напряжения генераторной установки при разгоне автомобиля (при этом электропотребители питает аккумуляторная батарея, а генератор перестает потреблять механическую энергию от двигателя, вся энергия последнего идет на разгон);
- уменьшение уровня напряжения генераторной установки в момент включения мощных электропотребителей (это позволяет избежать проскальзывания приводного ремня генератора и уменьшает его износ);
- защита обмотки возбуждения от перегрева;
- оптимизация режима заряда аккумуляторной батареи;
- уменьшение частоты вращения холостого хода двигателя внутреннего сгорания автомобиля с соответствующим уменьшением расхода топлива.
Рисунок 3.1. - Система электроснабжения с цифровым регулятором напряжения, имеющим расширенные функциональные возможности
В представленной системе электроснабжения регулятор напряжения выполнен на цифровой элементной базе по толстопленочной технологии гибридных интегральных схем.
Он состоит из интегральной микросхемы irvr101,усилительного каскада на полевом транзисторе, гасящего диода (на схеме защитного диода), пассивных элементов.
Связь бортового компьютера с регулятором осуществляется через интерфейс LIN.
Регулятор напряжения получает от бортового компьютера следующую информацию:
- уставку напряжения (требуемую величину напряжения генератора),
- скорость переключения транзистора,
-силу тока возбуждения,
- сигналы блокирования (запирания полевого транзистора),
- включение режима LRS – переключение электропотребителей на питание от аккумуляторной батареи при разгоне автомобиля.
В обратном направлении из регулятора в бортовой компьютер поступает информация:
- частота вращения ротора генератора,
- сила тока возбуждения или температура обмотки возбуждения,
-информация о неполадках с разделением по характеру неисправностей: механическая, электрическая, превышение температуры и т.д.
Работа регулятора напряжения
Регулятор напряжения включается в работу сигналом с бортового компьютера.
После включения он поддерживает величину относительного времени открытого состояния 18,75%.
При достижении напряжением фазы генератора 2 В, а частотой вращения ротора 1200 об./мин. происходит полное открытие полевого транзистор и начальное самовозбуждение генератора.
После этого регулятор поддерживает постоянным напряжение на выходе генератора на уровне задаваемом бортовым компьютером или, в случае отсутствия связи с компьютером, по уставке самого регулятора.
При окончании работы полевой транзистор запирается при уменьшении напряжения фазы генератора до 0,6 В , а частоты вращения ротора генератора до 600 об./мин.
В случае прерывания связи регулятора с бортовым компьютером регулятор способен выполнять почти все функции, которые он выполнял по сигналам бортового компьютера. Этим обеспечивается надежность работы системы.